超高强双相钢DP1180激光拼焊接头组织及性能研究

对超高强双相钢DP1180进行激光拼焊,焊后对接头微观组织及力学性能进行研究。结果表明:焊缝区由粗大的板条状马氏体和铁素体组成,热影响区组织不均匀并出现明显软化现象;室温拉伸时在热影响区软化区位置发生断裂,抗拉强度为1249 MPa,是母材的98%,伸长率为4.8%,是母材的64%;杯突试验断裂也发生在热影响区,断口平行于焊缝,杯突值为6.9 mm,是母材的70%。     

DP500高强钢脉冲激光焊接接头的组织和性能

利用小功率Nd∶YAG固体脉冲激光器,对厚度为0.65 mm的DP500高强度双相钢进行激光焊接性试验,重点分析研究在其他脉冲激光工艺参数一定,只改变脉冲频率的不同脉冲激光功率条件下的焊接接头显微组织,并对其显微硬度分布、拉伸性能和杯突成型性能进行测定比较。试验结果表明,在较低的脉冲激光功率条件下形成的焊接接头热影响区较窄,焊缝区组织主要为板条马氏体和少量上贝氏体组织;而在较高脉冲激光功率条件下形成的焊接接头,热影响区较宽并且焊缝中出现较多的上贝氏体和少量侧板条铁素体组织。其次,随着脉冲激光功率的提高,在焊接接头的热影响区出现软化区,而且其拉伸性能和杯突成型性能相比母材有所下降。当脉冲激光功率为160 W时,焊接接头纵向拉伸的抗拉强度有所下降,经杯突试验后裂纹在焊接接头平行于焊缝的中心处产生,杯突值大大降低。     

焊接速度对高强钢激光焊热影响区软化的影响

以双相钢和马氏体钢为对象,进行了不同焊接速度下不同强度等级的先进高强钢光纤激光焊接热影响区硬度及软化行为的试验研究.结果表明:双相钢激光焊接焊缝区硬度远高于母材硬度,而马氏体钢焊缝区硬度与母材强度相近.而激光焊接热影响区中近母材区域产生的回火马氏体,造成该区域硬度显著降低,出现热影响区软化.在同一焊接速度下,先进高强钢的强度等级越高,热影响区硬度越低,软化现象越明显.焊接速度的减小,激光焊接过程热量增大,热影响区硬度减小,软化现象也越明显.     

DP540双相钢焊接接头组织与拉伸断裂位置研究

以DP540双相钢轮辋焊接接头为研究对象,借助光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)对焊接接头特征区域的显微组织进行了观察与表征。并结合显微硬度的测试和拉伸试验,对接头拉伸断裂位置不同的原因进行了分析。结果表明:DP540双相钢母材为铁素体和马氏体双相组织,但2号试样的组织明显比1号试样细小。焊缝中心区硬度最高,从粗晶区到母材区硬度逐渐降低。1号接头试样的母材组织粗大且马氏体呈大块状,母材硬度为150～170 HV0. 2,在拉伸变形时断裂在粗晶区; 2号接头试样的母材组织细小且马氏体呈岛状弥散均匀分布,母材硬度为160～180 HV0. 2,在拉伸变形时断裂在母材。因此,两种钢母材组织的差异进而影响整个焊接接头的组织分布是造成焊缝断裂位置不同的主要原因。     

高强汽车钢板焊接接头的组织与性能

汽车用双相钢的焊接问题主要来自于焊接过程中的热影响区的软化行为。本文以汽车用DP980双相钢为研究对象,采用半导体激光焊与YAG激光焊接法分析了焊接过程中焊接接头的硬度分布特征及规律,并分析了焊接软化区的显微组织特征,研究了母材与焊接件的力学性能与断面形貌。试验材料DP980双相钢的YAG激光焊缝的硬度、软化区的硬度及焊缝的抗拉伸性能均优于半导体激光焊接。     

