铝/钢预置Cu镀层激光搭接焊接头组织及力学性能

为研究以预置Cu镀层为中间层的铝/钢异种金属的激光焊接行为,在6061铝合金与DP590双相钢2种母材表面电镀Cu层,对预置Cu镀层的6061铝合金与DP590双相钢进行了激光搭接焊。利用扫描电镜、能谱仪、拉伸试验及显微硬度试验对接头的显微组织及力学性能进行了研究。结果表明,0.5 mm等厚的6061铝合金/DP590双相钢的预置Cu镀层激光搭接焊的优化工艺参数为激光单脉冲能量为10 J,脉宽为6 ms,频率为15 Hz,Cu镀层厚度为60 μm,铝/钢搭接焊缝的抗拉强度为59.8 MPa。预置Cu镀层起到了阻隔作用,能够减弱铝/钢的直接扩散,有效抑制了Fe-Al硬脆性金属间化合物的形成,提高了焊缝的抗拉强度,降低了焊缝显微硬度。随着预置Cu镀层厚度的增加,铝/钢焊缝的熔合界面变得更为光滑。 创新点： 采用脉冲激光焊对预置Cu镀层的6061铝合金和DP590双相钢进行搭接焊,预置Cu镀层能够控制合金元素对铝/钢焊缝质量的影响,有效提高铝/钢搭接焊缝的力学性能。     

铝/钢预置Cu镀层激光搭接焊接头组织及力学性能

为研究以预置Cu镀层为中间层的铝/钢异种金属的激光焊接行为,在6061铝合金与DP590双相钢2种母材表面电镀Cu层,对预置Cu镀层的6061铝合金与DP590双相钢进行了激光搭接焊。利用扫描电镜、能谱仪、拉伸试验及显微硬度试验对接头的显微组织及力学性能进行了研究。结果表明,0.5 mm等厚的6061铝合金/DP590双相钢的预置Cu镀层激光搭接焊的优化工艺参数为激光单脉冲能量为10 J,脉宽为6 ms,频率为15 Hz,Cu镀层厚度为60μm,铝/钢搭接焊缝的抗拉强度为59.8 MPa。预置Cu镀层起到了阻隔作用,能够减弱铝/钢的直接扩散,有效抑制了Fe-Al硬脆性金属间化合物的形成,提高了焊缝的抗拉强度,降低了焊缝显微硬度。随着预置Cu镀层厚度的增加,铝/钢焊缝的熔合界面变得更为光滑。     

激光拼焊板典型零件冲压缺陷分析及改进

针对异强度双相钢激光拼焊板冲压开裂的问题,使用Autoform软件模拟了前大梁零件的成形过程,研究了不同位置材料减薄率、应力、应变的变化规律。通过单一变量试验方法研究了压边力、n值、r值对焊缝开裂的影响规律。结果表明：焊缝处坯料前期受到成形力和压边力的作用,后期主要受到DP780双相钢位移的拉应力,导致焊缝处坯料受到的拉应力大于DP590双相钢成形力,使得焊缝坯料的塑性应变和厚度减薄率迅速增大,发生开裂。当压边力优化至1500 kN时,零件不开裂,并在生产中验证了模拟结果;DP780双相钢的n值、r值对零件焊缝处坯料的减薄率影响不明显,DP590双相钢的n值、r值对零件焊缝处坯料的减薄率影响明显,当r值≥1.4或n值≥0.19时,零件不开裂。     

防锈油对DP590钢腐蚀行为的影响

采用不同量防锈油对DP590钢进行涂装.通过透射电子显微镜(T EM)观察了DP590钢的微观结构;通过接触角测量仪、扫描电子显微镜(SEM)、盐雾腐蚀试验等研究了防锈油涂油量对DP590钢表面润湿性和耐蚀性的影响.结果表明:DP590钢组织主要由粗大的铁素体和少量马氏体组成,平行板条状马氏体穿插分布在铁素体内部,与铁...     

热轧DP590双相钢焊接接头组织的研究

研究了焊条电弧焊与半自动CO<,2>气体保护焊方法对DP590热轧双相钢焊接接头微观组织的影响,并测定了焊接接头的硬度.通过对2种焊接方法的焊接接头在焊缝区、熔合区、过热区、完全重结晶区、不完全重结晶区的微观组织对比分析表明,采用半自动CO<,2>气体保护焊方法对DP590热轧双相钢焊接时,可以得到更为细小均匀的微观组...     

