《雙相鋼雷射焊接接頭的動態變形行為及機理研究》是依託東北大學，由董丹陽擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：雙相鋼雷射焊接接頭的動態變形行為及機理研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：董丹陽
- 依託單位：東北大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
DP鋼雷射焊接接頭在衝壓成形及碰撞過程中的變形行為直接影響汽車車身焊接構件的服役可靠性。本研究通過實驗測試與理論分析相結合的方式，系統研究不同應變速率條件下DP鋼母材及雷射對接焊接頭拉伸性能、焊縫成形性能的變化規律，確定動態載荷下焊接接頭的斷裂位置、拉伸變形吸收功與應變速率的關係；以實驗結果為依據，明確應變速率對模擬焊接熱履歷的回火DP鋼拉伸性能及變形吸收功的影響規律，闡明在不同應變速率變形過程中位錯運動與馬氏體回火程度（馬氏體軟化、碳化物析出含量及分布）的本質關係，構建動態載荷下DP鋼雷射焊接接頭的變形及斷裂機理模型。研究結果不僅可以為汽車車身材料DP鋼雷射焊接接頭結構設計提供基於動態力學的理論依據，而且對於加快我國以節能減排和保障駕乘安全為標誌的新一代汽車用AHSS鋼的發展和套用具有重要的促進作用。
結題摘要
當前汽車製造業對於車身輕量化和服役安全性的要求不斷提高，使以雙相鋼（DP鋼）為代表的先進高強鋼（AHSS鋼）在車身結構件上廣泛套用。由於製造的靈活性和可靠性，雷射焊接正在逐步取代傳統焊接，將成為汽車製造中的重要焊接方式。汽車在生產和高速衝撞過程中，車身的部分結構件應變速率最高可達1000/s，焊接接頭作為車身結構的重要組成部分同樣也將承受動態載荷的作用，接頭組織和性能的不均勻性會影響整個接頭的力學性能和變形行為。本工作針對廣泛套用於當今汽車製造領域的DP鋼及其雷射拼接焊接頭，系統研究了應變速率對DP鋼及其雷射焊接接頭動態拉伸變形行為的影響規律和機理，以進一步揭示動態載荷下其力學性能改變的本質。研究結果不僅可以為汽車車身材料DP鋼雷射焊接接頭結構設計提供基於動態力學的理論依據，而且對於加快我國以“節能減排和保障駕乘安全”為標誌的新一代汽車用AHSS鋼的發展和套用具有重要的促進作用。研究發現，當應變速率超過10/s後，DP780鋼的強度和應變硬化指數明顯提高；塑性在30—500/s範圍內出現大幅度增加的現象。高應變速率的變形過程中，鐵素體基體中位錯運動速度加快，導致“近程阻力”增大，使DP780鋼的變形抗力隨應變速率的增加而增大。在應變速率達到30/s之後，鐵素體中可動位錯數量的大幅度提高，是DP780鋼均勻伸長率和斷後伸長率在30—500/s範圍內得以明顯增加的主要原因。與母材相比，DP780鋼雷射焊接接頭的變形行為對應變速率的敏感性更為顯著。隨應變速率的增加，DP780鋼雷射焊接接頭的強度提高，塑性呈現整體下降趨勢。在較低應變速率（＜10/s）條件下，隨應變速率增加，焊接接頭的強度有所提高，但變化幅度不大，塑性降低相對較明顯；當應變速率超過10/s後，強度的提高幅度增大，而塑性在應變速率10—100/s範圍內有所恢復後繼續降低。DP780鋼雷射焊接接頭拉伸變形過程中巨觀力學行為的應變速率敏感性主要取決於DP780鋼母材在不同應變速率下變形行為及機制的改變。隨應變速率的增加，DP780鋼雷射焊接接頭斷裂位置距焊縫中心線的距離顯著降低，斷裂位置由母材區轉移至熱影響區的軟化區。動態載荷下，DP780鋼雷射焊接接頭不同區域組織塑性變形行為應變速率依存性存在差異，是焊接接頭斷裂位置表現出明顯應變率效應的本質原因。
