先進(jìn)高強(qiáng)鋼是車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中的新一代關(guān)鍵材料。近年來，先進(jìn)高強(qiáng)鋼在汽車工業(yè)中的使用穩(wěn)步增長(zhǎng)，歸功于其能提供更高強(qiáng)度和延展性，能夠減輕車身重量，從而改善燃油經(jīng)濟(jì)性并減少對(duì)環(huán)境的污染，同時(shí)提高碰撞吸收能，進(jìn)而為車內(nèi)乘員提供更好的保護(hù)。電阻點(diǎn)焊是車身制造中最主要的連接技術(shù)，典型的車輛包含4000~5000個(gè)焊點(diǎn)[1]，因此，車輛的安全性在很大程度上取決于將所有鋼制部件組裝在一起的電阻點(diǎn)焊性能[2]。傳統(tǒng)的低碳鋼已廣泛采用電阻點(diǎn)焊技術(shù)，但眾所周知先進(jìn)高強(qiáng)鋼更容易受到電阻點(diǎn)焊接頭失效的影響[3]，先進(jìn)高強(qiáng)鋼經(jīng)常遇到抗斷裂性和焊縫韌性較低的困擾，這是由于先進(jìn)高強(qiáng)鋼合金元素含量較高，易導(dǎo)致點(diǎn)焊熔合區(qū)內(nèi)形成脆性相和微偏析現(xiàn)象[4]。雙相鋼以相變強(qiáng)化為基礎(chǔ)，具有低屈強(qiáng)比，高初始加工硬化率，良好的強(qiáng)塑性匹配等優(yōu)點(diǎn)。目前在汽車制造業(yè)中應(yīng)用的超高強(qiáng)冷軋雙相鋼主要集中在1000 MPa左右，且大多成分設(shè)計(jì)復(fù)雜，在增加了工業(yè)化生產(chǎn)難度的同時(shí)也為電阻點(diǎn)焊工藝帶來挑戰(zhàn)。本文針對(duì)超高強(qiáng)冷軋雙相鋼DP980進(jìn)行電阻點(diǎn)焊工藝研究，分析焊接電流對(duì)點(diǎn)焊接頭微觀組織、硬度、失效模式及拉剪性能的影響規(guī)律，提出適用于超高強(qiáng)冷軋雙相鋼DP980的焊接參數(shù)，為電阻點(diǎn)焊工藝參數(shù)優(yōu)化提供參考。
1. 實(shí)驗(yàn)材料及方法
使用1.2 mm厚的超高強(qiáng)冷軋雙相鋼DP980鋼板作為實(shí)驗(yàn)材料，化學(xué)成分和力學(xué)性能如表1和表2所示。使用通過PLC控制的中頻直流氣動(dòng)電阻點(diǎn)焊機(jī)和端面直徑為6 mm的電極進(jìn)行焊接，電極壓力和保持時(shí)間恒定控制在3.6 kN和300 ms，焊接過程中保持焊接時(shí)間為400 ms不變，以步長(zhǎng)0.1 kA逐步增加焊接電流進(jìn)行焊接實(shí)驗(yàn)。汽車的結(jié)構(gòu)性能很大程度上取決于點(diǎn)焊接頭連接的力學(xué)性能，在電阻點(diǎn)焊研究中拉剪實(shí)驗(yàn)是檢測(cè)點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)強(qiáng)度應(yīng)用最多的手段[5]，因此采用拉伸剪切實(shí)驗(yàn)來評(píng)價(jià)點(diǎn)焊接頭的力學(xué)性能，每個(gè)焊接條件進(jìn)行三個(gè)樣品焊接，其中兩個(gè)樣品用于拉伸剪切實(shí)驗(yàn)，一個(gè)樣品用于金相分析。準(zhǔn)靜態(tài)拉伸剪切實(shí)驗(yàn)樣品根據(jù)GWS-5A標(biāo)準(zhǔn)制備，圖1為試樣搭接方式，圖中試樣尺寸L和W分別為150 mm和50 mm，其中L方向與軋制平行。使用萬能實(shí)驗(yàn)機(jī)進(jìn)行拉伸剪切測(cè)試，并記錄載荷位移曲線，從載荷位移曲線中提取峰值載荷并依據(jù)拉斷試樣的宏觀形貌確定失效模式。使用光學(xué)顯微鏡觀察點(diǎn)焊接頭宏觀結(jié)構(gòu)并測(cè)量尺寸，使用掃描電子顯微鏡觀察微觀結(jié)構(gòu)，使用顯微硬度計(jì)測(cè)試點(diǎn)焊接頭區(qū)域的硬度分布。
2. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
2.1 組織和硬度
超高強(qiáng)冷軋雙相鋼DP980典型的點(diǎn)焊接頭宏觀組織如圖2所示。從圖2可以看出，點(diǎn)焊接頭由熔核區(qū)、熱影響區(qū)和母材三個(gè)部分組成。
