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高速激光焊接机之研发全新高温激光焊接法

2020-12-30

据外媒报道,巴西研究人员研发了一种高速激光焊接机之全新高温激光焊接法,可提升先进高强度钢在汽车及航空航天领域内的应用。然而,当进行焊接、冲热压及成形工艺时,部分高强度合金通常易碎。

该技术由de Lima研发,其对22MnB5钢板进行感应加热(induction heating)至450℃,等10分钟后再进行激光焊接。22MnB5是当前热冲压及成形工艺中有前景的先进高强度钢材,该材料被用于汽车结构件及安全件,其成品零部件的机械性能极高,相较于传统的冷成型钢材,其可实现减重30-50%。

在完成焊接操作后,该钢板的高温可维持10分钟,形成贝氏体(bainitic)结构。冶金专家们则发现,在特定条件下,钢材内可形成这类贝氏体片状微结构,该结构可产生坚硬且牢靠的焊接点。值得一提是,该材料可展现较高的屈服强度及抗张强度(tensile strengths)。

据分析显示,高温焊接的钢板内含贝氏体结构,其硬度远超室温下焊接的钢板,后者为马氏体(martensite),该显微结构的屈服强度及抗张强度比贝氏体差。该团队还在高温下对该焊接钢板的恢复性(resilience)进行了论证。

高温焊接使样本展示贝氏体及奥氏体晶粒(austenite grains)的微结构。据de Lima,该技术可被应用于制造中,提升高强度钢及超高强度钢的激光焊接水平。

汽车行业采用激光焊接,将该技术用于接合钢坯(steel blanks)及车身冲压结构件,如:车柱、横梁、车框等。相较于传统焊接技术,激光焊接速度更快,可靠性也更高。

尽管该研究尚处于早期阶段,预计贝氏体钢是一款极为出色的屏蔽材料及铠装材料(armoring material)。

de Lima当前参与新研究项目,该项目获得了巴西圣保罗研究基金会(FAPESP)的支持,其旨在验证该技术在巴西工厂内的可行性。此外,激光焊接还将被应用于马氏体时效钢(maraging steel)。


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