一种热成型零件制备软区的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了公开的一种热成型零件制备软区的方法及装置，通过对热成形零件上的N个激光处理区进行激光分时照射，并进行循环处理完成N个激光处理区区域的扫描处理，得到具有软区的热成型零件。本发明专利技术方法及装置在软区产生的整个过程中无需激光拼接以及具有软区的热成型模具，激光光源控制灵活，可适用于具有复杂形状、复杂软区分布的零件；同时具有硬度分布均匀、生产效率高的特点。生产效率高的特点。生产效率高的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种热成型零件制备软区的方法及装置


[0001]本专利技术涉及计算机
，尤其涉及一种热成型零件制备软区的方法及装置。

技术介绍

[0002]为了满足车身轻量化的需要，汽车制造业中越来越多的使用热成型钢。热成型钢是在加热炉中将板料加热至再结晶温度以上保持一段时间，然后将完全奥氏体化的板料快速转移至热成型设备中进行冲压，成形后继续保压一段时间使零件尺寸稳定。热成型工艺具有成形压力小、可成形复杂零部件、成形精度高、零件强度高等优点。
[0003]然而，由于淬火后的热成型钢零件强度高，后续自冲铆等机械连接困难，难于实现热成型钢与铝合金的连接。若采用高硬度铆钉，由于韧性较差，在铆钉对热成型钢进行冲孔过程中，铆钉脚时常会发生开裂，造成铆点失效。即使采用高硬度铆钉，也很难实现厚规格、高强度热成型钢的铆接。因为淬火后的热成型钢零件强度高，能量吸收能力差；因此在吸能处零件需要设计局部软区。目前常用的热成型钢局部软区方法包括：热成型钢与软区材料激光拼焊后整体热成型；用特殊设计的热成型模具，利用不同区域热处理制度不同得到不同强度的热成型零件。由于现有技术方案中采用了激光拼接、模具分段等手段，无法适用于具有复杂形状、复杂软区分布的零件。

