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《镀锌钢板的CO_2激光焊焊接性_II_崔怀洋》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第25卷第5期焊接学报Vol.25No.52004年10月TRANSACTIONSOFTHECHINAWELDINGINSTITUTIONOctober2004镀锌钢板的CO2激光焊焊接性(II)1,22崔怀洋,左铁钏(1.北京航空航天大学应用物理系,北京100083;2.北京工业大学国家产学研激光中心,北京100022)摘要:以裁焊板工业生产为背景,对汽车用镀锌钢板的CO2激光切割板坯的CO2激光焊接的焊缝性能进行了试验研究。试验中的激光焊缝屈服强度都大于母材,焊缝金相组织以硬度较软的针状铁素体为特征,包含激光焊缝的镀锌钢板仍具有优良的深冲性能,在焊缝附近锌层烧损小于
2、0.5mm宽。镀锌层具有牺牲保护作用使得激光焊缝不易腐蚀。因此,裁焊板的激光焊接工艺可靠,从焊接角度看,激光切割取代裁焊板生产中剪切工艺是可行的。关键词:裁焊板;激光焊接;镀锌钢板中图分类号:TG456.7文献标识码:A文章编号:0253-360X(2004)05-67-04崔怀洋0序言表1所示。这个试验结果表明,激光焊接试样仍具在文献[1]中,讨论了等厚和不等厚的镀锌板拼有优良的深冲性能。接进行CO2激光焊接,在激光功率4kW时其焊接速度可达0.1m/s;对镀锌钢板激光切口拼接的激光焊接与铣口拼接的激光焊接的焊缝形貌和硬度进行了比较研究;它产生的焊缝宽在0.5～1.0
3、mm,激光焊缝最大硬度比母材硬度高出1～1.5倍。并对CO2激光切割的和铣切的薄板的CO2激光焊缝性能进行了试验研究。图1ST04Z镀锌钢板激光焊接试样和母材试样的拉伸结果1试验与结果分析Fig.1TensiletestsoflaserweldedST04Zsamples1.1焊缝强度试验表1激光焊缝杯突试验从焊接试样上切割取出140mm×10mm的条形Table1Stretchdrawncuppingtestfor试样laserweldedsamples,焊缝在条形试样中部,在室温(20℃)下做拉伸试验。各种焊缝的拉伸试样均断在母材上,激光对接板厚度d/mm切口平均杯
4、突值/mm焊缝部位无颈缩现象,如图1所示为ST04Z镀锌钢1.5/1.5激光切口9.78板的三个试样,第一个为激光切割口拼接激光焊接,1.5/1.5铣口9.7第二个为铣切口拼接激光焊接,第三个为母材试样。1.5/0.8激光切口7.52这个试验结果表明,激光焊缝的屈服强度大于母材。1.5/0.8铣口7.43从其应力应变曲线可以估算出ST04Z钢板的屈服应1.2/0.8激光切口8.23力约为200MPa,抗拉强度约为500MPa,激光焊接1.2/0.8铣口8.65组织的屈服强度大于260MPa。0.8/0.8激光切口8.621.2焊缝杯突试验0.8/0.8铣口8.52对焊接
5、试样做杯突试验(<100mm),其结果如1.3焊缝金相组织收稿日期:2003-10-121.5mm厚的ST04Z镀锌钢板与0.8mm厚的68焊接学报第25卷IF镀锌钢板拼接,激光焊接工艺参数采用:激光功率3900W,频率10kHz,焊接速度0.1m/s。ST04Z钢板一侧焊接热影响区有少量珠光体析出,IF钢板一侧焊接热影响区则不明显,如图2所示。从金相观察上可以看出焊接熔池凝固时形成的结晶方向,为柱状晶形态。由于IF镀锌钢板基体为超低碳,在激光焊接过程中快速冷却形成的较细的组织为针状[2,3]铁素体,或称为(低碳,粒状)贝氏体,这种组织与钢焊缝中常见的马氏体组织相比硬度
6、较软,有利于薄板后序深冲加工。所有的薄厚拼接激光焊接组织是类似的,如图3所示。激光功率3900W,焊接速度0.1m/s,侧吹氩气流量0.25L/s,针状铁素体成分随焊接工艺参数的调整会有所变化,其焊缝组织的硬度亦会有所变化。因此,焊缝组织和硬度可以在制订工艺时加以调整和控制。1.4焊缝附近的镀锌层烧损镀锌钢板在进行激光焊接时,表面镀锌层存在一定的烧损。锌的蒸发温度约为906℃,当激光焊接熔池附近的锌温度超过906℃时,锌开始蒸发,造成激光焊缝两侧形成锌的烧损区。另一方面,激光熔池的金属蒸气对焊缝两侧存在飞溅,造成上表面镀锌层熔化区富含金属飞溅物,表现为烧痕。见图5。激光
7、功率2kW,速度0.037m/s,氩保护气流0.25L/s。图2ST40Z/IF钢板的激光焊缝金相组织Fig.2MicrostructureofST04Z/IFsteellaserweldedseamIF钢激光焊缝的最大显微硬度测量值如图4所示。这个硬度测量结果与激光焊缝的显微组织观察是一致的。它说明随焊接速度增大,焊缝冷却速度也增大,其显微组织含较多的针状铁素体(低碳贝氏体)组织,焊缝硬度也增大。可以看到,尽管这三种焊接工艺具有相同的线能量输入,但是,它们的焊接图5IF钢激光焊缝的电子扫描像热循环冷却速度却不同。这表明薄钢板易散热的特F
