超高强度热成形钢电阻凸焊工艺优化及质量评定

摘要

超高强度热成形钢由于其内部组织为细小板条状马氏体，具有极高的强度和硬度，能够良好的平衡汽车轻量化和增加安全性能的等优点，在汽车工业中得到了越来越广泛的应用。电阻凸焊在汽车车身等零部件的生产中大量应用，是目前汽车工业中最主要的焊装工艺方法之一。热成形钢的可焊性与一般低碳钢具有很大的差异，在焊接过程中会出现热影响区软化、焊核脆化、容易产生焊接飞溅等一系列问题，特别是热成形钢与低碳钢进行异种钢材凸焊时又会遇到诸如焊核偏移等问题。因此了解和掌握热成形钢在焊接过程中性能和组织的变化规律，优化焊接工艺参数，制定合理的质量评定标准，具有十分重要的理论和实际意义。
　　本文研究厚度为1.5mm的国产超高强度热成形钢板B1500HS、汽车用低碳钢板H220PD+Z100MB、Q235钢M6螺母电阻凸焊工艺优化及质量评定标准，对焊接接头的力学性能、熔核尺寸、显微硬度、微观组织进行分析和研究。结果表明，热成形钢与低碳钢电阻凸焊性能良好，熔核直径和焊接拉剪强度均满足要求，熔核区组织为板条状马氏体；螺母与低碳钢、热成形钢凸焊接头可满足质量评定标准中最小扭矩的要求，力学性能良好。凸焊接头熔核发生偏移，主要是由于热成形钢与低碳钢在电阻率、散热速率方面的差异所导致的，接头热影响区附近的软化区对接头强度有一定影响。现行质量评定标准能够部分适用于衡量热成形钢与低碳钢凸焊接头质量，但对于标准中热成形钢与低碳钢压入式凸焊焊接的最小拉剪力、对于螺母与热成形钢板、低碳钢板凸焊接头最小熔核尺寸的规定，需要根据具体材料进行修改和补充。采用有限元分析软件SORPAS针对热成形钢板与低碳钢板凸焊建立了异种钢板电阻凸焊熔核形成过程的轴对称有限元模型，通过模拟定量揭示了焊接过程中温度场、应力场和应变场的变化规律，模拟计算出热成形钢与低碳钢凸焊熔核直径，并与实际试验结果对比研究。

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第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 超高强热成形钢板

1.3 电阻凸焊在汽车工业中的应用

1.4 高强钢电阻焊研究

1.5 研究内容及意义

第二章 试验材料、设备及方法

2.1 试验材料及样品规格

2.2 凸焊工艺试验方法设计及试验设备

2.3凸焊接头强度及微观组织测试

第三章 电阻凸焊性能研究及工艺优化

3.1 工艺参数对凸焊接头力学性能及熔核尺寸影响

3.2 凸焊接头组织分析及形成机理研究

3.3 凸焊工艺优化

第四章 凸焊焊接接头质量评定标准研究

4.1 现行电阻凸焊质量评定标准介绍与研究

4.2 热成形钢板与低碳钢板凸焊接头质量评定标准研究

4.3 螺母凸焊质量评定标准研究

第五章 凸焊接头形成过程模拟及对比研究

5.1 SORPAS软件介绍

5.2 热成形钢与低碳钢板凸焊过程模拟

5.3 模拟结果与试验结果对比研究

第六章 结论

参考文献

致谢

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