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双相钢激光-电弧复合焊接的实验开发及其与激光焊和气体金属电弧焊的比较
摘要: 双相DP600钢已广泛应用于多种汽车结构,激光焊接是连接不同部件的标准方法。本研究对比了激光焊接、弧焊(GMAW)及激光-电弧复合焊接的微观组织与力学性能。激光焊与复合焊在微观组织和力学性能方面表现相当,均能形成合格且韧性良好的焊缝。激光焊与复合焊的最大延伸率非常接近,约为14%,接近母材数值。而GMAW因马氏体回火软化导致延伸率较低,因此作为焊接工艺不可接受。
关键词: 混合激光-气体金属电弧焊、气体金属电弧焊、双相钢、激光束焊接
更新于2025-11-28 14:24:20
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激光拼焊板焊缝区性能的测量及其在深冲工艺中的应用
摘要: 拼焊板中的焊接区域与基材具有不同的力学性能,因而对成形性有显著影响。本研究测量了激光焊接异种双相钢中焊接区域的流动应力。采用数字图像相关法测量了缺口试样焊接区域的应变,并考虑各向异性对流动应力数据进行了修正。为验证结果,通过考虑实测焊接区域性能对拉深杯过程进行有限元模拟,并将焊缝线移动情况与实测值进行对比。
关键词: 激光焊接、成形性、数字图像相关技术、双相钢、流动应力
更新于2025-09-23 15:21:01
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双相780钢激光点焊接头的疲劳行为
摘要: 对双相DP780钢圆形激光点焊(LSW)的高周疲劳性能进行了评估。采用两种不同参数组合的光纤激光器制备点焊试样。焊点尺寸随激光功率增加而增大。通过解析应力模型和实验数据阐明了疲劳载荷下的失效机制(包括裂纹萌生、扩展直至断裂)。通过中断疲劳试验并借助扫描电子显微镜观察记录了裂纹路径。应力模型显示:重叠板材点焊受拉剪载荷时,剪切应力与弯曲应力存在拮抗效应——后者垂直于剪切应力产生,源自载荷传递过程中接触平面上的弯矩作用。主导应力取决于接触面积(即焊点尺寸),该参数主要控制裂纹路径走向及相应的疲劳寿命。值得注意的是较小焊点表现出略长的寿命,此时更强的轴向应力分量促使裂纹沿更长路径扩展从而消耗更多周次。此外随着疲劳载荷降低,失效模式会从界面断裂过渡为部分拔出断裂。但大尺寸焊点无论疲劳载荷水平如何均仅发生拔出断裂。与尺寸效应相比,焊缝微观结构对疲劳裂纹扩展的影响较小。
关键词: 激光焊接、应力强度因子、高周疲劳行为、圆形焊缝、双相钢
更新于2025-09-16 10:30:52
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双相钢与铝合金脉冲激光焊接中的微观组织演变
摘要: 采用高功率二极管激光器以脉冲焊接模式实现了6061铝合金与双相钢(DP 600)的搭接连接。研究了激光参数(激光功率、扫描速度和脉冲持续时间)对传导焊接过程中微观组织演变的影响。DP 600与Al 6061合金热物理性能的显著差异导致焊缝界面区域形成脆性金属间化合物相。当激光功率为4 kW、扫描速度为5 mm/s、脉冲持续时间为10 ms时,所形成的金属间化合物相厚度减小至1-7 μm范围内。焊缝区气孔主要源于锌蒸汽在焊接过程中的滞留——因其沸点远低于DP 600和Al 6061合金。通过扫描电镜、X射线衍射对金属间化合物相进行微观结构表征,并采用能谱仪分析其相组成。显微硬度测试用于评估搭接接头的力学性能。由于存在硬脆的Fe2Al5和FeAl3金属间化合物相,在焊缝-铝界面区域观测到最高硬度值达461 HV。
关键词: 双相钢,金属间相,脉冲激光焊接,铝合金
更新于2025-09-12 10:27:22
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双相钢(590)光纤激光焊接中光束功率与焊接速度对焊缝熔深、显微组织及硬度的影响