激光焊接异种钢接头微观结构及耐蚀性

对TRIP590钢和DP590钢拼焊板的接头区域进行了微观组织以及成分分析,并利用电化学方法测试了焊接接头各区域的塔菲尔曲线,研究接头各区域之间的组织、成分与腐蚀行为之间的关系。结果表明,焊缝区组织较均匀,两侧热影响区组织差别较大;Si和Mn在焊缝有一定的聚集;焊缝区的电极电位比两侧母材的都低,腐蚀电流密度相差不大,说明焊缝区耐蚀性低于母材;由于焊接热循环导致显微组织变化,焊缝区显微硬度明显比两侧母材高。     

DP590镀锌双相钢CMT焊接接头显微组织及力学性能

针对汽车制造中薄板焊接质量问题及鉴于汽车行业对镀锌双相钢的大量需求,在弧长修正系数为0,送丝速度为3.0 m/min,焊接速度为400 mm/min的焊接工艺参数下,对1.0 mm厚的DP590镀锌双相钢进行了CMT搭接焊试验,并通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜与维氏硬度计等设备研究了焊接接头的显微组织与力学性能。试验结果表明,CMT焊接DP590镀锌钢能够得到成形良好的焊接接头。焊缝组织主要为板条马氏体,粗晶区由板条马氏体和少量铁素体组成,细晶区组织多为马氏体及少量贝氏体,不完全相变区中的铁素体含量增加,马氏体含量减少;焊接接头拉伸试验断裂位置在不完全相变区,属于塑性断裂,最大载荷为10.48 kN,与母材接近。焊缝平均硬度值最高,约为260 HV,不完全相变区显微硬度值最低,约为170 HV。该研究为DP590镀锌双相钢薄板CMT焊接提供工艺参考,对汽车轻量化生产制造具有重要的工程意义。 创新点： (1)针对汽车用钢薄板焊接的难点,提出具有低热输入焊接特点的CMT工艺。 (2)研究DP590镀锌双相钢CMT焊接接头显微组织及力学性能,研究结果可为工厂实际生产提供理论依据与数据支持。     

汽车用先进高强钢的成形性能

通过试验,对汽车用先进高强钢DP590、DP780、TRIP590的力学性能、微观金相组织、成形极限图进行研究,并与超深冲钢DC01成形极限进行对比。运用成形极限预测近似公式,对DP590、DP780、TRIP590、DC01的成形极限曲线进行预测,并与实测曲线进行对比。结果表明,DP钢和TRIP钢都具有较高的强度和良好的塑性,并具有较低的屈强比,能有效避免成形时局部颈缩和断裂。同时,DP钢和TRIP钢均具有良好的成形性能,DP590、TRIP590的成形能力甚至优于超深冲钢DC01。成形极限预测经验近似公式能很好的适用于DP590、DP780、TRIP590的成形极限预测,误差在2%以内,但对于DC01的成形极限预测误差则稍微偏大,约为4%。     

不同焊接模式下DP590GA钢GMAW接头气孔敏感性研究

研究了在短路过渡、单脉冲和双脉冲焊接模式下的DP590GA镀锌钢板熔化极气体保护焊搭接接头的气孔敏感性。采用X射线无损检测方法统计分析了不同模式下焊缝中气孔的数量、分布及气孔形貌,同时结合不同模式下的焊接电流电压信号,分析了不同模式下气孔产生的原因。试验结果表明,无脉冲和单脉冲焊接时气孔数量较多,无脉冲时焊缝中的气孔形状近似为椭球形,单脉冲则呈球形,而在双脉冲模式下获得的焊缝中只有在起焊处有少量气孔存在;采用双脉冲焊接模式对DP590GA镀锌钢板进行搭接焊可以降低气孔敏感性从而得到满意的焊缝质量。     

