TWIP鋼薄板激光和TIG焊接行為研究.pdf

1、為了滿足快速發(fā)展的汽車領(lǐng)域?qū)p自重、降油耗、低排放、更安全等方面的更高要求,鋼鐵業(yè)界同仁正在努力進(jìn)行改革和創(chuàng)新,研究開發(fā)具有更好綜合性能的新鋼種。TWIP(Twinning Induced Plasticitv)鋼具有極高的塑性、高的應(yīng)變硬化率和高的強(qiáng)度,它的沖擊吸收功是普通高強(qiáng)鋼的兩倍。這些優(yōu)良的性能可以很好地滿足現(xiàn)代汽車工業(yè)的要求。因此,TWIP鋼在未來的汽車領(lǐng)域具有非常廣闊地應(yīng)用前景。
　　 焊接工藝過程節(jié)省金屬、生產(chǎn)率高

2、、產(chǎn)品質(zhì)量好,且大大地改善勞動(dòng)條件,所以廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造領(lǐng)域。據(jù)工業(yè)發(fā)達(dá)國家統(tǒng)計(jì),每年有占總量45％左右的鋼材需要進(jìn)行焊接加工之后才能使用。因此研究TWIP鋼的焊接性能很有必要性。本文選用厚度為1mm的三種不同成分含量TWIP鋼板,采用500W脈沖Nd:YAG固體激光器和全自動(dòng)TIG焊機(jī)分別進(jìn)行焊接,通過對焊接接頭進(jìn)行顯微組織觀察、拉伸、杯突、斷口掃描、顯微硬度、X射線衍射分析、電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn),研究了焊接接頭顯微組織和性能,比較了兩種

3、焊接工藝對TWIP鋼焊接接頭綜合性能影響。主要結(jié)論如下。
　　 1、對激光焊后的三種TWIP鋼板材(編號為1＃、2＃和3＃)焊接接頭進(jìn)行組織性能對比分析可得:三種板材激光焊接接頭宏觀焊縫為上寬下窄并以焊縫中心為基準(zhǔn)的對稱分布,熱影響區(qū)均不明顯,焊縫中心形成較細(xì)小的等軸晶,在焊縫與熔合線接觸的位置形成方向較一致的柱狀晶,焊縫成形良好;三種板材激光焊接接頭水平方向硬度分布趨勢大致相同,在焊縫區(qū)硬度最高,在熱影響區(qū)硬度值最小,3＃板材

4、基體硬度最大,為180HV;在焊縫深度方向上,三種板的焊縫硬度值呈“U”形走勢,1＃底層硬度最大,為432HV,2＃和3＃表層硬度最大,分別為422HV和400HV;經(jīng)過拉伸實(shí)驗(yàn),2＃板激光焊接接頭斷裂在近縫的母材處,1＃和3＃激光焊接接頭在焊縫處斷裂,三種激光焊接接頭經(jīng)過拉伸后的彈性變形階段都不明顯,斷裂時(shí)均無明顯頸縮現(xiàn)象,通過實(shí)驗(yàn)測定2＃塑積最大,為41310MPa·%,2＃激光接頭性能最優(yōu)越;1＃和2＃激光焊接接頭拉伸斷口均為韌性

5、斷裂,3＃激光焊接接頭表現(xiàn)為脆性斷裂;經(jīng)過杯突實(shí)驗(yàn)得到1＃和2＃母材及激光焊接后的焊縫塑性變形能力相對與3＃都要優(yōu)越。
　　 2、對三種TWIP鋼板材TIG焊焊接接頭進(jìn)行組織性能對比分析可得:1＃試樣TIG焊焊縫中心的組織為細(xì)小的等軸晶,2＃和3＃則均為典型胞狀樹枝晶;1＃}和2＃TIG焊焊縫硬度值相差不大,約為165HV,均高于3＃焊縫硬度;經(jīng)過拉伸實(shí)驗(yàn),1＃、2＃TIG焊接接頭在熱影響區(qū)斷裂,而3＃在焊縫處斷裂,三種板材斷裂

6、時(shí)均未發(fā)生頸縮現(xiàn)象,且三種焊接接頭抗拉強(qiáng)度均小于母材;2＃TIG焊接接頭斷口表現(xiàn)為韌性斷裂,1＃和3＃表現(xiàn)為脆性斷裂;1＃和2＃TIG焊接后的杯突值增大幅度相當(dāng),3＃TIG焊接后杯突值增大幅度最大,TIG焊接接頭的沖壓性能良好。
　　 3、通過對2＃板材激光焊和TIG焊接接頭進(jìn)行對比研究,結(jié)論如下:TIG焊試樣的塑性變形能力遠(yuǎn)低于激光焊試樣;激光焊接接頭的平均顯微硬度比TIG焊接接頭的平均硬度高;TWIP鋼經(jīng)過激光焊和TIG焊后