DH980高强钢电阻点焊工艺研究

以汽车车身DH980-GI钢板电阻点焊为研究对象,通过参数实验优化设计,接头强度、接头硬度和接头抗点焊液态金属脆（LME）分析等手段,研究了焊接电流等参数对钢板电阻点焊接接头性能的影响,并对板材的点焊液态金属脆敏感性进行测试研究。试验结果显示,在电极压力4.5 kN、焊接时间380 ms的条件下,焊接电流在6.8～8.1 kA内,不同电流的接头熔核区域显微硬度值相近,均在470～510 HV内,熔核直径均满足标准要求。LME测试结果显示,在6.8～10.5 kA电流范围内未出现LME裂纹,而11～14.5 kA电流范围内出现了A类LME裂纹。力学性能测试结果显示,在焊接电流6.8 kA时,接头抗剪强度为901～911 MPa,在焊接电流8.1 kA时,为738～783 MPa,抗剪力均达到21 kN以上,均满足标准要求。     

TRIP钢点焊接头力学性能恶化原因

电阻点焊是广泛应用于汽车车身的连接工艺,TRIP钢板是最具发展潜力的高强度汽车用钢板。试验表明,TRIP钢板点焊接头力学性能较母材下降明显,强度显著降低:抗拉强度约为母材的70%,疲劳强度为母材的8.9%,这可能成为实际使用的障碍。对此进行了试验研究,对发生破裂处部位的显微组织和力学性能进行分析,得出原因是破裂部位发生在硬度最高和硬度最低交接处的低硬度一侧,该处因为贝氏体和残余奥氏体高温回火强度低,残余奥氏体分解TRIP效应丧失延展性,加之残余应力高,容易产生应力集中,进而产生裂纹并形成环状破裂。     

TRIP780高强钢的点焊工艺性能

对TRIP780高强钢进行一系列电阻点焊试验,对点焊部位进行金相分析、显微硬度分析、抗剪切试验和十字拉伸试验等分析手段.研究焊前预热、焊后回火、焊接时间等工艺因素时TRIP钢点焊焊点的优化效力.焊前预热工艺对焊点的组织和力学性能的影响较小,在合理范围内延长焊接时间能有效地提高焊点的抗剪切性能,焊后回火工艺能有效地改善焊...     

QP980高强钢激光焊温度场及接头组织演变仿真分析

为了探究QP980高强钢激光焊接热循环过程微观组织演变机理,通过材料的合金成分,用JMatPro软件计算QP980高强钢的高温热物理性能,将这些参数代入Sysweld软件模拟了试件温度场的分布,通过仿真结果与实验结果对比验证该模型的准确性。并结合焊接热循环过程的冶金相变等理论知识,分析了QP980高强钢激光焊接接头在焊接热循环作用下的微观组织演变的机理。结果表明:在焊接过程中焊缝中心的铁素体迅速奥氏体化,冷却后焊缝中心的铁素体和残余奥氏体的相体积分数分别由初始状态的51.9%、10.6%全部转变成马氏体组织,马氏体则由初始状态的37.5%增加到接近100%;而亚临界热影响区的热循环峰值温度低于Ac1,产生回火马氏体导致接头软化。     

超大离焦量对TRIP800高强钢激光焊接接头微观组织与力学性能的影响

传统激光焊接车用先进高强钢时,经常容易发生焊接接头热影响区软化、焊缝脆化以及塌陷等影响焊接接头成形性能和力学性能的问题。针对此问题,使用超大离焦量激光焊接工艺,对1.6 mm厚度的TRIP800高强钢进行激光焊接,获得一种大尺寸的新型焊接接头,并对新型焊接接头的微观组织、硬度和力学性能进行分析。结果表明,当采用激光功率3 500 W、焊接速度3 m/min、离焦量为50 mm时,能够获得形貌良好、无明显缺陷的激光焊接接头。接头热影响区的组织以残余奥氏体和马氏体组织为主,焊缝区域以马氏体组织为主。焊接接头硬度的分布曲线由焊缝区至母材区呈现逐步降低的趋势,超大离焦焊接接头的抗拉强度与母材的强度相当,断后延伸率约为无离焦接头的1.25倍,断口呈现大量的韧窝,以韧性断裂为主。对于TRIP800高强钢的新型焊接接头力学性能的提升,主要是由于较宽的焊缝区域组织,增强了抵抗裂纹的能力,分散了激光焊接时的能量集中,使焊接接头不易产生较大的内应力,成形性能较好。     

