硼鋼B1500HS激光焊接接頭組織及力學(xué)性能研究.pdf

1、熱沖壓硼鋼具有超高的強(qiáng)度，不僅能增加車身的安全性能，而且能降低車身重量。激光焊接具有焊接質(zhì)量好、效率高、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)，目前在汽車工業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。因此，研究熱沖壓硼鋼的激光焊接技術(shù)對(duì)該種鋼在汽車工業(yè)的應(yīng)用具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。本文以寶鋼生產(chǎn)的熱沖壓硼鋼B1500HS為研究對(duì)象，采用有限元分析的方法進(jìn)行焊接工藝參數(shù)的初步優(yōu)選，并用材料性能模擬軟件研究不同焊接工藝參數(shù)對(duì)焊接接頭組織和力學(xué)性能的影響。之后進(jìn)行激光對(duì)接焊和

2、激光搭接焊試驗(yàn)，研究不同焊接工藝參數(shù)對(duì)接頭組織和力學(xué)性能的影響。
　　焊接工藝參數(shù)優(yōu)選的模擬結(jié)果表明，熱輸入相同時(shí)，高功率、高焊速焊接相對(duì)于低功率、低焊速焊接能夠增加熱影響區(qū)的冷卻速度，減少軟化區(qū)的回火時(shí)間。
　　接頭組織和力學(xué)性能的模擬結(jié)果表明，焊縫區(qū)、完全淬火區(qū)為馬氏體組織，軟化區(qū)有M3C型碳化物析出。焊接速度對(duì)焊縫區(qū)、完全淬火區(qū)的組織和力學(xué)性能影響較小。焊縫區(qū)和完全淬火區(qū)的硬度、強(qiáng)度與母材相當(dāng)。軟化區(qū)的硬度和強(qiáng)度隨回火

3、溫度和回火時(shí)間的增加而降低。焊接速度越小，軟化區(qū)的硬度和強(qiáng)度也越低。
　　硼鋼B1500HS激光對(duì)接焊試驗(yàn)結(jié)果表明，焊縫、完全淬火區(qū)都是馬氏體組織，不完全淬火區(qū)為馬氏體加鐵素體組織，軟化區(qū)為回火馬氏體加鐵素體組織。焊接接頭的硬度分布不均勻，在軟化區(qū)硬度明顯降低。拉伸試樣都斷裂在軟化區(qū)。焊接接頭的抗拉強(qiáng)度隨著焊接速度增加而增加，三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)試樣的最大彎曲角度隨著焊接速度的增加而減小。脈沖頻率對(duì)焊接接頭的抗拉強(qiáng)度影響較小，氧化皮會(huì)降低

4、焊接接頭的抗拉強(qiáng)度。當(dāng)焊接功率為1000W，焊接速度在10mm/s-15mm/s范圍內(nèi)時(shí)，接頭抗拉強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度都在1100MPa以上，最大彎曲角度為180°，焊接接頭具有良好力學(xué)性能。
　　硼鋼B1500HS激光搭接焊時(shí)，焊縫中出現(xiàn)了小孔型氣孔。焊接接頭組織和硬度的變化規(guī)律與對(duì)接焊相似。焊接接頭軟化區(qū)馬氏體分解更嚴(yán)重，該區(qū)的硬度更低。搭接接頭拉伸斷裂發(fā)生在搭接面處，接頭的最大抗剪力隨著焊接速度的增加而減小。
　　脈沖頻率對(duì)