[发明专利]高强度钢的焊缝处理方法及系统

说明书

本发明公开一种高强度钢的焊缝处理方法及系统，其中，所述高强度钢的焊缝处理方法包括：提供待焊接的部件，其中所述部件的材料为高强度钢；对所述部件进行焊接；以及对所述部件的焊缝进行至少两次激光热处理，以获得回火马氏体组织。所述高强度钢的焊缝处理系统包括安装在同一机床上的保护气体装置、焊接装置和至少一个激光处理装置，其中，所述至少一个激光处理装置用于对所述部件的焊缝进行至少两次激光热处理。本发明可以实现高效、高精度、高质量的焊缝软化热处理技术方案，可降低焊缝断裂风险，避免因焊缝韧性过低、氢脆或焊缝硬度过高导致各种形式的焊缝断裂问题。

技术领域

本发明涉及钢材焊缝处理技术领域，尤其涉及一种高强度钢的焊缝处理方法及系统。

背景技术

目前，对于含有较高合金元素的材料经过电阻点焊、电弧焊、氧弧焊、激光拼焊等方式焊接后，因焊缝在熔化的高温状态受到附近冷态基材的影响，焊缝会出现大量淬火组织。焊缝内的马氏体含量较高，会使得焊缝的塑性较差，进而引发焊缝的延迟开裂、焊缝区折断、疲劳断裂、微应力集中断裂等问题。一方面，在生产活动中，焊缝断裂会对企业生产节奏造成重大损失或安全事故；另一方面，在消费者的使用过程中，焊缝断裂可能造成伤亡。这类问题严重制约这部分材料的研发、生产和使用。以汽车零部件的激光拼焊为例，高强度钢在拼焊后，如果焊缝马氏体过多、硬度过高则会导致焊缝的氢致延迟开裂、疲劳断裂以及冲击断裂等不同形式的断裂问题。

为降低焊缝脆性提高焊缝塑性，目前已具有电磁感应热处理、火焰热处理及电辐射管热处理等技术方案。其中电磁感应热处理技术较为成熟，优点较多，包括可以实现大厚度部件的热处理、快速热处理和成本低等优点。激光表面淬火技术在零件的表面热处理较多，可出现零件表面淬火、背面回火的现象，同时激光的表面回火、退火等技术也有所应用。

但电磁感应热处理装置较大、热处理距离要求严格，在空间有限的情况下，电磁感应热处理装置不能正常安装、移动或在局部形成足够的热效应，同时因电磁感应热处理采用的磁感线会发散而不受控，对热处理的范围控制不精确，不适用于焊缝局部回火，电磁感应热处理的温度控制精度不够高，不适用于复杂零部件结构和分散分布的焊缝及焊点热处理。火焰热处理技术安全问题较大，热处理范围不易控制，不仅效率低、影响部件外观，还会损伤支持设备。电辐射管的工作效率不高，一般需将焊缝位置送入辐射炉内，不能局部控制。

现有的激光表面淬火技术不仅不能解决高强度钢内部马氏体回火要求，甚至加大了材料表面硬化程度，导致大大增加表面延迟开裂风险，且未有激光表面淬火技术应用于焊缝热处理的案例。而且仅采用激光表面淬火技术虽然部件内部有一定回火效果，但对于焊缝的质量要求远远不够。激光表面淬火技术多数应用于半导体材料，对焊缝的处理没有指导性意义。另外，激光表面淬火技术回火的热量过小，不能满足部件内部回火要求。总体而言激光表面淬火技术较为先进，但在激光表面淬火技术、利用激光表面淬火技术降低焊缝延迟开裂的工作中尚未开展深入的研究。

因此，急需提供一种高强度钢的焊缝处理方法及系统以解决以上技术问题。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种高强度钢的焊缝处理方法及系统，旨在解决因焊缝韧性过低、氢脆或焊缝硬度过高导致各种形式的焊缝断裂问题。

为实现上述目的，本发明提出的一种高强度钢的焊缝处理方法，包括：提供待焊接的部件，其中所述部件的材料为高强度钢；对所述部件进行焊接；以及对所述部件的焊缝进行至少两次激光热处理，以获得回火马氏体组织。

优选地，所述高强度钢为经水冷淬火后抗拉强度≥900MPa的高强度钢。

优选地，所述焊接选自激光拼焊、电阻点焊、电弧焊中的一种。

优选地，所述激光热处理为分段式激光热处理，以实现对所述焊缝的金相组织转变的精确控制。

优选地，所述至少两次激光热处理中的第一次激光热处理在所述焊接完成后的0至2分钟开始。