高強雙相鋼板電阻點焊工藝優(yōu)化及接頭強韌化機理研究.pdf

1、汽車用高強雙相鋼板兼有高強度和良好成型性，它的開發(fā)應(yīng)用無疑是保證安全性前提下實現(xiàn)汽車輕量化的最有效途徑。為了推廣高強雙相鋼這一新材料在汽車上的應(yīng)用，有必要探索它對汽車生產(chǎn)中應(yīng)用的材料加工工藝的適應(yīng)性，特別是對汽車車身裝配中應(yīng)用最為廣泛的電阻點焊工藝的適應(yīng)性。
　　 本文針對DP590和DP780高強度雙相鋼板的電阻點焊可焊性問題，從接頭形成機理、微觀組織與性能、工藝優(yōu)化等諸方面進行了深入系統(tǒng)的研究，揭示了此類雙相鋼板的母材成分及

2、性能、電阻點焊工藝、接頭微觀組織及性能間的互相聯(lián)系，從而得出獲得優(yōu)良接頭的有效途徑。主要研究內(nèi)容和結(jié)論描述如下：
　　 1.基于DP590(A)雙相鋼點焊接頭金相分析，以及接頭力學(xué)性能實驗數(shù)據(jù)的回歸分析，系統(tǒng)研究了焊接電流、焊接時間及電極壓力對DP590(A)雙相鋼電阻點焊接頭幾何特征和力學(xué)性能的影響規(guī)律，優(yōu)化了雙相鋼電阻點焊工藝，為汽車工業(yè)應(yīng)用雙相鋼提供了科學(xué)依據(jù)。
　　 2.基于DP590(A)雙相鋼在不同焊接輸入能

3、量下點焊接頭各區(qū)域微觀組織的光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電子顯微鏡(SEM)及透射電子顯微鏡(TEM)分析，并借助于有限元模擬軟件SORPAS8.0模擬計算得出的點焊接頭熱循環(huán)曲線，使用金屬材料相圖和性能模擬計算軟件JMatPro模擬計算獲得的等溫轉(zhuǎn)變(TTT)曲線和連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變(CCT)曲線圖，實現(xiàn)了電阻焊工藝條件下的組織預(yù)測，系統(tǒng)分析了DP590(A)雙相鋼點焊工藝參數(shù)對顯微組織的影響和接頭強韌化機理。研究結(jié)果表明：雙相鋼點焊熔核區(qū)基本

4、上為粗大柱狀晶；接頭區(qū)域從母材、熱影響區(qū)(HAZ)到熔核中心區(qū)的組織變化為：鐵素體、條狀貝氏體和殘余奧氏體體積分?jǐn)?shù)逐漸減少，位錯型馬氏體體積分?jǐn)?shù)逐漸增多；馬氏體軋制帶逐漸消失，使熔核及HAZ的強度及硬度提高。同時，隨著焊接輸入能量的增加，熔核區(qū)馬氏體柱狀晶原始枝晶條束變寬，熔核區(qū)及HAZ粗晶區(qū)晶粒尺寸變大，馬氏體板條變寬；而焊接區(qū)的鐵素體及貝氏體含量隨之增加，馬氏體含量則減少。模擬計算組織預(yù)測結(jié)果與實驗分析結(jié)果基本吻合。
　　

5、3.通過對DP590(A)、DP590(B)以及DP780三種母材化學(xué)成分或強度級別不同材料點焊接頭正拉斷口OM、SEM分析、接頭區(qū)域的場發(fā)射SEM分析以及熔核區(qū)的TEM分析，比較分析了該三種雙相鋼板點焊接頭強度及韌性，發(fā)現(xiàn)：母材的含碳量是影響此類高強雙相鋼電阻點焊接頭韌性的最敏感因素，其次為碳當(dāng)量，其微觀機理為：由于含碳量和碳當(dāng)量的增加，馬氏體轉(zhuǎn)變溫度降低，馬氏體中碳的固溶量增加，產(chǎn)生了一定量的片狀孿晶馬氏體亞結(jié)構(gòu)，熔核及熱影響粗晶區(qū)

6、中馬氏體板條寬度增加，板條中的針狀組織減少；性能上表現(xiàn)為接頭延性比減小，其正拉斷裂機制從韌性較好的準(zhǔn)解理斷裂轉(zhuǎn)變成脆性較大的沿晶斷裂和解理斷裂。
　　 4.應(yīng)用SORPAS8.0軟件的模擬計算，為DP590(B)雙相鋼設(shè)計了帶緩冷和回火的兩種雙脈沖點焊規(guī)范，并經(jīng)接頭力學(xué)性能和正拉斷口SEM掃描分析證明：這兩種雙脈的沖規(guī)范對提高雙相鋼點焊接頭韌性均具有明顯的作用，其中650℃高溫回火雙脈沖規(guī)范的效果更佳，其主要原因是雙脈沖點焊工藝