車用高強鋼脈沖等離子弧焊工藝研究.pdf

1、輕量化是汽車發(fā)展的趨勢，是減少尾氣排放，保護綠色環(huán)境的重要措施，而超高強鋼的使用是保證車身輕量化的重要支撐。脈沖等離子弧焊具有能量集中程度高，熱輸入精確控制，環(huán)境變量要求低等優(yōu)點，對尺寸較薄的車用高強鋼具有良好的適應(yīng)性。為此，本文以寶鋼生產(chǎn)的冷軋雙相鋼DP780和熱成型超高強鋼B1500HS為研究對象，采用對接接頭的形式進行焊接，研究不同工藝參數(shù)對DP780和B1500HS的同種鋼材對接接頭及異種鋼材對接接頭焊縫成形、接頭的顯微組織、硬

2、度分布以及接頭的拉伸性能和彎曲性能的影響。針對于B1500HS接頭嚴(yán)重軟化的現(xiàn)象采取背部通水的措施，研究加快冷卻速度對焊縫組織和力學(xué)性能的影響。
　　雙相鋼DP780的對接試驗研究表明，在一定的焊接速度下，焊縫的宏觀形貌隨著脈沖頻率的提高而改變，脈沖頻率過低或過高都不能得到成形良好的焊縫。不同的占空比下，接頭硬度的最低值、抗拉強度以及彎曲強度都隨著脈沖頻率的提高而提高;接頭拉伸試驗及彎曲試驗的失效位置都出現(xiàn)在HAZ的次臨界熱影響區(qū)

3、。當(dāng)占空比為30％，脈沖頻率為7HZ時接頭獲得最佳的力學(xué)性能，接頭抗拉強度和彎曲強度均在800MPa以上。在一定的脈沖頻率范圍內(nèi)，接頭的斷裂形式隨著脈沖頻率的提高由韌性斷裂向準(zhǔn)解理斷裂的方式轉(zhuǎn)變。
　　熱成型硼鋼B1500HS的對接試驗研究表明，焊縫區(qū)及臨近焊縫的粗晶粒和細(xì)晶粒熱影響區(qū)都主要以馬氏體組織為主，熱循環(huán)峰值溫度低于Acl的次臨界熱影響區(qū)發(fā)生了嚴(yán)重的回火軟化，最低硬度值為280HV，僅為母材的60％左右。在空冷的條件下，

4、接頭拉伸試驗失效位置均出現(xiàn)在熱影響區(qū)的軟化區(qū)，接頭抗拉強度隨著占空比和基脈比的提高出現(xiàn)下降。最大抗拉強度值出現(xiàn)在占空比為30％，基脈比為0.23的試樣中，抗拉強度約為1000MPa。而采用在熱影響區(qū)背部通水的措施后，接頭拉伸試驗失效位置出現(xiàn)在焊縫區(qū)，抗拉強度提高200MPa左右。在彎曲試驗中，空冷條件下的接頭在承受彎曲載荷時始終未出現(xiàn)開裂，而水冷條件下接頭彎曲至較小的角度后發(fā)生斷裂失效。接頭彎曲強度均能達(dá)到1000MPa?？傮w來看，空冷

5、條件下恰當(dāng)?shù)墓に噮?shù)可獲得綜合力學(xué)性能優(yōu)良的焊接接頭。
　　雙相鋼DP780與熱成型硼鋼B1500HS的異種接頭對接試驗研究表明，脈沖等離子弧焊能夠獲得成形優(yōu)良的異種鋼對接接頭，焊縫區(qū)組織主要由馬氏體和部分貝氏體組成。接頭硬度分布不均，焊縫兩側(cè)熱影響區(qū)都發(fā)生回火軟化，B1500HS一側(cè)軟化嚴(yán)重。不同占空比下，接頭拉伸試驗及彎曲試驗失效都出現(xiàn)在DP780一側(cè)的熱影響區(qū)，且接頭抗拉強度和彎曲強度都隨著基脈比的提高而下降。接頭力學(xué)性能的