【正文】 在控制變量下，、。⑶.在幾種不同條件下的金相分析得知，在焊縫區(qū)生成了硬度很高的板條狀馬氏體組織和韌性很好的針狀鐵素體，在熱影響區(qū)形成了過度平緩的細(xì)等軸晶等軸晶粗等軸晶過渡，促使了焊縫獲得良好的械性能。⑵、金屬在設(shè)備速率提高的過程中，速率低時焊縫熱量偏高，容易熔化能力過大而焊縫與母材之間生成較大熱影響區(qū)的組織；速率過高時易產(chǎn)生熱量不足，產(chǎn)生組織形成能力不足，焊縫未焊透，焊縫組織變化去小，導(dǎo)致母材與焊縫性能差異較大。綜上得出以下結(jié)論：金屬在設(shè)備功率提高的過程中，功率低時焊縫熱量偏高，容易熔化能力過大而焊縫與母材之間生成較大熱影響區(qū)的組織；速率過高時易產(chǎn)生熱量不足，產(chǎn)生組織形成能力不足，焊縫未焊透，焊縫組織變化去小，導(dǎo)致母材與焊縫性能差異較大。(d) 幾種試驗參數(shù)條件下的焊縫區(qū)200組織成分比較(d)如圖可看出，組織形態(tài)差異在微觀層面上還是比較明顯的，圖中可以看出，在功率增大的過程中，組織成分的微觀大小結(jié)構(gòu)比例發(fā)生了的變化，在低功率中所形成的組織比例稍微不均勻，等軸晶數(shù)量與寬度少，過渡不明顯，以上原因容易導(dǎo)致焊縫邊緣區(qū)組織突變，不利于綜合成形；，比例目測均勻性稍好，由于焊縫熱量值過高，焊縫邊緣出現(xiàn)細(xì)等軸晶寬度過大的情況，在距離母材較遠(yuǎn)的中心出按梯度轉(zhuǎn)化出條狀組織馬氏體，該結(jié)構(gòu)也不利于在深沖過程中的金屬流動。(a)(b)(c)圖35 焊縫區(qū)400金相圖(a) 焊縫區(qū)組織金相圖 (b) 焊接熱影響區(qū)組織金相圖 (c) 母材組織從圖中還可以看出焊縫中心生成馬氏體區(qū)晶內(nèi)有針狀鐵素體組織存在，針狀素體的形成溫度約在500℃左右，它是在母材原始奧氏體晶內(nèi)以針狀分布，是焊縫常見組織。由于這種馬氏體的含碳量低，故也稱低碳馬氏體。如圖可知，焊接區(qū)域從中心到母材組織形貌發(fā)生了兩次變化，在焊接中心區(qū)生成了大量針狀、板條狀馬氏體組織，從中心到兩側(cè)都有生成；在焊接熱影響區(qū)形成了較明顯的等軸晶過渡區(qū)，晶粒從母材到影響區(qū)內(nèi)等軸晶呈逐漸整體長大趨勢，并在遠(yuǎn)離母材區(qū)域形成于焊縫中間形成馬氏體組織；母材區(qū)為典型的雙相鋼組織，即鐵素體+奧氏體。⑵.選取最佳焊接速度與功率下從高倍數(shù)（400）分析焊縫組織，辨別焊縫區(qū)出現(xiàn)的組織及其帶來的性能，并在高倍數(shù)下比較焊縫中心區(qū)、熱影響區(qū)以及木材組織變化，解釋焊接過程對硬度變化、深沖性能變化的原因。根據(jù)硬度變化曲線反映出的材料性能變化，本文認(rèn)為是焊接區(qū)在激光熱量下組織形態(tài)發(fā)生變化引起的，一方面熱影響區(qū)的化學(xué)成分與母材相同，但是組織與母材相異。C加熱到Ac3以上轉(zhuǎn)變點(diǎn)，再結(jié)晶而細(xì)化，韌性等力學(xué)性能良好部分變態(tài)區(qū)900740oC加熱到Ac1轉(zhuǎn)變點(diǎn)以上，只是珠光體球化，緩冷時韌性良好，急冷時，常常生成馬氏體，韌性惡化。C 組織形態(tài)焊縫區(qū)融化溫度1500176。通過激光對接拼焊出來的幾種樣品在萬能試驗機(jī)上測得了以上IE值數(shù)據(jù)，根據(jù)汽車拼焊板的實際使用要求，我們主要研究其深沖加工性能，以上變化曲線作為本文研究中力學(xué)性能的一個關(guān)鍵指標(biāo)，以下進(jìn)行的金相分析實驗和硬度變化測試實驗均為圍繞此深沖性能變化而展開。圖31 速率、功率變化對杯突值影響曲線由圖可以清晰的看到，在所給定功率和速率的變化范圍內(nèi)，杯突值受到的明顯的影響，即在功率一定的時候，杯突值隨著焊接速率的增大而先增大后減少；在焊接速率一定的前提下，杯突值隨著焊接功率的增大而先增大后減少。