CN109175751A - 一种双相高强钢的焊接及焊后热处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双相高强钢的焊接及焊后热处理方法，具体针对DP780双相高强钢，将两块DP780双相高强钢钢板加工后去除表面灰尘及油污，选取型号为ER70S‑6的焊丝；焊接参数的范围为焊接电流60A～110A、焊接电压12.4V～14.4V、焊接速度1.96mm/s～2.88mm/s，对母材进行施焊；焊后进行退火处理，退火处理温度为550℃～720℃，保温时间为60min～186min。本双相高强钢的焊接及焊后热处理方法通过设置合理的焊接电流和焊接速度可获得较小尺寸的过热区的晶粒，通过设置合理的退火温度和保温时间实现DP780高强度钢焊接试样的抗拉强度和延伸率在对过热区的性能影响较小的前提下均得到提高。

Description

一种双相高强钢的焊接及焊后热处理方法
技术领域
本发明涉及一种钢材的焊接及热处理方法，具体是一种适用于针对DP780双相高强钢的焊接及焊后热处理方法，属于热处理技术领域。
背景技术
熔焊时在高温热源的作用下，靠近焊缝两侧的一定范围内发生组织和性能变化的区域称为热影响区。焊接接头主要是由焊缝和热影区两大部分组成，其间存在一个过渡区，称为熔合区。因此要保证焊接接头的质量，就必须使焊缝和热影响区的组织与性能同时都达到要求。随着各种高强钢、不锈钢、耐热钢以及一些特种材料(如铝合金、钛合金、镍合金、复合材料和陶瓷等)在生产中不断使用，焊接热影响区存在的问题显得更加复杂。热影响区中的过热区的温度在固相线至1100℃之间、宽度约1～3mm，焊接时该区域内晶粒严重长大，冷却后得到晶粒粗大的过热组织，塑性和韧度明显下降，过热区存在的问题已成为焊接接头的薄弱地带。
双相钢(dual-phase)简称DP钢。一般将铁素体与马氏体相组织组成的钢称为双相钢。双相钢是低碳钢或低合金高强度钢经临界区热处理或控制轧制后而获得。DP780双相钢具有高强度和高延性的良好配合，已成为一种强度高、成形性好的新型冲压用钢，DP780双相钢可用于制造冷冲、深拉成型的复杂构件，也可用作管线钢、链条、冷拔钢丝、预应力钢筋等，已作为汽车轻量化设计中代替传统汽车钢材的首选材料成功应用于汽车产业。然而由于DP780双相钢强度较大，焊后脆性大，现有技术大多是用“牺牲“硬度的方法提高延伸率，如何解决在焊接时焊接接头过热区的塑性和韧度明显下降的问题，一直是业内人士关注的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种双相高强钢的焊接及焊后热处理方法，具体针对DP780双相高强钢，能够实现提高DP780双相高强钢焊接接头过热区的抗拉强度。
为实现上述目的，本双相高强钢的焊接及焊后热处理方法具体针对DP780双相高强钢，具体包括以下步骤：
步骤一，试件焊接：将两块DP780双相高强钢钢板加工后去除表面灰尘及油污，坡口类型为I型，选取型号为ER70S-6的焊丝；焊接参数的范围为焊接电流60A～110A、焊接电压12.4V～14.4V、焊接速度1.96mm/s～2.88mm/s，对母材进行施焊；
步骤二，焊后退火处理：进行退火处理，退火处理温度为550℃～720℃，保温时间为60min～186min。
作为本发明的进一步改进方案，步骤一中焊接电流为范围为70A～90A，焊接速度为1.96mm/s～2.5mm/s。
作为本发明的进一步改进方案，步骤二中退火温度与保温时间分别为620℃～658℃与180min～186min。
作为本发明的进一步改进方案，步骤一中两块DP780双相高强钢钢板加工坡口类型为I型。
作为本发明的进一步改进方案，步骤一中选取的焊丝型号为ER70S-6。
与现有技术相比，本双相高强钢的焊接及焊后热处理方法通过设置合理的焊接电流和焊接速度可获得较小尺寸的晶粒，通过设置合理的退火温度和保温时间实现DP780高强度钢焊接试样的抗拉强度和延伸率均可以得到提高，而过热区的硬度仅仅下降少许，因此可以在对过热区的硬度影响较小的前提下实现DP780高强度钢焊接试样的抗拉强度和延伸率均可以得到提高。
具体实施方式
下面以上海宝钢集团生产的DP780高强度钢板为例对本发明做进一步说明。
上海宝钢集团生产的DP780高强度钢板的具体化学成分与力学性能见下表1。
表1 DP780高强度钢化学成分与力学性能
首先将两块钢板加工成合适尺寸，去除表面灰尘及油污，坡口类型为I型，根据低强度匹配的原则选取焊丝，型号为ER70S-6；焊接参数的范围分别为：焊接电流60A～110A，焊接电压12.4V～14.4V，焊接速度1.96mm/s～2.88mm/s，对母材进行施焊；焊后将试样焊缝处磨平，沿垂直于焊缝方向取过热区试样。
然后将过热区试样使用600#、800#、1000#、2000#的砂纸打磨后使用2.5μm的金刚石抛光剂进行抛光处理，使用体积分数为5％的硝酸酒精溶液对其进行腐蚀，在光学金相显微镜下观察金相组织，选择晶粒尺寸最小的试样作为退火试样。
然后以退火试样对应的焊接参数再次施焊、取样后进行退火处理，退火处理温度从550℃～720℃，保温时间则从60min～186min。
最后利用拉伸试验机对经热处理后试样的抗拉强度进行检测统计。
实施例1
当焊接电流为范围为70A～90A，焊接速度为1.96mm/s～2.5mm/s时，试样的过热区晶粒尺寸较小，其范围为42.89μm～66.46μm。当电流为70A，焊接速度为1.96mm/s时，可获得最小尺寸的过热区晶粒，即42.89μm，此时，试样的抗拉强度为675.83MPa，延伸率为3.86％，过热区硬度为63HRA。
实施例2
当退火温度与保温时间分别于620℃～658℃与180min～186min时，试样的抗拉强度有所提升，其范围在740.80MPa～754.3MPa，见下表2，当退火温度与保温时间分别为646℃与186min时，试样的抗拉强度达到最大值，最大值为754.3MPa，此时，延伸率为8.18％，过热区硬度为60.18HRA，此时试件抗拉强度较未退火而言提升了11.7％、延伸率提升了52.81％，而过热区硬度仅下降3HRA，对于过热区性能来说影响不大。
表2力学性能对应退火参数统计表

