不同高強度鋼的焊接失效分析

不同高強度鋼的焊接失效分析

通過研究先進高強度鋼（AHSS）和普通低碳鋼的不同組合，分析了焊接結構的失效原因。通過試驗和數值模擬，基于改進的損傷模型與斷裂準則，表征焊接后的機械性能及相關硬化程度。對于焊接基體和焊接熔核，分別進行標準和簡單的張力測試。

TRIP980和DP980是汽車工業最常用的兩種先進高強度鋼，GMW 2則是最常用的低碳鋼板。對DP980-TRIP980和GMW 2-TRIP980這兩種不同焊接板的搭接進行了剪切和U形拉伸試驗，從相關試驗和數值模擬結果可以總結出以下結論。

（1）根據三軸應力斷裂應變的簡化斷裂準則，以及標準拉伸試驗和微型拉伸試驗的數值模擬，可以成功地校準基體和不同焊接接頭。與基體不同，焊接熔核沒有顯示其應變速率敏感性或硬化退化程度。

（2）發現每個點焊接頭的失效都歸因于每個構成區域之間的不相容，其中重要的力學性能是硬化程度和斷裂準則，分別由強度和延展性來表征。

（3）DP980-TRIP980焊縫強度大于GMW2-TRIP980焊縫強度，因為GMW 2基體中的碳含量較少。試樣的失效主要是由于高強度/低延展性元件與低強度/高延展性元件的不相容。

（4）GMW2基體在焊接中最容易失效。這主要是因為其強度在所有材料中是最低的。TRIP980在U形拉伸試驗中比在搭接剪切試驗中更脆弱，因為其臨界變形在U形拉伸試驗中沒有表現出任何延展性。

刊名：International Journal of Mechanical Sciences（英）

刊期：2017年第121期

作者：Wooram Nohad

編譯：趙前