以热冲压硼钢为代表的超高强钢,既能保证车身强度、刚度,又能有效减轻车身重量,因此作为车身轻量化新型材料应用越来越广,正在逐步替代传统低碳钢等钢材,结合因成本低廉和自动化程度高而在制造企业应用最普遍的电阻点焊连接工艺,研究其焊点连接强度对于汽车制造业具有极强的生产价值和重要的研究意义。然而,由于热冲压硼钢特有的材料属性,焊点热影响区软化现象严重,进行焊点力学测试时的断裂模式不确定性大,主要为界面断裂模式(IF)和部分界面断裂模式(PPF)。如何正确预测其焊点断裂模式,优化焊接工艺参数,改善焊点质量,使其满足生产需求,是企业界和学术界共同关注的焦点之一。在车身装配的实际生产过程中,焊接电流强度、电极压力、通电时间、钢板厚度等多种因素都会影响焊点力学性能与断裂模式,外界工艺参数和钢板本身材料参数对焊点质量的共同影响亟待建立相关模型和提出解决方法。针对上述问题,本文以超高强钢热冲压硼钢点焊接头作为研究对象,首先利用有限元仿真方法,综合考虑熔核区与热影响区的几何/材料属性,研究其点焊接头在拉剪过程中的应力应变及拉剪后的断裂模式,预测了不同参数下,焊点拉剪接头断裂模式的变化,并通过实验对仿真结果进行验证。然后建立超高强钢热冲压硼钢点焊与力学性能测量系统,研究了不同工艺参数和材料参数对接头断裂模式的影响。熔核直径是重要的评价断裂模式的接头参数,因此在实验基础上建立了接头焊接/材料参数关于超高强钢热冲压硼钢点焊接头熔核直径的响应面函数模型,获得各个参数对点焊接头熔核直径的影响及最优化参数组解。本文的主要研究内容及结论如下:(1)超高强钢点焊接头拉剪断裂的数值仿真分析建立超高强钢点焊接头拉剪的有限元仿真模型,准确定义了接头内部的热影响区各分区尺寸和材料属性,分析了超高强钢点焊接头的力学性能和不同断裂模式,通过改变模型中钢板宽度、熔核区几何尺寸和软化区分区前后讨论了不同的输入参数对断裂模式的影响规律,结果表明:部分界面断裂(PPF)和界面断裂(IF)的断裂位置不同,前者在熔核区和临界热影响区交界处并沿板厚方向断裂,后者则在熔核区边缘开始沿其中心线在熔核内部断裂;钢板宽度不会影响断裂模式;熔核直径越小,越趋向于界面断裂(IF),熔核直径越大,越趋向于部分界面断裂(PPF);重新对软化区分区可以有效保证有限元模型接头断裂模式的精确性。(2)工艺与材料参数对超高强钢点焊接头断裂模式影响的试验研究建立超高强钢点焊与拉剪实验系统,分析了在不同的工艺参数下,如焊接电流、通电时间、电极压力、钢板宽度、厚度等参数对接头拉剪力学性能和断裂模式的影响,结果表明:焊接电流对超高强钢点焊接头断裂模式有显著影响,随着焊接电流增大,断裂模式由界面断裂模式(IF)过渡为部分界面断裂模式(PPF);通电时间对点焊接头的拉剪强度和断裂模式有较明显影响,随着通电时间增大,IF和PPF的临界焊接电流逐渐减小,飞溅焊接电流减小;电极压力对超高强钢点焊接头的断裂模式有影响,焊接电流较大的情况下,随着电极压力增大,PPF程度逐渐升高;钢板宽度对点焊接头拉剪强度和断裂模式基本没有影响;钢板厚度对点焊接头拉剪强度和断裂模式有一定影响,当钢板厚度增加时,断裂模式由PPF趋向于IF。(3)超高强钢点焊接头熔核直径关于点焊工艺参数与材料参数的响应面模型选取结合实验设计的响应面建模方法,分析焊接工艺参数以及被连接钢板物理参数等影响超高强钢点焊接头熔核直径的因素,建立基于响应面的回归函数,运用二次规划优化算法,对参数进行合理的优化,求得参数优化解,结果表明:焊接电流、电极压力、钢板厚度是影响超高强钢点焊接头熔核直径的主要因素。焊接电流增大,电极压力减小,钢板厚度增大会使超高强钢点焊接头熔核直径增加。