為實驗的開展做了材料和知識上的準(zhǔn)備，給實驗的進(jìn)行提供理論依據(jù)和現(xiàn)實技術(shù)支持。金相組織顯微分析法 微觀組織100400倍分析了焊縫在焊接過程中產(chǎn)生的組織變化以及最終組織形態(tài)，分析不同條件下焊縫發(fā)生硬度變化的組織原因，最終解釋硬度來源，指導(dǎo)性支撐材料在深沖行為中的優(yōu)良表現(xiàn)。針對這種較難避免的誤差產(chǎn)生，我們研究后通過壓痕對角線取平均值的形式以期達(dá)到使測量值趨向于真實值的目的，在間隔恒定上，我們采用從一邊焊縫開始打硬度，直到另外一端母材的方法，取得數(shù)據(jù)后按照母材硬度值對稱的方法來獲得一個中心點(diǎn)8個基本對稱點(diǎn)的纖維硬度值。本實驗使用HV1000型維氏顯微硬度計測量，設(shè)備具體參數(shù)如下：表25 HV1000維式顯微硬度計基本參數(shù)工藝類型工藝參數(shù)試驗力 2(50g)、 (100g)、(200、(300、 (500g)、(1000g最小測量單位總放大倍數(shù)100x(觀察,) 400x(測量)加荷方式自動(加荷、保荷、卸荷)儀器尺寸405290480mm (長寬高, l x w x h)儀器重量25kg試件最大高度65mm電源ac220v177。維氏顯微硬度試驗具有很多優(yōu)點(diǎn)。例如640HV30/20表明在載荷30kgf作用下。/2）/d178。 當(dāng)載荷單位為kgf時，壓痕對角線長度單位為mm時，HV=2Fsin(136176。⑶.本實驗采用電子式微機(jī)伺服萬能試驗機(jī)進(jìn)行聯(lián)接計算機(jī)測試材料杯突值以及力變形曲線。杯突試驗，作為一種沖壓工藝性能試驗，代表衡量材料的深沖性能的試驗方法。拼焊板焊接接頭40下的形貌如圖23所示：圖23 厚差板焊接接頭示意圖⑵在線監(jiān)測。把不同材質(zhì)不同需求的材料焊接成一整張大的汽車板材提供沖壓成形， 如汽車前門內(nèi)板、前蓋板、前門地板、中立柱、邊梁等材料。設(shè)備主要工作要點(diǎn)如下：首先，使用機(jī)器人把預(yù)先放置在工作區(qū)的板料通過真空吸盤吸起，使用或不使用打孔等工序，并將板料從左側(cè)門送料進(jìn)入至激光焊接室；其次，激光焊接室感應(yīng)到材料到達(dá)后，由計算機(jī)啟動激光發(fā)生器，機(jī)器人操作激光焊槍按照設(shè)定的參數(shù)對拼焊板進(jìn)行焊接；最后焊接完成后右側(cè)門打開，等待在右側(cè)的機(jī)器人將焊接好的板材通過真空吸盤提至板材堆放區(qū)擺放好。使用電子式微機(jī)伺服萬能試樣機(jī)將杯突樣品進(jìn)行杯突試驗，分別獲取杯突值數(shù)據(jù)以及力變形曲線；圖21試驗方案流程全局示意圖將金相材料進(jìn)行切成小片后使用金相鑲嵌機(jī)鑲嵌成初步的金相試樣，然后開始制作金相樣品，鑲嵌完樣品后進(jìn)行以下工序：金相預(yù)磨、精磨、拋光后使用4%硝酸酒精進(jìn)行腐蝕，腐蝕過程中以焊縫區(qū)顏色改變?yōu)榛鶞?zhǔn)，一般為46秒。590MPa 拼焊板試樣的制備⑴ 鋼板及鋼種的選擇企業(yè)內(nèi)具備焊接中立柱CTR所需的異厚板材，通過激光拼焊的方式按照設(shè)定的參數(shù)將拼焊板對焊成一塊完整的鋼板，以此拼焊板作為主要研究對象展開系列試驗測試，獲取所需試驗數(shù)據(jù)。表21 SP252590PQ鋼板的成分 (%)[13]元素CMPSMoCr含量%%%%%%表22 SP252590PQ鋼板的力學(xué)性能[2]性能板厚屈服點(diǎn)延伸率彎曲度內(nèi)半徑板厚公差抗拉強(qiáng)度數(shù)值420MPa29mm180176。 