DP600高强钢GMAW焊接接头组织及性能研究

对汽车中常用的DP600双相钢采用MIG焊、MAG焊和CO2气体保护焊工艺进行了研究。为了获得较好的强韧性和优良的焊接接头组织,选择低匹配的焊接接头形式,采用H08Mn2A焊丝,在获得完整焊接接头的前提下分析不同焊接工艺下的焊接接头的机械性能和微观组织。结果表明,DP600双相钢在三种焊接工艺下均能获得合格的焊接接头,拉伸实验均断于母材,表明焊接接头质量良好,且在焊接热影响区没有出现软化现象。     

600MPa级高Al冷轧双相钢激光焊接性能研究

通过对武钢开发的600 MPa级高Al冷轧双相钢WHT600DP在激光焊接条件下的焊缝宏观形貌、微观组织以及力学性能的研究与分析,探索了WHT600DP的激光焊接性能。结果表明,在合适的工艺条件下,WHD600DP的激光焊接接头均不存在内部和外部缺陷,焊缝拉伸强度、杯突值等指标达到相关标准要求,能够满足实际生产需要。WHT600DP高Al冷轧双相钢具有良好的激光焊接性能。     

DP980激光焊接温度场模拟及力学性能

采用光纤激光焊接高强钢DP980,并对温度场分布进行有限元计算。结果表明,焊缝中心热循环温度高达3204℃,迅速冷却后形成马氏体组织,硬度较母材提高30%,抗拉强度达到了1115.7 MPa,延伸率相对母材下降49.1%。回火区应力应变曲线存在明显的屈服平台,抗拉强度(850.7 MPa)明显低于母材(986.9 MPa)。焊接接头抗拉强度为母材的87.1%,延伸率为母材的32.7%。焊接接头拉伸试样和杯突试样均断于回火区。焊接接头的杯突值较母材下降32.58%,母材主应变值高于焊接接头。     

异种高强度车身钢激光焊接接头组织及性能

采用扫描电镜、硬度计和拉伸试验机对DP980/HSLA异种高强度车身钢板激光焊接接头组织及力学性能进行研究。结果表明,在异种钢板焊接接头熔合区生成了马氏体组织。在靠近DP980钢一侧热影响区生成了回火马氏体,靠近HSLA钢一侧热影响区生成了马氏体和贝氏体的混合组织。在拉伸载荷下,断裂发生于HSLA钢母材,说明接头力学性能优越。     

DP980激光焊接温度场模拟及力学性能研究

采用光纤激光焊接高强钢DP980,并对温度场分布进行有限元计算。结果表明焊缝中心热循环温度高达3204 ℃,迅速冷却后形成马氏体组织,硬度较母材提高30%,抗拉强度达到了1115.7 MPa,延伸率相对母材下降49.1%。回火区应力应变曲线存在明显的屈服平台,抗拉强度（850.7 MPa）明显低于母材（986.9 MPa）。焊接接头抗拉强度为母材的87.1%,延伸率为母材的32.7%。焊接接头拉伸试样和杯突试样均断于回火区。焊接接头的杯突值较母材下降32.58%,母材主应变值高于焊接接头。     

600MPa级高Al冷轧双相钢与异种材料不等厚板搭配的激光焊接性能研究

对武钢开发的600MPa级高Al冷轧双相钢WHT600DP与DC04、WH260Y异种材料不等厚板激光焊接的焊缝宏观形貌、微观组织以及力学性能进行研究和分析,探讨WHT600DP的激光焊接性能。研究结果表明,两种材料搭配条件下的激光焊接接头均不存在内部和外部缺陷,焊缝拉伸强度、杯突值等指标达到相关标准要求,能够满足实际生产需要,WHT600DP高Al冷轧双相钢具有良好的激光焊接性能。     

