田义丰南昌大学-活动选手-有色金属行业活动-中冶有色技术网

田义丰南昌大学

2021-09-07 16:41:53 关联活动：第七届全国有色金属结构材料制备/加工及应用技术交流会“优秀学生论文摘要”网络评选活动

738

汽车轻量化-中锰TRIP钢/DP590异种先进高强钢电阻点焊的研究

田义丰南昌大学

摘要：

在全球参与节能减排的大背景下，轻量化已经成为汽车发展的重要趋势之一。先进高强钢的具有强度髙、成型性能好、能量吸收率髙以及防撞凹性能好等优势，在保证性能的同时获得最优的轻量化效果。其中中锰TRIP钢（7Mn Steel）作为第三代先进高强钢，兼具高强度与高塑性，其优异的性能能够很好地满足汽车在轻量化与安全性方面的要求，近年来成为研究的重点和热点。电阻点焊因其生产效率高、低成本、焊接质量易保证和易实现自动化等优势成为汽车制造的主要连接技术之一。目前国内外少有针对中锰TRIP钢的异种先进高强钢点焊工艺进行探究，因此对中锰TRIP钢/DP590异种先进高强钢的电阻点焊过程进行研究具有重要理论意义和工程应用价值。

本文对1.6mm厚7Mn Steel钢板和1.2mm厚DP590钢板开展了不等厚异种钢点焊工艺试验，系统研究了焊接参数和回火电流对7Mn Steel/DP590点焊接头质量特征参数和力学性能的影响，并分析了点焊过程中焊接参数以及接头不同区域的组织形貌、硬度分布特点以及接头的失效模式。研究结果表明：

（1）通过控制变量法对工艺参数进行优化，确定单脉冲下最佳焊接参数为：焊接电流9kA，焊接时间300ms，电极压力4.5kN，预压时间为300ms，保压时间为40ms；最佳的添加回火工艺参数为：回火电流7.5kA，冷却时间1500ms。焊接参数对熔核直径和压痕率影响较大，但拉剪力在焊接热输入大于一定值后保持稳定，添加回火电流接头拉剪力提高了17.13%。

（2）7Mn Steel/DP590电阻点焊接头从熔合线至熔核中心，结晶形态依次为平面晶、胞状晶、树枝晶和柱状晶。DP590侧回火线要短于7Mn Steel侧。熔核区为板条状马氏体和少量的残余奥氏体。DP590侧粗晶区和细晶区组织分别为粗大和细小的块状马氏体。部分相变区为铁素体和马氏体的两相组织，回火区组织由岛状的马氏体回火和铁素体组成，同时有精细的准球状和板状夹层渗碳体的生成。7Mn Steel侧粗晶区为马氏体，同时基体上分布着少量的球状残余奥氏体；细晶区和部分相变区为铁素体和岛状回火马氏体的两相组织，越靠近熔核中心，回火马氏体含量越低。回火区由超细晶的残余奥氏体和铁素体组成。熔核区为450HV，硬度最高的区域出现在7Mn Steel的回火区为502.42HV，硬度最低点出现在DP590侧的回火区为202.49HV；添加回火电流后，热影响区出现第二个回火线及软化带。

（3）最佳工艺下焊点失效模式为PF-TT失效。IF失效时热影响区、熔核中熔核中心线上和熔核内部断裂分别为脆性断裂、混合断裂和韧性断裂。在此失效模式时7Mn Steel侧热影响区已经出现了裂纹，裂纹处有C元素和Al元素的偏析；另一种为PF-TT失效，7Mn Steel一侧的熔核被剥离出来，在接头熔核线处和7Mn Steel热影响区内部断裂分别为脆性断裂和韧性断裂。添加回火电流后没有改变接头的断裂模式和断裂位置，但是DP590侧热影响区回火电流产生的回火区处产生缩颈，该位置为接头的软化区和硬度的低点。

关键词：电阻点焊；中锰TRIP钢；DP590；ABAQUS；