巴西開發(fā)全新高溫激光焊接法 提高高強(qiáng)度鋼性能并減重

據(jù)國外媒體報道，巴西研究人員開發(fā)了一種全新的高溫激光焊接法，可提高先進(jìn)高強(qiáng)度鋼在汽車及航空航天領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用。然而，當(dāng)進(jìn)行焊接、沖熱壓及成形工藝時，部分高強(qiáng)度合金通常易碎。

據(jù)國外媒體報道，巴西研究人員開發(fā)了一種全新的高溫激光焊接法，可提高先進(jìn)高強(qiáng)度鋼在汽車及航空航天領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用。然而，當(dāng)進(jìn)行焊接、沖熱壓及成形工藝時，部分高強(qiáng)度合金通常易碎。

   該技術(shù)由de Lima研發(fā)，其對22MnB5鋼板進(jìn)行感應(yīng)加熱（induction heating）至450℃，等10分鐘后再進(jìn)行激光焊接。22MnB5是當(dāng)前熱沖壓及成形工藝中最具前景的先進(jìn)高強(qiáng)度鋼材，該材料被用于汽車結(jié)構(gòu)件及安全件，其成品零部件的機(jī)械性能極高，相較于傳統(tǒng)的冷成型鋼材，其可實現(xiàn)減重30-50%。

        在完成焊接操作后，該鋼板的高溫可維持10分鐘，形成貝氏體（bainitic）結(jié)構(gòu)。冶金專家們則發(fā)現(xiàn)，在特定條件下，鋼材內(nèi)可形成這類貝氏體片狀微結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可產(chǎn)生堅硬且牢靠的焊接點。值得一提是，該材料可展現(xiàn)較高的屈服強(qiáng)度及抗張強(qiáng)度（tensile strengths）。

        據(jù)分析顯示，高溫焊接的鋼板內(nèi)含貝氏體結(jié)構(gòu)，其硬度遠(yuǎn)超室溫下焊接的鋼板，后者為馬氏體（martensite），該顯微結(jié)構(gòu)的屈服強(qiáng)度及抗張強(qiáng)度比貝氏體差。該團(tuán)隊還在高溫下對該焊接鋼板的恢復(fù)性（resilience）進(jìn)行了論證。

        高溫焊接使樣本展示貝氏體及奧氏體晶粒（austenite grains）的微結(jié)構(gòu)。據(jù)de Lima，該技術(shù)可被應(yīng)用于制造中，提升高強(qiáng)度鋼及超高強(qiáng)度鋼的激光焊接水平。

        汽車行業(yè)采用激光焊接，將該技術(shù)用于接合鋼坯（steel blanks）及車身沖壓結(jié)構(gòu)件，如：車柱、橫梁、車框等。相較于傳統(tǒng)焊接技術(shù)，激光焊接速度更快，可靠性也更高。

        盡管該研究尚處于早期階段，預(yù)計貝氏體鋼是一款極為出色的屏蔽材料及鎧裝材料（armoring material）。

de Lima當(dāng)前參與新研究項目，據(jù)悉，該項目獲得了巴西圣保羅研究基金會（FAPESP）的支持，其旨在驗證該技術(shù)在巴西工廠內(nèi)的可行性。同時，激光焊接還將被應(yīng)用于馬氏體時效鋼（maraging steel）。