技术实现思路

[0004]鉴于上述问题，本专利技术提出了一种热成型零件制备软区的方法及装置，在软区产生的整个过程中无需激光拼接以及具有软区的热成型模具，激光光源控制灵活，可适用于具有复杂形状、复杂软区分布的零件；同时具有硬度分布均匀、生产效率高的特点。
[0005]第一方面，本申请通过本申请的一实施例提供如下技术方案：
[0006]一种热成型零件制备软区的方法，包括：
[0007]步骤一：在热成型零件上确定第一加工区域，所述第一加工区域包括第一激光处理区至第N激光处理区共N个激光处理区，N为大于等于2的正整数；
[0008]步骤二：采用激光扫描器依次在所述第一激光处理区的起始位置至第N激光处理区的起始位置沿各自的预设扫描方向进行匀速扫描，并确定一个扫描周期；其中，在每个激光处理区均对应有各自的扫描功率Pm、扫描速度Vm以及扫描时间Tm，m取1～N；
[0009]步骤三：在完成第一个所述扫描周期的扫描后，将所述激光扫描器的扫描位置确定至每个激光处理区的第一个中间位置；第m个激光处理区的所述第一个中间位置为沿所述第m个激光处理区的预设扫描方向，并距离所述第m个激光处理区的起始位置为第一距离S1的位置，S1＝Vm*T，T为扫描周期；
[0010]步骤四：采用激光扫描器依次在所述第一激光处理区的第一个中间位置至第N激光处理区的第一个中间位置沿各自的预设扫描方向进行匀速扫描，并完成第二个所述扫描周期的扫描；
[0011]步骤五：将所述激光扫描器的扫描位置确定至每个激光处理区的第p个中间位置；
第m个激光处理区的所述第p个中间位置为沿所述第m个激光处理区的预设扫描方向，并距离所述第m个激光处理区的起始位置为一间隔距离Smp的位置，Smp＝Vm*T*p，Smp为第m个激光处理区的第p个中间位置对应的间隔距离，p为中间位置的个数；
[0012]步骤六：采用激光扫描器依次在所述第一激光处理区的第p个中间位置至第N激光处理区的第p个中间位置沿各自的预设扫描方向进行匀速扫描，并完成第p+1个所述扫描周期的扫描；
[0013]步骤七：循环执行步骤五至步骤六，直至完成对所述N个激光处理区的所有激光处理，获得具有软区的热成型零件。
[0014]可选的，所述激光处理区被所述激光扫描器扫描时，所述激光处理区的下表面温度大于(AC1
‑
100)℃，其中，AC1为加热时珠光体向奥氏体转变的临界温度。
[0015]可选的，所述激光处理区被所述激光扫描器扫描时，所述激光处理区的上表面温度小于0.5*(AC1+AC3)℃，其中，AC1为加热时珠光体向奥氏体转变的临界温度，AC3为加热时先共析铁素体全部转变为奥氏体的终了温度。
[0016]可选的，所述激光扫描器扫描时的光斑沿所述扫描方向的直径大于等于10mm。
[0017]可选的，所述采用激光扫描器依次在所述第一激光处理区的起始位置至第N激光处理区的起始位置沿各自的预设扫描方向进行匀速扫描，包括：
[0018]采用激光扫描器在所述第一激光处理区的起始位置沿预设扫描方向均速扫描T1时间长后，关闭所述激光扫描器；
[0019]在预设时段内将所述激光扫描器定位至第二激光处理区的起始位置，并在所述第二激光处理区的起始位置沿预设扫描方向均速扫描T2时间长后，关闭所述激光扫描器；
[0020]在预设时段内将所述激光扫描器定位至第三激光处理区的起始位置，并在所述第三激光处理区的起始位置沿预设扫描方向均速扫描T3时间长后，关闭所述激光扫描器并定位至下一个激光处理区的起始位置，直至完成第N激光处理区从起始位置开始的扫描。
[0021]可选的，所述预设时段小于等于0.3s，Tm小于等于0.3s，T小于等于1s。
[0022]可选的，所述循环执行步骤五至步骤六，直至完成对所述N个激光处理区的所有激光处理，包括：
[0023]循环执行步骤五至步骤六，当所述N个激光处理区中出现扫描完成的第一目标激光处理区时，在所述热成型零件上新增一个第二目标激光处理区以替换所述第一目标激光处理区；
[0024]直至完成对替换后的N个激光处理区的所有激光处理。
[0025]可选的，所述循环执行步骤五至步骤六，直至完成对所述N个激光处理区的所有激光处理，包括：
[0026]循环执行步骤五至步骤六，当所述N个激光处理区中出现扫描完成的第三目标激光处理区，且在所述热成型零件上无法新增激光处理区时，将所述第三目标激光处理区从所述N个激光处理区中剔除，获得第二加工区域；
[0027]将所述第一加工区域替换为所述第二加工区域，直至完成对N
‑
1个激光处理区的所有激光处理。
[0028]可选的，所述热成型零件的强度大于等于1300MPa。
[0029]第二方面，基于同一专利技术构思，本申请通过本申请的一实施例提供如下技术方案：
[0030]一种热成型零件制备软区的装置，包括：
[0031]确定模块，用于在热成型零件上确定第一加工区域，所述第一加工区域包括第一激光处理区至第N激光处理区共N个激光处理区，N为大于等于2的正整数；
[0032]第一加工模块，用于采用激光扫描器依次在所述第一激光处理区的起始位置至第N激光处理区的起始位置沿各自的预设扫描方向进行匀速扫描，并确定一个扫描周期；其中，在每个激光处理区均对应有各自的扫描功率Pm、扫描速度Vm以及扫描时间Tm，m取1～N；
[0033]第一位置获取模块，用于在完成第一个所述扫描周期的扫描后，将所述激光扫描器的扫描位置确定至每个激光处理区的第一个中间位置；第m个激光处理区的所述第一个中间位置为沿所述第m个激光处理区的预设扫描方向，并距离所述第m个激光处本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热成型零件制备软区的方法，其特征在于，包括：步骤一：在热成型零件上确定第一加工区域，所述第一加工区域包括第一激光处理区至第N激光处理区共N个激光处理区，N为大于等于2的正整数；步骤二：采用激光扫描器依次在所述第一激光处理区的起始位置至第N激光处理区的起始位置沿各自的预设扫描方向进行匀速扫描，并确定一个扫描周期；其中，在每个激光处理区均对应有各自的扫描功率Pm、扫描速度Vm以及扫描时间Tm，m取1～N；步骤三：在完成第一个所述扫描周期的扫描后，将所述激光扫描器的扫描位置确定至每个激光处理区的第一个中间位置；第m个激光处理区的所述第一个中间位置为沿所述第m个激光处理区的预设扫描方向，并距离所述第m个激光处理区的起始位置为第一距离S1的位置，S1＝Vm*T，T为扫描周期；步骤四：采用激光扫描器依次在所述第一激光处理区的第一个中间位置至第N激光处理区的第一个中间位置沿各自的预设扫描方向进行匀速扫描，并完成第二个所述扫描周期的扫描；步骤五：将所述激光扫描器的扫描位置确定至每个激光处理区的第p个中间位置；第m个激光处理区的所述第p个中间位置为沿所述第m个激光处理区的预设扫描方向，并距离所述第m个激光处理区的起始位置为一间隔距离Smp的位置，Smp＝Vm*T*p，Smp为第m个激光处理区的第p个中间位置对应的间隔距离，p为中间位置的个数；步骤六：采用激光扫描器依次在所述第一激光处理区的第p个中间位置至第N激光处理区的第p个中间位置沿各自的预设扫描方向进行匀速扫描，并完成第p+1个所述扫描周期的扫描；步骤七：循环执行步骤五至步骤六，直至完成对所述N个激光处理区的所有激光处理，获得具有软区的热成型零件。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述激光处理区被所述激光扫描器扫描时，所述激光处理区的下表面温度大于(AC1
‑
100)℃，其中，AC1为加热时珠光体向奥氏体转变的临界温度。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述激光处理区被所述激光扫描器扫描时，所述激光处理区的上表面温度小于0.5*(AC1+AC3)℃，其中，AC1为加热时珠光体向奥氏体转变的临界温度，AC3为加热时先共析铁素体全部转变为奥氏体的终了温度。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述激光扫描器扫描时的光斑沿所述扫描方向的直径大于等于10mm。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用激光扫描器依次在所述第一激光处理区的起始位置至第N激光处理区的起始位置沿各自的预设扫描方向进行匀速扫描，包括：采用激光扫描器在所述第一激光处理区的起始位置沿预设扫描方向均速扫描T1时间长后，关闭所述激光扫描器；在预设时段内将所述激光扫描器定位至第二激光处理区的起始位置，并在所述第二激光处理区的起始位置沿预设扫描方向均速扫描T2时间长后，关闭所述激光扫描器；在预设时段内将所述激光扫描器定位至第三激光处理区的起始位置，并在所述第三激光处理区的起始位置沿预设扫描方向均速扫描T3时间长后，关闭所述激光扫描器并定位至...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永强，付参，王鹏博，伊日贵，鞠建斌，
申请(专利权)人：首钢集团有限公司，
类型：发明
国别省市：