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新型激光焊接技术可扩展先进高强度钢合金的使用

日期:2017-12-21 15:41:49编辑作者:申博
汽车氪获悉,一名巴西研究人员Milton de Lima开发了一种在高温下激光焊接的创新方法,该方法提高了先进高强度钢( AHSS)的性能,可用于汽车和航空航天工业。

近年来,由于对乘客安全、车辆性能和燃料经济性的要求日益严格,汽车行业对高性能先进高强度合金的需求增加。高强度钢具有比传统钢级更好的可成形性和碰撞回弹性的特点,可用于车身结构中的关键安全部位,以抵抗车辆的碰撞。然而,某些高强度合金由于焊接而趋向于变脆,并且当经受许多制造工艺所需的热冲压和成形时可能会出现断裂现象。

该研发人员开发的技术包括感应加热22MnB5钢片,在激光焊接前10分钟将其加热至大约450°C,以使温度均衡。22MnB5用于汽车结构和安全部件,与传统的冷成型相比,最终部件的高机械强度可以使其重量减轻30%到50%。在焊接之后,将片材在高温下保持10分钟以产生贝氏体结构(bainitic structure)。冶金学家们已经发现,贝氏体是在一定条件下在钢中形成的板状微观结构,是制造坚固可靠的焊接接头的最佳候选材料,尤其表现出了高的抗压和拉伸强度。

分析表明,在此高温下焊接的薄板含有贝氏体,比在室温下焊接的薄板要坚硬得多,后者含有马氏体,这是一种具备较低抗拉强度的显微组织。

该研究人员表示,该技术易被应用于制造业,以加强高强度和超高强度钢的激光焊接。汽车行业采用激光焊接将钢坯和冲压结构体部件(如柱、梁、钢筋等)连接起来,比传统焊接方法更快、更可靠。

尽管研究还处于初期阶段,但由于贝氏体钢具有较高的机械能量吸收能力,有望成为一种优良的防护和和铠装材料。

Milton de Lima目前正在从事一项由FAPESP支持的项目,以证明其技术在巴西的可行性,并将其用于激光焊接马氏体时效钢(maraging steel),马氏体时效钢是巴西火箭和导弹发动机的基本成分。

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