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汽车轻量化后保证车身碰撞安全性的重要手段是采用多材料组合结构设计和高强钢,在碰撞要求高的部位使用高强钢或厚板,在强度要求低的部位使用低强钢或薄板,将不等厚板和不同强度级别的钢板通过激光焊接,再经精密塑性成型后焊接装配制造汽车安全结构件。本文结合车身安全结构件生产工艺特点,开展了不等厚异质双相钢DP1180/DP590激光焊接接头微观组织及力学性能的研究。DP1180和DP590在材料厚度、微观组织、化学成分、物理性能及力学性能等方面存在较大差异,为获得良好的不等厚异质双相钢DP1180/DP590激光焊接接头,试验研究了DP1180和DP590激光焊接接头形貌特征及其组织性能特点,并分析了不等厚异质双相钢DP1180/DP590激光焊接工艺特点。研究发现当激光功率P=1.3k W,焊接速度v=2.0m/min和离焦量d=-0.5mm时,DP1180焊缝区由粗大的马氏体和铁素体组成,热影响区组织不均匀,并出现软化现象;接头拉伸试验分析发现,DP1180接头断裂发生在热影响区,抗拉强度为1251MPa,延伸率为4.9%;杯突试验断裂发生在热影响区,断口平行于焊缝,杯突值为6.87mm。与DP1180焊接接头相比,DP590焊接接头力学性能有较大差别,当激光功率P=1.7k W,焊接速度v=2.0m/min和离焦量d=-1.0mm时,DP590焊接接头拉伸试验发现,断裂发生在母材,接头抗拉强度与母材相同,延伸率为19.5%;杯突试验断裂发生在焊缝,呈“抛物线”型,杯突值为10.51mm。不等厚异质双相钢DP1180/DP590激光焊接过程研究发现,由于两种母材的厚度、微观组织、物理属性、力学性能和加工成型工艺存在较大差异,导致激光焊接过程控制难度增大。不等厚异质双相钢DP1180/DP590激光焊接时两种母材受热重熔完全破坏了原有的组织平衡状态,导致接头与母材组织状态存在较大差别,降低接头的塑性和韧性。试验研究了不等厚异质双相钢DP1180/DP590激光焊接接头微观组织及力学性能。焊缝区呈“倒梯形”,其微观组织由板条马氏体和铁素体组成,合金元素在焊缝区分布均匀;DP1180侧热影响区尺寸大于DP590侧热影响区尺寸。焊缝区显微硬度值高于热影响区和母材的显微硬度值,DP1180侧热影响区出现软化现象;横向焊缝拉伸时断裂发生在DP590侧,抗拉强度与DP590相等,延伸率为14.7%;纵向焊缝拉伸时断裂发生在平行段,等效焊缝抗拉强度为1170MPa;冲头中心位于焊缝处杯突试验时最先在母材DP590侧发生断裂,焊缝向DP1180侧发生偏移,杯突值为9.46mm。结合DP1180和DP590焊接接头组织和性能研究以及不等厚异质双相钢接头形貌特征,试验研究了工艺参数对不等厚异质双相钢DP1180/DP590激光焊接接头的影响,优化了不等厚异质双相钢激光焊接工艺参数。试验分析发现,随着激光功率增加或焊接速度减小,接头熔宽不断增大,焊缝区和热影响区晶粒粗化;离焦量从-2.0mm到0时,焦平面不断上移,焊缝区正面熔宽不断增加,背面熔宽先增大后减小,焊缝区及热影响区晶粒变得粗化;接头全焊透时,延伸率和杯突值随熔宽的增大而减小。试验采用正交试验设计表明影响不等厚异质双相钢DP1180/DP590激光焊接接头质量指标因素的主次关系为激光功率、焊接速度和离焦量;优化后的工艺参数为激光功率P=1.4k W、焊接速度v=2.1m/min和离焦量d=-1.0mm。