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点焊头应用在汽车板
- 2020-09-16-

  由于高强汽车板本身的高硬度和高脆性等特点,在点焊接过程中的界面断裂失效倾向较大,通过研究不同点焊接工艺参数下的汽车板的焊接性能,将高强汽车板点焊接头的断裂失效分为了3类,为典型汽车板点焊接接头的失效模式,高强汽车板点焊头主要分为界面断裂、熔合线断裂和热影响区断裂3种失效模式。其中,(a)的界面断裂模式为界面断裂,点焊接头的断裂已经贯穿整个熔合区,宏观断口较为平整;(b)的界面断裂模式为熔合线断裂,点焊接头的断裂位置处于熔合线处,断口宏观形貌中可见断口并不平整,而是与所受拉剪力方向一致,与钢板平面形成了一定角度偏转;(c)的界面断裂模式为热影响区断裂,点焊接头的断裂位置位于软化区,也就是热影响区域母材区的交界处,熔核被完全拔出。

  对3种失效模式下的点焊拉剪接头的截面形貌进行观察,从界面断裂模式下的点焊接拉剪接头的截面形貌中可见,断裂已经贯穿了整个熔合区,在汽车板搭接面结合处还可见原始裂纹的存在;从熔合线断裂模式下的点焊接拉剪接头的截面形貌中可见,在熔合区域热影响区交界处,点焊头发生了断裂;从热影响区断裂模式下的点焊接拉剪接头的截面形貌中可见,断裂位置都发生在热影响区中,这可能是由于热影响区的韧性不足引起的,在拉剪过程中产生裂纹后会沿着板厚方向扩展。此外,值得注意的是,在熔合线界面处的初始裂纹若是沿熔核中心面扩展,则会形成界面断裂失效,而如果初始裂纹沿熔合线方向扩展,则形成熔合线失效,因此,在实际点焊接过程中应当控制好焊接工艺。

  为汽车板点焊头失效位置的扫描电镜显微形貌。界面断裂模式下的失效位置位于两工件搭接间隙处,由于局部应力集中的作用而产生了初始裂纹,在受拉剪力作用过程中,初始裂纹会沿着硬而脆的熔核组织扩展,并造成断裂;熔合线断裂模式下可见失效源处存在严重的缩孔缺陷,在受拉剪过程中容易产生应力集中而形成沿熔合线扩展的特征;热影响区断裂模式下的失效源位于两相区中,这种M-A组织的形成主要是由于奥氏体向铁素体转变过程中,奥氏体稳定性增加而使得冷却过程中A/M转变不完全形成,这种组织的韧性较低,在受拉剪过程中裂纹容易在此处产生,并逐渐向硬度较低的软化区扩展。

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