【正文】 4) 高強鋼板焊縫在金相顯微鏡下觀察到的組織為：焊縫中心：板條馬氏體和針狀鐵素體，兩側(cè)熱影響區(qū)：珠光體和的鐵素體，母材區(qū)：鐵素體+奧氏體；熱影響區(qū)組織由細(xì)等軸晶等軸晶過渡明顯。3) 硬度沿焊縫橫截面呈現(xiàn)出以焊縫中線為對稱軸的近對稱分布，焊縫激光束中心區(qū)的硬度比其他區(qū)域要大得多，可達(dá)到580HV左右。⑷. 通過拼焊板杯突試驗過程中力位移曲線表現(xiàn)的性能連續(xù)性，本文認(rèn)為拼焊板在試驗過程中參數(shù)調(diào)節(jié)沒有超出范圍，焊縫組織成形良好。⑵.在幾種控制條件下，激光拼焊板焊縫、熱影響區(qū)、母材的顯微硬度變化規(guī)律為通過焊縫區(qū)時，硬度先增大后減少，焊縫板條狀馬氏體區(qū)硬度最高。以上不利于焊縫組織的過渡和力學(xué)性能的傳遞，因而存在一個臨界速率以滿足材料在焊接后的使用性能要求。以上不利于焊縫組織的過渡，因而存在一個臨界功率以滿足材料在焊接后的使用性能要求。以上不利于焊縫組織的過渡和力學(xué)性能的傳遞，因而存在一個臨界速率以滿足材料在焊接后的使用性能要求。50mm(a)(b)50mm(c)(50mm(d)50mm圖36 焊縫區(qū)功率變化下的200金相組織比較(a) P= (b) P= （c）P= （d）P=如圖可知，在焊接速率從2m/，組織差異比較明顯，不難看出，在速率變化的過程中，組織成分的微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生了的變化，在速率較小的情況下所形成的組織范圍較寬，等軸晶數(shù)量與寬度較大，中心組織與母材區(qū)差別較大，過渡不明顯，容易在馬氏體組織區(qū)與細(xì)等軸晶區(qū)導(dǎo)致焊縫邊緣區(qū)組織突變，不利于綜合成形；，分布在馬氏體中各部分，目測均勻性較好，由于焊速較高，焊縫組織分布較均勻，但是在形成的組織范圍較窄，形成在母材組織的突變，該組織結(jié)構(gòu)如果偏差過大極易導(dǎo)致焊縫組織脆化或者未焊透。以上我們可以得出一個結(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低，容易產(chǎn)生組織形成能力不足，焊縫未焊透；功率高時易產(chǎn)生熱量偏多，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，導(dǎo)致母材與焊縫性能差異較大。由以上分析本節(jié)可以總結(jié)出以下幾個結(jié)論：⑴．母材組織為典型的DP雙相組織鐵素體+奧氏體組織，成分比例按圖估算約為4:3；⑵．焊縫熱影響區(qū)生成大量等軸晶，等軸晶從母材向焊區(qū)過渡明顯，在遠(yuǎn)離焊縫的區(qū)域晶粒尺寸較小，在靠近焊縫區(qū)域生成較大晶粒，二者呈明顯梯度變化，構(gòu)成了焊接熱影響區(qū)的主要微觀結(jié)構(gòu)；⑶．焊縫中心生成硬度較高的較多板條狀馬氏體組織以及針狀鐵素體組織；馬氏體呈一定角度定向分布，鐵素體包含在其各處，在硬度較高的環(huán)境下鐵素體保證了材料的機械性能。針狀鐵素體是焊縫中希望的組織，在性能上隨著針狀鐵素體細(xì)小、密集，數(shù)量增大而韌性提高。板條狀馬氏體具有一定的強度，另外，低碳的板條馬氏體形成溫度高(Ms點較高)，在其形成后過飽和的碳發(fā)生部分分解，稱自回火，自回火能改善馬氏休的韌性。焊縫中馬氏體組織的生成，不但與焊縫化學(xué)成分有關(guān)，更主要的是與焊接方法和焊接接冷卻條件有關(guān)。板條狀馬氏體的特征是在奧氏體晶粒的內(nèi)部形成細(xì)條狀馬氏體板條，條與條之間有一定的交角。厚差板在成分相同組織變異的情況下，變化明顯，金屬焊縫中部加熱到了靠近熔點1500176。