車用雙相鋼激光焊接接頭力學行為的應變率效應研究.pdf

1、當今汽車制造領域對于“車身輕量化”與“服役安全性”的要求不斷提高，使得DP鋼等為代表的先進高強度鋼在車身構件上得到了廣泛應用。激光焊接技術能夠提高車身尺寸匹配精度和接頭強度，實現(xiàn)異種及不等厚鋼板的“先焊接后沖壓成形”生產方式，在提高車身結構剛度和結構設計靈活性等方面均顯示出巨大的優(yōu)勢，因此，正在逐步取代傳統(tǒng)焊接，成為汽車制造中的重要焊接方式。焊接接頭作為車身結構的重要組成部分，在汽車制造及碰撞過程中均要承受高應變速率的動態(tài)載荷作用（應變

2、速率最高可達500～1000s-1），因此，研究動態(tài)力學性能具有非常重要的現(xiàn)實意義。DP鋼及其激光焊接接頭的變形和斷裂行為的應變率效應也必將決定焊接構件的服役可靠性，對于現(xiàn)代汽車車身中大量使用的DP鋼結構部件服役安全性的保障尤為重要。
　　本文針對汽車制造領域廣泛應用的DP780鋼板，利用Nd∶YAG脈沖激光進行焊接，研究了激光焊接工藝參數(shù)對焊接接頭質量的影響，以及應變速率對DP780鋼母材及激光焊接接頭拉伸變形行為和斷裂機制的影

3、響規(guī)律，以進一步揭示動態(tài)載荷下其力學性能改變的本質。
　　激光焊接工藝研究結果表明，焊接速度、脈寬和電流等激光工藝參數(shù)對焊接接頭表面形貌、幾何尺寸、截面顯微組織、硬度分布和力學性能影響很大。優(yōu)化的焊接工藝參數(shù)范圍是:焊接速度300～500mm/min，脈寬8.6～9.4ms，電流86～94A。在此優(yōu)化參數(shù)下可獲得表面成形性好，無明顯裂紋和氣孔等缺陷的焊接質量良好的DP780鋼焊接接頭試樣。
　　高速拉伸試驗結果表明，DP78

4、0鋼母材和激光焊接接頭的拉伸變形行為和拉伸性能均具有應變速率敏感性。DP780鋼母材和焊接接頭的拉伸性能隨應變速率的變化規(guī)律基本一致，較母材相比，焊接接頭拉伸性能的應變速率敏感性更為顯著。隨應變速率的增大，屈服強度和抗拉強度提高，而塑性先下降后上升，當應變速率達到500s-1時塑性達到最大值，而后，隨應變速率繼續(xù)增大而再次下降。激光焊接會導致DP780鋼塑性整體下降。隨應變速率的增大，DP780鋼激光焊接接頭斷裂位置距熔合中心線的距離顯