DP780/DP980异种高强钢激光焊接工艺及焊接接头组织性能研究

摘要

随着汽车轻量化成为各汽车生产大国和企业的发展趋势，DP780、DP980高强钢越来越被广泛使用。众多学者研究集中于DP780/DP780、DP980/DP980同种焊接接头研究，而对DP780/DP980异种焊接接头的研究较少。鉴于此，本文针对DP780/DP980异种高强钢的激光焊接工艺、DP780/DP980异种焊接接头的组织和拉伸性能进行了深入研究，为其在汽车轻量化技术中的应用提供重要工程实践参考及理论依据。 1.为制定合理的DP780/DP980异种高强钢激光焊接工艺参数，本文首先采用模拟激光焊接热循环的方法，研究DP780、DP980试样的硬化与软化现象及马氏体与奥氏体转变机制，研究结果如下： (1) DP780、DP980在激光焊接模拟研究中，DP780较为严重的软化峰值温度为735℃和788℃，两个热循环温度均接近于DP780 Ac1(757℃)相变点。同样DP980较为严重的软化峰值温度为618℃和756℃，两个热循环温度均接近DP980 Ac1(740℃)相变点。 (2)在本次热循环研究中，当 DP780经历峰值温度为735℃时，试样硬度最低为250.7(HV0.2)，为DP780母材硬度的90.8%；然而DP980经历峰值温度为618℃时，试样硬度最低为312.8(HV0.2)，为DP980母材硬度的86.05%。由此说明在焊接热循环过程中DP980比DP780软化程度较高，而且DP980对受热敏感度较高。 (3)当焊接模拟热循环峰值温度均高于 DP780、DP980 Ac3相变点时，因试样完全奥氏体化，在冷却过程中奥氏体几乎完全转变为马氏体，出现明显的硬化现象。 2.开展在不同热输入条件下，研究其对 DP780/DP980异种焊接接头组织与拉伸性能的影响。本论文选用85.7 J/mm、100 J/mm、120 J/mm、150 J/mm、200 J/mm、300 J/mm六种焊接热输入进行了研究。研究成果如下： (1)六种焊接热输入条件下，DP780/DP980异种焊接接头的焊缝区、粗晶区及细晶区的组织均主要由马氏体和少量残余奥氏体组成，使得这些区域出现明显硬化现象。 (2)六种焊接热输入条件下，DP780/DP980异种焊接接头 DP780侧和DP980侧都存在软化区。其中当热输入为120 J/mm时，DP780/DP980异种焊接接头的DP980侧软化区的软化程度大于DP780侧，与激光焊接热循环模拟结果相一致。 (3)单向拉伸试验中，在六种热输入条件下，DP780/DP980异种焊接接头均断裂在DP780侧回火区。DP780/DP980异种焊接接头的塑形严重下降，仅为 DP780母材的27.52%~39.77%；其强塑积也发生严重下降，相对于DP780母材下降了65.68%~78.56%；焊接接头抗拉强度也略有下降，相对于DP780母材下降了1.11%~11.31%。但是焊接接头的屈服强度上升较为明显，为DP780母材的113.22%~120.47%。 3.采用100 J/mm、120 J/mm、150 J/mm三种热输入，研究相同热输入条件下， DP780/DP980异种焊接接头与DP780/DP780、DP980/DP980同种焊接接头组织及拉伸性能对比规律。 (1)相同热输入条件下，三种焊接接头组织对比结论如下： i)焊缝区：DP780/DP980异种焊接接头的晶粒尺寸较大于 DP780/DP780、DP980/DP980同种焊接接头。 ii)粗晶区、细晶区：DP780/DP980异种焊接接头(DP780侧 HAZ)的晶粒尺寸较小于DP780/D780同种焊接接头，DP780/DP980异种焊接接头(DP980侧HAZ)的晶粒尺寸较大于DP980/D980同种焊接接头 iii)不完全相变区：DP780/DP980异种焊接接头(DP780侧HAZ)的马氏体含量少于DP780/DP780同种焊接接头；DP780/DP980异种焊接接头(DP980侧HAZ)的马氏体含量少于DP980/DP980同种焊接接头。 iv)回火区：DP780/DP980异种焊接接头的组织变化与DP780/DP780、DP980/DP980同种焊接接头相似。 (2)相同热输入条件下，DP780/DP980异种焊接接头相对于DP780/DP780同种焊接接头的屈服强度明显升高，并且在较大焊接热输入(150J/mm和120J/mm)条件下时，其的抗拉强度高于 DP780/DP780同种焊接接头；DP780/DP980异种焊接接头的延伸率较高于DP980/DP980同种焊接接头。

目录

声明

第一章 绪论

1.1研究背景

1.2高强钢的应用及分类

1.3双相高强钢的特点及应用

1.4双相高强钢焊接研究现状

1.5本课题研究目的及意义

1.6本课题研究内容

第二章 试验材料与方法

2.1试验材料

2.2激光焊接热模拟试验

2.3激光焊接试验方法

2.4焊接接头组织检测及分析

2.5显微维氏硬度试验

2.6单向拉伸试验

2.7本章小结

第三章 DP780与DP980激光焊接热模拟研究

3.1试验方案设计

3.2 DP780热模拟试验结果

3.3 DP980热模拟试验结果

3.4本章小结

第四章 焊接热输入对DP780/DP980异种焊接接头组织与拉伸性能的影响

4.1 DP780/DP980异种高强钢焊接工艺研究

4.2不同热输入下DP780/DP980异种焊接接头宏观形貌分析

4.3 DP780/DP980焊接接头显微组织分析

4.4 DP780/DP980焊接接头合金元素分析

4.5 DP780/DP980焊接接头显微硬度分析

4.6 DP780/DP980焊接接头马氏体体积分数分析

4.7 DP780/DP980焊接接头拉伸性能及断裂机制分析

4.8本章小结

第五章 DP780/DP980与DP780/DP780焊接接头组织及拉伸性能对比研究

5.1 DP780/DP780焊接接头的焊接工艺制定

5.2 DP780/DP980与DP780/DP780焊接接头宏观形貌对比分析

5.3 DP780/DP980与DP780/DP780焊接接头显微组织对比分析

5.4 DP780/DP980与DP780/DP780焊接接头显微硬度对比分析

5.5 DP780/DP980与DP780/DP780焊接接头拉伸性能及断裂机制对比分析

5.6本章小结

第六章 DP780/DP980与DP980/DP980焊接接头组织及拉伸性能对比研究

6.1 DP980/DP980焊接接头的焊接工艺制定

6.2 DP780/DP980与DP980/DP980焊接接头宏观形貌对比分析

6.3 DP780/DP980与DP980/DP980焊接接头宏观形貌对比分析

6.4 DP780/DP980与DP980/DP980焊接接头显微硬度对比分析

6.5 DP780/DP980与DP980/DP980焊接接头拉伸性能及断裂机制对比分析

6.6本章小结

第七章 结论

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