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先进高强钢以其良好的成形性、较好的防凹性能和烘烤硬化性能、低屈强比以及高初始加工硬化速率等特点被广泛用于汽车轻量化领域。相比于点焊和激光焊等焊接方法,熔化极气体保护焊具有成本低、生产效率高,接头效率高等优势。在实际应用中,了解这些钢材的焊接性可以让设计者更充分的利用这些轻量化材料。因此研究先进高强钢熔化极气体保护焊工艺对促进先进高强钢的实际应用具有十分重要的意义。 本文以2mm板厚冷轧双相钢DP780为研究对象,对其熔化极气体保护焊工艺进行了详细研究。首先采用正交试验的方法对其熔化极气体保护焊工艺进行优化,以搭接接头拉剪强度和延伸率为试验指标,分析了热输入和各个参数对接头力学性能的影响;其次利用光学显微镜、扫描电镜、硬度测试等分析测试手段,研究了DP780熔化极气体保护焊接头的微观组织特点、硬度分布规律、断裂机理及热输入对接头组织和力学性能的影响规律。送丝速度增大接头拉剪强度和延伸率均呈增大趋势;焊接速度在1.0m/min~1.4m/min变化时,拉剪强度呈降低趋势,延伸率则先增大,并在1.1m/min时达最大值,随后降低;焊接电压、干伸长、焊接倾角对拉剪强度和延伸率的影响则无明显规律性。热输入在130J/mm至150J/mm时接头强度均高于600MPa,控制热输入在此范围内焊接接头具有良好的力学性能。正交试验结果表明:送丝速度为4.8m/min~5.4m/min,焊接速度为1.0m/min~1.1m/min,焊接电压为17V~19V,干伸长为12mm,焊接倾角为90°时,2mm板厚DP780熔化极气体保护焊搭接接头具有良好的力学性能。 接头的峰值硬度出现在过热粗晶区,谷值硬度出现在临界热影响区和亚临界热影响区的交界处;接头出现软化区,这是由马氏体的回火造成的,并且随着热输入增大软化区宽度增大,谷值硬度降低,软化程度增大;下板的软化程度要高于上板。对搭接接头剪切断口SEM分析发现:接头断裂方式为微孔聚集型韧性断裂方式,在断口处能明显观察到裂纹形成区、裂纹扩展区和剪切断裂区。在低热输入范围接头断裂于上板熔合线,较高热输入范围接头断裂于下板热影响区软化区。在较低热输入下上板熔合线处存在较多的夹杂物或碳化物相粒子,裂纹在较低的拉应力下即可形成;随着热输入增大夹杂物和碳化物相粒子减少,接头强度增大;当热输入增大到一定程度后,接头软化区成为接头最薄弱环节,断裂发生在软化区。