DP540双相钢焊接接头组织与拉伸断裂位置研究

以DP540双相钢轮辋焊接接头为研究对象,借助光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)对焊接接头特征区域的显微组织进行了观察与表征。并结合显微硬度的测试和拉伸试验,对接头拉伸断裂位置不同的原因进行了分析。结果表明:DP540双相钢母材为铁素体和马氏体双相组织,但2号试样的组织明显比1号试样细小。焊缝中心区硬度最高,从粗晶区到母材区硬度逐渐降低。1号接头试样的母材组织粗大且马氏体呈大块状,母材硬度为150~170 HV0.2,在拉伸变形时断裂在粗晶区;2号接头试样的母材组织细小且马氏体呈岛状弥散均匀分布,母材硬度为160~180 HV0.2,在拉伸变形时断裂在母材。因此,两种钢母材组织的差异进而影响整个焊接接头的组织分布是造成焊缝断裂位置不同的主要原因。

屈强比对DP540双相钢闪光对焊接头变形行为的影响

对屈服强度不同、厚度为6 mm的DP540双相钢板进行了闪光对焊。检测了焊接接头的显微组织和拉伸性能。结果显示:屈服强度为338 MPa的焊接接头屈强比为0.62,拉伸试样断裂在粗晶区;屈服强度约为450 MPa的焊接接头的屈强比为0.8~0.9,拉伸试样断裂于母材;屈强比较低的接头母材组织粗大且马氏体呈大块状,粗晶区部分铁素体晶粒尺寸达50μm以上;焊接接头在拉伸试验过程中首先在粗晶区产生塑性变形,其不同区域的变形不均匀;屈强比较大的焊接接头母材铁素体晶粒尺寸约为10μm,粗晶区铁素体晶粒尺寸约为20μm;特征区组织细小且马氏体呈岛状弥散分布的焊接接头在拉伸试验过程中能均匀变形。

DP540双相钢闪光对焊接头的组织与硬度研究

对两种成分的DP540双相钢进行了闪光对焊。采用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和显微硬度计检测了焊接接头的显微组织和显微硬度。试验结果明,1号试样的焊缝中心区的板条马氏体量比2号试样多,2号试样焊缝中心区和粗晶区中铁素体内有岛状马氏体。1号试样焊缝的母材区域马氏体呈大块状,且铁素体较粗大,而2号试样焊缝母材区域的马氏体呈岛状,铁素体较细小。显微硬度测定结果表明,两种试样焊缝特征区域马氏体和铁素体的形态差异是造成显微硬度差异的主要原因。因此,应精确控制DP540双相钢的化学成分,以优化闪光对焊的焊接接头的显微组织、提高其力学性能。

扫描路径对DP780双相钢激光点焊成形特征及组织性能的影响

为了探究激光焊接DP780双相钢的工艺特性,开展了不同扫描路径下激光点焊DP780双相钢的实验,对比不同摆动路径对焊缝成形、组织及剪切性能的影响。结果表明:不同扫描路径下激光点焊的焊缝组织相似:焊缝区组织为板条马氏体、贝氏体以及少量铁素体,热影响区组织为尺寸不均匀的块状铁素体、贝氏体以及少量马氏体。施加不同形式的扫描方式,使焊缝内铁素体和贝氏体在一定程度上有所增加,马氏体尺寸减小。扫描激光焊接头焊缝区的平均硬度有所降低,但软化区内最小硬度明显升高;扫描激光焊在一定程度上增大焊缝熔宽,降低焊缝熔深,可抑止气孔的形成;扫描激光焊接头的断口形貌主要由光滑界面和韧窝组成。

DP540双相轮辋钢焊接接头组织特征及其不均匀变形研究

利用金相显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)研究了DP540双相钢闪光对焊接头各特征区域的组织。利用显微维氏硬度计和万能拉伸试验机测量了焊接接头的硬度和拉伸性能。研究发现:DP540双相钢闪光对焊接头存在5个特征区域,分别为焊接界面区、粗晶区、再结晶区、部分再结晶区和母材,其中界面区的硬度最高。焊接接头的屈服强度为464 MPa,抗拉强度为517 MPa,断后伸长率为21.5%,试样在应变为8.5%时发生缩颈,断裂位置处于粗晶区。利用IPP分析软件统计了焊接接头各特征区铁素体和马氏体两相的比例,结果表明,不同特征区两相比例的差异是造成DP540双相钢焊接接头在拉伸过程中产生不均匀变形的主要原因。

热轧DP590双相钢焊接接头组织的研究

研究了焊条电弧焊与半自动CO2气体保护焊方法对DP590热轧双相钢焊接接头微观组织的影响,并测定了焊接接头的硬度。通过对2种焊接方法的焊接接头在焊缝区、熔合区、过热区、完全重结晶区、不完全重结晶区的微观组织对比分析表明,采用半自动CO2气体保护焊方法对DP590热轧双相钢焊接时,可以得到更为细小均匀的微观组织,且热影响区较窄。

