【摘 要】
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在高速发展的汽车工业中,汽车轻量化是节能减排的最有效方法之一。双相钢(DP)因为具有质量轻、强度高和塑性好的特点而被广泛应用于车身制造中。在汽车车身焊接工艺方面,电阻点焊因其成本低、效率高的特点而备受青睐。但是,与普通的冷轧钢相比,双相钢在点焊过程中因其合金元素含量较高而容易产生缺陷,导致点焊接头性能较差。因此,研究双相钢的点焊工艺,对于提高其焊接质量和保证生产效率具有十分重要的意义。为此,本文以
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在高速发展的汽车工业中,汽车轻量化是节能减排的最有效方法之一。双相钢(DP)因为具有质量轻、强度高和塑性好的特点而被广泛应用于车身制造中。在汽车车身焊接工艺方面,电阻点焊因其成本低、效率高的特点而备受青睐。但是,与普通的冷轧钢相比,双相钢在点焊过程中因其合金元素含量较高而容易产生缺陷,导致点焊接头性能较差。因此,研究双相钢的点焊工艺,对于提高其焊接质量和保证生产效率具有十分重要的意义。为此,本文以DP980双相钢为研究对象,通过数值模拟与实验相结合的方法对DP980双相钢点焊接头宏/微观组织、力学性能、断裂模式进行研究,结果表明:数值模拟得到的点焊接头熔核尺寸与实验结果的误差在10%以内,在温度场结果中,接头峰值温度出现在熔核中心,熔核中心组织均为马氏体,从熔核向母材过渡,马氏体含量逐渐减少。在熔核区域存在较大的压应力,而在熔核两侧的热影响区形成了较大的径向拉应力。实验结果中点焊接头熔核区由粗大的板条马氏体组成,并且显微硬度较高,平均达到400 HV;粗晶区显微组织为粗大的块状马氏体,约为380 HV;细晶区显微组织为细小的马氏体,并且显微硬度达到点焊接头最大值430 HV;软化区显微组织为铁素体与细小的马氏体混合,其中马氏体回火析出的碳化物造成点焊接头存在明显的软化区,硬度达到最小值230 HV;母材显微组织为铁素体基体上分布着马氏体,显微硬度为330HV。通过对DP980双相钢点焊接头断裂模式与拉剪性能实验分析发现:点焊接头拉剪力随着焊接电流、焊接压力、焊接时间的增加都先逐渐增加,达到峰值后,焊接电流、焊接压力、焊接时间继续增加,点焊接头拉剪力逐渐降低;点焊接头熔核尺寸小于4.695mm时断裂模式为界面断裂,接头性能较差,而熔核尺寸大于4.695 mm时断裂模式为熔核拔出式断裂,接头性能优异。方差分析的F检验结果表明:焊接电流对点焊接头熔核尺寸、电极端部最高温度平均值影响最大,焊接压力其次,焊接时间对熔核尺寸、电极端部最高温度平均值无明显影响;对于熔核半径,焊接电流的F值12.365远远大于临界值F0.01(4,12),焊接压力FF=7.874稍大于临界值F0.01(4,12),说明焊接电流、焊接压力对熔核半径具有非常显著的影响;对于电极端部最高温度平均值,焊接电流IF=47.807、焊接时间TF=6 4.081远远大于临界值F0.01(4,12),焊接电流、焊接时间对熔核半径具有非常显著的影响;对于DP980双相钢点焊推荐的焊接工艺窗口为焊接压力2.6 k N下,焊接电流宽度为7.9~9.8 k A,焊接时间宽度为110~245 ms。
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