高強度低合金鋼激光焊接結構性能評價

性能分析與控制

高強度低合金鋼激光焊接結構性能評價

15CDV6鋼是含有低濃度鉻、鉬和釩的高強度低合金鋼，其具有良好的強度和延展性，且可焊性能強，適用于各種焊接工藝，如氧化焊、氬弧焊、電阻焊、激光焊。研究采用500mm×150mm×3.7mm的15CDV6鋼板。在焊接之前將鋼板進行完全熱處理，之后在980℃下硬化30min。在640℃下對鋼板進行回火處理30min，之后對其進行強制空氣冷卻。利用功率為3.5kW、焊接速度為2mm/min的激光焊接技術對15CDV6鋼板進行焊接。

使用2%的硝酸酒精溶液（2mL硝酸和98mL甲醇）刻蝕低合金鋼以顯示焊縫的微觀結構。焊縫的微觀結構包括5個區域：①焊接過程中未受影響的母體金屬區域；②良好的熱影響區，該區域離熔融區較遠，其中馬氏體分解為奧氏體、鐵素體和碳化物成分；③焊縫熱影響區，焊接過程中會將與焊接表面連接的母體金屬加熱到很高的溫度，如果冷卻速度較慢，則該區域將轉化成貝氏體結構，如果冷卻速度較快則會該區域轉化成馬氏體結構；④與焊縫熱影響區連接的焊接區域；⑤熔融區，為具有延展性晶粒產生的馬氏體結構。采用維氏顯微硬度計（FM-700）在所有焊接試樣橫截面處焊縫的中間區域檢測焊縫的微觀硬度。在15s內，施加0.98N負荷得到焊縫的硬度，測量得到平均焊縫硬度為450HV。利用配備液壓夾具的ASTMA-370對12.5mm寬和100mm長的試樣進行拉伸測試和沖擊試驗，得到焊縫的最大拉伸強度為1020MPa，屈服強度為918MPa，伸長率為12%。研究結果表明，焊縫的最大硬度較母體金屬的大，但由于回火馬氏體的存在，焊縫的韌性較低。

M.V.L Ramesh et al. 4th International Conference on Materials Processing and Characterization. 2015.

編譯：朱會