激光焊接技术对先进高强度钢焊缝的影响

激光焊接技术对先进高强度钢焊缝的影响

刊名：Int J Adv Manuf Technol（英）

刊期：2016年第83期

作者：G.C.C.Correard et al

编译：赵唤

虽然先进高强度钢已被广泛应用于汽车制造行业，但还需要对其焊接微观结构和力学性能进行更全面地了解。研究旨在分析焊接结构基本特征，研究了3种类型的双相DP600钢和1种相变诱导塑性TRIP750钢。从巴西炼钢厂获得材料的合金组成和拉伸强度。合金的初始微观组织都是由铁素体、马氏体、贝氏体和残余奥氏体组成。焊接使用的激光器是掺镱光纤激光器（IPG，YLR-2000），其最大功率为2000W，光纤传输光束的内径为100μm，保护气（纯氩气体）以8.5L/min的通量射出到达工件表面，激光器在焊接功率为1300W、焊接速度为50mm/s的情况下使用双向焊接方法分别从焊接接头的顶部和底部对DP600钢和TRIP750钢进行焊接。

对焊缝进行热力学和有限元分析，研究了焊缝形状，以及热影响区的延伸和相变。快速冷却会使DP600钢的热影响区变得很复杂用，而焊接过程中的固态扩散反应使焊缝热影响区的微观结构比熔融区的更复杂。在热影响区的不同区域含有不同量的马氏体和铁素体，其中紧邻熔融边界处的再结晶奥氏体晶粒转变为马氏体。TRIP750钢焊缝的热影响区与DP600钢相似，但其含有更多的马氏体，因此TRIP750钢焊缝硬度（440HV）高于DP600钢焊缝硬度（350HV）。

试验得出如下结论：

（1）两种钢在熔融区和热影响区都存在马氏体、先共析铁素体和贝氏体。其中，焊接部分最重要的微观成分是规则和聚结形态下的贝氏体；

（2）大部分焊接试样的断裂都是在基材处或离焊接区域较远处；

（3）DP600钢疲劳曲线的极值约为350MPa，而TRIP750钢疲劳曲线的极值为450MPa。