热冲压中锰钢的电阻点焊性能研究

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轻量化已经成为汽车发展的必然趋势,先进高强钢的运用能够在保证车身强度的情况下实现轻量化。目前汽车钢已经发展到了第三代,中锰钢因其优异的强度和延伸率正在被广泛研究。电阻点焊是目前车身焊接的主要方式,中锰钢想要应用于汽车车身还需要评价其点焊性能。相比于传统钢的焊接,由于中锰钢中锰含量较高,对焊接热更加敏感,焊接过程中更容易产生飞溅;同时其点焊接头组织也容易发生脆断。针对这些问题,本文以两种新型热冲压中锰钢为研究对象,通过分析焊接后的熔核尺寸、力学性能、微观组织和显微硬度,研究两种热冲压中锰钢的电阻点焊性能。论文的主要工作及研究成果如下:(1)对两种热冲压中锰钢在选定范围内进行一系列的焊接操作,在不发生脱焊、焊接裂纹及飞溅等缺陷的前提下,合金一的点焊接头力学性能满足要求并获得其最佳焊接窗口,合金二的点焊接头力学性能不佳且发生脆性断裂。(2)对合金二采取660℃的退火工艺以获得更多的奥氏体,从而提高延伸率。对退火后的合金二进行焊接实验,并测试其点焊接头力学性能。其点焊接头依旧发生脆性断裂,说明合金二点焊接头发生脆断与母材延伸率无关。(3)通过对合金二点焊接头的微观组织和断裂位置的分析,发现其点焊接头力学性能不佳且发生脆性断裂的主要原因是锰元素在焊接过程中发生严重的偏聚,从而在熔核区周围形成了大块状奥氏体组织,在受到外来载荷作用下该区域会产生脆性裂纹。(4)采用双脉冲焊接工艺,对合金二焊点进行两次熔化再凝固,其中脉冲二所形成的熔核要略小于脉冲一所形成的熔核。通过脉冲二电流所产生的电阻热能有效的解决脉冲一焊接过程中所产生的锰元素偏聚问题,从而显著的提高合金二点焊接头力学性能。
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