热输入对DP600双相钢激光焊接接头力学性能的影响

通过焊接接头显微硬度和拉伸测试,研究了光纤激光焊接0.7 mm厚DP600双相钢在不同热输入下的力学性能。结果表明,不同热输入下的接头硬度分布规律基本相同,当热输入较大时,HAZ外侧出现软化,HAZ软化程度随热输入增大而增加,HAZ软化位置随热输入增大而与焊缝中心的距离逐渐增大。但HAZ软化基本不影响接头力学性能,不同热输入的接头拉伸试样均断裂在母材,接头强度与母材相当而伸长率略有下降。

DP980高强双相钢激光焊接头力学性能研究

为揭示DP980高强双相钢激光焊接头力学性能与焊接工艺参数的关联性,改变激光功率和焊接速度对母材进行拼焊,获得了5种焊接热输入的接头,并对接头的横截面宏观形貌、局部区域显微组织、显微硬度、拉伸性能进行研究。结果发现,降低焊接热输入可减小接头焊缝区及热影响各局部区域的宽度。焊缝区、粗晶区、细晶区因形成了板条马氏体组织,具有较高的显微硬度,而软化区因马氏体的回火分解出现局部软化现象。降低焊接热输入可显著减小软化区宽度、提高接头伸长率,而对接头的软化程度影响不明显。当焊接热输入低于51 J/mm时,接头断裂区域由热影响区变为母材。

DP590双相钢和6082铝合金异种金属激光焊接头组织与性能研究

对1.2 mm厚的DP590双相钢和6082铝合金进行钢上铝下搭接形式的异种金属激光焊接试验。结果表明:当激光功率为2700 W,焊接速度为30 mm/s,离焦量为0 mm时可以获得较好质量的接头;在焊缝界面处形成了Fe Al和Fe3Al等脆性金属间化合物;接头的抗剪强度为23.7~31.5 MPa;接头焊缝中心的硬度值最高,且从母材侧进入焊缝区域时存在一个明显的硬度值跃升界面。

DP590双相钢单面点焊接头超声信号及力学性能分析

运用超声波水浸聚焦入射法对1.5 mm的DP590双相钢单面点焊接头进行超声C扫描成像检测,分析不同焊接电流下的超声C扫图像特征及超声C扫描图像中不同区域对应的A扫信号的变化规律,并对点焊接头进行拉伸-剪切试验,测试接头的力学性能。结果表明:通过观察超声C扫描与超声A扫信号的变化,能够很好地观察点焊接头的内部形貌特征,检测到焊接缺陷的位置与大小;随着焊接电流的逐渐增大(12.5~14.5 k A),接头熔核直径呈递增趋势,对应的失效载荷均值从5549.5 N增加到9258.49 N;当焊接电流增加到15 k A时,接头的熔核直径增大,但由于焊接飞溅的产生,接头的失效载荷和能量吸收值都呈递减趋势。

双相钢DP540、DP590焊接工艺研究

实验通过对DP540、DP590采用各类型不同焊接实验,对比力学性能及微观金相组织找出合理的焊接工艺,同时进行不同工艺参数条件下的熔敷效率及焊道成形性、飞溅量的变化研究,试验用焊接材料熔敷金属力学性能及扩散氢含量测试,研究焊缝经过超声冲击(UIT)处理后的力学性能、疲劳强度及接头内部残余应力的变化。

快速冷却对DP1000双相钢激光焊接接头性能的影响

激光焊接DP1000双相先进高强钢的过程中,普遍存在焊接热影响区的软化现象,热影响区的软化严重影响了焊接结构的成形和使用性能.为了能提高焊接接头的成形和使用性能,采用快速冷却的方式来改善其焊接热影响区的软化问题.通过拉伸试验、显微硬度测试、扫描电镜和光学显微镜等手段对比研究了1.5 mm厚DP1000双相钢板有无快速冷却的焊接接头中组织和性能的变化.结果表明,在快速冷却条件下,激光焊接DP1000双相钢的接头热影响区软化区较空冷焊接的窄,软化现象有所改善,强度和塑性均有所提高.

