激光拼焊板焊接接頭的機(jī)械性能及焊接過程變形行為研究.pdf

1、焊接接頭的力學(xué)性能決定了焊接件后續(xù)的加工性能和使用性能。焊接過程的特殊性，導(dǎo)致焊接后焊縫及其附近區(qū)域組織和性能發(fā)生變化，這些變化最終將對焊接接頭的綜合力學(xué)性能產(chǎn)生影響。其次，由于薄板焊接時(shí)自身發(fā)生屈曲，導(dǎo)致薄板發(fā)生波浪變形，即便是像激光焊接那樣的高能量密度焊接方法也無法避免。薄鋼板激光拼焊技術(shù)具有節(jié)省材料、焊接方便、設(shè)計(jì)靈活等優(yōu)點(diǎn)，在制造業(yè)尤其在汽車業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。目前，對不等厚薄板激光拼焊的需求日趨增加，但對該類板材焊接過程中的變形

2、行為及焊接接頭力學(xué)行為特征的認(rèn)識仍然不足。
　　本課題實(shí)驗(yàn)研究了不等厚薄板的激光對接拼焊板的力學(xué)性能，并結(jié)合有限元方法重點(diǎn)考察焊接件中存在的應(yīng)力、應(yīng)變及對變形的影響規(guī)律。首先，研究了厚度為1.7mm的HC340LAD+Z板和厚度為2.6mm的HSLA340+Z板激光對接拼焊板的焊接接頭微觀結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能；然后，建立了焊接熱源模型，結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了熱源模型的可靠性，緊接著考察了焊接過程對焊接熱敏區(qū)分布的影響；最后，研究了激光焊接不

3、等厚板的變形行為及形成機(jī)制。
　　研究結(jié)果表明：1)不等厚薄板的激光對接焊接成型性良好，焊縫整體過渡平滑、外觀美觀。焊縫處主要由粗大板條狀馬氏體構(gòu)成，其中主要夾雜著細(xì)小針狀鐵素體和粒狀碳化物。熱影響區(qū)內(nèi)主要由珠光體構(gòu)成，且相比于母材組織細(xì)化明顯。激光焊接接頭強(qiáng)度高于母材，焊縫具有一定的塑性變形能力；2)所建立的3D高斯熱源模型符合該激光焊接熱源，而且通過優(yōu)化工藝參數(shù)使焊接熱敏現(xiàn)象得到控制，改善了焊接接頭的機(jī)械性能；3)在不等厚板的