热输入对DP600激光焊组织和力学性能的影响

摘要：为了研究DP600钢的焊接性能,采用5种不同的激光焊接工艺进行焊接试验。结果表明,焊接接头表面成形质量良好,随着热输入的增加,上下熔宽逐渐增大;熔融区均为板条状马氏体组织,当热输入高于33J/mm时热影响区组织为马氏体、铁素体和少量的回火马氏体;当热输入低于33J/mm时,热影响区组织为马氏体和铁素体。在低热输入条件下,回火时间很短,马氏体未发生分解;在高的热输入条件下,回火时间较长,马氏体分解显著,热影响区中出现M3C型碳化物,碳化物形貌以球状和片状为主。从熔融区到母材,显微硬度值逐渐降低;焊接接头静态拉伸失效位置均在母材,拉伸断口为韧性断口,DP600钢激光焊接接头不存在软化现象。     

热输入对DP980激光焊组织和力学性能的影响

为了研究DP980钢的焊接性能,采用3种不同的激光焊接工艺进行焊接试验。结果表明,熔融区为板条马氏体,热影响区为马氏体、铁素体和回火马氏体,随着热输入增加,上下表面的熔宽逐渐增大,强塑积逐渐减小,热影响区的软化程度逐渐恶化。从熔融区到母材,显微硬度的变化趋势是先降低后升高。焊接接头静态拉伸失效位置均在亚临界热影响区,拉伸断口为韧性断口,随着热输入增加,杯状韧窝逐渐转变为较大的抛物线状韧窝,通过分析不同热输入条件下焊接接头的静态拉伸应变场云图,可知在塑性变形阶段,熔融区两侧呈双峰形貌,随着热输入的增加,软化区的面积逐渐增大,颈缩易出现在熔融区两侧的软化区部位。     

热输入对DP980激光焊组织和力学性能的影响

为了研究DP980钢的焊接性能,采用3种不同的激光焊接工艺进行焊接试验。结果表明,熔融区为板条马氏体,热影响区为马氏体、铁素体和回火马氏体,随着热输入增加,上下表面的熔宽逐渐增大,强塑积逐渐减小,热影响区的软化程度逐渐恶化。从熔融区到母材,显微硬度的变化趋势是先降低后升高。焊接接头静态拉伸失效位置均在亚临界热影响区,拉伸断口为韧性断口,随着热输入增加,杯状韧窝逐渐转变为较大的抛物线状韧窝,通过分析不同热输入条件下焊接接头的静态拉伸应变场云图,可知在塑性变形阶段,熔融区两侧呈双峰形貌,随着热输入的增加,软化区的面积逐渐增大,颈缩易出现在熔融区两侧的软化区部位。     

DP980钢及DP980钢激光焊接接头的高周疲劳性能

摘要：为了研究DP980钢的高周疲劳性能,采用疲劳试验机对DP980钢和DP980钢激光焊接接头进行高周疲劳试验,得到Basquin方程,并利用光学金相显微镜和扫描电镜进行组织和断口分析。结果表明：DP980钢激光焊接接头的焊缝根部和顶部出现形状凹陷,焊接接头的质量为中等。DP980钢疲劳极限为341MPa,DP980钢激光焊接接头的疲劳极限为148MPa,激光焊接接头的疲劳极限较母材的疲劳极限降低约50%。对于DP980钢而言,铁素体/马氏体晶界是裂纹萌生的主要位置,疲劳断口为准解理断口。对于DP980钢激光焊接接头而言,疲劳裂纹源位于焊缝凹陷处,而非热影响区及母材,疲劳断口为解理断口。DP980钢和DP980钢激光焊接接头的疲劳裂纹扩展区均有明显的疲劳条带,并伴随有二次裂纹。     

热冲压成形钢与双相钢点焊接头组织及显微硬度分析

本文以厚度为1.8 mm热成形钢T1500HS与厚度为1.3 mm的DP600钢板电阻焊点为研究对象,对其微观组织和显微硬度进行了测试分析.试验结果表明,从母材、热影响区到焊核区域,T1500HS侧的微观组织依次为:马氏体/回火马氏体/铁素体+马氏体/细晶马氏体/板条状马氏体;DP600侧微观组织依次为:铁素体+少量马...     

