近年来,铁路运输领域得到飞速发展,铁路列车车体制造行业已经具备应用激光焊接技术的能力。本文以2mm厚Q345NQR2薄板耐候钢为研究对象,对激光焊对接接头及搭接角焊缝接头微观组织、拉伸及疲劳性能进行详细研究。首先对焊接接头微观金相组织、硬度分布进行观察与分析;然后对激光焊接接头拉伸性能及疲劳性能进行试验研究,并与相同板厚组合电弧焊接接头进行对比分析;最后应用ABAQUS有限元软件搭建焊接接头模型,模拟接头疲劳加载时应力分布情况,结合试验结果检验仿真模型可靠性。微观组织分析表明:激光焊接试件成型良好无气孔析出,焊缝金属表面平整,焊接接头呈V字型,单侧热影响区宽度约为0.4mm。熔合线内生成向焊缝中心长大的柱状晶组织,焊缝金属区微观组织呈柱状晶分布。晶内珠光体占比较大,其余为少量分布的针、块状铁素体。焊缝金属平均硬度最高,热影响区次之,母材区最低,且激光焊焊缝金属区平均硬度略高于电弧焊。拉伸试验结果表明:激光焊对接接头最大力为28.28KN,母材位置断裂;搭接角焊缝接头最大力为25.92KN,焊趾附近位置断裂,拉伸过程中内板逐渐发生偏折,断裂偏折角度达到18°左右。激光焊接试件拉伸性能优于电弧焊,接头强度满足目前评估标准。疲劳试验结果表明:激光焊对接接头疲劳极限为13.53KN;搭接角焊缝接头疲劳极限为4.89KN。激光焊接接头疲劳裂纹萌生在焊缝金属背面,沿45°方向穿透焊缝金属,疲劳裂纹以小角度向母材方向偏转,进入母材后沿垂直载荷方向继续延伸直至完全贯穿试件。相同接头型式,激光焊接接头疲劳极限是电弧焊接接头的1.4倍左右。疲劳裂纹扩展速率试验结果表明:母材、电弧焊焊缝金属与激光焊焊缝金属三者中,激光焊焊缝金属处疲劳裂纹门槛值最大,最难萌生疲劳裂纹,同时扩展阶段速率稳定区域最长。相同应力强度因子范围△K下,激光焊焊缝金属疲劳裂纹扩展速率最慢。有限元分析结果表明:激光焊对接接头最大应力集中位置在焊跟处,搭接角焊缝接头最大应力集中位置在内外板间隙处。应力集中位置与实际试验断裂位置相符,试样断裂偏折角度相同,模型搭建有效。