車用雙相鋼激光焊接接頭力學(xué)行為的應(yīng)變率效應(yīng)研究.pdf

1、當(dāng)今汽車制造領(lǐng)域?qū)τ凇败嚿磔p量化”與“服役安全性”的要求不斷提高，使得DP鋼等為代表的先進(jìn)高強(qiáng)度鋼在車身構(gòu)件上得到了廣泛應(yīng)用。激光焊接技術(shù)能夠提高車身尺寸匹配精度和接頭強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)異種及不等厚鋼板的“先焊接后沖壓成形”生產(chǎn)方式，在提高車身結(jié)構(gòu)剛度和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)靈活性等方面均顯示出巨大的優(yōu)勢(shì)，因此，正在逐步取代傳統(tǒng)焊接，成為汽車制造中的重要焊接方式。焊接接頭作為車身結(jié)構(gòu)的重要組成部分，在汽車制造及碰撞過(guò)程中均要承受高應(yīng)變速率的動(dòng)態(tài)載荷作用（應(yīng)變

2、速率最高可達(dá)500～1000s-1），因此，研究動(dòng)態(tài)力學(xué)性能具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。DP鋼及其激光焊接接頭的變形和斷裂行為的應(yīng)變率效應(yīng)也必將決定焊接構(gòu)件的服役可靠性，對(duì)于現(xiàn)代汽車車身中大量使用的DP鋼結(jié)構(gòu)部件服役安全性的保障尤為重要。
　　本文針對(duì)汽車制造領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的DP780鋼板，利用Nd∶YAG脈沖激光進(jìn)行焊接，研究了激光焊接工藝參數(shù)對(duì)焊接接頭質(zhì)量的影響，以及應(yīng)變速率對(duì)DP780鋼母材及激光焊接接頭拉伸變形行為和斷裂機(jī)制的影

3、響規(guī)律，以進(jìn)一步揭示動(dòng)態(tài)載荷下其力學(xué)性能改變的本質(zhì)。
　　激光焊接工藝研究結(jié)果表明，焊接速度、脈寬和電流等激光工藝參數(shù)對(duì)焊接接頭表面形貌、幾何尺寸、截面顯微組織、硬度分布和力學(xué)性能影響很大。優(yōu)化的焊接工藝參數(shù)范圍是:焊接速度300～500mm/min，脈寬8.6～9.4ms，電流86～94A。在此優(yōu)化參數(shù)下可獲得表面成形性好，無(wú)明顯裂紋和氣孔等缺陷的焊接質(zhì)量良好的DP780鋼焊接接頭試樣。
　　高速拉伸試驗(yàn)結(jié)果表明，DP78

4、0鋼母材和激光焊接接頭的拉伸變形行為和拉伸性能均具有應(yīng)變速率敏感性。DP780鋼母材和焊接接頭的拉伸性能隨應(yīng)變速率的變化規(guī)律基本一致，較母材相比，焊接接頭拉伸性能的應(yīng)變速率敏感性更為顯著。隨應(yīng)變速率的增大，屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度提高，而塑性先下降后上升，當(dāng)應(yīng)變速率達(dá)到500s-1時(shí)塑性達(dá)到最大值，而后，隨應(yīng)變速率繼續(xù)增大而再次下降。激光焊接會(huì)導(dǎo)致DP780鋼塑性整體下降。隨應(yīng)變速率的增大，DP780鋼激光焊接接頭斷裂位置距熔合中心線的距離顯