焊接热输入对厚壁20MnNiMo钢焊缝性能的影响

为了研究国产特厚20MnNiMo钢焊接中的最佳焊接热输入以及在焊接过程和相应的热处理过程中20MnNiMo钢力学性能及组织性能的变化状况,实验选取了焊接热输入线能量分别为2.46、2.78和3.09 kJ/mm进行实验。实验表明:20MnNiMo钢焊接接头断裂位置都是在焊接热影响区,并且随着焊接热输入的增大,试样的平均抗拉强度先减小再增大;随着与20MnNiMo钢焊缝的逐渐远离,金相组织的变化为由回火贝氏体、针状铁素体和先共析铁素体逐渐过渡到回火贝氏体,再到铁素体和回火贝氏体组织以及母材的回火索氏体组织。     

QP980淬火-配分钢MAG焊接头组织及力学性能

QP980淬火-配分钢属于第三代先进高强钢，具有强塑积高、成形性好等优点而成为汽车轻量化发展的重要材料。对国内某公司生产的1.5 mm厚的QP980淬火-配分钢采用机器人MAG焊(熔化极活性气体保护焊)进行焊接，分析焊接工艺参数对其焊接接头组织和力学性能的影响。考虑到焊接的淬火作用以及焊接接头的等强匹配原则，采用ER50-6焊丝作为填充材料。研究结果表明，在合适的焊接工艺窗口内，减小焊接热输入有利于提高焊接接头的强度，但对其塑性有不利影响。焊接接头横截面的组织和力学性能变化非常大，焊缝金属区主要由铁素体和珠光体组成，硬度较低，但能达到原始母材的硬度值；靠近焊缝的热影响区主要是完全相变区，该区是由原始母材组织发生奥氏体转变后冷却产生的以板条马氏体为主的组织，硬度较母材有较大提升，该区成为焊接接头的硬化区，而靠近母材的焊接热影响区主要包括两相区和回火区，两相区中部分组织发生了奥氏体转变，冷却后转变的组织较原始组织中的马氏体含量有所降低，硬度略有下降，而回火区是由原始组织中的铁素体、少量奥氏体以及发生了回火的马氏体组成，由于马氏体的回火作用，硬度也略有降低。在该钢的MAG焊中，焊接接头软化现...     

1800 MPa热成形钢与CR340LA低合金高强钢激光焊接性能

采用光纤激光焊接设备对1800 MPa级热成形钢与CR340LA低合金高强钢进行对接激光拼焊,研究了不同激光焊接功率和焊接速度下焊接接头的组织演变规律及热冲压成形性能,并对焊接接头的力学性能和硬度进行了分析。结果表明,3种焊接工艺下激光拼焊原板综合力学性能相差较小,由焊接接头造成的伸长率和抗拉强度的损失均在母材的28.3%和9.1%以内。激光焊接后焊缝区均为粗大、高硬度的马氏体结构;两侧热影响区组织主要为铁素体和马氏体,接头未出现明显的软化区。激光拼焊原板拉伸试样均断裂于CR340LA母材区,距离焊缝12 mm左右,且存在焊缝隆起现象。选取焊接功率和焊接速率分别为4000 W和0.18 m·s?1的焊接试样在高温下进行热冲压成形检测,未出现焊缝开裂,热成形后拼焊板具有良好性能,满足汽车激光拼焊板使用要求,拉伸结果表明,试样断裂位置与未热冲压成形前一致,均位于CR340LA母材区,拉伸过程中,焊缝向高强度母材侧偏移,在弱强度母材侧产生应力集中并缩颈断裂。      

激光拼焊异种超高强钢组织和力学性能

 汽车轻量化后对安全性和碰撞吸能性提出了更高要求,从而促进了高强、吸能材料及其拼接技术的发展。以汽车安保件之一的汽车B柱为研究对象,采用能满足要求的DP980双相钢和22MnB5热冲压成型钢异种材料进行激光拼焊,研究焊接热输入对焊接接头显微组织与力学性能的影响。通过保持激光输出功率不变(1.3 kW)改变焊接速度的方法控制焊接热输入,考察焊接热输入与拼焊接头组织和力学性能之间的关系。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、显微硬度测试仪和拉伸试验机研究接头不同亚区的组织和性能。结果表明,当焊接速度为16~26 mm/s时,均获得了完整而无缺陷的熔化区组织;随着焊接速度的提高,不仅焊缝表面凹陷逐步改善,并且焊接热影响区宽度也随之减小。硬度测试表明,接头中存在明显的软化区域,主要分布在DP980侧热影响区的回火区和不完全相变区,而DP980侧热影响区的细晶区、粗晶区、22MnB5侧热影响区以及焊缝金属区的硬度则有所增加,形成了焊接接头的硬化区。拼焊接头在能形成完整接头的条件下抗拉强度保持为576~597 MPa,断裂均发生在22MnB5侧的母材区,断裂时有明显的颈缩现象;接头断后伸长率为11.9%~15.5%,介于DP980母材(11%)和22MnB5(22%)母材的断后伸长率之间;研究还表明,焊接热输入越大,焊接接头相同区域的组织越粗大。     

