研究目的
研究Al-Si涂层对纤维激光焊接22MnB5钢的影响,重点考察去涂层和带涂层接头显微组织演变对其拉伸、疲劳及埃里克森杯突试验等力学性能的作用。
研究成果
铝硅涂层在熔合区引入铁素体,降低了显微硬度但通过提升塑性变形能力改善了疲劳性能。拉伸性能未受影响,因为断裂发生在母材区域。埃里克森试验显示抗变形能力下降。涂层效果随测试条件而异,凸显了对焊接接头进行综合力学性能评估的必要性。
研究不足
该研究聚焦于原始状态的22MnB5钢;热冲压工艺可能导致焊接接头产生更大的组织差异(本文未涉及此方面)。双束激光焊接提升了均匀性,但未能完全消除镀层接头的铁素体形成。埃里克森试验表明镀层接头的抗变形能力下降,显示出在多轴载荷条件下存在局限性。
1:实验设计与方法选择:
采用IPG YLS-6000光纤激光系统配合双光束模块,对原始状态22MnB5钢与Al-10wt.%Si涂层的对接接头进行光纤激光焊接。双光束能量比设置为1:1,?;て逦侩财?/p>
2:样品选取与数据来源:
选用厚度1.5mm的冷轧Al-10wt.%Si涂层22MnB5钢板材,提供钢材化学成分信息。焊接前用丙酮清洗样品,无间隙紧密装配成对接接头。
3:5mm的冷轧Al-10wt.%Si涂层22MnB5钢板材,提供钢材化学成分信息。焊接前用丙酮清洗样品,无间隙紧密装配成对接接头。 仪器材料清单:
3. 仪器材料清单:IPG YLS-6000光纤激光系统、光学显微镜(OM)、配备EDS的扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射仪(EBSD)、维氏显微硬度计、INSTRON万能材料试验机(拉伸测试)、高频疲劳试验机、Erichsen杯突试验设备。材料:22MnB5钢板、Al-10wt.%Si涂层、丙酮、4%硝酸酒精溶液、纯氩气。
4:实验流程与操作规范:
固定参数激光焊接(激光功率4kW,焊接速度2m/min,离焦量0mm,气体流量15L/min)。焊后试样经切割、镶样、打磨、抛光和腐蚀处理用于金相观察。显微硬度测试载荷500g,保压时间15s。拉伸试验应变速率0.01s?1。疲劳试验应力比R=0.1,正弦波加载。杯突试验压边力10kN,冲头速度2mm/min。
5:01s?1。疲劳试验应力比R=1,正弦波加载。杯突试验压边力10kN,冲头速度2mm/min。 数据分析方法:
5. 数据分析方法:采用OM、SEM、EBSD及TSL OIM软件进行组织分析,显微硬度梯度测试,绘制拉伸应力-应变曲线,通过Basquin方程拟合疲劳S-N曲线,获取杯突载荷-位移曲线。
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Fiber laser system
YLS-6000
IPG
Used for laser welding of 22MnB5 steel sheets in butt configuration.
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Optical microscopy
Used for observing cross sections and microstructures of welded joints.
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Scanning electron microscope
Equipped with EDS for microstructure analysis and element distribution.
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Electron back-scattered diffractometer
Used for EBSD analysis to study microstructure and crystallographic orientations.
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Used for microhardness tests across welded joints.
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Universal mechanical machine
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Used for tensile tests of welded joints.
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Used for fatigue tests of welded joints.
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Erichsen cupping test equipment
Used for Erichsen cupping tests to evaluate formability.
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