本章小結(jié)以上章節(jié)簡單介紹了SP252590PQ鋼種特征、厚差板激光拼焊焊縫的研究、發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用，并針對即將要研究的SP252590PQ鋼種的力學(xué)性能、化學(xué)組分、工藝參數(shù)及研究發(fā)展等方面做出了相關(guān)闡述。對激光拼焊板性能的研究目前已成為一個熱點(diǎn)。通過使用激光拼焊板，整車的抗碰撞性能得到大大提高。⑶. 利用SP252590PQ鋼焊縫制作金相試樣，在金相顯微鏡下觀察了組織變化，獲取了金相照片，分析焊接區(qū)出現(xiàn)的組織形態(tài)，研究組織影響對焊接區(qū)高強(qiáng)度、高沖壓成形性的原因。利用光電傳感器檢測激光焊接過程中等離子體光輻射強(qiáng)度的變化是激光焊接過程監(jiān)測與控制的重要方法之一。根據(jù)檢測信號的不同，激光焊接質(zhì)量檢測主要包括以下幾種方式：光信號檢測、等離子體光、聲信號的檢測是目前采用較多的檢測方法，對電信號的檢測則是一種較新的方法[7]。目前，只有幾家公司采用這項技術(shù)來焊接鋁。然而，除此之外針對汽車制造商也將會出現(xiàn)完全新式的使世界焊接領(lǐng)域發(fā)生革命性變化的焊接技術(shù)，如摩擦焊接。在這種情況下，由于激光工作的時間比較長，因此也不需要配備一個訓(xùn)練有素的技術(shù)員[23]。國內(nèi)汽車廠已開始在車身應(yīng)用激光拼焊件，如哈飛汽車的“賽馬”、長安汽車“CM8”、 “CV9”(“鐳蒙”)、一汽轎車“新紅旗C301”、昌河汽車“愛迪爾”、一汽天津“C1” 等。激光拼焊板在當(dāng)今轎車上的應(yīng)用：20 世紀(jì)80 年代后激光加工技術(shù)在汽車行業(yè)的應(yīng)用開始迅速增加,直到90 年代末,激光拼焊技術(shù)才開始在各大汽車廠得到廣泛應(yīng)用。奧迪A6的車身強(qiáng)度和鋼度一直備受贊揚(yáng)，國產(chǎn)全新奧迪A6L在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行了再次改進(jìn)：采用了激光拼焊技術(shù)的車身設(shè)計。同時，也不再需要加強(qiáng)板，在B柱上，拼焊板的應(yīng)用可大大降低累積公差[15]。一般來說，焊縫的拉伸強(qiáng)度比母材的強(qiáng)度要高。 激光拼焊汽車板優(yōu)勢及其應(yīng)用狀況[13]目前，激光拼焊板主要應(yīng)用于汽車制造業(yè)。而為防止金屬進(jìn)一步硬化，還需采用保護(hù)氣體加以保護(hù)，如氬氣和氦氣等不會在材料中發(fā)生任何熱反應(yīng)的氣體[11]。減少因熱量影響的變形，并增加對準(zhǔn)確性的糾正，可以節(jié)省大量金錢和時間[10]。表11 激光焊接與傳統(tǒng)焊接工藝的比較[1]激光焊接與傳統(tǒng)焊接工藝的比較性能特點(diǎn)激光焊電子束焊電阻點(diǎn)焊鎢極氬弧焊摩擦焊電容放電焊接焊接質(zhì)量極好極好較好好好極好焊接速率高高中等中等中等很高熱輸入量低低中等很高中等低焊接接頭裝配要求高高低低中等高熔深大大小中等大小焊接異種材料的范圍寬寬窄窄寬寬焊件幾何尺寸的范圍寬中等寬寬窄窄可控性很好好較好較好中等中等自動化程度極好中等極好較好好好初始成本高高低低中等高操作和維護(hù)成本中等高中等低低中等加工成本高很高中等中等低很高近年來，在汽車板焊接領(lǐng)域，激光焊接最重要的優(yōu)勢在于能夠?qū)⒎浅８叩哪芰烤劢褂谝稽c(diǎn)，激光束打在兩個要焊接部分的邊緣，輸入能量把金屬加熱并將其融化。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展,拼焊板向差厚板方向發(fā)展,即可將不同厚度的鋼板實現(xiàn)拼焊,此時才真正實現(xiàn)了汽車鋼板拼焊的目的[8]。10MoWVNb鋼在用于400℃氫、氮、氨高壓管方面效果較好[6]。 低溫用鋼 它們屬于鐵素體型低溫用鋼。至70年代，發(fā)展成熟的微珠光體鋼和無珠光體鋼、針狀鐵素體鋼、超低碳貝氏體鋼、