摘要: 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... 展开 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。 收起