由于高強板，特別是抗拉強度大于780MPa的超高強鋼，其延伸率較差，不可避免地要采用滾壓復(fù)合成型工藝生產(chǎn)異型冷彎型鋼，如保險杠車身、防撞板等。防撞桿、門檻、座椅導(dǎo)軌等。但是不同的帶孔冷彎件需要使用在線落料、焊接、自動切割等設(shè)備組合成一條全自動滾壓線，需要突破一些關(guān)鍵技術(shù)。本文結(jié)合實例，重點介紹汽車保險杠及防撞桿生產(chǎn)設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)，與大家分享交流。

一、汽車異形滾壓件自動化生產(chǎn)簡介

同傳傳統(tǒng)冷彎型鋼，一般分為開式和閉式兩種。門檻和導(dǎo)軌多為開式型鋼，開式保險杠車身很常見。由于傳統(tǒng)沖壓工藝的限制，過去基本是開型材，后來很多車型還在沿用，比如老款別克GL8、捷達、起亞、榮威350等。封閉式b型鋼，國外一些輕型車縱梁也采用封閉式冷彎型鋼；車門防撞桿多為圓管，也有長橢圓形和異形截面的防撞桿（見圖1）。

圖1 崩潰欄

門檻件（見圖2）基本為敞開式，端部形狀復(fù)雜，中間和邊緣需要沖孔或局部凹入。

圖2 門檻

座椅導(dǎo)軌（見圖3）主要采用沖壓工藝制成。通過使用高強度材料，可以推廣應(yīng)用滾壓成型工藝。

圖3 座椅導(dǎo)軌

滾柱保險杠一般為大于780MPa的高強度材料，型材比較復(fù)雜，有的甚至是彎曲的（見圖4）。這些產(chǎn)品中的大多數(shù)都有不規(guī)則的孔。個別孔的精度要求高，工件上的孔數(shù)不同。該生產(chǎn)線集沖壓和焊接技術(shù)于一體，已在生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。采用數(shù)控技術(shù)，可有效控制折彎后的孔位精度。滾輪中高頻焊接和在線激光焊接技術(shù)在國內(nèi)也已經(jīng)成熟和應(yīng)用。

圖4 保險杠

2、高強度型材生產(chǎn)設(shè)備介紹

鑒于汽車零部件產(chǎn)量大、準(zhǔn)時生產(chǎn)嚴格、精度要求相對較高的特點，其生產(chǎn)設(shè)備多采用自動線作為保險杠車身的軋制部分，其生產(chǎn)過程是從開卷——（校平）——頭部切割對焊；從送料沖壓（壓花）單元到滾壓成型、切割和在線焊接技術(shù)，對自動化和可靠性的要求越來越高。

高強度（一般抗拉強度小于1200-1450mpa）冷彎型材的道次可在線加工或離線加工。但為了提高生產(chǎn)效率，對不影響輥筒設(shè)計的零件，一般在滾壓成型前先進行局部沖孔，而且大部分需要在線預(yù)沖孔。預(yù)沖帶材在成型過程中會出現(xiàn)孔位漂移、孔形變形，甚至改變軋制變形機制和回彈，影響產(chǎn)品精度，提高廢品率。

2.1開式高強型材軋制生產(chǎn)線

特征工件是門檻和保險杠車身的一部分。與傳統(tǒng)的滾壓成型工藝相同，大部分可以通過開卷、滾壓成型和分切機組生產(chǎn)，分切后進行沖壓加工。不同的是，高強度冷彎型材成型機必須有足夠的剛性和更高的精度，以減少回彈，保證產(chǎn)品精度。對于需要圓弧彎曲、復(fù)雜通孔和局部預(yù)凸的型鋼，必須配備矯平機和在線沖孔設(shè)備。在線沖床一般采用油壓機和多模油壓機，也可選擇機械壓力，但適用范圍比較窄。

開放式保險杠的彎曲弧度比較復(fù)雜。由于高強型鋼的回彈難以控制，在線折彎時邊緣容易起皺，因此滾壓成型設(shè)備是關(guān)鍵。當(dāng)然也可以通過線下拉折彎來完成。

