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作为一种孪晶诱导塑性钢,TWIP(Twinning Induced Plasticity)钢具有较高的抗拉强度(-600MPa)、较高的伸长率(>60%)和较高的能量吸收能力。因此,使用TWIP钢作为汽车钢板具有其他高强钢不具备的优势,已经成为近年来汽车用钢的一个方向。国内外科研人员近年来越来越重视TWIP钢的研究,随着TWIP钢的生产逐渐形成产业化,目前汽车车身覆盖件和汽车结构件等汽车用零部件终将被TWIP钢所取代。激光焊接具有能量高、焊缝小、焊接速度快和母材受热作用小等优点。考虑到激光焊接应用与TWIP钢的独特优势,本文分别对1mm和3mm两种不同厚度的TWIP钢母材和激光焊接接头的组织和力学性能进行研究,通过对TWIP钢母材和激光焊接接头进行显微组织观察、化学成分测定,X射线衍射试验、显微硬度测试、冲击试验、静力学拉伸试验和疲劳试验,得出以下主要结论：1)TWIP钢薄板母材组织为单一奥氏体,热影响区不明显,靠近熔合线的位置形成了柱状晶,在焊缝中心处形成了等轴晶。能谱分析表明TWIP钢母材和激光焊接接头中都没有新元素出现,在焊接过程中,部分Mn元素和Si元素发生蒸发和烧损。经过X射线衍射分析,激光焊后无新相产生。与母材相比,激光焊接接头的衍射峰有一些右移,X射线衍射峰强度有一定程度的减弱。2)1mm厚TWIP钢薄板母材和焊接接头的抗拉强度分别为580MPa和465MPa,伸长率分别为63.5%和55%,强塑积分别达到36830MPa·%和25575MPa·%。母材和焊接接头的拉伸断口均为韧性断裂。激光焊接接头水平方向的硬度曲线呈“马鞍状”分布,在深度方向上,硬度曲线呈“U”形走势。在疲劳试验中,1mm厚TWIP钢薄板母材和焊接接头在循环次数N=5×106周次时对应的疲劳寿命分别为211.1MPa和119.1MPa。TWIP钢的疲劳断口SEM图像中可观察到大量的疲劳条纹、二次裂纹和韧窝,具有准解理断裂的特征。3)3mm厚TWIP钢母材和焊接接头的抗拉强度分别为564.2MPa和605MPa,伸长率分别为62.7%和50%,强塑积分别达到37632.1MPa-%和30260MPa·%。母材和焊接接头都为韧性断裂。TWIP钢焊接接头试件冲击韧性低于母材,且随着温度的降低而降低。在-117℃到-196℃,焊接接头易发生冷脆现象。在-117℃到25℃的范围内,母材和焊接接头冲击断口都为韧性断裂,在-117℃到-196℃,母材仍是韧性断裂,而焊接接头发生脆性断裂。在N=5×106周次时,3mm厚TWIP钢母材和焊接接头的疲劳寿命分别为216.4MPa和186.5MPa。通过扫描电镜可观察到大量疲劳辉纹和二次裂纹,瞬断区有大量韧窝存在,为韧性断裂。