DP1000雙相鋼激光焊接HAZ軟化及接頭性能研究.pdf

1、DP1000雙相鋼是汽車輕量化技術(shù)中重要的輕量化材料。本文對(duì)該鋼的激光焊接工藝、焊接接頭的組織性能進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究，為其在汽車輕量化中的應(yīng)用提供理論依據(jù)和參考。
　　本文采用對(duì)接接頭形式，對(duì)DP1000雙相鋼進(jìn)行了激光焊接，通過(guò)大量的工藝試驗(yàn)，獲得了在試驗(yàn)條件下的工藝窗口，研究發(fā)現(xiàn)隨著激光焊接熱輸入的減小，焊縫和熱影響區(qū)軟化區(qū)寬度先變窄，當(dāng)熱輸入降低到一定值后，熱影響區(qū)寬度又有增加的趨勢(shì)，力學(xué)性能也表現(xiàn)出相同的趨勢(shì)。分析原因應(yīng)

2、該是隨著激光熱輸入的降低，激光焊接成形方式由深熔焊向熱導(dǎo)焊過(guò)渡而造成的。
　　通過(guò)對(duì)DP1000雙相鋼激光焊接接頭的組織性能的研究，發(fā)現(xiàn)接頭中存在較嚴(yán)重的軟化現(xiàn)象，軟化區(qū)位于焊接熱影響區(qū)的回火區(qū)和不完全相變區(qū)，其中軟化最嚴(yán)重的區(qū)域位于不完全相變區(qū)；軟化區(qū)的存在使焊接接頭的整體均勻性下降，并導(dǎo)致接頭整體塑性大幅度下降。
　　為了弄清焊接熱影響區(qū)的軟化機(jī)理，根據(jù)焊接過(guò)程中實(shí)測(cè)的熱循環(huán)曲線，用熱模擬試驗(yàn)機(jī)對(duì)熱影響區(qū)的熱循環(huán)進(jìn)行了熱

3、模擬，并對(duì)獲得的熱模擬試樣進(jìn)行詳細(xì)的分析和研究。研究結(jié)果表明DP1000雙相鋼激光焊接接頭熱影響區(qū)的軟化分為兩種情況，一種是在馬氏體的回火溫度區(qū)間，由DP1000雙相鋼中的馬氏體回火及位錯(cuò)密度的下降而引起的；另一種是在不完全相變區(qū)，原始組織部分奧氏體化后，得到的室溫組織較原始組織中的馬氏體含量明顯減少而導(dǎo)致的軟化。
　　對(duì)DP1000雙相鋼激光焊接試件的單向拉伸性能、成形性能和疲勞性能等力學(xué)性能的研究表明，焊接接頭的抗拉強(qiáng)度下降不

4、大，而接頭的塑性、成形性和疲勞性能下降比較嚴(yán)重。在本研究中接頭抗拉強(qiáng)度是母材的86％~91%，伸長(zhǎng)率為母材的20%～38%；杯突值為母材的53.5%～77%；在優(yōu)化的工藝參數(shù)下焊接接頭的疲勞極限只有母材的45.5%。這些性能的下降都與接頭軟化所造成的組織和性能不均勻有關(guān)，而通過(guò)激光焊接過(guò)程中增強(qiáng)冷卻速度的方式在一定程度上可改善接頭的軟化問(wèn)題。
　　本文還通過(guò)小孔試驗(yàn)法和有限元軟件仿真法對(duì)焊接試件的殘余應(yīng)力進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)不論是橫向