22MnB5/H340LA异种汽车用钢激光拼焊接头组织性能研究

对1.5 mm厚的热成形钢(22MnB5)和低合金高强钢(H340LA)进行了激光拼焊。测试了接头的杯突性能、拉伸性能和硬度。采用光学显微镜观察拼焊板接头各区域的微观组织。结果表明,采用设定的拼焊工艺获得的焊接接头杯突值(IE)较22MnB5母材下降率小于30%,破裂方向垂直于焊缝;拉伸试样断裂在H340LA母材上。22MnB5侧热影响区硬度最高,焊缝区次之。22MnB5侧的热影响区宽约0.35 mm,H340LA侧的热影响区宽约0.27 mm,焊缝宽度为1.02 mm。22MnB5侧热影响区完全淬火区由马氏体组成,不完全淬火区由马氏体+铁素体组成,焊缝组织主要为马氏体,H340LA侧的热影响区主要为铁素体和贝氏体。     

22MnB5超高强钢焊接组织与性能

采用钨极氩弧焊方法,实现了22MnB5超高强钢淬火前后同种材料之间的连接,进行了焊接接头拉伸试验和热影响区内显微组织及硬度分布试验,并对焊接前后材料的抗腐蚀性能进行了试验分析.结果表明,淬火处理后22MnB5组织结构从铁素体+珠光体组织转变为马氏体组织,显微硬度与抗拉强度大幅度提高,原始及淬火后材料的焊接接头具有良好的力学性能和组织形貌,焊后焊接接头抗拉强度和硬度略低于原始母材,经淬火处理后的材料焊后抗拉强度达到1179.59 MPa,略低于淬火材料但比原始母材高很多,淬火热处理材料的腐蚀速率略有上升,而焊接后将大幅度增加腐蚀速率,通过比较淬火焊缝钢腐蚀速率最大.     

22MnB5高强钢板热成形淬火时间对回弹的影响规律

以22MnB5高强钢板力学及热物理性能的实验数据为基础,运用PAMSTAMP软件对22MnB5高强钢板U形梁的热冲压成形过程、成形后的淬火冷却工艺以及回弹分析的全部过程进行了有限元模拟,并根据模拟参数进行了物理实验验证,找出了22MnB5钢板U形梁热冲压成形后的淬火时间对回弹影响的基本规律.实验分析结果表明:在特定时间内,随着淬火时间的增加,板料回弹量有所降低;当淬火时间继续延长时,板料回弹值不再发生显著变化,最佳淬火时间为20 s.实验分析结果为高强钢板热冲压工艺的实际生产运用提供了良好的实验依据.     

22MnB5高强钢板热成形淬火时间对回弹的影响规律

以22MnB5高强钢板力学及热物理性能的实验数据为基础,运用PAMSTAMP软件对22MnB5高强钢板U形梁的热冲压成形过程、成形后的淬火冷却工艺以及回弹分析的全部过程进行了有限元模拟,并根据模拟参数进行了物理实验验证,找出了22MnB5钢板U形梁热冲压成形后的淬火时间对回弹影响的基本规律。实验分析结果表明:在特定时间内,随着淬火时间的增加,板料回弹量有所降低;当淬火时间继续延长时,板料回弹值不再发生显著变化,最佳淬火时间为20s。实验分析结果为高强钢板热冲压工艺的实际生产运用提供了良好的实验依据。     

22MnB5钢淬火晶粒控制与拉伸性能研究

为改善热成形钢的强塑性,利用DIL805A热膨胀仪将22MnB5钢加热至830~920 ℃、保温2~20 min奥氏体化后淬火,在光学显微镜下观察了原奥氏体晶粒。根据晶粒长大特点,对22MnB5钢板进行淬火、回火处理后,通过单轴拉伸试验检测了其拉伸性能。结果表明,该22MnB5钢在830~890 ℃、有效保温10 min以内,可以获得均匀细小的奥氏体晶粒;有效保温时间延长至20 min时,860 ℃奥氏体化便开始出现混晶。与传统热成形相比,通过控制淬火晶粒显著改善了22MnB5钢的强塑性,强塑积由9.0~11.0 GPa·%提高至13.0~14.5 GPa·%。     

热冲压成形汽车用高强钢板的组织与性能研究

对汽车车身用的22MnB5高强钢板在热冲压成形中的组织和力学性能进行了研究。结果表明:22MnB5钢板热冲压后,材料的微观组织由铁素体和珠光体转变为均匀的板条马氏体,且硼元素在热冲压过程中发生偏聚。热冲压可以极大地提高22MnB5钢的强度和硬度,降低材料的伸长率。     

ST14钢激光拼焊板焊缝组织及成形性能分析

对1.5mm和0.8mm两种规格的ST14钢等厚激光拼焊板焊缝部位进行杯突试验,比较焊缝与母材杯突值;再对由这两种规格组合拼焊的不等厚激光拼焊板进行单向拉伸试验,检验拼焊板经拉伸后的断裂部位;分析焊缝区组织及其硬度变化,研究激光焊接参数变化对ST14钢拼焊板成形性能的影响.结果表明,焊缝深冲性能低于母材,焊缝杯突值受焊接速度影响,随焊接速度增加而增加;激光焊缝抗拉强度高于母材;对于1.5 mm拼焊板,提高焊接速度,加快焊缝冷却,有利于生成细小的针状铁素体,可提高激光拼焊板的成形性能;而0.8 mm板焊缝生成晶粒细小的粒状贝氏体组织,可使焊缝区材料成形性能接近母材;焊缝及其热影响区的硬度高于母材硬度.     

