摘要
“节能、环保、安全”是汽车工业发展所面临的三大难题，而汽车轻量化是解决以上难题的重要措施。对于汽车轻量化而言，需要材料和连接技术两方面的支撑。据统计，一台小型轿车白车身上电阻点焊焊点数量有2000～5000个，因此材料支撑主要表现为第三代先进高强钢的应用，而连接技术支撑则主要体现在对电阻点焊技术的研究。本文以高强汽车钢Q&P980为研究对象，从提升点焊接头力学性能的角度出发，基于工艺调控，通过研究单脉冲电阻点焊工艺、原位热处理工艺和焊后热处理工艺对失效路径组织、失效位置组织和熔核内部组织的作用。协同建立失效全路径组织和性能的关系，阐述因裂纹萌生和扩展导致其失效模式改变的内在机理，为进一步扩大Q&P钢在汽车工业中的应用提供理论依据。 (1)为详尽表征点焊接头组织性能的关系，首先结合硬度分布规律，对单脉冲电阻点焊接头组织特征形成机理进行分析，将其分为熔核区、粗晶热影响区、细晶热影响区、临界热影响区、亚临界热影响区和母材，其中在亚临界热影响区存在软化区。并且，由于熔核区和热影响区界面位置“带状”贝氏体组织的形成，同样存在软化现象，使其成为裂纹扩展的首选位置。 (2)接着在田口法显著性分析的基础上，通过单脉冲电阻点焊实验，建立起关键工艺参数（焊接电流、焊接压力和焊接时间）下组织和性能的关系，得到影响点焊接头拉剪性能的主要因素为:焊接热循环导致的熔核尺寸差别。最终得到一组较佳工艺参数组合，并建立起Q&P980钢电阻点焊工艺窗口。 (3)然后在单脉冲电阻点焊工艺基础上，研究原位热处理工艺中二次脉冲电流值的变化对组织的作用规律，发现其对熔核内部组织特征存在以下作用机制:a.马氏体回火;b.重新奥氏体化;c.完全熔化。并通过对点焊接头力学性能的分析，得到力学性能提升的根本原因是失效模式的改变。通过对原位热处理后失效位置组织进行表征得到，二次热影响区铁素体含量升高，使其断裂韧性增强。 (4)最后研究焊后热处理温度和时间对点焊接头显微组织和力学性能的作用机制。焊后热处理引起的回火作用，使熔核区组织断裂韧性提高。通过对性能分析发现，焊后热处理可显著改善点焊接头综合力学性能，并且其效果明显优于原位热处理工艺。分析其内在作用机理发现:失效路径中热影响区组织残余应变降低和大角度晶界增多，致使裂纹扩展路径发生改变，导致断裂失效发生在初始热影响区软化区。
NETL