【摘 要】
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随着我国乘用车燃料消耗目标的推进,兼具良好强度和塑性配合的先进高强钢在白车身主要承载结构件上得到广泛使用。目前汽车板用量最大的仍为焊接工艺已相当成熟的双相钢。第三代高强淬火配分钢固有的碳当量高、焊接易飞溅等问题,给焊接工艺及接头处组织性能调控带来了很大的挑战。本文以1.6 mm厚的先进高强钢DP780与QP980冷轧薄板为研究对象,通过光学显微镜、电子探针显微分析仪、显微硬度测试和拉伸性能测试等方
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随着我国乘用车燃料消耗目标的推进,兼具良好强度和塑性配合的先进高强钢在白车身主要承载结构件上得到广泛使用。目前汽车板用量最大的仍为焊接工艺已相当成熟的双相钢。第三代高强淬火配分钢固有的碳当量高、焊接易飞溅等问题,给焊接工艺及接头处组织性能调控带来了很大的挑战。本文以1.6 mm厚的先进高强钢DP780与QP980冷轧薄板为研究对象,通过光学显微镜、电子探针显微分析仪、显微硬度测试和拉伸性能测试等方法,研究了不同工艺参数对DP780/QP980点焊接头宏观及微观特征的影响规律,旨在保证接头有高拉剪力的同时具备良好的韧性。主要研究内容与结果如下:(1)单脉冲点焊实验表明,DP780/QP980接头分为四个区域,分别是熔核区、部分熔化区、热影响区和母材区。QP980侧热影响区存在液化裂纹,而DP780一侧并未发现液化裂纹,对液化裂纹区域的元素分析发现,其内部存在C、Mn和P元素富集。电极压力4kN,焊接电流7.8 kA,焊接时间280ms工艺参数下,接头拉剪力为28.17kN,失效能为81.72 J;最大正拉力为10.35 kN,失效能为122.15 J;延伸比达到0.37。2单脉冲点焊实验发现,拉剪测试中DP780/QP980接头出现四种断裂模式,分别是电流值为7.5kA时的界面失效、电流值为7.8kA时的部分界面断裂、电流值为8.5kA时的部分厚度-部分熔核拔出以及电流值为9kA下的完全熔核拔出。接合面缺口形貌显示,裂纹的萌生位置可能在DP780与QP980接合面缺口的“舌根”处。3双脉冲点焊工艺表明,点焊接头二次熔核尺寸取决于二次脉冲的电流值。电流值为7.5-6.5kA时,生成的二次熔核尺寸小于初始熔核,此时熔核区部分组织由枝晶状转变为块状;电流值为7.5-8.5kA时,生成的二次熔核尺寸比一次熔核增大1.60mm,对该工艺下液化裂纹区线扫发现,C、Mn和P元素的富集程度较单脉冲有所下降。双脉冲最佳工艺参数为电极压力4 kN,焊接电流7.5-8 kA,焊接时间280 ms。()4分析了双脉冲下DP780/QP980点焊接头力学性能的改善机理,发现二次脉冲电流值高于7kA后,熔核直径较单脉冲7.5kA时有所增加,接头拉剪强度获得提升。双脉冲7.5-6.5kA工艺下,接头熔核直径没有提升,但正拉力与吸收能分别较单脉冲时提升近3.93kN和68.57J,因此推测,十字拉伸性能的提升不仅与熔核尺寸有关,还受晶粒尺寸影响。通过对接头的受力分析,推导出在拉剪力作用下DP780/QP980异质焊接接头发生熔核拔出时的临界熔核直径为6.40 mm,与实验结果相吻合。
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