高強(qiáng)度低合金鋼激光焊接結(jié)構(gòu)性能評價(jià)

性能分析與控制

高強(qiáng)度低合金鋼激光焊接結(jié)構(gòu)性能評價(jià)

15CDV6鋼是含有低濃度鉻、鉬和釩的高強(qiáng)度低合金鋼，其具有良好的強(qiáng)度和延展性，且可焊性能強(qiáng)，適用于各種焊接工藝，如氧化焊、氬弧焊、電阻焊、激光焊。研究采用500mm×150mm×3.7mm的15CDV6鋼板。在焊接之前將鋼板進(jìn)行完全熱處理，之后在980℃下硬化30min。在640℃下對鋼板進(jìn)行回火處理30min，之后對其進(jìn)行強(qiáng)制空氣冷卻。利用功率為3.5kW、焊接速度為2mm/min的激光焊接技術(shù)對15CDV6鋼板進(jìn)行焊接。

使用2%的硝酸酒精溶液（2mL硝酸和98mL甲醇）刻蝕低合金鋼以顯示焊縫的微觀結(jié)構(gòu)。焊縫的微觀結(jié)構(gòu)包括5個(gè)區(qū)域：①焊接過程中未受影響的母體金屬區(qū)域；②良好的熱影響區(qū)，該區(qū)域離熔融區(qū)較遠(yuǎn)，其中馬氏體分解為奧氏體、鐵素體和碳化物成分；③焊縫熱影響區(qū)，焊接過程中會將與焊接表面連接的母體金屬加熱到很高的溫度，如果冷卻速度較慢，則該區(qū)域?qū)⑥D(zhuǎn)化成貝氏體結(jié)構(gòu)，如果冷卻速度較快則會該區(qū)域轉(zhuǎn)化成馬氏體結(jié)構(gòu)；④與焊縫熱影響區(qū)連接的焊接區(qū)域；⑤熔融區(qū)，為具有延展性晶粒產(chǎn)生的馬氏體結(jié)構(gòu)。采用維氏顯微硬度計(jì)（FM-700）在所有焊接試樣橫截面處焊縫的中間區(qū)域檢測焊縫的微觀硬度。在15s內(nèi)，施加0.98N負(fù)荷得到焊縫的硬度，測量得到平均焊縫硬度為450HV。利用配備液壓夾具的ASTMA-370對12.5mm寬和100mm長的試樣進(jìn)行拉伸測試和沖擊試驗(yàn)，得到焊縫的最大拉伸強(qiáng)度為1020MPa，屈服強(qiáng)度為918MPa，伸長率為12%。研究結(jié)果表明，焊縫的最大硬度較母體金屬的大，但由于回火馬氏體的存在，焊縫的韌性較低。

M.V.L Ramesh et al. 4th International Conference on Materials Processing and Characterization. 2015.

編譯：朱會