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。     

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。     

DP780镀锌钢激光焊接性能与工艺

针对0.8 mm的车用DP780镀锌双相钢,采用4 kW的连续光纤激光器对材料进行激光搭接试验,通过调节两板间的预留间隙、激光功率、焊接速度、离焦量,研究了工艺参数对焊接接头焊缝的成形影响规律,同时分析各工艺参数对焊缝下塌量、抗拉强度、气孔状况的影响规律;最后基于焊缝抗拉强度、焊缝下塌量以及焊接过程中气孔状况评价焊接质量.结果表明,功率在3 800 W、焊接速度在95~100 mm/s,离焦量在-2~2 mm,预留间隙在0.2~0.25 mm区间的工艺参数条件下,焊接成形较好,此时的抗拉强度保持在180 MPa以上,下塌量总量在0.35~0.45 mm,以及飞溅和外部气孔较少.建立抗拉强度—焊缝下塌量—气孔状况方法评价焊接质量,采用此方法,能够改善气孔缺陷,提升焊接效率.     

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。     

Nd:YAG激光焊接800 MPa TRIP钢的接头组织与性能

采用Nd:YAG激光对强度为800MPa,厚度为1.2mm的TRIP钢板进行焊接.研究焊接速度对焊缝外观和截面成形的影响及接头的组织特点、硬度、强度和成形能力.激光功率相同,焊接速度较低时焊缝易产生气孔,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.焊缝组织主要由马氏体构成,从焊缝、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.由于焊缝中出现马氏体,接头的塑性和韧性降低,板材的冲压成形能力下降.     

TRIP980钢板激光焊接工艺研究

采用不同焊接工艺对TRIP980钢板进行激光焊试验,研究了激光功率及焊接速度对接头宏观组织及力学性能的影响。结果表明:随着激光功率的增大,焊缝熔深逐渐增加直至完全焊透,此时接头强度先提高,之后保持稳定,断裂位置由焊缝过渡为母材,当功率过大时将产生严重飞溅,恶化焊缝性能,导致拉伸时沿焊缝开裂。随着焊接速度的提高,飞溅开始严重,导致接头强度较低,沿焊缝开裂,之后飞溅减小,接头强度提高且保持稳定,并沿母材断裂,继续提高焊接速度,焊缝熔深减小,接头强度降低,且沿焊缝处断裂。对于本研究钢板焊接合理的热输入为:33 333～50 000 J/m。     

热轧高强钢DP780的激光焊接接头组织及性能研究

采用12000W的CO2激光器,通过激光焊接+激光热处理的工艺对热轧高强钢DP780进行激光填丝焊接试验研究,利用光学显微镜、显微硬度计、万能试验机、抗凹试验机等分析测试手段,研究DP780-DP780自焊和DP780-SPHC过渡焊的焊接接头宏观、微观组织特点及接头力学性能的差异。试验结果表明:不同匹配方式的焊缝组织均由板条马氏体和贝氏体构成,DP780-DP780时焊缝中心到两侧母材的金相组织、显微硬度值分布均匀,焊接接头的力学性能优于母材;DP780-SPHC时焊缝中心到两侧母材的金相组织、显微硬度值均有较大差异,接头的力学性能略高于SPHC母材。     

焊接速度对TRIP590钢激光焊接头组织性能的影响

利用金相、拉伸及硬度试验研究不同焊接速度对TRIP590钢激光焊接头组织结构及力学性能的影响。结果表明,接头热影响区(HAZ)组织主要由贝氏体、铁素体及残留奥氏体组成,焊缝区(WZ)主要由板条状马氏体组成,随焊接速度提高,马氏体板条更加细长,晶粒细化。接头宏观断裂发生在母材区,其抗拉强度与母材相当。接头焊缝区硬度达430 HV,约为母材2倍,随焊接速度提高,热影响区变窄,焊缝硬度增加。     

TRIP钢激光焊接后的组织与性能研究

研究了TRIP钢经激光焊接后的微观组织变化和硬度变化。试验结果表明:焊接熔融区产生了大量的马氏体和贝氏体组织,热影响区主要为马氏体、贝氏体以及少量铁素体组织;焊缝区域的显微硬度较之原基体有了显著的提高。     

TRIP钢激光焊接后的组织与性能研究

研究了TRIP钢经激光焊接后的微观组织变化和硬度变化。试验结果表明：焊接熔融区产生了大量的马氏体和贝氏体组织．热影响区主要为马氏体、贝氏体以及少量铁素体组织；焊缝区域的显微硬度较之原基体有了显著的提高。     