DP590镀锌双相钢CMT焊接接头显微组织及力学性能

针对汽车制造中薄板焊接质量问题及鉴于汽车行业对镀锌双相钢的大量需求,在弧长修正系数为0,送丝速度为3.0 m/min,焊接速度为400 mm/min的焊接工艺参数下,对1.0 mm厚的DP590镀锌双相钢进行了CMT搭接焊试验,并通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜与维氏硬度计等设备研究了焊接接头的显微组织与力学性能。试验结果表明,CMT焊接DP590镀锌钢能够得到成形良好的焊接接头。焊缝组织主要为板条马氏体,粗晶区由板条马氏体和少量铁素体组成,细晶区组织多为马氏体及少量贝氏体,不完全相变区中的铁素体含量增加,马氏体含量减少;焊接接头拉伸试验断裂位置在不完全相变区,属于塑性断裂,最大载荷为10.48 kN,与母材接近。焊缝平均硬度值最高,约为260 HV,不完全相变区显微硬度值最低,约为170 HV。该研究为DP590镀锌双相钢薄板CMT焊接提供工艺参考,对汽车轻量化生产制造具有重要的工程意义。 创新点： (1)针对汽车用钢薄板焊接的难点,提出具有低热输入焊接特点的CMT工艺。 (2)研究DP590镀锌双相钢CMT焊接接头显微组织及力学性能,研究结果可为工厂实际生产提供理论依据与数据支持。     

DP590高强钢激光焊接接头组织与显微硬度分析

使用YAG型光纤激光器对DP590钢进行激光焊接试验,研究了焊接接头的微观组织和显微硬度。结果表明:激光输出功率为3 k W,焊接速度为3、4、5 m/min时,焊接接头外观形貌较好,没有出现裂纹、气孔。随着焊接速度的增大,焊接接头的焊缝区和热影响区的宽度逐渐减小。焊缝中心的组织为板条状的马氏体,靠近焊缝热影响区的组织为马氏体和少量的铁素体,靠近母材热影响区的组织为马氏体和大量的铁素体。接头焊缝区的显微硬度明显高于母材,焊缝中心的最高硬度为380 HV。焊接接头的硬度从焊缝到母材呈逐渐减小的趋势。     

CO_2激光焊接600MPa DP钢接头组织与性能

采用CO2激光对抗拉强度为600MPa,厚度1.4mm的DP钢进行焊接.研究焊接速度对焊缝外观和截面成形的影响、接头的组织特点、硬度、强度和成形能力.结果表明,激光功率相同,焊接速度较低时焊缝易产生气孔,焊接速度较高时易发生飞溅;焊接速度对焊缝熔深及熔宽也有影响.焊缝区组织主要由马氏体构成,从焊缝、焊接热影响区到母材,组织中马氏体含量下降,接头的最高硬度出现在焊缝或热影响区.在平行于焊缝方向,焊接接头的抗拉强度高于母材,垂直于焊缝方向,接头的抗拉强度与母材相当.由于焊缝出现马氏体组织,接头的塑性和韧性降低,板材的冲压成形能力下降.     

低活化铁素体/马氏体钢厚板光纤激光焊接接头组织及力学性能分析

针对核聚变反应堆试验包层模块(TBM)中使用的CLF-1低活化铁素体/马氏体钢进行焊接试验,采用15 kW光纤激光,实现了17.5 mm厚CLF-1钢的穿透焊接,得到了正反表面成形良好、无明显缺陷的焊接接头,并对接头显微组织及力学性能进行了分析研究. 结果表明,焊缝区主要为粗大的板条马氏体;熔合线附近热影响区为细小的板条马氏体和少量贝氏体;不完全淬火区为经焊接热循环作用下二次回火的回火索氏体及马氏体双相组织;接头室温及550 ℃高温抗拉强度较高,均断裂于母材;焊缝显微硬度高于母材,且热影响区无明显软化;接头冲击韧性良好. 接头综合力学性能良好.     

