[发明专利]用于提高双相钢激光焊焊缝韧性的合金粉末及其应用方法

说明书

技术领域

本发明是关于双相钢的激光焊接的，尤其涉及一种用于提高双相钢激光焊焊缝韧性的合金粉末。

背景技术

任何新技术的开发和新材料的出现，往往与生产上的需要密切相关，双相钢的产生和发展正是汽车工业的发展和需要而采用高强度高成形性板材的直接结果，因此双相钢自1968年出现以来，迅速发展并在汽车工业上得到应用。双相钢是由低碳钢或低合金高强度钢经临界区处理或控制轧制而得到的，主要由铁素体和马氏体所组成的钢。

激光焊接效率高，精度好，所以激光焊接在汽车应用双相钢板中潜力很大，各国研究者都在研究双相钢激光焊接的工艺、组织以及性能。

激光焊接时，激光对工件作用的热量集中，焊接熔池中的液态金属处于过热状态。由于较小体积的熔池周围被体积很大的母材金属所包围，当激光移动离开后，熔池迅速冷却。焊缝经历快速熔化、快速凝固的过程，焊缝的组织也经历了结晶以及随后连续冷却过程中相的转变。

汽车用高强双相钢激光焊接后，焊缝组织由马氏体和铁素体的双相组织转变为板条状马氏体。相比于母材，焊缝韧性下降很多。因此如何增加双相钢焊缝中铁素体的含量，提高焊缝韧性是双相钢激光焊接的一个重要课题。

发明内容

本发明的目的，是克服现有技术的高强双相钢激光焊接后，焊缝韧性下降过多的缺陷，提供一种可以提高双相钢激光焊接后的焊缝性能的合金粉末。

本发明通过如下技术方案予以实现。

一种用于提高双相钢激光焊焊缝韧性的合金粉末，其原料组分及其质量百分比含量为铁基合金粉末13.5-14.5%，铁粉末82.5-83.5%，铝粉末1-1.5%，钒粉末0.8-1.2%，氧化铈粉末0.8-1.2%。

所述的铁基合金粉末为Fe33-37牌号的铁基合金粉末，其原料组分及其质量百分比含量为Cr21%，B1.5%，Si3.5%，Ni10%，Mo2%，Mn0.8%，V0.5%，其余为Fe。

用于提高双相钢激光焊焊缝韧性的合金粉末的应用方法，具有如下步骤：

（1）向蒸发皿中倒入无水乙醇，称取质量百分比含量为13.5-14.5%铁基合金粉末、82.5-83.5%铁粉末、1-1.5%铝粉末、0.8-1.2%钒粉末及0.8-1.2%氧化铈粉末加入无水乙醇中，用玻璃棒搅拌混合液，使之混合均匀；

（2）用砂纸打磨待焊工件的对接面，使焊接对接面尽量平整；用棉花蘸取酒精擦拭待焊工件的对接面及周边区域，待工件上的酒精挥发完全后涂抹合金粉末混合液；

（3）待步骤（1）所得混合液的无水乙醇挥发至合金粉末混合液成为黏浊液时，用细毛刷蘸取黏浊液均匀涂抹于待焊工件的对接面及周边区域，使得合金粉末涂层的厚度为0.2-0.4mm；

（4）打开激光器，将待焊钢板放置在夹具上并固定好，设定焊接工艺参数后打开保护气体，进行激光焊接过程。

本发明的有益效果如下：

（1）制备简单，能耗少，易于推广。

（2）利用本发明的合金粉末进行双相钢激光焊接，对焊缝进行标准拉伸试验，焊缝断裂的伸长率由2.40﹪提高到4.28﹪，焊缝韧性有很大提高。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明及其应用作进一步描述。

1.向蒸发皿中倒入适量的无水乙醇，用电子天平分别称取质量百分比为13.8%的铁基合金粉末，82.8%的铁粉末，1.4%的铝粉末，1%的钒粉末以及1%的氧化铈粉末加入无水乙醇，用玻璃棒搅拌混合液，使之混合均匀。

所述铁基合金粉末为市售的牌号Fe33-37的铁基合金粉末，其组分及质量百分比含量为Cr21%，B1.5%，Si3.5%，Ni10%，Mo2%，Mn0.8%，V0.5%，其余为Fe。

2.用砂纸打磨待焊工件的对接面，使焊接对接面尽量平整。用棉花蘸取酒精擦拭待焊工件的对接面及周边区域，待工件上的酒精挥发完全后涂抹合金粉末混合液。

3.待步骤（1）混合液的无水乙醇挥发至合金粉末混合液成为黏浊液时，用细毛刷蘸取黏浊液均匀涂抹于待焊工件的对接面及周边区域，使得合金粉末涂层的厚度为0.2-0.4mm。

4.打开激光器，将待焊钢板放置在夹具上并固定好，设定焊接工艺参数后打开保护气体，进行激光焊接过程。

与现有技术相比较，焊缝断裂的伸长率由2.40﹪提高到4.28﹪，焊缝韧性有了很大提高。

本发明所列举的各种原料以及原料的上下限的取值、区间值都能实现本发明，在此不再一一进行举例说明。