汽車用DP鋼和TRIP鋼激光拼焊板焊縫組織性能研究.pdf

1、汽車行業(yè)的持續(xù)發(fā)展帶來了嚴重的環(huán)境和安全問題，汽車輕量化已成為人們的共識。激光拼焊板既能減輕車重，又能保證強度，滿足輕量化的要求。雙相鋼(Dual Phase steel，DP)具有良好的強度和韌性，在先進高強度鋼中使用廣泛，相變誘發(fā)塑性鋼(Transformationinduced Plasticity，TRIP)的使用量也在逐漸增大。先進高強度鋼的應用極大促進了激光拼焊技術的發(fā)展，可以使鋼板進行任意組合，提高材料利用率，拓展了先進高

2、強度鋼的應用范圍和應用潛力。
　　本文對同種DP鋼進行激光對接焊和對異種DP&TRIP鋼進行激光拼焊，研究焊接線能量對拼焊板組織和性能的影響，并通過電化學性能測試研究了拼焊板的耐腐蝕性能。深度分析了焊接接頭的接頭界面成形機理，研究固態(tài)相變后的晶粒與原始晶粒之間的取向關系。
　　首先，研究了焊接線能量對1 mm厚的DP590鋼板激光焊接接頭組織性能的影響，得出焊接線能量范圍大約在為280 J/cm～560 J/cm。焊接線能量

3、對力學性能影響不大，拉伸斷裂總是存在于母材區(qū)域，延伸率明顯減小。焊縫區(qū)平均硬度值為母材的1.6倍以上，焊縫寬度隨著焊接線能量的增大有所增大，軟化區(qū)一直存在。焊縫區(qū)主要是板條馬氏體組織，隨著焊接線能量的增大，組織變得粗大，主要是焊接高溫使得奧氏體長大。熱影響區(qū)組織為馬氏體和鐵素體，焊接線能量高時馬氏體體積分數(shù)增多。焊接線能量對熱影響區(qū)軟化區(qū)組織的影響主要是回火馬氏體增多，鐵素體長大較為明顯。焊縫區(qū)表面耐腐蝕能力與母材相比較差，且腐蝕速率比

4、母材稍大，陽極極化曲線部分均出現(xiàn)了反應平臺，主要原因是表面產(chǎn)生了鈍化膜。接頭耐腐蝕能力主要受組織的影響，焊縫區(qū)的板條馬氏體位錯密度大，晶界聚集的碳易使金屬表面吸附氯離子，腐蝕傾向增大，DP鋼母材晶粒細小均勻，缺陷少，材料表面腐蝕傾向小。
　　其次，研究焊接線能量對不等厚DP590和TRIP590鋼激光拼焊板接頭組織性能的影響，焊接線能量范圍為330 J/cm～500 J/cm。拉伸試驗斷裂于DP鋼一側，焊縫平均硬度值為母材的1.6

5、倍以上，焊縫寬度在焊接線能量為420J/cm時最大。焊縫區(qū)呈現(xiàn)典型的柱狀晶，焊縫顯微組織為明顯的板條馬氏體結構，TRIP鋼一側焊縫馬氏體板條比DP鋼一側稍長，隨著焊接線能量的增大，馬氏體板條變得粗大。兩側的熱影響區(qū)均由馬氏體和鐵素體組成，焊接線能量高時，晶粒粗大，馬氏體含量增多。電化學性能測試結果表明TRIP鋼母材的耐腐蝕性最好，焊縫的耐腐蝕性最差，同樣在陽極極化區(qū)域出現(xiàn)了腐蝕平臺。
　　最后，通過對異種鋼接頭進行EBSD分析，進

6、一步探討焊縫界面組織的形成機理。結果表明，兩種母材都沒有表現(xiàn)出明顯的擇優(yōu)取向;焊縫晶粒有明顯的擇優(yōu)取向，晶?？棙嬛饕獮?001>;兩側熱影響區(qū)晶粒主要是等軸晶，沒有明顯的擇優(yōu)取向。焊縫內(nèi)馬氏體板條內(nèi)位錯強化起到了主要作用，塑性降低;熱影響區(qū)硬度較高，與較多晶界的釘扎作用有關;大小角度晶界上的晶格畸變對金屬材料的塑性變形起著阻礙作用，在宏觀上使母材金屬表現(xiàn)為良好的強度和韌性。
　　綜上所述，對于1 mm厚DP590鋼板激光拼焊板，焊