DYNAFORM矩形拼焊件拉深成形有限元分析与工艺正交优化(4)
2.2.1起皱
起皱是压缩失稳在板料成形中的主要表现形式。拼焊板拉深成形时，为使金属产生塑性变形，模具对板料施加外力，在板内产生复查的应力状态。由于板厚尺寸与其他两个方向尺寸相比很小，因此厚度方向是不稳定的。当材料的内压应力使板厚方向达到失稳极限时，材料不能文持稳定变形而产生失稳。起皱发生时皱纹的走向与压应力垂直。
防止起皱的措施有：减小制件的拉深深度；选择最佳的毛坯形状和尺寸；提高模具刚性和耐磨性；对起皱部分进行预压；提高压边力；均衡压边力；使用低屈服点和伸长率大的材料[12]。
2.2.2 破裂
破裂是拉深失稳在板料拉深成形中的主要表现。在板料成形过程中，随着变形的发展，材料的承载面积不断缩短，其应变强化效应也不断增加。当应变强化效应的增加能够补偿承载面积缩短时，变形稳定地进行下去；当两者恰好相等时，变形处于临界状态；当应变强化效应不能补偿承载面积缩短，拼越过了临界状态时，板料的变形将首先发生在承载能力弱的位置，续而发展成为细颈，最终导致板料出现破裂现象。拼焊板盒形件出现失稳开裂的危险点的位置，主要是位于盒形件底部薄侧焊缝附近和盒形件薄侧侧壁近底部的拐角处。
防止破裂措施有：修改模具参数；选择合理的毛坯形状和尺寸；改善毛坯的表面；选择强度指标好的材料；改变压边力；增加成形工艺；增加辅助工艺措施；改善润滑条件。
2.2.3 焊缝移动
拼焊板的焊缝的不均匀移动是拼焊板的成形的主要缺陷之一，过大的焊缝移动量不但会影响零件的质量和精度，甚至导致零件报废[13]。这一点在矩形拼焊板的成形中显得明显。拼焊板成形比普通板料要困难得多，这种成形困难主要在成形过程中及成形结束后焊缝的移动上。焊缝移动的实质是板料的不均匀变形，即由拼焊板冲压成形过程中厚薄板两侧应变，应力不均匀引起的。
影响焊缝移动的因素包括：强度系数比，厚度比，焊缝位置和方向等。焊缝的移动不但影响成形零件的质量，而且还会导致成形难以进行。因此在矩形拼焊板拉延过程中，必须对普通工艺进行适当的改变，以有效解决这些问题。
2.3 影响矩形拼焊板盒形件拉深成形的主要因素
影响矩形拼焊板拉深成形的主要因素包括：凸凹模圆角半径、压边圈、压边力、焊缝位置和方向及板料厚度比。
2.3.1 凸凹模圆角半径
一般来说，模具圆角半径取值太小直接影响零件的成形质量，较大的模具圆角半径有利于增大成形的安全区域。圆角半径的大小影响板料通过圆角时的张力。圆角半径越小板料的张力越大，板料的变形越大。圆角半径越大，板料弯曲半径越大，回弹角随之增大。因此，圆角半径太大，板料会产生明显的回弹而影响零件加工精度；圆角半径太小，板料变形过程中材料流动困难，导致零件过早破裂[14]。
其中凹模圆角半径比凸模圆角半径对板料的影响更大。不同的凹模圆角半径会导致板料流入凹模的速度不同。凹模圆角半径越大，板料越容易流入模腔，易于板料成形。反之，凹模圆角半径越小，板料成形阻力越大，板料越容易破裂。
凹模圆角半径对拼焊板拉深成形的影响比普通板料的影响要大。不但不同的凹模圆角半径会导致拼焊板板料流入凹模模腔的速度不同，而且，在同一凹模圆角半径的情况下，拼焊板厚侧与薄侧板料流入凹模的速度也不同。从而导致板料流入速度比较快的一侧先发生破裂，同时产生明显的焊缝移动，最终导致拼焊板的成形质量下降，甚至报废。
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