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当前,环境污染、资源枯竭问题加剧。汽车是主要的污染源之一,汽车节能减排成为当务之急。汽车用钢轻量化是汽车节能减排的一个有效手段,但随着钢的强度的提高,一般焊接接头的力学性能会恶化。为了促进新型钢铁材料的广泛应用,寻求新的高效的焊接方法变得尤为重要。本文以一种抗拉强度700MPa级热轧Nb-Ti微合金化C-Mn钢为研究对象,采用IPG 6000W光纤激光器和气保焊焊接机,针对不同厚度规格的钢板开展激光/激光-MIG复合焊接试验,系统研究两种焊接条件下焊接接头的显微组织及力学性能变化规律,建立显微组织与力学性能之间的本质关系。论文工作旨在解决实验钢在传统气体保护焊时接头强韧性骤降的问题,为实现该钢的高效优质连接提供必要的基础数据和理论基础。本文的主要研究工作及结论如下:(1)激光焊接组织演变规律:焊缝和粗晶区组织以板条马氏体为主,细晶区和混晶区以不同形态的铁素体为主;随着焊接热输入增大,焊缝及粗晶区有先共析铁素体及贝氏体形成,热输入变化对细晶区和混晶区组织无明显影响。(2)激光焊接接头的力学性能变化规律研究表明:在不同的热输入条件下,焊接接头的硬度和强度分布规律为:焊缝>热影响区>母材;焊缝区的弹性模量高于母材,主要原因在于母材中原有的析出物发生回溶,导致原子间距降低;焊接接头具有优异的冲击韧性,可达到母材水平;随着焊接热输入的增加,焊缝区硬度逐渐降低,焊接接头的整体强度和韧性变化不明显。(3)激光-电弧复合焊接接头组织演变规律:焊缝典型组织为针状铁素体,粗晶区典型组织为粒状贝氏体+针状铁素体;细晶区和混晶区组织与激光焊对应组织相似;当焊接电流及激光功率增大,焊缝组织由针状铁素体向针状铁素体+粒状贝氏体转变;粗晶区组织则向粒状贝氏体转变,针状铁素体的量逐渐减少;焊缝中氧化铝氧化钛颗粒的存在,为针状铁素体的形成提供形核点,促进铁素体转变的形成。(4)激光-电弧复合焊接接头力学性能变化规律的研究表明:典型焊接接头的硬度和强度变化规律为:焊缝>热影响区>母材,热影响区内无软化区形成,拉伸断裂位置出现母材区。焊缝区的冲击韧性与母材持平,而热影响区的冲击韧性较母材有30%左右的下降;激光功率及焊接电流增大,使得焊缝平均硬度下降,主要与针状铁素体向粒状贝氏体转变有关。(5)综上所述,对于本文所研究的实验钢和实验设备而言,对于薄规格如4.6mm厚钢板可采用单纯激光焊接,焊接接头的强韧性与母材相比无损失;对于相对厚规格如8mm厚钢板可采用激光-电弧复合焊接,熔深可大幅度提高,焊接接头的强度无损失,但热影响区的冲击韧性降低30%左右。上述两种方法所获得的焊接接头强韧性均优于传统气体保护焊接头。