激光焊接技術(shù)對(duì)先進(jìn)高強(qiáng)度鋼焊縫的影響

激光焊接技術(shù)對(duì)先進(jìn)高強(qiáng)度鋼焊縫的影響

刊名：Int J Adv Manuf Technol（英）

刊期：2016年第83期

作者：G.C.C.Correard et al

編譯：趙喚

雖然先進(jìn)高強(qiáng)度鋼已被廣泛應(yīng)用于汽車制造行業(yè)，但還需要對(duì)其焊接微觀結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能進(jìn)行更全面地了解。研究旨在分析焊接結(jié)構(gòu)基本特征，研究了3種類型的雙相DP600鋼和1種相變誘導(dǎo)塑性TRIP750鋼。從巴西煉鋼廠獲得材料的合金組成和拉伸強(qiáng)度。合金的初始微觀組織都是由鐵素體、馬氏體、貝氏體和殘余奧氏體組成。焊接使用的激光器是摻鐿光纖激光器（IPG，YLR-2000），其最大功率為2000W，光纖傳輸光束的內(nèi)徑為100μm，保護(hù)氣（純氬氣體）以8.5L/min的通量射出到達(dá)工件表面，激光器在焊接功率為1300W、焊接速度為50mm/s的情況下使用雙向焊接方法分別從焊接接頭的頂部和底部對(duì)DP600鋼和TRIP750鋼進(jìn)行焊接。

對(duì)焊縫進(jìn)行熱力學(xué)和有限元分析，研究了焊縫形狀，以及熱影響區(qū)的延伸和相變。快速冷卻會(huì)使DP600鋼的熱影響區(qū)變得很復(fù)雜用，而焊接過(guò)程中的固態(tài)擴(kuò)散反應(yīng)使焊縫熱影響區(qū)的微觀結(jié)構(gòu)比熔融區(qū)的更復(fù)雜。在熱影響區(qū)的不同區(qū)域含有不同量的馬氏體和鐵素體，其中緊鄰熔融邊界處的再結(jié)晶奧氏體晶粒轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。TRIP750鋼焊縫的熱影響區(qū)與DP600鋼相似，但其含有更多的馬氏體，因此TRIP750鋼焊縫硬度（440HV）高于DP600鋼焊縫硬度（350HV）。

試驗(yàn)得出如下結(jié)論：

（1）兩種鋼在熔融區(qū)和熱影響區(qū)都存在馬氏體、先共析鐵素體和貝氏體。其中，焊接部分最重要的微觀成分是規(guī)則和聚結(jié)形態(tài)下的貝氏體；

（2）大部分焊接試樣的斷裂都是在基材處或離焊接區(qū)域較遠(yuǎn)處；

（3）DP600鋼疲勞曲線的極值約為350MPa，而TRIP750鋼疲勞曲線的極值為450MPa。