[发明专利]一种1000MPa级及以上汽车用高强钢板激光焊接接头的制备方法

说明书

本发明的实施例公开一种1000MPa级及以上汽车用高强钢板激光焊接接头的制备方法，属于高强度汽车钢深加工技术领域的技术领域。所述制备方法包括1000MPa级及以上的汽车用高强钢板的选择、清洗打磨处理、待焊接汽车用高强钢板的焊接面对接、激光器和焊接面的相对位置设置、保护气侧吹装置的设置、以及激光焊接工艺参数的选择和汽车用高强钢板激光焊接接头的制备。本发明不同工艺参数下QP钢激光焊接头的抗拉强度相比于母材略有降低，屈服强度强度相比于母材提高了约70(±30)MPa，由于接头中硬化区的存在，接头的伸长率相比母材略有减小，而应力应变曲线都没有观察到明显的屈服平台，各工艺参数下接头都断裂在母材区。

技术领域

本发明属于高强度汽车钢深加工技术领域的技术领域，涉及一种1000MPa级及以上汽车用高强钢板激光焊接接头的制备方法。

背景技术

目前，汽车部件中有20%以上的构件会采用800 MPa以上的钢材，在轻量化的发展背景下，高强钢在汽车工业领域得以广泛应用。而汽车用高强钢是通过更轻、更薄、更高强度钢的开发，从而减轻车体重量，减少尾气排放，保证汽车安全。

研究发现，现有的汽车用高强钢中较为常用的是双相钢、马氏体钢、TWIP钢和TRIP钢等。然而，虽然这些钢种具有高的碰撞吸收能和高成形性等优点，但是其仍然不能满足未来汽车的轻量化和安全性要求。

淬火-配分(Quenching and partitioning，QP）钢，作为第三代先进高强钢的代表，组织为贫碳的板条马氏体和富碳的残余奥氏体，强度可以高达1500 MPa、塑性为20%~40%、强塑积达到30~40 GPa%的级别，故而可将其应用于汽车用高强钢。

而高强钢合金元素复杂，高强钢在汽车中的应用需要焊接技术的参与，由于焊接技术是高强度钢能否在汽车车身广泛应用的关键技术之一，焊接工艺不当时易出现淬硬组织，影响焊接接头性能。

其中的激光焊接是材料加工技术应用中的重要方法之一，因其具有能量集中、热影响区小、热变形小、焊接速度快、适于精密焊以及易于实现自动焊接等优于传统焊接方法的诸多特点，受到广泛关注。激光焊接的热变形区域很窄，因此焊接变形很小。由于激光焊是一种非接触工艺，因此电阻点焊中伴有的机械扭曲和波浪边缘在激光焊接中不会产生。同时，这种非接触特性也消除了易损件和高频率维护部件，例如电极帽、电极杆和电缆等。由于激光焊接能够使钢板之间的连接处于晶体结构之间的相互连接，所以不仅能提高车身的抗疲劳性、抗冲击性以及抗腐蚀性能，而且也使车身的密封性有极大的提高。

本发明采用1000MPa级及以上热轧板作为母材，采用合适的激光焊工艺制备焊接接头，得到高强度汽车钢的激光焊焊接接头，以期满足目前车身焊接中涉及同种或异种高强钢连接件的制备要求，具备工业推广应用的潜力。

发明内容

本发明解决的技术问题是目前的汽车用高强钢焊接接头焊缝成形性差，有明显缺陷，例如：未焊透、焊穿、气孔、错边、咬边、热裂纹等，强度和接头系数低，自动化程度低，焊接效率低，焊缝尺寸大，热影响区大，不均匀性相高，对接头整体强韧性的影响大。

为解决上述技术问题，本发明提出一种1000MPa级及以上汽车用高强钢板激光焊接接头的制备方法，所述制备方法包括1000MPa级及以上的汽车用高强钢板的选择、清洗打磨处理、待焊接汽车用高强钢板的焊接面对接、激光器和焊接面的相对位置设置、保护气侧吹装置的设置、以及激光焊接工艺参数的选择和汽车用高强钢板激光焊接接头的制备；具体如下所示：

步骤1：选取一种1000MPa级及以上的汽车用高强钢板，对汽车用高强钢板表面进行清洗打磨处理；

步骤2：将两块经过处理的汽车用高强钢板放置于工作台上，用夹具夹紧，使得两块经过处理的汽车用高强钢板对接截面间隙≤0.2mm；

步骤3：将激光器的工作头设置在垂直于两平板对接处的上方，激光束保护气体为氮气，气体流量为20L/min；