【摘 要】
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随着节能减排和低碳环保概念的提出,汽车轻量化已经成为各大汽车厂的重要发展方向。热镀锌钢是在汽车制造上应用最广泛的材料,锌铝镁镀层钢板作为一种新型防腐涂层板,凭借其优良的耐腐蚀性,耐磨性,低成本等特点,正逐渐替代传统镀锌板。但目前对于锌铝镁板的点焊进行系统研究很少,本文主要以1.4mm厚锌铝镁钢板HC340LAD+ZAM为研究对象,通过设计正交试验,获得锌铝镁HC340LAD+ZAM最佳焊接参数,并
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随着节能减排和低碳环保概念的提出,汽车轻量化已经成为各大汽车厂的重要发展方向。热镀锌钢是在汽车制造上应用最广泛的材料,锌铝镁镀层钢板作为一种新型防腐涂层板,凭借其优良的耐腐蚀性,耐磨性,低成本等特点,正逐渐替代传统镀锌板。但目前对于锌铝镁板的点焊进行系统研究很少,本文主要以1.4mm厚锌铝镁钢板HC340LAD+ZAM为研究对象,通过设计正交试验,获得锌铝镁HC340LAD+ZAM最佳焊接参数,并对比有无镀层情况下熔核形成过程和焊接前后耐腐蚀性变化,对HC340LAD+ZAM进行规律试验、工艺窗口和电极磨损试验,对不同工艺参数下宏/微观形貌、力学性能、残余应力等进行了表征分析,主要得到以下结论:（1）通过正交试验得到HC340LAD+ZAM最佳工艺参数为:10kA,14cycles,2.6kN,工艺参数中对焊接接头质量影响排序为:电流＞压力＞时间。（2）熔核形成试验表明,无镀层钢HC340LA形核能力优于含锌铝镁镀层HC340LAD+ZAM,无镀层板在1cycle时已形成质量较好的焊接接头,而锌铝镁镀层板在8cycles才形核完成。随着焊接时间的增加,有镀层和无镀层板的拉剪力均先上升后下降,并都在14cycles拉剪力最大,有镀层拉剪力为14.28kN,无镀层拉剪力为15.75kN。在整个熔核试验过程中,相同焊接时间下,无镀层的焊点拉剪力和焊核区硬度高于有镀层HC340LAD+ZAM,无镀层HC340LA焊核区硬度约为375HV,锌铝镁镀层焊核区的硬度约为355HV。（3）焊点的失效方式有两种:界面断裂和拉拔断裂。当拉剪力低于11.6kN时为界面断裂,拉剪力超过11.6kN时为拉拔断裂,断裂位置处于靠向热影响区的母材位置处,呈纽扣型。不同焊接时间焊点表面残余应力有不同,随着焊接时间增加,残余应力先增后降,在焊接时间为14cycles时,残余应力最大,为173MPa。（4）电化学测试中,锌铝镁镀层板的腐蚀电位比无镀层板的腐蚀电位更负,焊点和母材腐蚀电流密度Icorr排序为:母材ZAM＞焊点ZAM＞母材无镀层＞焊点无镀层。锌铝镁焊点的腐蚀电流密度是无镀层板焊点27倍,锌铝镁镀层母材的腐蚀电流密度是无镀层裸板的7.17倍。经过浸泡试验后,无镀层板的母材和焊接表面发黑,发生严重腐蚀。带有锌铝镁镀层的焊点和母材表面出现生成了Zn5（OH）8Cl2.H2O和Zn5（CO3）2（OH）6等腐蚀产物,其附着在腐蚀表面保护镀层被进一步腐蚀。（5）规律实验中,在焊接电流8～12kA、焊接时间10～18cycles、电极压力1.8～3.4kN范围内,焊点直径和压下率等均满足汽车厂焊点直径大于5mm和压下率小于30%的使用要求,拉剪力最大值在焊接参数:10kA,14cycles,2.6kN时出现,为14.72kN;点焊接头微观组织可以分为三个区域:母材区,热影响区和焊核区;各区域的组织不同,硬度值也有所差异,从母材—焊核—母材,其硬度值呈两边高中间低的“几”字形分布。（6）工艺窗口左边界适焊电流区间为7～7.2kA,右边界适焊电流区间为9.4～9.6kA。工艺窗口左边界的拉剪力和十字拉伸力均小于右边界的拉剪力和十字拉伸力,最大拉剪力和十字拉伸力分别出现在G点（9.2kA,14cycles,2.6kN）和F点（9.6kA,12cycles,2.6kN）,为12.98kN和8.85kN。镀层的存在会影响点焊接头的表面质量,会降低力学性能,但在500次电极磨损中所有焊点直径和压下率均能满足SMTC5111 003—2014（V）使用标准。
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