【摘 要】
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为实现汽车轻量化、达到节能减排的目的,先进高强钢的应用越来越广泛。22MnB5热成形钢凭借其成形性好、强塑积高等特点成为生产热成形零件的首选材料,为满足热成形零件表面质量及尺寸精度的要求,镀Al-Si热冲压22MnB5应运而生。而DP590已经大批量的应用到车身零件上,DP590板材经过镀锌表面处理具有优异的防腐性能。在现有连接方式中,电阻点焊仍然是车身零部件连接的主要方式,这两种板材搭接关系下的
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为实现汽车轻量化、达到节能减排的目的,先进高强钢的应用越来越广泛。22MnB5热成形钢凭借其成形性好、强塑积高等特点成为生产热成形零件的首选材料,为满足热成形零件表面质量及尺寸精度的要求,镀Al-Si热冲压22MnB5应运而生。而DP590已经大批量的应用到车身零件上,DP590板材经过镀锌表面处理具有优异的防腐性能。在现有连接方式中,电阻点焊仍然是车身零部件连接的主要方式,这两种板材搭接关系下的点焊性能决定车身的NVH(噪声、振动和声振粗糙度)特性。镀Al-Si层22MnB5经过热冲压工序后,镀层与钢基体反应得到硬脆的Fe-Al-Si金属间化合物,它于DP590在基体成分、熔点、镀层硬度、电阻率等方面的差异,致使该搭接关系在电阻点焊过程中容易飞溅、焊工艺窗窄和焊点力学性能差等。针对上述问题,本文拟对镀Al-Si热冲压22MnB5/镀锌DP590电阻点焊工艺与力学性能,以及Fe-Al-Si镀层厚度对电阻点焊工艺的影响进行研究。本文以国内某汽车厂使用的镀Al-Si热冲压22MnB5和镀锌DP590两种高强钢为研究对象,通过设计合理的电阻点焊工艺,解决两种材料焊接飞溅问题,并且对焊接后的熔核尺寸、力学性能、显微硬度和微观组织进行分析。论文的主要内容如下:(1)基于产线现有对镀层板的电阻点焊技术,设计双脉冲电阻点焊工艺。其中第一脉冲施加长时间小电流进行排锌,清洁搭接界面,第二脉冲施加大焊接电流、短通电时间获得理想焊核尺寸。两个脉冲之间停留时间越长,该电阻点焊工艺窗口越大。(2)在焊接过程中,熔核区金属先熔化然后凝固,固液界面处的熔合线周围容易产生元素偏析,碳元素偏聚形成高碳马氏体,碳、锰元素偏聚形成残余奥氏体。其中高碳马氏体硬度高于熔核区组织硬度,使得该区域易变成应力集中区导致熔核脆断。第二脉冲结束后加缓降时间,促进碳元素扩散,获得均匀熔核组织,抑制熔核脆断,提高焊点力学性能。(3)通过不同加热制度获得不同厚度的Fe-Al-Si金属间化合物,探索不同厚度金属间化合物对电阻点焊的影响,金属间化合物越厚,工艺窗口越窄。
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