光纤激光焊接22MnB5钢与Q235接头组织性能详细研究

本研究论文聚焦于车用超高强钢22MnB5及其与Q235钢板的光纤激光焊接技术，目的是推动该领域的发展。研究团队利用光纤激光器对1.9毫米厚的22MnB5钢板进行了激光对焊，以及22MnB5与Q235的激光拼焊，对焊接接头的微观组织、硬度以及力学性能进行了深入探讨。 首先，焊缝组织是研究的重点。结果显示，22MnB5钢焊缝主要由板条马氏体构成，显示出高强度特性。在热影响区，22MnB5表现出明显的冷却过程，分为完全淬火区、不完全淬火区和回火区。相比之下，Q235钢板由于其较低的强度，其热影响区没有回火区。这揭示了不同材质在激光焊接过程中冷却速度和组织变化的关键差异。 其次，硬度测试显示焊接接头的分布不均。焊缝边缘的硬度显著高于其他区域，而22MnB5的热影响区尤其显著，存在一个严重软化区，最低硬度仅为319.6HV，显示出焊接过程对材料微观结构的显著影响。另一方面，Q235热影响区未观察到类似的软化现象。 随着焊接速度的增加，焊缝组织变得更加细致，马氏体含量也随之增加。当焊接速度达到5m/min时，22MnB5焊缝的硬度提升到了544.2HV，表明高速焊接有助于细化晶粒并提高硬度。 然而，力学性能测试揭示了一个挑战。在垂直于焊缝的负载下，当焊接速度在3~5m/min时，22MnB5的拉伸试样在热影响区断裂，表现出较差的塑性和断后延伸率，只有约2%，而母材的断后延伸率则高达8.9%。这意味着在特定速度范围内，焊接接头的韧性可能受到影响，这对于设计和应用车用超高强钢部件需谨慎考虑。 这项研究提供了关于22MnB5和Q235在光纤激光焊接过程中的微观组织和性能变化的重要见解，对于优化焊接工艺、提高焊接质量以及合理选择材料组合具有实际意义。未来的研究可能进一步探讨如何通过调整焊接参数来改善接头的力学性能，以满足汽车工业对高强度、高韧性的需求。