热处理对40CrNiMoA钢板焊接接头组织及力学性能的影响

本文研究了调质工艺对40CrNiMoA钢板焊接接头显微组织及力学性能的影响。试验结果表明,经 830 - 870 °C +550 - 650 °C 调质处理后,40CrNiMoA钢3 mm板90 A 10 V焊接接头的焊缝区、热影响区、母材区的硬度差异显著减小,形成了回火索氏体组织。调质处理温度越高,焊接接头的焊缝区、热影响区与母材区的组织越 均匀,且组织中的碳化物颗粒尺寸增大。40CrNiMoA钢焊接板经850 Y油淬,600 X.回火后,具有较高的强度(905 MPa)和塑性(13. 5% ),综合力学性能最优。     

400MPa级超细晶粒钢的焊接

对超细晶粒钢在焊接热循环作用下晶粒长大和组织、性能变化的规律进行了研究。400 MPa级钢由于不存在第Ⅱ相粒子对晶粒长大的钉扎作用,晶粒长大趋势明显,焊接热输入越大,长大程度越严重。无论是焊接热模拟试件还是焊接接头硬度测试均表明HAZ不存在软化问题,接头拉伸试验断在远离热影响区的母材上。HAZ粗晶区有较多的侧板条铁素体,但缺口冲击功未显示热影响区的冲击韧性低于母材,尽管试件断口分析说明粗晶区的韧性低于母材。     

Si-Mn系超高强度热成形淬火钢板的点焊性能

 采用不同的点焊工艺参数对研发的1700MPa级Si-Mn系热成形淬火钢板与低碳钢板DC04进行异种材料之间点焊,并对焊接接头的拉伸性能、显微硬度分布及微观组织特征等进行了分析。结果表明,焊接电流对点焊接头熔核直径和抗剪强度具有显著的影响,而焊接时间的影响相对较小。超高强度钢板侧的热影响区存在两个明显的软化区和硬化区,即在靠近母材处存在一个硬度明显低于母材的软化区,其组织为回火马氏体;在靠近熔核处存在一个硬度明显高于母材的硬化区,其组织为细小的马氏体。点焊接头熔核部位为柱状粗大马氏体组织,其硬度明显低于超高强度钢板母材且远高于低碳钢板母材。低碳钢板热影响区低的硬度和明显粗化的铁素体组织,使得点焊接头单向拉伸时均从低碳钢板的热影响区一侧破断。     

回火处理对Q690钢焊接粗晶区组织和性能的影响

用气体保护焊接了Q690钢板,研究了不同温度回火后焊接接头粗晶区的组织及性能变化。结果表明:焊后粗晶区组织为条状马氏体,570℃及以下温度回火后马氏体分解,晶界处有碳化物析出,硬度变化较小;620℃及以上温度回火后,碳化物粗化,硬度大幅下降。回火处理能提高粗晶区冲击韧性,但在520~570℃回火时粗晶区冲击韧性明显降低,冲击断口为沿晶脆性断裂,这是大量碳化物晶间沉淀所致。     

中心偏析对FH40低温钢焊接组织性能的影响

利用金相(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)以及能谱(EDS)等手段研究了FH40低温钢焊接接头显微组织演变及其对低温冲击韧性的影响.结果表明,FH40低温钢母材具有优异的综合力学性能,其屈服强度为420 MPa,抗拉强度为518 MPa,-60℃夏比冲击功为162 J,而焊接接头熔合线位置及热影响区的低温韧性急剧降低至16 J.显微组织分析表明,低温钢母材为细小的多边形铁素体+珠光体组织,在心部位置珠光体组织呈带状分布.焊接热影响区的显微组织主要为针状铁素体,但是心部存在明显的马氏体带.针状铁素体硬度为229.7 HV_0.05,比原来的多边形铁素体高约40 HV_0.05,而马氏体的硬度为313.7 HV_0.05,较原来的多边形铁素体高约140 HV_0.05.EBSD结果显示在马氏体带存在较高的内应力,这是造成焊接接头低温韧性急剧下降的主要原因.EDS表明,中心偏析导致热轧低温钢母材形成C、Mn富集的珠光体带,这些C、Mn富集的珠光体带在焊接热影响作用下重新奥氏体化,并在冷...     