高强钢B340LA与B1500HS钢激光拼焊板热冲压淬火性能

用质子光谱仪、光学显微镜、维氏硬度计等手段研究低合金高强钢B340LA与超高强硼钢B1500HS激光拼焊板焊接后的热冲压淬火特性。结果表明,拼焊板母材B340LA钢随着冷却速度的增加其相变点发生偏移,维氏硬度略有增加。拼焊板母材B1500HS钢随着冷速的增加硬度迅速提高。光学显微镜观察,当冷速超过30 K/s时母材B1500HS钢基本转化为马氏体组织。通过维氏硬度计测量,发现焊缝至母材过渡区硬度值平滑过渡,保证母材及焊缝力学性能良好的连续性。由于热冲压淬火后母材及焊缝区域显微硬度平滑过渡,应力应变分别更趋均匀,可显著提高低合金高强钢与超高强硼钢激光拼焊板拉深成形性。     

基于PAMS-TAMP的高强钢板热成形工艺研究

在22MnB5高强钢板的力学及热物理性能的实验数据基础上,建立了汽车U形梁零件的有限元模型,并运用PAMS-TAMP软件进行了热冲压成形以及成形后的淬火冷却全过程的模拟分析.根据模拟参数进行了物理试验验证.结果表明,模拟结果与试验结果一致.这能为高强钢板的热冲压工艺提供了有效的科学依据.     

铝合金5A02不等厚板的CO2激光填粉拼焊

在填加粉末的条件下,采用CO2激光器焊接铝合金5A02不等厚板,研究焊接参数对焊缝成形的影响;利用金相显微镜、扫描电镜、拉伸试验机分别研究了激光拼焊板焊接接头的力学性能、断口形貌及微观组织特点.结果表明,填加粉末可使5A02不等厚薄板的激光焊接过程的稳定性显著提高,在比较宽的参数范围内,可以得到成形良好的焊缝;拼焊板的横向拉伸试样均断裂于薄板热影响区,拉伸性能与母材中变形能力较好的板料所占比例有关,该比例越大则拼焊板具有较大的延伸率,变形能力越强;拼焊板的焊缝组织极为细小,在熔合线附近开始向焊缝中心生长的是树枝状晶,在焊缝中心是等轴晶.     

淬火温度对热成形22MnB5马氏体钢组织及性能的影响

采用光学显微镜及扫描电镜观察和力学性能试验研究了热成形22Mn B5钢板不同温度淬火后的组织形貌和力学性能。结果表明:热冲压成形的22Mn B5马氏体钢经过淬火后,力学性能得到提升。随着加热温度的升高,马氏体转变量和板条束宽度随着增大;加热温度为920℃,保温时间为2 min时,热成型22Mn B5钢板得到均匀板条马氏体组织,抗拉强度达到最大为1540 MPa,同时伸长率达到8.96%,强塑积较淬火前提高了8.75%,综合力学性能优良。     

异种钢激光焊接接头热成型后的组织与性能

采用激光填丝的方法对带有Al Si镀层的22MnB5和6Mn6异种热成型钢进行了拼焊,并对焊缝进行了焊后热成型实验。通过金相显微镜、维氏硬度计和拉伸试验机对热成型前后焊缝截面的宏观形貌、显微组织、硬度和拉伸性能进行了观察和测试。结果显示,在本文所提供的焊接参数条件下,可以获得焊缝成形良好的接头,且在拉伸测试中均断裂于6Mn6母材一侧(热成型后)。焊缝组织在热成型前后均以粗大的板条马氏体为主。Al Si镀层在焊接过程中被卷入焊缝形成带状和块状的富铝相,并在热成型后形成条块状分布的δ铁素体,但未导致接头在拉伸测试中断于焊缝。焊后母材硬度均低于200 HV,焊缝则在500 HV左右;热成型后焊缝硬度下降至370 HV左右,22MnB5母材上升至500 HV左右,6Mn6母材则在250 HV左右。     

不同焊接方式对超高强钢焊缝质量的影响

针对热冲压成形用的超高强钢,采用了混合气体保护焊、氩弧焊和激光焊3种不同焊接方式对超高强钢钢板进行焊接,对淬火前后的焊接接头进行了拉伸、硬度和金相试验,发现超高强钢钢板焊接件在淬火前采用氩弧焊、混合气体保护焊均有较大的粘接强度,在母材处断裂,而激光焊焊接件在热影响区附近断裂;钢件经过淬火后,由于超高强钢母材强度极高,无论哪一种焊接方式断裂均发生在焊接接头附近,但其粘接强度不同。通过试验,对这种热冲压成形超高强钢的焊接有一定的指导意义。     