高强度双相钢窄搭接电阻焊焊接接头失效分析

高强度双相钢具有较低的屈强比、优良的成形性能,广泛应用于汽车制造领域。但随着高强钢强度的提升,合金元素相应增加,对焊接工艺的要求也越来越高。在高强度汽车用钢生产过程中,为保证钢带稳定连续生产,通常采用窄搭接电阻焊焊接技术对钢带进行连接。分析了厚规格高强度双相钢DP600在2 130 mm连退线生产过程中焊缝断带原因,并通过优化焊接工艺对焊接接头性能进行改善。试验结果表明焊缝断带由焊缝未熔合引起。优化工艺方案后,可得到性能良好的焊接接头。

DP590双相钢焊接的数值模拟与试验测试

采用ANSYS大型通用有限元分析软件,利用APDL语言对3.8 mm厚DP590双相钢板对接焊的焊接温度场进行了模拟计算,将生死单元技术和体生热率相结合来模拟焊缝的逐步填充过程和焊接热输入.为了验证模拟计算结果的准确性,进行了3.8mm厚DP590双相钢板的对接焊试验,焊接方法选用焊条电弧焊,利用热电偶、XSR30无纸记录仪测定了距离焊缝不同位置处的温度变化.结果表明,计算的温度场和试验测得的温度场变化规律基本一致.利用ANSYS计算焊接温度场来预测实际焊接过程中焊件的温度变化是可行的.

固溶处理对S31803双相钢板焊接接头力学性能的影响

研究了固溶处理对S31803双相钢焊接接头力学性能的影响。结果表明:经固溶处理的焊缝,其硬度、抗冲击强度和抗拉强度都要比未固溶处理的焊缝高。

汽车用DP800双相钢点焊工艺窗口和接头性能

开展2.0 mm厚DP800双相钢的电阻点焊试验,测试DP800双相钢点焊工艺窗口,研究焊接电流、焊接时间、电极压力对焊点拉剪力的影响规律,并观察接头不同区域的微观组织。结果表明,DP800高强钢焊接性较好,点焊工艺窗口满足工业应用要求;随着焊接电流和焊接时间的增加,焊点直径和拉剪力先增加后趋于平稳;随着电极压力的增加,点焊直径和拉剪力先增加后减小;焊点热影响晶粒细小,由马氏体组织构成;焊核为典型的柱状晶,显微组织为马氏体和少量的贝氏体。

铁素体──马氏体双相钢焊接接头的应力腐蚀

在慢应变速率条件下，研究了Ｆｅ－Ｓｉ－Ｃ系铁素体－马氏体双相钢焊接接头在人造海水中的应力腐蚀开裂（ＳＣＣ）行为。用单边预裂纹拉伸试样测定了焊接接头各部位的应力强度因子Ｋ１值。结果表明，焊接接头各部位在人造海水中的应力腐蚀开裂敏感性有很大差异，其中热影响区（ＨＡＺ）对ＳＣＣ最敏感，Ｋ１值最低；随着阴极电位朝负方向增加，ＳＣＣ敏感性增大；除氢处理可以改善焊接接头的ＳＣＣ抗力。

汽车用CR340/590DP双相钢电阻点焊工艺及接头性能

DP双相钢因具有优良的强度与塑性适配、优异成形性、高加工硬化率等优点日益受到汽车生产厂商的青睐,电阻点焊是汽车白车身制造中主要连接工艺,文中以CR340/590DP双相钢为研究对象,分别开展低倍组织观察、显微硬度测试、十字拉伸力试验、拉剪力测试试验和电极头寿命测试等,进行了该钢种的点焊工艺性评价,试验结果表明,该钢种有很好的焊接加工性,各项指标均能满足全球通用GWS-5A—2007焊接标准。

低温烘烤对DP980双相钢激光拼焊板性能的影响

以DP980双相钢激光拼焊板为研究对象,通过对预压、150~190℃保温10~30 min烘烤处理后的接头进行拉伸试验、金相试验、显微硬度测试、扫描电镜观察等,对比研究了模拟烘烤前后以及不同烘烤条件下接头的性能。结果表明:烘烤后接头的抗拉强度提高了80~120 MPa,而断后伸长率从焊态的4.88%下降到2.80%~3.48%;焊接接头不同区域的硬度均有所增加,尤其是软化区硬度从焊态的220 HV左右提高到了烘烤后的280 HV左右;焊接接头不同区域的平均硬度随烘烤温度的升高而增加,但保温时间对硬度的影响不明显。

耐低温合金钢及其焊接接头组织性能研究进展

耐低温合金钢因在低温下具有足够的强度、优异的韧性和抗脆性断裂能力,在低温服役条件下被广泛使用。目前,国内外对低温用钢的温度界限还没有统一的规定,如何提高低温钢的低温韧性和焊接接头性能仍是比较棘手的问题。文中综述了按相组成划分的双相低温钢的研究现状,着重介绍了成分设计、组织演变规律和组织与性能调控等;归纳总结了影响耐低温钢焊接接头组织性能的主要因素,包括合金元素、热处理工艺、焊接工艺等。合理的成分设计、优化制备工艺和了解失效机制是实现耐低温合金钢工程化应用的基础;微合金化、控轧控冷(TMCP)和增材制造(AM)技术是未来开发高强高韧低温结构钢的重要手段;将计算科学引入合金设计和损伤机制的研究,以实现整个制备过程的可操控性,是未来研究的重点。