激光电压对600MPa冷轧双相钢差厚板焊缝外观和组织性能的影响

利用固体脉冲Nd:YAD激光发生器焊接0.8mm和1mm厚的600MPa冷轧双相钢,采用光学显微镜、显微硬度计和万能试验机研究了不同焊接电压对焊缝外观、组织和性能的影响。结果表明:随着焊接电压的增大,焊缝外观缺陷逐渐增多;焊缝热影响区和焊缝宽度逐渐增加;焊缝区域贝氏体逐渐增多、马氏体逐渐减少;焊缝区域硬度明显增加,并且曲线呈马鞍形;通过拉伸试验可以验证焊缝区域的强度明显高于母材区域。     

新型工程机械用Q550钢气保焊性能研究

采用Φ1.2mm的WH70-G的实芯气保焊丝对16mm厚的新型Q550D钢板进行富氩气体保护对接焊,针对焊接接头分析了显微组织,进行了拉伸、弯曲、冲击、硬度等力学性能检测。接头断面上没有发现气孔、夹杂、裂纹等明显缺陷,焊缝区组织为针状铁素体+先共析铁素体,热影响区粗晶区组织为粒状贝氏体;接头抗拉强度达到760 MPa,断裂位置均位于母材,D=3a,180°冷弯试验合格,接头塑性良好,焊缝、熔合线、热影响区-20℃冲击功均大于47J。表明所采用不预热的焊接工艺能够满足Q550D钢的焊接技术要求。     

细晶Q345低合金高强钢焊接接头组织性能研究

采用埋弧自动焊法对30 mm细晶Q345C低合金高强钢进行焊接,用金相显微镜观察焊接接头微观组织,并检验接头拉伸、弯曲及冲击性能。结果表明,细晶Q345母材由晶粒细小的铁素体和珠光体构成,焊接接头焊缝金属与母材强度相似。焊缝外观平整、组织均匀,焊缝和热影响区均具有良好的冲击韧性,焊接接头可以满足使用要求。     

HR800CP复相高强钢板焊接接头的显微组织和力学性能

采用激光焊、80%Ar+20%CO_2混合气体保护焊匹配CHW-60C焊丝,对HR800CP复相高强钢板进行了焊接,对其焊接接头的显微组织与力学性能进行了研究。结果表明:激光焊缝的焊缝中心和热影响区组织为马氏体和贝氏体,焊缝中心和热影响区硬度值均高于母材,弯曲180°时未出现沿焊缝的开裂情况,接头抗拉强度为799 MPa,低于母材的抗拉强度,原因是焊缝的表面有凹陷。混合气体保护焊接头焊缝组织为针状铁素体、块状铁素体,粗晶区组织为板条状马氏体+贝氏体组织,正火区组织以贝氏体为主,熔合线附近存在相对较软的区域,接头的抗拉强度755 MPa,低于母材的抗拉强度。     

EH36大线能量用钢焊接接头组织与性能研究

为了研究EH36海洋平台用钢焊接工艺,对100 mm厚的EH36海洋平台大线能量用钢进行了大线能量埋弧焊焊接试验。焊后对焊接接头进行了综合性能测试和微观组织分析。结果表明,焊缝表面及中心部位组织由大量针状铁素体、少量先共析铁素体和少量M-A组元组成,焊缝接头具有良好的韧性。接头硬度测试表明,EH36大线能量用钢在100 k J/cm热输入条件下,焊缝及热影响区具备较好的硬度,满足热输入条件下焊接施工条件。     

含钼双相钢DP600相变研究和工艺实践

采用热模拟试验研究了含钼双相钢DP600在不同冷却模式、转变温度和冷却速率时的显微组织转变,分析了相变后的马氏体比例和晶粒度级别,根据热模拟结果设计了DP600钢的生产工艺,并探讨了钼元素对双相钢的影响。结果表明,DP600钢在热轧组织转变时,两段式冷却工艺比一段式工艺形成的马氏体细小,且晶粒度提升1级。奥氏体向铁素体转变过程中,存在最佳相变温度平衡点;590 ℃以上减缓DP600钢铁素体＋珠光体的过冷转变速率,可以细化晶粒、增加马氏体比例。生产的DP600钢金相显微组织为铁素体＋马氏体,马氏体比例为17%,晶粒度为11级;纵向、横向抗拉强度分别为592和620 MPa,伸长率分别为28.5%和26.5%。钼元素可以强烈抑制C- Si- Mn- Cr- Mo系DP600钢的铁素体转变,缩小铁素体转变区。