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2.3 激光拼焊毛坯成形技术
拼焊板是指将不同厚度或不同材质或不同强度或不同性能的平板材料焊接在一起形成的平板坯料。对拼焊板进行冲压成形使之成为所需零件，称为拼焊板冲压成形技术。基于能源和环境因素的考虑，车身轻量化已经成为汽车工业发展的必由之路。激光拼焊成形技术能够显著减轻车身重量，提高汽车安全性和降低制造成本。
2.3.1 拼焊板的应用
激光拼焊板冲压成形技术是根据车身不同部位的性能要求，选择钢材牌号、种类、等级和厚度不同的钢板，通过激光裁剪和拼焊技术将车身某一部位如侧围、底板、车门内门、支柱等拼焊起来再冲压成形的制造方法，也可将具有表面涂镀层的金属板焊在一起，然后再进行冲压。
在车身设计、制造与生产等方面，激光拼焊板的应用具有巨大优势：①提高部件和零件装配精度，增加车身的刚度；②在撞击过程中, 可以控制吸收更多的能量, 从而增加安全性；③减轻车身重量，提高板料利用率；④减少零件装配数量, 缩减工模具处理和安装过程，从而简化流程；⑤降低成本，缩短设计和开发周期；⑥对产品的设计者而言拓宽了产品设计的灵活性。
全球拼焊板产量逐年上升，增长势头十分强劲。据统计，2003年全球生产了1.6亿件激光拼焊件，目前全世界有300余条激光拼焊线。2004年全球的激光拼焊板产量为1.8亿件，2005年增长到2.5亿件，2006年为2.8亿件。在北美、欧洲和日本，已采用拼焊板技术的汽车企业每年对拼焊板需求涨幅在25％～30％左右。
2.3.2 激光拼焊毛坯制备技术
为了获得优质的拼焊板，目前世界上先进的拼焊板生产工艺流程是板料精切→激光焊接→精度检验。将两张或多张不同厚度或不同材质的板料精切后，经过激光器的高速焊接再进行焊缝处理后，通过测量系统，检测其精度。
拼焊板常用焊接工艺有激光焊、氩弧焊、滚压电阻焊、电渣焊、感应焊、等离子弧焊、电子束焊、电阻对焊、火花焊等，应用最多的是激光焊、滚压电阻焊和电子束焊。
2.3.3 拼焊板冲压成形工艺及设备
对于不同厚度或不同强度的母材组成的拼焊板, 冲压过程中不可避免地存在焊缝移动。目前, 控制焊缝移动的工艺方法主要有改变压边圈形式、设置拉延筋、合理布置焊缝初始位置、设计特殊装置抑制焊缝在成形中的移动以及采用先进成形工艺等。
2.3.4 激光拼焊板冲压成形的数值模拟
目前，针对拼焊板的有限元模拟技术主要是研究数值模拟中焊缝及热影响区的处理方式。通常, 焊缝模型的建立有两种方法：第一种方法是精确地建立焊缝的模型。第二种方法是忽略焊缝类型，只考虑焊缝位置。目前，第二种方法在成形模拟过程中经常使用。
2.4 汽车超高强钢板热冲压成形技术
汽车领域对薄壁结构件的轻量化、整体化、精品化及安全性的需求，使许多特种难成形板材如超高强钢板、铝合金等日益受到重视，但这类材料在室温下成形性能差，而在热环境下成形是有效手段之一。
近年来，世界各大汽车厂逐步增加了高强钢的使用量。钢铁业在高强钢方面的研发投入也有较大增长。目前，对抗拉强度达到1500MPa的超高强度钢板，已开始利用热成形及同时淬火的热成形技术方法（简称热冲压成形技术），这代表了目前超高强度钢在汽车领域应用的最高水平，国内宝钢正在研发类似钢种。
2.4.1 关于板材热冲压成形技术
超高强度板材热冲压成形主要针对强度高、塑性差以及形状复杂等难变形材料，基于金属在高温状态下塑性和延展性显著提高、屈服强度显著降低的特点，利用模具实现钣金零件塑性变形。热冲压成形技术，一般是将板材加热到再结晶温度以上，内部组织呈现出奥氏体态，此时板材的流动应力极大降低，然后进行冲压成形，从而提高板材的成形性和降低板材的回弹和成形力，冲压后在合模状态快速冷却，使得板材内部组织转化为淬火态的马氏体从而提高其强度。
与冷冲压相比，板料的热冲压成形具有以下优点：
① 材料塑性好、成形极限高；② 易于成形复杂零件，不易起皱和破裂；③ 板材成形后回弹小；
④ 由于材料的变形抗力降低，降低了模具的单位压力，相应地降低了对冲压设备和模具的要求；⑤ 材料综合机械性能得到了大幅度提高；⑥ 减少了成形的工序数量和零件的研制周期。
但是，热冲压成形工艺也有问题需要解决：
① 对零件成形后的冷却速度和保压时间要进行准确控制；② 材料不同部位的冷却速度难以准确控制，易于导致零件发生严重的翘曲变形和回弹，从而影响成形零件的尺寸精度；③ 热成形零件后续加工难度大；④ 热成形模具容易失效，模具使用寿命降低；⑤ 热冲压成形设备除了压力机，还包括加热炉、模具流道循环冷却装置、板料快速传送机构、激光切割设备和去氧化皮设备，比冷冲压成形装备要复杂得多。
2.4.2 汽车用超高强度钢板
与普通钢板相比，高强度钢板具有以下特点：①具有更高的屈服应力和抗拉强度；②硬化指数和厚向异性系数比较低，延伸率也较低；③在冷成形时产生了更大的弹性应变，回弹幅度更大。
高强度钢板的成形性能比普通钢板要差，而且强度越高成形越困难。成形过程中高强度钢板比普通钢板更易产生破裂和起皱。此外，与普通低碳钢板相比，由于回弹严重，增加了试模、修模工作量和成形后的校形工作量。
经过多年的开发与生产，高强度汽车钢板大都已成系列产品，主要有烘烤硬化BH钢、双相DP钢、含磷RP钢、微合金MA钢、高强度无间隙原子IF钢以及相变诱导塑性TRIP钢。Arcelor钢铁公司生产的冷却硬化MS钢22MnB5、30MnB5，冷却后的强度极限可达1400MPa，采用此种钢板生产的汽车零件可以使同等强度、刚度的零件减重50％以上。
2.4.3 高强度钢板热冲压成形过程
1）成形关键工艺参数。主要有材料在高温下的成形极限、成形时冷却速度与抗拉强度的关系、成形后保温时间与抗拉强度的关系。
2）生产周期。含成形时间和保压降温时间两部分，保压降温时间对制品硬度和形状尺寸精度影响较大。缩短生产节拍主要考虑尽可能提高冷却速度。
3）氧化皮的清理。高温状态下钢板表面氧化生成的的氧化皮对焊接性能和涂漆性能有不良影响，通常采用喷丸方式清除氧化皮。目前已经开发了高温状态不产生氧化皮的表面处理钢板，并已投入应用。
4）二次加工。在精度要求高或出现凸缘飞边的情况下，必须进行二次加工。激光冲孔和修整毛刺的技术已应用于实际生产。
5）模具要求。模具材料要求具有良好的热强度、热硬度、高的耐磨性和疲劳性能，一般需要参考冷热疲劳抗力和断裂韧性均较高的热作模具钢；必须在考虑热胀冷缩效应的基础上合理确定模具凸、凹模的尺寸；模具内冷却系统的设计要适合保证制件的强度，还要适合控制冷却时间。
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