DP600钢板激光焊接接头的组织和性能研究.pdf

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1、48钢铁译文集2012年第1期DP600钢板激光焊接接头的组织和性能研究MicrostructureandMechanicalPropertiesofLaserWeldedDP600SteelJointsN．Farabi等摘要为了减少燃油消耗和温室气体排放，已经考虑在汽车行业使用双相钢(DP)。这是由于双相钢与传统钢相比，其抗拉强度更高，初始加工硬化更好，且伸长率更大。在这些应用中，无疑要涉及到焊接和连接，在循环栽荷下，两者会导致材料发生局部改变，并产生潜在的安全性和稳定性问题。本研究的目的就是评估激光焊接后微观组织的变化及其对DP600钢抗拉和

2、抗疲劳性能的影响。焊接致使熔合区硬度显著提高，而且还导致热影响区软组织的形成。同时，在焊接后，延展性降低，屈服强度增大，而抗拉强度几乎不变。在底部金属和焊接接头之间，较高应力幅下的疲劳寿命几乎相同。尽管焊接后疲劳极限略有下降。较高应力幅下的抗拉裂纹和疲劳断裂发生在热影响区内。经观察发现，疲劳裂纹从样品表面开始发生，裂纹扩展是形成条纹的主要机制。在快速生长区域，可以观察到表面凹坑和变形带。关键词双相(DP)钢激光焊接微观组织拉伸性能疲劳强度失效机理1前言于汽车车身结构，焊接是最常用的连接操作。先前的车身设计，其采用的典型材料都是低随着环境安全及降低

3、燃耗这类观念的日益增强，汽车制造商开始使用抗拉强度高、延碳钢，这些车身经由电阻点焊(RSW)组装而展性好的轻型材料。通过减轻汽车重量，使成，该方法能够实现汽车制造商对于高加工速度、高容量的要求。不过由于材料的改变，燃耗和CO。排放得以降低。考虑到汽车行其他焊接方法也受到了很大欢迎。激光焊接业的安全标准，双相钢深受欢迎，因为这种钢因其易于实现自动化并且灵活性好已在金属与屈服强度同一级别的钢相比，其抗拉强度和延伸率都更高。双相钢的微观组织是由塑连接领域获得美名。对使用其他焊接方法性较好的铁素体、马氏体和极少量的残余奥(如：电阻点焊(RSW)、激光点焊

4、、熔化极气氏体组成，其中，铁素体由硬度很高的马氏体体保护焊(GMAW)、搅拌摩擦焊)连接的焊增强。钢的韧性取决于铁素体，强度取决于接双相钢的机械性能做了大量的研究。研究马氏体。较之于高强度低合金钢(HSLA)，发现双相钢的激光焊接性会影响焊接的抗拉双相钢的屈服强度略低，但其连续流动性导强度。但是此类焊接接头疲劳性能的研究报致总延伸率即大又均匀，并且初始加工硬化道却很有限。在结构件的应用中，激光焊接率更高，极限抗拉强度更大。所有这些良好接头在循环载荷下容易断裂，所以必须增强的力学性能使双相钢引起了汽车制造商的极焊接接头的抗疲劳性能。大兴趣。早先对双

5、相钢的研究表明，焊接导致了通常，一个国家50以上的GDP均是焊接热影响区临界区域软组织的形成，并且以这样或那样的方式而与焊接有关。例如对对这个区域的焊接接头的机械性能影响很2012年第1期钢铁译文集49大。软组织的形成严重阻碍了焊接接头的形46g／m，底部为47g／m。)。基底金属的化学成，并降低了抗拉性能。本次研究中所做的成分列于表1。抗拉试验亦证实了这个发现。由此引发出这表1试验用DP600钢的化学成分么一个问题，即软组织区域是否会导致抗疲Wt．％劳性能的降低，且降低到何种程度。目前尚CMnSiAlMoCrCuS缺乏有关双相钢焊接接头的疲劳性

6、能以及软O．O91．84O．36O．O50．010．02O．O30．005组织区域对疲劳性能之影响的详细研究。针对双相钢的实际应用，就单向和循环载荷下2．2激光焊接双相钢的断裂特点和机制进行综合性研究是使用二极管激光器进行焊接，本次研究至关重要的。因此，本次研究的目的就是评使用的焊接参数列于表2。Nuvonyx定在单向和循环载荷下检测双相钢激光焊接ISL4000L二级激光器激光头安装在日本松接头机械性能的失效机理。下公司VR6机械臂上。光束为矩形，大小为12mmX0．9mm，焦距为90mm。二极管激光2试验材料和试验步骤器的功率密度严格控制着焊接

7、方式。焊接过2．1试验材料程中使用超纯氩气作为保护气体，在焊件表本次研究所用材料为DP600钢，厚度为面的流速为l4．2I／min。在平板上全焊透焊1．2mm，表面进行镀锌扩散处理(顶部为道内的焊接速度为lm／min。表2焊接工艺参数2．3微观组织和硬度的测定温下在全计算机控制的万能拉力试验机上进分别从横向、纵向和短横向三个不同方行。试验所用应变速率分别为0．Ol／s、向切割基底金属DP600钢，然后将试样切0．001／s、0．0001／s、和0．00001／s。用标长为割、研磨、抛光并浸湿在2硝酸浸蚀液内以25mm的伸缩仪来测定试验期间的应变。

8、在做金相观察。检查焊接试样的横截面显微组每种应变速率下都应至少测试两个试样。评织。用光学显微镜和C[emex图像分析来观定0．2％偏置屈