環(huán)保、節(jié)能、安全問題已不容忽視,輕量化成為汽車行業(yè)重要發(fā)展趨勢。淬火配分（Quenching&Partitioning,Q&P）鋼綜合力學(xué)性能優(yōu)異且成本適中,適用于車身結(jié)構(gòu)件和內(nèi)部加強(qiáng)板,增強(qiáng)車身抵抗變形能力,具有廣闊的使用前景。電阻點(diǎn)焊效率高、成本低、工藝可靠,是汽車主要連接方式。本文以1mm厚的Q&P980鋼板為研究對象,研究了不同焊接工藝參數(shù)下電阻點(diǎn)焊微觀組織、力學(xué)性能的變化規(guī)律,通過響應(yīng)曲面法實(shí)現(xiàn)了焊接工藝優(yōu)化�；诖�,對Q&P980級(jí)B柱進(jìn)行了耐撞性分析,并通過拓?fù)鋬?yōu)化及插值法對B柱進(jìn)行了焊點(diǎn)布置優(yōu)化,研究了焊點(diǎn)布置對B柱靜剛度及耐撞性影響,為Q&P980在車身上的使用提供理論基礎(chǔ)。在焊接電流8.5kA-14.5kA,焊接時(shí)間10cycle-16cycle,電極壓力1.6k N-2.4k N范圍Q&P980鋼實(shí)現(xiàn)了較好連接。焊接熱輸入增加,焊透率、熔核直徑呈先增大后減小的趨勢。點(diǎn)焊接頭可分為熔核區(qū)（Fusion Zone,FZ）、粗晶區(qū)（Coarse Grained（CG）HAZ）、細(xì)晶區(qū)（Fine Grained（FG）HAZ... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

電阻點(diǎn)焊接頭組織分區(qū)[39]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-8-區(qū)（InterCriticalHAZ），細(xì)晶區(qū)（FineGrainedHAZ），粗晶區(qū)（CoarseGrainedHAZ），軟化區(qū)（SoftGrainedHAZ），如圖1-8所示。圖1-7電阻點(diǎn)焊接頭組織分區(qū)[39]圖1-8熱影響區(qū)分區(qū)[40]Eftekharimilani等人[41,42]對1.3mm的Q&P980鋼板進(jìn)行雙脈沖點(diǎn)焊，二次電流脈沖導(dǎo)致二次熔核，并對初級(jí)熔核進(jìn)行退火或部分重熔，二次熔核表現(xiàn)為典型的電阻點(diǎn)焊凝固晶粒取向的枝晶結(jié)構(gòu)，奧氏體晶粒的橢圓度減小，退火區(qū)表現(xiàn)為馬氏體等軸晶粒，如圖1-9所示。等脈沖雙脈沖焊接實(shí)現(xiàn)了一次焊接熔核邊緣的最大退火，且不重新熔化焊核邊緣，該接頭進(jìn)行了合金元素的最高均化，拉伸性能得到提高，可以得到良好的失效模式，磷偏析對晶界的負(fù)面影響對焊核的力學(xué)性能比晶粒尺寸減小所預(yù)期的正影響更為顯著。圖1-9主熔核邊緣區(qū)域EBSD效果圖[41]（3）拉剪性能LIU[43]等對Q&P980進(jìn)行雙脈沖電阻點(diǎn)焊研究，研究表明當(dāng)?shù)诙附与娏鬏^大時(shí)，接頭呈現(xiàn)出了較好的拉剪性能和斷裂模式；第二焊接電流適中時(shí)，接頭呈現(xiàn)出較好的橫向拉伸強(qiáng)度及延伸率。部分熔融區(qū)發(fā)現(xiàn)了液化晶界及軟化區(qū)，該區(qū)由于P元素偏析成為裂紋敏感區(qū)，接頭失效過程中，裂紋傾向于沿該區(qū)擴(kuò)展。Tiago[44]等對TWIP980進(jìn)行了電阻點(diǎn)焊研究，對其點(diǎn)焊接頭的力學(xué)性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明熱影響區(qū)力學(xué)性能及殘余應(yīng)力的分布與焊接參數(shù)有很強(qiáng)的相關(guān)性。隨焊接電流及焊接時(shí)間的增加，最大拉伸殘余應(yīng)力越小，殘余應(yīng)力

度假設(shè)。作者還指出Q&P980點(diǎn)焊接頭存在焊接缺陷，降低了其破壁強(qiáng)度和壓縮結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)承載能力，高應(yīng)變率下點(diǎn)焊接頭裂紋擴(kuò)展在缺陷處演化明顯，采用火槍噴射能夠有效消除該現(xiàn)象。Chabok等人[46]比較了常規(guī)電阻點(diǎn)焊和雙脈沖電阻點(diǎn)焊接頭下的拉伸斷口，發(fā)現(xiàn)兩者均發(fā)生紐扣斷裂，常規(guī)焊接失效發(fā)生在粗晶熱影響區(qū)，如圖1-10a)所示；而雙脈沖焊點(diǎn)有兩個(gè)失效位置，左邊穿透未完全淬火區(qū)域一小段距離后，重新指向板厚方向，右側(cè)由亞臨界熱影響區(qū)起斷，并在熔核外靠近母材金屬處發(fā)生唇形斷裂，如圖1-10b)所示。a)常規(guī)焊b)雙脈沖圖1-10DP1000點(diǎn)焊接頭斷裂宏觀[46]（4）疲勞性能汽車結(jié)構(gòu)件的疲勞裂紋往往先發(fā)生在焊點(diǎn)處，因此焊點(diǎn)的疲勞研究十分重要。Fujimoto等人[47]對1.2mm的980MPa鋼板的點(diǎn)焊接頭進(jìn)行噴丸處理，噴丸處理外表面存在高壓縮殘余應(yīng)力，但在重疊面一側(cè)殘余應(yīng)力變化并不大。表面噴丸處理提高了重疊表面疲勞裂紋的萌生壽命，降低了重疊表面裂紋向外表面的擴(kuò)展速度，噴丸點(diǎn)焊接頭的疲勞極限載荷約為非噴丸點(diǎn)焊接頭的兩倍，如圖1-11所示。在焊接過程中，焊接缺陷不可避免，Rethmeier等人[48]探討了焊接缺陷對先進(jìn)高強(qiáng)鋼的焊接接頭疲勞強(qiáng)度的影響，表面裂紋與位置無關(guān)，對疲勞強(qiáng)度沒有影響；內(nèi)部缺陷對疲勞壽命僅存在輕微的影響；在焊接的間隙處進(jìn)行了有限元分析，如圖1-12所示，焊接間隙導(dǎo)致該處出現(xiàn)了較高的局部應(yīng)力，疲勞強(qiáng)度降低；進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，在載荷比R為0.1的情況下，確定了3mm的間隙與無間隙剪切拉伸試樣相比，疲勞壽命顯著下降，主要是由于焊后剛度降低、橫向振動(dòng)和片材之間的


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