摘要: 研究了热输入对1.6毫米厚DP 590(商业名称为DP 600级)钢焊接结构的显微组织、显微硬度和力学性能的影响。采用Nd:YAG光纤激光源,在板对接焊构型下以1.5 kW和3.0 kW的束流功率、2 m/min、4 m/min和6 m/min的焊接速度进行试验。除低束流功率与低焊接速度组合外,其余参数组合均实现了完全焊透。由于快速凝固,焊缝区显微组织主要转变为马氏体相。随着热输入降低,热影响区和焊缝区宽度减小。因马氏体形成,焊缝区硬度值从180-200 HV提升至350-380 HV。
关键词: 双相钢,显微硬度,激光焊接,马氏体,热影响区
更新于2025-09-12 10:27:22
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焊接速度对激光焊接1.2毫米厚双相钢残余应力预测精度的影响
摘要: 焊后残余应力和变形是激光焊接中的突出问题,它们会降低疲劳强度和韧性。本研究采用1.2毫米厚的冷轧双相钢板,分别进行了平板堆焊和对接焊配置的激光焊接。观察发现,当热输入量约为25 kJ/m时可获得外观无缺陷、焊缝窄且全熔透的优质焊缝。研究创新性地尝试在保持最佳热输入的同时提高焊接速度。结果表明:高速焊接会导致高残余应力并引发纵向裂纹,而将速度限制在0.08 m/s时则能有效避免纵向裂纹。文献显示,学者们已针对小孔模式激光焊接提出了多种可预测残余应力和变形的数学模型,但这些模型大多无法实现重复性预测(尤其是薄板焊接)。本研究试图验证该论点的合理性范围。低速工况下残余应力值分布范围过宽,导致数学模型难以准确预测实际残余应力;而在最佳热输入与高速工况下,残余应力值分布范围显著缩小,预测精度明显提高。通过核平均取向差(KAM)研究也验证了残余应力值的准确性。
关键词: 热输入,双相钢,核平均取向差,残余应力,激光焊接,小孔模式,焊接速度,焊缝纵向裂纹
更新于2025-09-12 10:27:22
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DP980双相钢的高温激光束焊接
摘要: 双相钢已广泛应用于汽车行业的安全零部件,是吸能钢合金的标准材料。焊接后,这些部件的熔合区和热影响区会出现具有固有脆性的马氏体相变。本研究提出一种工艺方法:在激光焊接过程中及焊后,将DP980钢板保持在特定温度以生成贝氏体而非马氏体。采用527°C等温处理的结果显示,其微观组织由晶界贝氏体铁素体和残余奥氏体构成,基材、热影响区及熔合区的硬度恒定为280HV。室温焊接区域的硬度值介于320至500HV之间。高温焊接还使焊缝中心线的最大残余应力降低三分之一,从而减少了连接部件的变形。
关键词: 热处理、硬度测试、激光束焊接、双相钢
更新于2025-09-11 14:15:04
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Nd:YAG脉冲激光焊接UNS S32750双相不锈钢与316L奥氏体不锈钢的异种金属焊接
摘要: 双相不锈钢(DSSs)作为不锈钢的一个特殊类别,广泛应用于各类需要优异耐蚀性和高强度的工业领域。其优异性能源自由铁素体和奥氏体两相构成的双相显微组织,两相体积分数近乎相等。本研究采用Nd:YAG脉冲激光焊接技术,对UNS S32750超级双相不锈钢(SDSS)与316L奥氏体不锈钢(ASS)进行了不同热输入条件下的异种焊接。结果表明:熔合区显微组织由铁素体基体及晶界奥氏体(GBA)、魏氏体奥氏体(WA)和晶内奥氏体(IA)组成,且铁素体与奥氏体相比例保持均衡。热输入量在45、90和120 J/mm范围内变化时,未对熔合区的铁素体/奥氏体相平衡及显微硬度产生显著影响。
关键词: 钕钇铝石榴石、微观结构、奥氏体钢、显微硬度、激光焊接、异种材料、双相钢
更新于2025-09-11 14:15:04