汽车用DP780/DP590双相钢电阻点焊工艺与性能研究

采用电阻点焊实现对双相钢DP780和DP590的焊接。研究了点焊接头工艺和性能。结果表明,DP780/DP590异质双相钢点焊最佳工艺为:焊接电流8.5 k A、焊接时间320 ms、焊接压力3.5 k N,在最佳工艺条件下拉剪力达到18.32 k N。随着焊接电流的增加,DP780/DP590双相钢点焊接头拉剪力先增加后基本不变;随着焊接时间的增加,点焊接头拉剪力先增加后减小。DP780/DP590双相钢点焊接头熔核区组织主要为马氏体和铁素体,随着焊接电流或焊接时间的增加,马氏体含量增加,铁素体含量减少。     

基于正交试验法研究DP590点焊工艺

通过正交试验法研究DP590冷轧板电阻点焊性能。以剪切载荷为评价指标,通过极差分析和方差分析,研究工艺参数影响点焊接头拉剪载荷的显著程度,并获得DP590冷轧板的最优工艺参数,测量接头的熔核直径并分析其失效模式,观察接头显微组织。结果表明,焊接电流对剪切载荷的影响最为显著,其次为焊接时间,电极压力影响较小;最优工艺参数为:焊接电流8.5 k A,焊接时间360 ms,电极压力3.6 k N;当焊接电流大于5.5 k A时,接头失效模式均为熔核剥离失效;熔核区显微组织为板条状马氏体和贝氏体,热影响区组织为细小马氏体。     

激光焊机退火功率对DP780带钢焊缝质量的影响

为了研究CO₂气体激光焊机退火功率对DP780带钢焊缝质量的影响,通过焊缝在线监测系统(Quality Control Date System, QCDS)、杯突试验、冷轧连续产线实际生产试验的方法,测试了不同退火功率下DP780带钢的焊缝质量。结果表明:焊接后退火功率为0 kW时,焊缝区域杯突试验裂纹沿焊缝方向展开,焊缝质量不合格;焊接后退火功率为10、15 kW时,杯突试验结果表明焊缝区域裂纹垂直于焊缝方向,焊缝质量合格;然而实际生产得到退火功率为10 kW的焊缝在生产过程中出现断带,退火功率为15 kW的焊缝无断带现象。为此,通过电子显微镜观察了退火功率为10 kW与15 kW时DP780带钢焊缝区域金相组织,并测试了其显微硬度。结果表明:焊焊缝区域组织均为马氏体+贝氏体组织,但退火功率为10 kW的焊缝区域存在裂纹缺陷,是其断带的主要原因。因此,实际生产中应将退火功率控制为15 kW, 此时焊缝区域硬度略有下降,但是韧性得到了提高,能够满足冷轧连续产线正常运行的需要。     

DP590GA热镀锌双相钢电阻点焊接头性能

针对热镀锌双相钢板(DP590GA)电阻点焊接头问题,研究了接头正拉和拉剪强度随焊接电流的变化规律,并与普通双相钢板(DP590)点焊接头试验结果进行了比较,同时结合两种钢板点焊熔核尺寸随焊接电流的变化以及SEM能谱分析得出的熔合区锌残留量情况,分析了影响热镀锌钢板点焊接头强度的主要原因.结果表明:当其他焊接参数一定时,DP590GA与DP590点焊接头强度和熔核尺寸随着焊接电流的变化趋势在焊接电流各个阶段有所不同,而熔核区的残留锌量随焊接电流的减小而增加,从而揭示了锌层使点焊区域接触电阻降低和焊接电流密度减小引起的熔核直径减小、熔合区残留锌量增加以及锌层更易引起点焊飞溅三个因素在不同的焊接电流范围内对点焊接头强度的影响作用.     

Effects of processing parameters on the friction stir spot joining of Al5083-O aluminum alloy to DP590 steel

Two dissimilar materials, aluminum alloy Al5083-O and advanced high strength steel DP590, were successfully joined by using friction stir spot joining (FSSJ). Satisfactory joint strengths were obtained at a rotational speed of 300 rpm and a plunge depth of 0.7 mm. Resulting joints were welded without a non-welded zone. This may be attributed to the enhanced smooth material flow owing to sufficient stirring effect and tool down force between the upper Al5083-O side and the lower DP590 side. The maximum tensile shear strength was 6.5 kN, which was higher than the joint strength required by the conventional method of resistance spot welding. The main fracture mode was plug fracture in the tensile shear test of joints. An intermetallic compound (IMC) layer with <6 μm thickness was formed at the joint interface, which meets the allowance value of <10 μm for the dissimilar material Al-Fe joints. Thus, the use of FSSJ to weld the dissimilar materials Al5083-O and DP590 resulted in mechanically and metallurgically sound joints.     

