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激光焊接TRIP 750钢板的可焊性与力学性能

DOI:10.1007/s00170-020-05223-y 期刊:The International Journal of Advanced Manufacturing Technology 出版年份:2020 更新时间:2025-09-23 15:21:01
摘要: 形变诱导塑性钢已在汽车和航空航天工业中得到开发并广泛应用。这类钢因具有贝氏体关联的先共析铁素体和显著残余奥氏体含量的复杂微观结构,展现出与高成形性相关的延展性和机械强度。其焊接性受限于合金元素含量过高——成分中的高合金含量会使热循环改变精心设计的微观结构,进而导致焊接接头力学性能不理想。激光焊接具有相对较低的热输入,因此可获得较窄的热影响区。目前已知文献尚未明确报道TRIP钢激光焊接后熔合区与热影响区的微观结构特征及其力学行为。本研究旨在通过单轴拉伸和Erichsen成形试验,表征激光焊接TRIP钢的微观结构与力学行为。采用不同激光焊接工艺参数对TRIP 750钢板试样进行焊接,分析其对材料微观结构、硬度和机械强度的影响。经初步试验确定最佳工艺参数为:激光功率900W,焊接速度50mm/s。在此条件下,熔合区几乎完全为马氏体组织,热影响区则为铁素体与马氏体的混合组织。有限元分析证实了马氏体相变过程——当材料达到马氏体开始温度时,其冷却速率达4200°C/s。熔合区平均硬度为530HV,热影响区为550HV,而母材硬度为270HV。力学性能方面,焊接试样的抗拉强度达740MPa,均匀变形阶段的延伸率达22%。焊接板材的Erichsen指数在48.5kN载荷下达到15mm,与未焊接母材相当。无论是单轴拉伸试验还是Erichsen试验,断裂均发生在远离焊缝的母材区域,表明焊接构件具有良好的韧性。
作者: Thais Soares Gon?alves,Geraldo Lúcio de Faria,Rafael Humberto Mota de Siqueira,Milton Sergio Fernandes de Lima
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研究概述 实验方案 设备清单

表征激光焊接TRIP钢在单轴拉伸和Erichsen成形性试验后的微观结构和力学行为。

激光焊接的TRIP 750钢板在成形操作中表现出足够的可焊性和力学性能,其熔合区和热影响区几乎完全为马氏体组织。焊接构件展现出良好的韧性,断裂发生在远离焊缝的基体材料中。

该研究聚焦于特定类型的钢材(TRIP 750)和特定的焊接方法(激光焊接)。其结果可能无法直接适用于其他材料或焊接技术。

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