TWIP鋼薄板激光和TIG焊接行為研究.pdf

1、為了滿足快速發(fā)展的汽車領域對減自重、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、高的應變硬化率和高的強度,它的沖擊吸收功是普通高強鋼的兩倍。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鋼在未來的汽車領域具有非常廣闊地應用前景。
　　 焊接工藝過程節(jié)省金屬、生產(chǎn)率高

2、、產(chǎn)品質量好,且大大地改善勞動條件,所以廣泛應用于機械制造領域。據(jù)工業(yè)發(fā)達國家統(tǒng)計,每年有占總量45％左右的鋼材需要進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TIG焊機分別進行焊接,通過對焊接接頭進行顯微組織觀察、拉伸、杯突、斷口掃描、顯微硬度、X射線衍射分析、電化學腐蝕實驗,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的對稱分布,熱影響區(qū)均不明顯,焊縫中心形成較細小的等軸晶,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)過拉伸實驗,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,斷裂時均無明顯頸縮現(xiàn)象,通過實驗測定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)過杯突實驗得到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)過拉伸實驗,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、時均未發(fā)生頸縮現(xiàn)象,且三種焊接接頭抗拉強度均小于母材;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,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焊接接頭進行對比研究,結論如下:TIG焊試樣的塑性變形能力遠低于激光焊試樣;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