DP590双相钢焊接的数值模拟与试验测试

采用ANSYS大型通用有限元分析软件,利用APDL语言对3.8 mm厚DP590双相钢板对接焊的焊接温度场进行了模拟计算,将生死单元技术和体生热率相结合来模拟焊缝的逐步填充过程和焊接热输入.为了验证模拟计算结果的准确性,进行了3.8mm厚DP590双相钢板的对接焊试验,焊接方法选用焊条电弧焊,利用热电偶、XSR30无纸...     

酸轧2 GPa热成形钢焊缝断带原因分析及对策

针对某企业生产2 GPa热成形钢酸轧后焊缝断带的问题,利用金相显微镜和扫描电镜对断带试样进行了分析,并通过对焊接及酸轧工艺过程的调查,确定了焊缝断带的原因:带钢焊缝二次回火不充分,存在回火马氏体脆性组织;由于带钢强度高,圆盘剪易崩刃,切边质量较差,在轧制过程中形成边裂缺陷,当边裂缺陷处于焊缝时,诱导存在回火马氏体脆性组织的焊缝解理开裂,在张力的作用下撕扯开裂并贯穿整个焊缝而造成。为此,对焊缝二次回火工艺参数进行了优化,提高了加热功率和降低了带钢速度,以保证焊缝充分回火得到回火索氏体组织,避免了回火脆性组织;同时,通过优化圆盘剪工艺参数及加强剪切带钢边部质量检验,避免了酸轧后的边裂缺陷,杜绝了轧制时2 GPa高强带钢由于边裂缺陷诱发焊缝撕裂而造成的断带事故。     

Effect of dynamic contact resistances on advanced high strength steels under medium frequency DC spot welding conditions

Abstract

The effect of dynamic contact resistance (DCR) during MFDC spot welding of dual phase and martensitic steels was evaluated. A comparative analysis of DP590 to DP590 with DP780 to DP780 steel welds, and DP780 to DP780 with M1200 to M1200 steels welds was carried out. The DCR of DP780 steel is higher than DP590 steel during the initial stages of weld time, but is reversed later. The bulk resistance component, which is higher in DP780 steel, is dominant and generates more energy early in the process and controls melting. Although the total energy input is almost same, the higher β-peak and its early occurrence ensures better heat utilisation resulting in larger nugget size. Contrarily, in martensitic steel the interface resistance component remains high throughout the entire welding process and compensates for the lower bulk resistance effect. Even with relatively lower energy input the nuggets produced in M1200 steel are comparable to DP780 steel.     

冷轧薄钢板专用闪光焊机控制方法

针对冷政薄钢板生产的特点,设计了冷轧薄钢板专用闪光焊机的总体结构.分析了冷轧薄钢板专用闪光焊机控制系统,包括冷轧薄钢板闪光焊机动夹具送进速度的控制,动夹具位置的控制以及顶锻控制.动夹具送进速度控制曲线由动夹具送进速度分量函数、灵敏度分量函数和焊接电流分量函数构成.动夹具位置的控制是根据不同的闪光模式,计算出动夹具的位移函数,借助动夹具的位移函数来控制动夹具的运动位置.通过控制焊接时动夹具位置来实现顶锻过程.     

母材成分对DP590钢电阻点焊接头性能的影响

通过对两种强度相近、母材化学成分不同的DP590双相钢电阻点焊接头的强度、断口及熔核TEM分析,揭示了母材化学成分对双相钢点焊接头强韧性的影响规律及机理.结果表明,母材碳含量越高,接头正拉强度及韧性越差,其主要机理是,在电阻点焊不平衡的急速冷却条件下,随着母材碳含量的增加,在点焊熔核及熔合区形成了板条状或片状的孪晶马氏体亚结构,从而降低了接头的韧性.