以上分析在100下可以得到以下幾個結(jié)論：焊縫區(qū)與母材組織變化明顯，熱影響區(qū)判定出現(xiàn)細(xì)等軸晶組織；焊縫中心生成類似馬氏體的條塊狀組織，該組織對焊縫性能影響將在400下重點分析；厚差板沒有因板材厚度不一而出現(xiàn)重大焊縫組織缺陷；進一步的組織分析本文將在400中分析(a)50mm(b)50mm圖34 焊縫區(qū)組織100金相圖 (a)焊接過渡區(qū)組織全局示意圖 (b) 焊接中心全局示意圖 焊縫區(qū)400組織成分分析選取3kw3m/min下實驗所得金相樣品金相400佳能A600型數(shù)碼攝像機在金相顯微鏡下進行拍攝，獲取金相照片。⑶.在中倍數(shù)（200）下比較幾種不同參數(shù)下焊接形成的組織，分析不同參數(shù)下焊接生成的組織差異，解釋其在影響焊縫成形過程中的所起的作用。根據(jù)試樣的杯突值所得機械性能變化，以及在硬度分析中得到的變化特點，本文就試樣在幾個不同條件下的進行金相分析，采用的分析思路如下：⑴.選取最佳焊接速度與功率下試樣低倍數(shù)（100）分析焊接焊縫的成形過程以及成形性，第一步從認(rèn)識焊縫的角度引入焊接金相分析的實驗課題。其次焊接過程中熱影響區(qū)加熱到了奧氏體化溫度以上，因而焊前的母材組織被破壞，這個溫度和加工冷卻速度決定了焊縫所生成的組織性能。然后三倍的數(shù)值作為其實際維式硬度值。脆化區(qū)740300176。C介于粗晶與細(xì)晶之間的晶粒，性能也是中間的程度細(xì)晶區(qū)1100900176。C以上融化凝固的范圍為枝晶組織粗晶區(qū)1250176。根據(jù)焊接熱影響區(qū)對組織的影響，本文認(rèn)為在激光加工過程中生成了類似馬氏體的高硬度組織，下表提供了鋼的焊接熱影響區(qū)組織:表32 鋼材焊接過程中不同溫區(qū)組織差異表名稱加熱溫度范圍/176。下表列出了該實驗所采集的杯突值數(shù)據(jù):表31功率與速率對杯突值影響實驗數(shù)據(jù)功率與速率對杯突值影響實驗數(shù)據(jù)干擾類型變化量數(shù)值焊接速率速率（m/min) 杯突值(mm) 焊接功率功率（kw) 杯突值(mm) 杯突試驗結(jié)果的力學(xué)分析從試驗結(jié)果(表及圖)看,拼焊板的焊縫向厚板側(cè)偏移,且薄板所占比例越大,焊縫向厚板側(cè)偏移越明顯,且焊縫處的硬度較高,變形性差,所需的變形應(yīng)力小,先進入塑性區(qū),產(chǎn)生塑性變形和加工硬化,厚板也進入塑性變形階段,發(fā)生加工硬化,強度增加,又使薄板受到更大的拉應(yīng)力,進一步被拉長,在這種拉深與硬化作用下,拼焊板試樣的杯突值越大,薄板板厚小,并向厚板偏移,薄板的變形越大,向厚板偏移越大,焊縫向厚板移動越大,焊縫由直線形變成拋物線形. 杯突試驗過程中的力位移變形曲線分析試驗使用GPTS2000M多能試樣機在10KN的壓邊力、10mm/min的加載速度下進行，得到力—位移曲線如圖所示： （a）v=3m/min P() （b）P=3kw v（）圖32 力位移變化曲線由上圖表可見，在所給參數(shù)條件下，拼焊板焊縫區(qū)在進行杯突試驗的過程中，總的來說，在杯突測試過程中材料能保持良好的加工性能和較均勻的受力變形而沒有出現(xiàn)突然失效等不良現(xiàn)象。在整體變化規(guī)律上二者影響呈現(xiàn)一致，但是在圖中我們不難發(fā)現(xiàn)，相同條件下，功率變化對杯突值也就是對材料深沖性能的影響幅度要顯著得多，也就是說在不同功率改變的條件下焊縫的質(zhì)量改變較大，而作為另一個重要參數(shù)的焊接速率則在對比中顯得穩(wěn)健，初步分析是由于功率輸出之大小對于熱量的供應(yīng)飽和度造成的，并直接引導(dǎo)焊縫組織形態(tài)的形成。在試驗范圍內(nèi)存在兩個低于加工要求≥9mm的不合格產(chǎn)品。如圖31所示。