杨立军，孙明升等采用激光焊接DP980超高强钢，并焊接接头的组织性能进行研究。试验表明焊后焊缝金属区和完全相变区为马氏体组织，硬度较高；在焊接接头的不完全相变区和回火区发生软化；焊接接头抗拉强度略有降低，延伸率下降明显。软化区使得在拉伸试验中整个焊接接头变形不均匀，导致接头整体塑性下降。
一、试验条件：试验材料为国产的DP980超高强度双相钢钢板，钢板厚度为1.6,mm，其主要化学成分(质量分数)如表1所示。DP980的金相组织由亮色的铁素体基体和分布在其上的马氏体组成。激光焊接试验采用JK2003SM型Nd：YAG固体激光器，焊接参数如表2所示。
二、焊接接头硬度（见图2）
焊缝焊缝金属区硬度较高，是因为在激光焊接中较快的冷却速度使该区域形成淬硬组织造成的。
焊接热影响区硬度分布变化较大，在靠近熔合线的区域硬度值较高；距离焊缝中心稍远的区域附近发生硬度陡降，到距离中心线一定位置（软化区）硬度达到所有测试点的最低值。
三、接头显微组织变化(见图4)
硬度不均匀分布意味着显微组织的变化，接头横截面的宏观形貌如图3所示．根据组织形貌变化和硬度分布可以大体将焊接接头分为：焊缝金属区(见图3中f区)、完全相变区(d区和e区)、不完全相变区(c区)、回火区(b区)和母材区(a区)．其中d区为距离熔合线较远的完全相变区，e区为靠近熔合线的完全相变区。
母材区显微组织形貌：岛状马氏体均匀分布在铁素体基体上。这种经控冷控轧得到的组织很好地兼顾了高强度与塑性的要求。
回火区显微组织形貌：主要为岛状马氏体弥散分布于铁素体基体上，在马氏体岛内部及马氏体-铁素体界面处存在细小颗粒状析出物（应为碳化物）。该区域经历的焊接热循环低于Ac1温度，碳化物的析出和马氏体中合金元素固溶度下降，导致硬度下降。
不完全相变区组织形貌：岛状马氏体明显减少，纤维组织形貌更趋向与基体相同的铁素体组织．该区域焊接热循环温度达到Ac1以上，不稳定的马氏体更容易发生分解和奥氏体转化，冷却后形成新的马氏体，但有一部分转化为铁素体；由于焊接热循环较快，合金元素来不及扩散，发生相变的原铁素体组织较少，同时在冷却过程中形成新的铁素体，使得该区域铁素体含量增加，硬度降低，发生明显软化现象。
完全相变区组织形貌：板条马氏体。该区域距离熔合线较近，温度应已达到材料的Ac3温度以上，原始组织发生完全奥氏体化，冷却后该区域组织为板条马氏体，显微硬度明显升高。由于峰值温度升高，奥氏体化程度增加，奥氏体晶粒充分长大，冷却后组织粗大．
焊缝金属区组织形貌:位向不同的粗大的马氏体板条，因而具有较高的硬度。
四、接头的拉伸性能与断口分析
一组较为典型的应力-应变曲线如图5所示。可以观察到母材和焊接接头的应力-应变曲线平滑，没有明显的屈服现象．焊接接头的屈服强度比母材的屈服强度略高，抗拉强度略低于母材，但是焊接接头伸长率与母材伸长率相比下降明显。
DP980激光焊接接头拉伸试验断裂位置发生在焊接热影响区，属于塑性断裂。在断裂一侧的热影响区发生明显伸长，而其他区域几乎没有发生变形，拉伸过程中的伸长主要是发生在软化区。这种变形的不均匀性导致焊接接头的塑性显著降低，是焊接接头伸长率低的原因所在。
借助SEM对拉伸断口进行观察(见图7)，断口含有大量的等轴韧窝，但是韧窝大小不等、深浅不一。断口均呈现塑性断裂形貌，但软化区的存在使局部的塑性变形增强，并不能保证接头整体的塑性增强。
文章来源：天津大学学报(自然科学与工程技术版)，2017年第3期
作者：杨立军，孙明升，王金凤，刘桐
关键词：DP980超高强钢；激光焊接；软化；不均匀变形；力学性能