回火处理对TRIP钢点焊接头组织和性能影响

研究了TRIP600钢板点焊接头的组织和性能,探讨了不同回火温度(300、450和650℃)对钢板点焊接头组织和性能的影响。结果表明:TRIP600钢板点焊接头熔合区为板条状马氏体组织,热影响区为马氏体、铁素体及贝氏体高温回火组织;熔合区和热影响区硬度比母材部分硬度高出很多。300~650℃回火温度下点焊接头显微组织仍呈板条状,而在晶界和板条内有碳化物析出并聚集呈细粒状;点焊接头的显微硬度和拉剪力随回火温度升高而降低;温度越高,显微硬度和拉剪力下降的越多。     

镁合金电阻点焊接头组织结构特点

为了提高镁合金电阻点焊接头的力学性能,采用光学显微镜、激光共聚焦扫描显微镜、x射线衍射仪研究了接头的微观组织和相组成.结果表明,接头主要由熔核和热影响区(HAZ)所构成.熔核一般包括两种不同的组织形态,即熔核边缘的胞状树枝晶和熔核中心的等轴树枝晶.熔核是由大量的α-Mg相和少量的β-Mg17Al12相所组成.相对于未熔化的母材晶粒,热影响区晶粒变粗,并伴随晶界熔化.当焊接电流为23 kA,焊接时间为8个周波,电极力为4.5 kN时,熔核边缘的胞状树枝晶细化,而熔核中心的等轴树枝晶有向等轴晶转化的倾向,且平均晶粒尺寸为12.96μm.     

冷轧DP980电阻点焊接头断裂模式特征与组织分析

采用中频逆变点焊机对1.2 mm厚冷轧DP980进行电阻点焊试验,确定球形电极下焊点的断裂模式,对不同断裂模式下的熔核直径、剪切力、破坏能量及断裂位移等参数进行表征。此外,针对典型熔核组织和显微硬度进行分析。结果表明,球形电极下焊点断裂模式表现为界面断裂和熔核拔出两种。两种断裂模式下,熔核处组织均为板条马氏体+孪晶马氏体,在热影响区中存在软化区域,该组织为回火马氏体+铁素体。界面断裂模式下,熔核直径、剪切力及断裂位移均呈现为数值较小的特点,破坏能量随焊接电流的增加呈快速增长的特征。熔核拔出模式下,熔核直径、剪切力和断裂位移均呈现为数值较大的特点,破坏能量随焊接电流的增加呈稳定状态。     

TRIP800钢电阻点焊热过程的数值模拟

利用ANSYS12.0软件模拟了TRIP800钢点焊初期点焊接头的预压应力场及熔核形成过程中温度场的变化,揭示了点焊过程预压应力场对熔核温度场的影响、熔核的形成过程中温度场分布云图。通过与实际点焊接头熔核大小的比较,证明模拟结果准确可靠,可以作为生产实践的理论参考。     

5A90铝锂合金电阻点焊接头力学性能与组织分析

采用三相次级整流电阻焊机对5A90铝锂合金进行电阻点焊试验,通过力学拉伸和金相观察研究了点焊参数对接头力学性能和接头显微组织形貌的影响. 结果表明,接头拉剪力随着焊接电流、焊接时间以及电极压力的增大呈先增大后减小的趋势,当焊接电流为45.5 kA,焊接时间为4周,电极压力为8.55 kN时,拉剪力达到最大值为7.7 kN. 接头组织分为等轴晶区、柱状晶区、细晶区以及热影响区. Li,Mg元素的存在降低了熔池异质形核的难度,促进晶粒的细化. 电极水冷和电磁搅拌的作用可以促进晶粒的细化和等轴晶的形成,减少合金元素向晶界偏析倾向.     