以此以期達(dá)到從整體上控制實驗的步驟有序開展，并在接下來的實驗中若發(fā)現(xiàn)設(shè)計的不足和有待完善的地方并做出相應(yīng)修改，不斷完善整個試驗過程的邏輯性和研究梯度，給本文研究深度以及研究范圍設(shè)定了基本框架，為下一個部分的試驗結(jié)果分析奠定基礎(chǔ)，在全文中起到承前啟后的作用。本章主要從實驗材料的制備和機器設(shè)備的選用及使用等實驗設(shè)計所需的角度出發(fā)，簡介樣品的制備方法、HF激光拼焊設(shè)備的基本原理和使用范圍、杯突試驗方法、維氏顯微硬度測試方法及實驗原始數(shù)據(jù)的修正方法、試驗測試的原理方法。材料組織變化是材料力學(xué)性能發(fā)生變化的根本原因。文章從材料微觀組織及熱影響區(qū)機械硬度上解釋不通參數(shù)所得到深沖性能的根本原因，主要有如下實驗方法：顯微硬度變化分析法 通過分析不同工藝參數(shù)材料制得拼焊板的母材與熱影響區(qū)、焊縫中心的顯微硬度梯度變化，發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識影響焊縫區(qū)深沖過程中發(fā)生斷裂的主要因素與次要因素，從而支持其杯突值變化規(guī)律。拼焊板材SP252590PQ在萬能試樣機上進行微機采集數(shù)據(jù)時誤差較少，本文不做特別處理。本研究試驗數(shù)據(jù)誤差只要來源于硬度測試過程，；其次在壓痕長度測量過程中由于視場內(nèi)分辯精確度較低，導(dǎo)致實測誤差較大，這些都直接導(dǎo)致硬度測試時的誤差偏離其真實值。5%，50~60h執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)gb/xy試臺尺寸:100100 mmxy testing table最大移動: 2525mm標(biāo)準(zhǔn)配件 附件物鏡40x 10x、微氏壓頭、測量目鏡10x、標(biāo)準(zhǔn)硬度塊(2)、薄形試臺、圓柱體試臺、平口試臺、水平儀、電源線、輔助工具等 金相實驗本次實驗焊接后制得的樣品通過萬能試樣切割機切割成小塊樣品后，通過鑲嵌機制得金相鑲嵌試樣，制作成粗金相樣品進行精拋光，得到精金相試樣后在佳能A600數(shù)碼照相機進行拍照取相片。根據(jù)試驗材料特點，(300g)的試驗力，測試焊縫中心1點和兩邊至母材各4點，一共9點。由于角錐壓痕清晰，采用對角線長度測量，精確可靠，壓頭為四棱錐體，當(dāng)載荷改變時，壓入角恒定不變，因此可以任意選擇載荷，而不存在布氏硬度系列的載荷F與壓球直徑D的關(guān)系約束。當(dāng)測定薄件或者表面硬化層時。（5）、（10）、（20）、（30）、（50）、981（100）N（kgf）共6種。HV前面的數(shù)字表示硬度值，HV后面的數(shù)字表示試驗所用載荷和載荷持續(xù)時間。=178。當(dāng)載荷為N時，HV=*2Fsin（136176。/2)/d178。的金剛石四棱錐體，其實驗遠(yuǎn)離如圖所示，實驗時，在載荷F的作用下，試樣表面被壓出一個四方錐形壓痕，測量壓痕對角線長度分別為d1和d2，取其平均d，用以計算壓痕表面積S，F(xiàn)/S即為試樣的硬度值，用符號HV表示。設(shè)備主要參數(shù)為：表24 GP GPTS2000M微機伺服材料萬能試驗機主要參數(shù)工藝類別技術(shù)指標(biāo)最大試驗力：　　　100KN　　試驗機等級（精度等級）　　　　　試驗力測量范圍　　　%100%　　傳感器類型　　　高精度負(fù)荷式測力傳感器　　試驗力分辨力　　　滿量程的+1/300000　　試驗力示值相對誤差（示值準(zhǔn)確度）　　　示值的+%以內(nèi)　　位移測量分辨力　　　　　位移示值相對誤差（示值準(zhǔn)確度）　　　示值的+%以內(nèi)　　變形測量分辨力　　　滿量程的+1/250000　　變形示值相對誤差（示值準(zhǔn)確度）　　　示值的+%以內(nèi)　　1：模具凸模 2：模具凹模板 3：