随着经济的发展，对汽车的需求越来越强烈，但是考虑到环境环保问题日益严峻，汽车空气污染不容忽视。试验表明，汽车车身质量降低一半，汽车燃料消耗也能降低一半。从环保和节能的角度来看，未来，汽车轻量化设计将是汽车制造的潮流^[1]。现阶段汽车轻量化技术主要途径是使用新型材料来实现汽车轻量化。目前主要材料有铝镁合金、高强钢等材料^[2]。由于铝镁合金的成本较高并且焊接工艺性差，研发效率低，制造技术和成形经验的限制，我国主要使用高强钢，高强度钢优于普通钢板，成本低于铝镁合金，使用高强度钢板成为未来汽车结构材料的主体^[3]。

高强钢的优异性能让其成为汽车的主要材料。减薄和高强是高强钢在减重和安全方面的优势,但也对成形工艺提出了新的挑战^[4]。减薄和高强对成形工艺而言是恶化成形性的双重因素,不仅使车身零件在成形过程中易开裂,而且易产生过量回弹,相对于软钢和传统高强钢,先进高强钢的回弹更大,特别是当钢板原始强度大于1000M Pa时 ,传统的冷冲压方法就难以生产结构、形状相对复杂的车身零件,这就需要恰当的解决方法^[2]。而罐式车高强钢罐体成形主要包括卷筒成型工艺以及焊接工艺，其高强钢的制造技术则是重中之重。

高强钢的焊接性能一直是影响高强钢在汽车行业应用的核心问题。在汽车制造业中，电阻点焊是白车身焊接中应用最广、技术最为成熟的连接方式^[5]。由于高强钢的焊接性能很差，如果采用常规的工频点焊工艺，焊接时飞溅大而且焊接接头质量差，连接强度达不到要求，无法满足生产的需要。因此，推广适用于高强钢特别是超高强钢的焊接技术，对于汽车行业未来的发展是十分必要的。近两年来，在国内汽车行业逐渐得以应用并且能够满足高强钢焊接要求的焊接新技术主要有两种，一种是中频点焊技术，一种是激光焊^[5]。焊接技术不断发展和进步，中频焊接工艺和激光焊工艺的发展为高强钢在汽车工业的应用扫除了障碍。

热成型技术是当前加工高强钢最普遍的工艺方法，它是在传统的冲压工艺基础之上结合热锻技术特点，对材料进行加热处理后再进行产品成型制造^[6]。由于首先将板料加热至完全奥氏体化温度，再在模具内成型淬火，冲压热处理一次性完成，避免了成型后再对冲压件进行热处理来提高产品性能的问题，使得热成型工艺在保证板料成型性的前提下大大提高了成型件的强度，缩短了制造周期，同时大大减少了回弹、起皱、破裂等缺陷的产生^[3]。与此同时高强钢的回弹问题也成为其加工方面的一个难题。影响高强钢回弹的因素较多，从产品设计的造型参数，生产过程的工艺方案、设备条件到使用材料力学性能，整个过程各个环节中的每个细节都会影响最终的零件回弹量^[7]。

近年，随着国际社会对节能减排技术的青睐，通过开展国际热成形技术研讨会，相关学者开始关注热成形技术的强大应用前景。目前，在国外尤以欧洲为主，对热成形的研究较为深入。Eriks#8259;son 和 Olde nburg 通过热成形实验研究了材料温度、应变速率等相关问题，Hong Seok Kim 等建立了等温及非等温成形过程杯形拉深件的成形极限理论分析模型，并通过与有限元实验结果进行对比验证了其正确性^[8]。同时已有设备生产企业能够提供高强度钢板热冲压成形生产线^[9]。据统计，2013年全球已有159条热冲压生产线，热冲压零件的年需求量是 3.5 亿件，按照每条生产线 150 万件的年产能计算，热冲压生产线数量还将翻一番。此外瑞典APamp;T公司具备提供整套热冲压设备能力、 德国舒勒公司能够提供全套的钢板热冲压设备，舒勒已向一家德国汽车制造厂提供 6 条全自动热成形生产线^[10]。 国内热冲压整套和部分设备都还没有厂家能够生产。而国内大学研究高强度汽车板热冲压工艺取得成果较多的是同济大学，他们选用的是安赛乐生产的USIBOR150 高强度钢板，采用热模拟机和量身订制的模具进行试验研究。主要研究了热冲压过程中，钢板的加热温度与钢板内部组织结构变化模式、冲压速度、保压时间、冷却临界速度（淬火速度）、冲压模具温度变化对成形的影响等方面的模拟研究^[11]。

与此同时现代钢铁工业依靠高科技有着突飞猛进的发展，精炼技术、微合金技术、控轧控冷技术的运用使得高强钢的强度级别越来越高，尤其是汽车制造中高强钢成为常用金属材料，而高强钢的焊接技术自然是汽车研发技术的关键。国外对高强钢焊接研究较多的是激光焊接，激光焊接具有增大熔深、 减小对热影响区影响等优点，Lee JH对DP780高强钢分别采用激光焊、钨极氩弧焊、活性气体保护焊，最终激光焊接取得的焊缝力学性能及组织相最为优越^[16]。由于激光焊接较高的焊接成本不能使该方法广泛用于工业化生产，因此目前对高强钢中厚板焊接研究较多的是激光电弧复合热源焊接，该方法结合了两种热源的优点，从而避免了单一热源焊接方法的不足与缺陷。Atabaki MM采用激光电弧对高强钢对接接头焊接，获得了良好性能的焊缝。滕彬等人采用激光-MAG复合焊焊接板厚12mm的调质钢板JFE980进行研究，结果表明， 激光-MAG复合焊接工艺与常规MAG焊接相比，得到的热影响区宽度更窄，焊缝组织为更细小粒状贝氏体，粗晶区获得板条状的低碳马氏体，有效降低了焊接接头的裂纹倾向及提高了抗脆断能力^[16]。激光-MAG复合焊接技术焊前预热温度仅为常规弧焊预热温度的一半，有利于改善焊接工作环境。国内方面，我国矿山机械、工程机械采用的高强钢中厚板焊接时，常用焊接效率较高的熔化极气体保护焊（GMAW），它是一种低氢型焊接方法，具有焊缝裂纹倾向小、熔深大等优点。其保护气体CO2为多原子气体，相对于单原子惰性气体分解时吸收大量的热，对焊接电弧起到冷却作用^[17]。随着保护气体中CO2含量的增加，电弧力增大，焊缝熔深增加，焊缝熔宽减小。但电弧稳定性差、飞溅大，造成焊缝中合金成分的消耗而影响高强钢的焊缝力学性能。采用氩气作为保护气体时，可使电弧燃烧稳定，熔滴过渡平稳，飞溅减小。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

1、文献调研，了解国内外相关研究概况和发展趋势，了解高强钢成型加工工艺；

2、罐式车高强钢罐体转筒及端头相关体积成形、冲压成型等工艺研究；主要是分析成形时的回弹影响，研究补偿方案，确定成形模具；

3、比较高强钢焊接工艺优缺点和经济效应，确定高强钢的焊接工艺；