新型双相高强钢点焊接头拉剪力学性能与组织分析

以新型双相高强钢为研究对象,采用不同的工艺参数进行正交试验,并对点焊接头进行拉伸测试,分析各因素对电阻点焊质量的影响;然后对点焊接头金相组织进行观察,分析新型双相高强钢点焊接头的失效模式和接头金相组织特征。结果表明,点焊接头抗剪载荷的最优工艺参数为:焊接电流8 kA,焊接时间15 cyc,电极力2 kN,此时点焊接头的最大剪切力达到最大值。优质焊点在拉剪试验中最先从熔核边界附近开裂,随后延伸至母材部分,直至点焊接头全部断开。     

QP980-DP980异种先进高强钢激光焊接头微观组织及力学性能

采用光纤激光焊实现了异种汽车用先进高强钢QP980与DP980的拼焊连接,对异种焊接接头的微观组织、硬度分布进行了观察和测试,对焊接接头的拉伸性能进行了测试,对断口形貌进行了观察和分析。结果表明,焊缝区域的组织全为马氏体组织,且硬度最高(535 HV);两侧焊接热影响区均可分为完全相变区、不完全相变区和回火区三个区域。两侧热影响区中的完全相变区由于冷却速度快全部为马氏体组织,硬度提高;不完全相变区部分形成马氏体,成为马氏体和铁素体的混合区,回火区由于回火马氏体的出现使其硬度下降。QP980侧的回火区由回火马氏体、铁素体和残余奥氏体组成;DP980侧的回火区由回火马氏体和铁素体组成。接头拉伸断裂发生在DP980侧热影响区,抗拉强度达到DP980母材的98．9%,断后伸长率约为DP980母材的70．9%,断裂模式为韧性断裂。     

22MnB5热成形钢点焊接头组织演变与性能分析

采用不同工艺参数对22MnB5热成形钢进行点焊试验,分析工艺参数对焊点性能的影响,并研究22MnB5热成形钢点焊接头组织演变及组织—性能关系. 结果表明,焊点熔核直径与拉剪力两者表现出正相关关系. 与电极压力相比,焊接电流对焊点力学性能具有更大的影响. 焊点各区域的组织演变导致了明显的硬度差异. 熔核区、过临界热影响区、亚临界热影响区及母材区均为马氏体组织. 临界热影响区为铁素体 + 马氏体双相组织,导致硬度显著降低. 该软化区增加了焊点失效时的承载能力及能量吸收能力,促使接头失效以“熔核拔出”方式发生.     

不锈钢电弧铆焊焊点组织及力学性能

采用电弧铆焊的方法对3 mm+5 mm厚的0Cr18Ni9不锈钢钢板采用搭接形式实现连接. 通过优化焊接电流及其作用时间的参数匹配,以期得到最佳的焊点显微组织和力学性能. 采用X射线检测焊点缺陷的存在,使用金相显微镜研究焊点熔深和熔核尺寸的变化,使用电子万能试验机测试焊点的抗剪力. 结果表明,电弧铆焊焊点呈蘑菇状,与基体圆滑过渡,成形良好,无气孔、裂纹等宏观缺陷. 随着第一段和第二段焊接电流的增大,焊点的熔深和熔核尺寸,及焊点抗剪力随之增大. 优化的工艺参数下,熔深尺寸可达4.07 mm,熔核尺寸可达7.73 mm,抗剪力可达23.654 kN,满足生产需求.     