Claims (5)

1.一种双相高强钢的焊接及焊后热处理方法，其特征在于，具体针对DP780双相高强钢，具体包括以下步骤：
步骤一，试件焊接：将两块DP780双相高强钢钢板加工后去除表面灰尘及油污，根据低强度匹配原则选取焊丝；焊接参数的范围为焊接电流60A～110A、焊接电压12.4V～14.4V、焊接速度1.96mm/s～2.88mm/s，对母材进行施焊；
步骤二，焊后退火处理：退火处理温度为550℃～720℃，保温时间为60min～186min。
2.根据权利要求1所述的双相高强钢的焊接及焊后热处理方法，其特征在于，步骤一中的焊接电流范围为70A～90A，焊接速度为1.96mm/s～2.5mm/s。
3.根据权利要求1所述的双相高强钢的焊接及焊后热处理方法，其特征在于，步骤二中的退火温度范围与保温时间范围分别为620℃～658℃与180min～186min。
4.根据权利要求1或2或3所述的双相高强钢的焊接及焊后热处理方法，其特征在于，步骤一中两块DP780双相高强钢钢板加工坡口类型为I型。
5.根据权利要求1或2或3所述的双相高强钢的焊接及热处理方法，其特征在于，步骤一中选取的焊丝型号为ER70S-6。
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