不等厚高强钢激光拼焊板焊缝组织及胀形性能分析

采用激光焊接方法,针对1.8mm厚的SAPH440与2.2mm厚的DP600高强钢实施激光拼焊.测试了不等厚拼焊板焊接接头的金相组织以及显微硬度,然后通过杯突试验对所得到的不等厚高强钢拼焊板的胀形性进行了研究,进一步与母材的胀形性相比较.结果表明,焊缝的金相组织为针状铁素体和板条马氏体,焊缝两侧硬度分布不同,焊缝处的硬度要高于母材.拼焊板的杯突值低于任何一侧母材的杯突值,焊缝的位置对不等厚拼焊板的胀形性有一定的影响,薄板所占比例越大拼焊板的胀形性越好,在胀形成形过程中焊缝向厚板侧移动.     

ST14钢与DP600冷轧双相钢激光拼焊工艺研究

采用500 W固体脉冲激光焊接系统对厚度均为1.5 mm的ST14钢和DP600冷轧双相钢进行了激光拼焊试验,研究不同激光焊接工艺下的焊接接头形貌,并对工艺优化后的焊接接头显微组织、静态拉伸进行测试。试验结果表明:当激光焊平均功率为370 W、焊接速度为300 mm/min、焊接电压为260 V时,激光拼焊板焊接接头表面形貌和横截面形貌满足激光焊焊缝质量评价标准要求,该焊接接头拉伸断口位于ST14一侧母材区,屈服强度和抗拉强度与ST14钢母材相当。随着脉冲频率的增加,焊缝的宽度、熔深和热影响区宽度增加。     

QP980-DP980异种先进高强钢激光焊接头微观组织及力学性能

采用光纤激光焊实现了异种汽车用先进高强钢QP980与DP980的拼焊连接,对异种焊接接头的微观组织、硬度分布进行了观察和测试,对焊接接头的拉伸性能进行了测试,对断口形貌进行了观察和分析。结果表明,焊缝区域的组织全为马氏体组织,且硬度最高(535 HV);两侧焊接热影响区均可分为完全相变区、不完全相变区和回火区三个区域。两侧热影响区中的完全相变区由于冷却速度快全部为马氏体组织,硬度提高;不完全相变区部分形成马氏体,成为马氏体和铁素体的混合区,回火区由于回火马氏体的出现使其硬度下降。QP980侧的回火区由回火马氏体、铁素体和残余奥氏体组成; DP980侧的回火区由回火马氏体和铁素体组成。接头拉伸断裂发生在DP980侧热影响区,抗拉强度达到DP980母材的98. 9%,断后伸长率约为DP980母材的70. 9%,断裂模式为韧性断裂。     

焊接热输入对Q890/Q550异种钢激光-MAG复合焊接头组织及力学性能的影响

采用激光-MAG复合焊进行了Q890/Q550异种钢焊接试验,研究不同焊接热输入对异种钢焊接接头显微组织和力学性能的影响。试验结果表明,在相同热输入下,焊缝两侧过热区主要由板条马氏体和少量贝氏体组织组成,细晶区为致密的板条马氏体组织,Q890钢侧的马氏体含量比Q550侧多,板条更加粗短,焊缝冲击断口具有剪切韧窝特征,冲击韧性优于热影响区;随着热输入从3.5 kJ/cm增加到9.6 kJ/cm,过热区晶粒粗化,贝氏体逐渐增多,马氏体含量减少,焊缝和热影响区冲击吸收能量略微减小。三种热输入下拉伸试件均断在母材Q550钢,断后伸长率相当,断裂方式为韧性断裂,焊接接头强度高于母材。     

快速冷却对DP1000双相钢激光焊接接头性能的影响

激光焊接DP1000双相先进高强钢的过程中,普遍存在焊接热影响区的软化现象,热影响区的软化严重影响了焊接结构的成形和使用性能. 为了能提高焊接接头的成形和使用性能,采用快速冷却的方式来改善其焊接热影响区的软化问题. 通过拉伸试验、显微硬度测试、扫描电镜和光学显微镜等手段对比研究了1.5 mm厚DP1000双相钢板有无快速冷却的焊接接头中组织和性能的变化. 结果表明,在快速冷却条件下,激光焊接DP1000双相钢的接头热影响区软化区较空冷焊接的窄,软化现象有所改善,强度和塑性均有所提高.