【摘 要】
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高强钢的电阻点焊质量对能否有效实现汽车结构轻量化、高强化具有重要影响。近年来,大量研究采用Nb合金化以细化22MnB5热成形钢晶粒、提高其强韧性,但Nb合金化将如何影响22MnB5的电阻点焊性能,目前还缺乏深入认识。为此,本文主要围绕Nb合金化对22MnB5热成形钢点焊性能的影响以及焊点失效仿真分析技术进行研究,旨在提高22MnB5热成形钢点焊质量与工艺分析精度。分别制备了22MnB5、22MnB
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高强钢的电阻点焊质量对能否有效实现汽车结构轻量化、高强化具有重要影响。近年来,大量研究采用Nb合金化以细化22MnB5热成形钢晶粒、提高其强韧性,但Nb合金化将如何影响22MnB5的电阻点焊性能,目前还缺乏深入认识。为此,本文主要围绕Nb合金化对22MnB5热成形钢点焊性能的影响以及焊点失效仿真分析技术进行研究,旨在提高22MnB5热成形钢点焊质量与工艺分析精度。分别制备了22MnB5、22MnB5Nb热成形钢点焊试样以及等效热处理试样,在此基础上进行了拉伸性能测试、金相组织观察以及硬度测试,确定了焊点各区域的性能参数;针对点焊试样拉伸以及多焊点组合板压溃,对比分析了精细化实体焊点模型和简化焊点模型的仿真精度。主要结论以及成果如下:（1）提出了一种热成形钢焊点的性能参数测试方法,利用与实际热成形钢焊点各区域的微观组织、硬度近似相同的等效热处理试样替代实际焊点,以等效热处理试样的拉伸测试结果来间接确定焊点的性能参数。（2）22MnB5钢中加入Nb元素会细化等效热处理试样的组织晶粒,抗拉强度提高约7%,断后伸长率降低约18%;焊点各区域的组织晶粒得到细化,点焊试样拉伸峰值载荷降低,降幅在7%以内,焊点硬度范围缩窄,但不会改变焊点失效模式以及焊点各区域的组织类型。（3）提出了热影响区分层精细实体焊点模型,包括5I9S、3I3S、1I1S、0I0S、FZ/HAZ均一化模型。对比TS、CT、CP等试样的简化焊点模型和精细实体焊点模型的仿真结果,发现分析精度由高到低为:5I9S、3I3S、16HEX、12HEX、1I1S、0I0S、FZ/HAZ-均、Beam。5I9S、3I3S模型仿真的载荷-位移曲线与实验曲线匹配度很高,|Er|在4%以内,推荐作为精细模型使用;16HEX模型仿真的载荷-位移曲线精度略次于3I3S模型,|Er|普遍在6%左右,推荐作为简化模型使用。（4）提出了一种混合简化焊点模型。在多焊点组合板压溃的简化焊点模型仿真中,发现分析精度由高到低为:16HEX、12HEX（L）＿16HEX（R）、Beam（L）＿16HEX（R）、12HEX、Beam（L）＿12HEX（R）、Beam。当右排焊点模型相同时,各模型仿真精度相差不大。因此,推荐使用Beam（L）＿16HEX（R）混合简化焊点模型,可同时保证仿真精度与效率。
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