热冲压成形22MnB5钢板的组织和性能

采用扫描及透射电镜观察和力学性能实验研究了22MnB5钢板热冲压成形件的组织形貌和力学性能。结果表明,加热温度930℃,保温4.5 min,初始成形温度850℃,冲压速度75 mm/s条件下,22MnB5钢板热冲压成形完成完全马氏体转变,得到均匀板条马氏体组织,组织内产生高密度位错,强度大幅提升,抗拉强度达到1550 MPa。形变有助于动态再结晶并获得更为细小的马氏体组织,促进细晶强化。硼元素在晶界发生偏聚,延长奥氏体转变孕育期,提高了22MnB5钢的淬透性,同时引起点阵畸变,促进相变强化。     

淬火加热温度对22MnB5超高强度钢组织及性能的影响

为了优化22MnB5超高强度钢的热成形工艺并提高其综合性能,开展了淬火温度对22MnB5超高强度钢组织及性能的影响研究。分别对22MnB5超高强度钢加热至830、860、890、920、950℃温度后水淬,采用金相显微镜分析其组织状态,并通过拉伸试验、撕裂试验评价其强度及断裂韧性,采用扫描电子显微镜对断口形貌进行分析研究。结果表明,当淬火温度低于920℃时,随着温度升高,组织马氏体含量升高,材料强度不断上升,塑性较为优异。综合考量,在920℃下保温淬火,能够使22MnB5获得最佳的使用性能。     

铝合金5A02不等厚板的CO_2激光填粉拼焊

在填加粉末的条件下,采用CO2激光器焊接铝合金5A02不等厚板,研究焊接参数对焊缝成形的影响;利用金相显微镜、扫描电镜、拉伸试验机分别研究了激光拼焊板焊接接头的力学性能、断口形貌及微观组织特点。结果表明,填加粉末可使5A02不等厚薄板的激光焊接过程的稳定性显著提高,在比较宽的参数范围内,可以得到成形良好的焊缝;拼焊板的横向拉伸试样均断裂于薄板热影响区,拉伸性能与母材中变形能力较好的板料所占比例有关,该比例越大则拼焊板具有较大的延伸率,变形能力越强;拼焊板的焊缝组织极为细小,在熔合线附近开始向焊缝中心生长的是树枝状晶,在焊缝中心是等轴晶。     

基于偏最小二乘回归模型的激光焊缝宽度预测与控制方法

激光焊接焊缝是激光拼焊板成形性能的重要影响因素之一,同时也是导致拼焊板在冲压过程中出现破裂失效的导火索.因此,为了优化焊接工艺以及激光拼焊板成形性能就必须对焊缝宽度加以预测与控制.利用有限元软件对激光焊接过程进行三维动态温度场模拟,通过分析试验钢板节点温度分布情况,计算出焊缝宽度.在此基础上,利用偏最小二乘同归方法建立了激光焊缝宽度预测模型.运用本文预测模型,焊缝宽度预测相对误差均在5%以下,充分验证了该预测模型的合理性及适用性.     

高强度热成形钢点焊性能与接头组织

以热成形高强度钢板22MnB5作为研究对象,采用不同工艺参数对典型厚度钢板进行正交试验优化,通过对点焊试样进行单向拉伸试验,确定了最优点焊性能工艺参数及各因素对点焊性能的影响程度.热成形高强度钢点焊接头抗剪载荷的最优条件为:板料厚1.6mm、焊接电流7 800A、焊接时间0.4 s；同时,各因素对抗剪载荷影响的主次顺序为:板料厚度＞焊接电流＞焊接时间.通过对点焊接头进行硬度分布试验和金相组织测试,研究并分析了热成形高强度钢点焊接头的硬度分布情况和金相组织特性；采用扫描电镜探究了热成形高强度钢的点焊接头断口形貌特征.     

表面镀铝对22MnB5 钢薄板焊接性的影响

在22MnB5 钢板表面浸镀铝,采用钨极氩弧焊的方法焊接浸铝钢板和裸钢板,通过?旌阜烨慕鹣嘈蚊埠筒舛ɡ於狭亚慷?研究了焊接热输入和表面镀铝对焊缝组织和拉伸性能的影响。结果表明:焊缝热影响区中的不完全淬火区组织由马氏体、铁素体等组成,是接头中的软化区,力学性能最低,断裂在此发生;热输入较低会引起未熔合等成形缺陷,过大则会使焊缝组织变得粗大,适宜的热输入在3800 J/ cm 左右;浸铝层的存在对焊接参数(即热输入)的选择有影响,但不影响焊接力学性能。     

冲压件热成形淬火过程数值模拟

随着超高强度钢板在汽车制造中的应用,在高温下成形板料并迅速冷却来得到高强度的冲压件的成形方法得到了广泛的研究.对板料热成形的力-热-相变耦合过程进行了研究,通过混合定律描述了应变本构模型及应力模型.在此基础上,以U型等截面件为研究对象,运用热-力-相变耦合有限元方法对22MnB5钢板热成形及成形后的淬火过程进行了模拟,分别分析了在水冷和空冷以及随模冷却后零件的形状变化和最终硬度.