DP780/HC660不等厚异质高强钢电阻点焊接头组织与性能的研究

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采用多材料不等厚高强度钢结构设计制造车身承力结构件是实现汽车轻量化,保证汽车碰撞安全性的重要手段之一。异质高强钢材料物理属性、化学成分、力学性能和加工成型工艺的差异,导致点焊接头的电、热、力分布情况复杂,工艺范围较窄,焊接过程较难控制。高强度钢对热过程和成分变化极为敏感,点焊时极快的冷却速度会完全破坏母材原有的平衡状态,焊后接头易出现性能的降低。本文针对轿车前纵梁结构特点,开展了DP780/HC660不等厚异质高强钢电阻点焊接头微观组织和力学性能的研究。试验分析了焊接工艺参数(焊接电流、焊接时间、电极压力)对点焊接头微观组织、拉伸性能和接头拉伸断裂模式的影响规律,并对比分析焊后回火脉冲处理对点焊接头组织和性能的影响。结果表明,DP780/HC660点焊接头熔核区DP780侧和HC660侧的组织均由较粗大的马氏体和铁素体组成。点焊接头热影响区DP780侧和HC660侧均由细小的马氏体和铁素体组成,临界区的组织比母材组织更细小。随着与熔核中心距离的接近,热影响区两侧晶粒变大,组织中马氏体含量逐渐增加。DP780/HC660焊接接头显微硬度分布规律为熔核区最高,其次为热影响区,母材区最低。DP780侧的熔核区、热影响区和母材的平均显微硬度分别为322.9HV、273.8HV和240.3HV。HC660侧的熔核区、热影响区和母材的平均显微硬度分别为353.5HV、352.5HV和269.1HV。DP780/HC660点焊接头在拉伸断裂时,产生三种断裂模式:界面断裂,部分界面断裂以及熔核剥离断裂。随着焊接电流的增大,接头的焊透率、压痕率和压痕直径逐渐增大,接头热影响区和熔核区的晶粒变得粗大,马氏体含量增多;随着焊接时间的延长,接头的焊透率先增大后减小,压痕率、压痕直径和熔核直径逐渐增大,热影响区和熔核区晶粒变得粗大;电极压力对接头宏观形貌的影响较小,出现晶粒细化现象。正交优化试验得出了高强钢DP780/HC660双脉冲点焊最佳回火工艺参数为冷却时间40cycles,回火电流4kA,回火时间60cycles。采用最佳回火脉冲焊接接头熔核区的组织为粗大的板条马氏体和回火马氏体,靠近熔核区的热影响区的组织为回火马氏体、铁素体和珠光体。相比未加回火脉冲的点焊接头,附加回火脉冲的点焊接头的热影响区和熔核区显微硬度均略有降低;点焊接头的延伸率增加了17%,最大剪切力增加6%。
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