基于激光焊接的铝硅和镀锌硼钢热拉伸性能研究



基于激光焊接的铝硅和镀锌硼钢热拉伸性能研究

尽管热冲压产品硬度高，但其被限制用于需要碰撞吸收的部件中，因为其伸长率很低。因此，当需要将不同厚度的硼钢板连接起来时，会使用拼焊板技术，这时钢板可以吸收碰撞。许多研究试验了普通的不同类型钢板的焊接。Anand等人评估了不同厚度IF钢板焊接后的力学性能，Padmanabhan等人评估了焊接材料铝和钢的成形性。Kinsey等人使用TWB（拼焊板）完成了车体门的稳定性试验和分析。

相反，关于TWB硼钢板的研究却很少。硼钢板在焊接区域由于铝硅涂层流入而力学性能下降，因此硼钢板只能去除涂层后再焊接。这项研究评估了焊接硼钢板的力学特性，在消融了铝硅涂层后执行焊接。拉伸性能测试用来仿真热冲压过程。通过不同的加工参数（如模具温度和拱顶高度）实现达到合适力学性能的最优化条件。

试验研究了LWB（激光焊接板）的稳定性，通过焊接不同厚度硼钢板以改善热冲压硼钢板因伸长率低而带来的低碰撞渗透性。在焊接过程中，焊接区域的硬度和强度由于铝硅涂层的流入而降低，因此根据激光烧蚀涂层的5种情况将试样分为先淬火和后淬火，进而评估力学性能，并且研究了拉伸性能试验的成形条件和合适的工具温度。试验结果如下。

（1）对于模具淬火之前的拉伸试样，试验2的条件能够使硼钢（22MnB5）呈现出500～600MPa的延展性强度和18%～25%的伸长率，其中拉伸试样的双面都经过激光烧蚀。其它条件下的试样都不能用于热冲压组件，因为化学化合物很脆弱并且延展性较低。除了试验2，在焊缝区也能发现铝和硅的存在。激光消融移除双面涂层是可行的。

（2）尽管维氏硬度在模具淬火之前和淬火之后达到了相似的结果，两面都进行激光消融的情况能达到450～550HV的硬度，而试样立即进行焊接只能达到250～ 350HV。

（3）对于锌涂层硼钢，即使不用激光消融涂层，焊接区域的硬度步也不会于450HV。

（4）锌涂层硼钢在950℃加热5min，由于接触加热炉内的底面，可剥离涂层，因此需要研究更多有针对性的合适加热和温度条件。

刊名：Engineering Manufacture（英）

刊期：2014年第4期

作者：Min Sik Lee et al

编译：王维