汽車用先進(jìn)高強(qiáng)鋼的激光焊研究.pdf

1、先進(jìn)高強(qiáng)度汽車鋼在具有高強(qiáng)度的同時(shí)也具有良好的塑性，這一優(yōu)點(diǎn)使其可以在降低車身自重的同時(shí)，兼顧到其安全性，因此開始逐步被應(yīng)用到汽車車身設(shè)計(jì)中。其中相變誘導(dǎo)塑性鋼(TRIP)和雙相鋼(DP)的研究較為深入。TRIP鋼是通過雙相區(qū)退火后在貝氏體轉(zhuǎn)變溫度區(qū)間等溫獲得，室溫組織主要為鐵素體、貝氏體和殘余奧氏體，其中殘余奧氏體約為10-20％，在應(yīng)力或應(yīng)變作用下，殘余奧氏體在轉(zhuǎn)變成馬氏體過程中誘發(fā)塑性并提高強(qiáng)度；DP鋼則是由雙相區(qū)退火和隨后淬火獲

2、得，室溫組織為鐵素體和馬氏體兩相組成，鐵素體具有良好塑性，馬氏體具有較高強(qiáng)度，這種組織特征使雙相鋼具備連續(xù)屈服和高的初始硬化速率。本文采用二極管和YAG兩種激光焊方法，研究了TRIP和DP兩種高強(qiáng)鋼焊接接頭的組織和力學(xué)性能特征。主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下：
　　 ⑴在A1-TRIP鋼的二極管激光焊中，焊縫主要由6鐵素體和上貝氏體組成，并含有少量的馬氏體、下貝氏體和殘余奧氏體(薄膜狀和塊狀)；焊縫凝固以6鐵素體為初生相，室溫下呈現(xiàn)骨骼

3、狀。焊縫冷卻速度的增加降低了鐵素體含量，但未能改變凝固模式；而Si-TRIP鋼焊縫則是由單一的馬氏體組成。對(duì)兩種焊縫的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)拉伸試驗(yàn)并未發(fā)現(xiàn)焊縫性能對(duì)拉伸速率表現(xiàn)出顯著的敏感性，但Al合金焊縫的強(qiáng)度與塑性乘積的下降要低于對(duì)應(yīng)的Si合金化焊縫。A1和Si兩者均能延遲貝氏體等溫過程中碳化物的析出，但對(duì)焊接性的影響卻截然不同。
　　 ⑵DP鋼焊接的主要問題是焊接熱影響區(qū)軟化，這是由于馬氏體回火分解所造成的。二極管激光焊因具有較大的

4、焊接熱輸入，從而表現(xiàn)出比YAG激光焊更嚴(yán)重的軟化。時(shí)間常數(shù)，c可以將兩種激光焊下的軟化區(qū)統(tǒng)一起來，隨著時(shí)間常數(shù)的增加，軟化越嚴(yán)重，并最終達(dá)到一平臺(tái)，即最大軟化處。而且，在二極管激光焊的最大軟化處，硬度的下降與母材的馬氏體含量線性相關(guān)，混合率定律可以用來解釋軟化區(qū)的硬度變化特征。YAG激光焊焊縫的硬度與母材碳含量線形相關(guān)，組織為馬氏體，隨著碳含量增加，二極管焊縫的組織會(huì)由鐵素體和貝氏體逐漸向全馬氏體過渡。
　　 ⑶在雙向應(yīng)力的沖頭

5、試驗(yàn)中(LDH)，軟化區(qū)的形成大大地削弱了DP鋼激光拼焊板的成形性能，下降為母材的50％，而且斷裂模式發(fā)生變化，裂紋總是不無例外地發(fā)生在軟化區(qū)并沿軟化區(qū)擴(kuò)展，鐵素體基體與二次相(馬氏體及回火馬氏體)之間力學(xué)性能的不均勻性導(dǎo)致變形過程中兩相變形的不均勻性，并在界面誘發(fā)裂紋。軟化區(qū)成為影響DP鋼拼焊板成形性能的控制因素，織構(gòu)則制約了母材的成形性；而傳統(tǒng)的低合金高強(qiáng)鋼HSLA具有與母材相當(dāng)?shù)某尚涡?，開裂源于焊縫，垂直于焊縫向母材擴(kuò)展。就成形性