DP980双相钢CMT焊接接头组织及性能

基于冷金属过渡(CMT)焊接技术,对1.2 mm厚DP980双相钢进行焊接试验。研究3～6 m/min送丝速度和350～600 mm/min焊接速度工艺参数对焊接接头显微组织与力学性能的影响。结果表明,CMT搭接焊工艺可制备无明显缺陷、成形性良好的DP980双相钢焊件;焊接接头热影响区分为完全相变粗晶区、完全相变细晶区及不完全相变软化区3个部分,主要由马氏体、铁素体和少量贝氏体组成;随着送丝速度的增大,粗晶区晶粒尺寸由13.89 μm增大至25.17 μm;随焊接速度的增大,粗晶区晶粒尺寸由26.86 μm减小至16.11 μm;完全相变细晶区平均显微硬度可达400 HV,而软化区硬度则降低至260 HV;在3 m/min送丝速度和500 mm/min焊接速度条件下,焊件拉伸性能最佳,抗拉强度可达967 MPa;由于软化区铁素体富集,断口产生于软化区,断裂方式为韧性断裂。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)研究送丝速度与焊接速度对DP980双相钢CMT焊接接头显微组织的演变规律和力学性能的影响,研究结果可为工厂实际生产提供理论依据与数据支持。     

Q235钢薄板激光焊接头微观组织与力学性能

为了探索光纤激光在焊接薄板低碳钢中的应用前景,文中采用光纤激光焊接系统分别对0.5 mm和1 mm厚Q235钢板进行了激光焊工艺试验,并对所得到的焊接接头的微观组织和力学性能进行了分析。通过调节激光功率、摆动频率等工艺参数,2种厚度的Q235钢板均可获得单面焊双面成形、无明显缺陷的焊接接头。厚0.5 mm板焊缝区主要由板条马氏体组成,硬度和抗拉强度均高于母材的,断后伸长率为33.1%,约为母材的79%;厚1 mm板焊缝区呈胞状树枝晶组织,主要由铁素体、珠光体和贝氏体组成,硬度和抗拉强度均高于母材的,断后伸长率为34.5%,约为母材的75%。     

DP780高强双相钢激光拼焊接头GTN损伤模型参数标定

为了获得DP780高强双相钢激光拼焊接头的模拟参数,根据混合法则对激光拼焊接头进行区域细化,采用ABAQUS有限元仿真软件对母材、焊缝和纵向接头的拉伸实验以及极限拱顶高度实验进行了有限元建模,依据拉伸实验的工程应力-工程应变、拉伸试样断裂位置及拼焊板断裂失效模式结果并结合有限元反推法,确定了接头各区域的GTN损伤模型参数,从而对横向接头的拉伸实验和极限拱顶高度实验进行了模拟。结果表明：不同热输入下接头的拉伸实验曲线与模拟曲线、模拟断裂位置与实际断裂位置较吻合;拼焊板失效时的极限拱顶高度值与实验值相接近;拼焊板失效模式与实验结果相一致。     

DP590双相钢激光焊接接头组织研究

采用CO_2激光焊机对DP590冷轧双相钢板进行对接焊试验,研究焊接接头的微观组织,并对焊接过程的温度场进行模拟。结果表明,焊缝成形良好,熔合线呈椭圆形。焊缝组织主要由板条状马氏体、羽毛状上贝氏体及针状铁素体组成,接头杯突断口形貌呈蜂窝状,为韧性断裂。激光焊接过程加热和冷却迅速,温度场等温线呈椭圆形。     

含钒TRIP钢的组织与力学性能研究

采用计点法定量金相、X-衍射分析和静态拉伸试验等方法，研究了含钒低硅TRIP钢的组织和力学性能。结果表明，在不同的热处理条件下，含钒低硅TRIP钢的显微组织中可以保留10％～15％的残留奥氏体，并且两相区加热温度为740℃和800℃时，最终显微组织中残留奥氏体量较多，强塑积最高可达16830MPa(％)。     

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%。     

焊接速度对TRIP 590钢焊接接头组织与力学性能的影响

以TRIP 590钢为对象,研究焊接速度对其焊接接头微观组织和力学性能的影响。结果表明,随着焊接速度的提高,焊缝逐渐变窄并且趋于平滑。焊接接头HAZ区存在大量的贝氏体和铁素体。板条状马氏体是WZ区的主要组织。提高焊接速度可以细化晶粒,提高WZ区的强度和硬度。焊缝中心的硬度最高,从焊缝中心经HAZ区到BM区,硬度逐渐下降。     

TRIP/TWIP异种钢激光偏束焊接接头的显微组织与力学性能

采用不同激光束偏移量对TRIP钢和TWIP钢进行了异种钢焊接,并测试和分析了焊接接头的显微组织、硬度及力学性能。结果表明:TRIP/TWIP焊接接头的力学性能较TRIP钢和TWIP钢母材明显降低。焊接过程中熔池内的搅动以及激光束偏移导致了熔池内锰元素的不均匀分布,从而直接影响焊缝的显微组织和断裂形式。激光束偏向TWIP钢侧形成全奥氏体焊缝有助于改善焊接接头的力学性能。     

高Nb-TiAl合金激光焊接头组织与力学性能研究

采用金相显微镜、扫描电镜、电子探针、 X射线衍射等方法研究了Ti-45Al-8.5Nb合金激光焊接头组织、化学成分和组成相的演变规律,并利用显微硬度仪对焊接接头区的显微硬度分布进行了测试。结果表明,焊接接头与基体组成相相同,均为α2,γ和B2相;焊缝中心区组织为二次熔融的枝晶组织,α2相含量高于基体的,显微硬度高于热影响区和基体的。