2.2 封閉式高強型材自動軋制生產(chǎn)線

封閉式保險杠的滾動部分一般為B型，焊接接頭大多在型材中間。成型后需要將兩層金屬焊接在一起，主要采用滾焊工藝。管狀防撞條采用對焊方式，可采用高頻或激光焊接。對于鍍鋅板，激光焊接最好，焊接強度高，熱影響區(qū)小。

無論采用何種焊接方法，焊后整形均應(yīng)充分，必要時采用型芯增加整形道次。在圓弧彎曲過程中，模具設(shè)計考慮了截面特性以防止變形。

2.2.1 兩條型材軋制線的通用設(shè)備

為實現(xiàn)高強度軋制件生產(chǎn)的自動化，必須將沖壓、壓紋、折彎、焊接、拉深等加工工序集成到生產(chǎn)線中，一次完成型材件的加工。隨著軋制技術(shù)的成熟和光、電、液控制技術(shù)的發(fā)展，高強度零件的自動化生產(chǎn)變得簡單。

① 開卷機：主要結(jié)合高強度材料具有高彈性的特點，具有壓緊和防放卷功能，保證安全生產(chǎn)。

②校平機：一般認為校平機是在線沖壓輥線壓制的必備設(shè)備，但實踐證明，生產(chǎn)高強度材料的冷彎成型件可以省去校平機，相對較低的孔位要求和較窄的輪廓。

③沖孔單元：這類材料的長度一般為900-1500mm，大部分采用一次沖孔，因此需要選擇臺面大的設(shè)備。為了擴大適應(yīng)性，降低投資成本，快速液壓機是首選設(shè)備。如有需要，可加裝壓花機，完成零件上的標(biāo)識壓印。由于傳統(tǒng)的滾筒印刷工藝需要在滾筒母線上刻字，工作時字體容易脫落。此外，由于材料表面硬度高，不再適用。

④ 滾壓成型機：不同于傳統(tǒng)成型機，它需要適應(yīng)高強度板材的滾壓，因此其驅(qū)動性能、設(shè)備剛性和傳動精度都需要大幅度提高。也經(jīng)常使用拱架的快換結(jié)構(gòu)。可選擇半自動控制氣動爪式離合器結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)多品種生產(chǎn)。軋輥精度和耐磨性是穩(wěn)定生產(chǎn)高強度軋件的重要因素。

⑤切割機：一般采用液壓切割。對于高強度軋制零件，切削過程會產(chǎn)生更多的熱量。同時，由于材料屈服強度超過1000MPa，刀具的使用壽命相對較低。因此，刀口設(shè)計和模具材料選擇非常重要。

2.2.2 生產(chǎn)線專用工藝設(shè)備

1）在線焊接設(shè)備

主要用于需要在線焊接和連續(xù)生產(chǎn)的封閉冷彎型鋼。它是影響軋制件，尤其是汽車安全件加工過程的關(guān)鍵點。目前，我國主要采用兩種焊接方法：

① 間歇滾焊：間歇滾焊時，滾輪連續(xù)旋轉(zhuǎn)，工件連續(xù)運動，電流間歇通過工件。形成的焊縫由重疊的熔核組成。通過自動控制，可以設(shè)置焊點間距、焊接電流和在線修整電極焊輪。由于電流間歇通過，輥子設(shè)計有內(nèi)部冷卻和額外的外部冷卻。在休息時間，可以對軋輥和工件進行冷卻，從而提高軋輥的使用壽命，減少熱影響區(qū)寬度和工件變形，獲得較好的焊接質(zhì)量，而沒有連續(xù)滾焊的缺點。當(dāng)然，缺點是間歇滾焊時，熔核冷卻時，卷板已經(jīng)離開焊接區(qū)，沒有充分的鍛造工藝，熔核在減壓下結(jié)晶，容易產(chǎn)生表面過熱、縮孔空洞和裂縫。

目前廣泛采用高頻焊接和中頻焊接。中頻焊接頻率為1000Hz，比工頻50Hz的焊接控制要快。中頻焊接電流響應(yīng)時間為1ms，比工頻20ms快20倍。調(diào)整精度大大提高，從而更好地保證焊接質(zhì)量。