980MPa级高强钢焊接接头HAZ的组织和性能

采用焊接热模拟的方法,研究一种980 MPa级低碳贝氏体高强钢焊接接头HAZ不同区域,通过对各个区域的组织及相的分析,以及相应的拉伸及冲击试验研究了此类高强钢的组织和性能.结果表明,粗晶区的冲击性能最好,细晶区的冲击性能最低,为热影响区的薄弱环节.粗晶区组织为均匀粗细相间的板条贝氏体组织;在板条贝氏体上弥散析出碳化物;板条贝氏体界面上的奥氏体薄膜的存在是粗晶区韧性提高的原因.细晶区为孪晶马氏体+少量的板条马氏体,孪晶马氏体是导致细晶区性能下降的主要原因.

Abstract：

Microstructure and mechanical properties of HAZ of 980 MPa low carbon bainite high strength steel joints were studied . The different regions of welded joint HAZ were simulated by welding thermal simulation technique. Microstructure observation, phase analysis, and corresponding tensile and impact test for different regions of welded joint HAZ were taken. The results indicate: the impact property of coarse grain zone is the best, while the impact property of fine grain zone is the worst. So the fine grain zone is the weakest part of the welded joint. Microstructure of coarse grain zone is uniform interweaved coarse and fine lath martensites, and precipitation acicular ferrite are distributed between the lath martensites. Toughness of coarse grain zone is increased owing to the austenite thin film adherent lath martensite interface. Microstructure of fine grain zone are twin martensite and a small number of lath maarten-site, only minor acicular ferrite are distributed in the twin martensite . Toughness of fine-grained zone was decreased owing to twin martensite.     

镀锌Q & P980钢电阻点焊接头液态金属脆裂纹的影响因素分析

新一代超高强Q&P淬火延性钢在具有高强度的同时具有较好的断后伸长率,在车身制造中具有广阔的应用前景.然而在对镀锌Q&P980钢进行电阻点焊试验后,在焊接接头中发现了表面裂纹,前期研究表明该表面裂纹是由液态金属脆化机制所引起的,即钢板在液态锌和应力的共同作用下发生的沿晶界开裂.结果表明,点焊中的工艺参数,包括焊接电流、焊接时间及电极压力、以及加工条件,包括电极端面形状、加压模式、电极对中度均会对接头中的液态金属脆裂纹产生不同程度的影响,因此可以通过调整工艺参数及加工条件来降低裂纹的敏感性.     

Microstructural characterisation of double pulse resistance spot welded advanced high strength steel

The effects of single and double pulse resistance spot welding on the microstructures of an advanced high strength automotive steel are presented in this work. The double pulse welding schemes partially remelt the primary weld nugget and anneal the area at the fusion boundary of the nugget. The effects of the annealing treatment on the segregation and the microstructure have been studied by electron probe microanalysis (EPMA) in combination with electron backscatter diffraction (EBSD). Results show that phosphorus has been redistributed at the primary weld nugget edge of the double pulse welds, while the mean block width and ellipticity of the prior austenite grains were smaller in welds subjected to double pulsing compared with single pulse weld. A favourable failure mode was obtained for the double pulse welds although behaviour did not correlate with the measured grain size.     

退火工艺对TRIP980冷轧钢板显微组织和力学性能的影响

以冷轧TRIP980钢为研究对象,探讨了退火温度、过时效温度和过时效时间对钢板组织性能的影响。结果表明:退火温度从800 ℃降低至760 ℃,随着奥氏体化程度的降低和原奥稳定性的增强,冷却后组织中硬相含量更低,残奥含量更高,宏观表现为拉伸强度降低、伸长率提高;过时效温度从360 ℃提高至400 ℃,随着贝氏体体积分数的提高,拉伸强度提高;过时效时间从600 s延长至1500 s,随着硬相贝氏体的软化和残奥稳定性增大,拉伸强度降低、伸长率提高。