高强钢点焊以及高强钢点焊现在国际上的研究现状,由于资料有限和一些资料属于保密范畴,这里只是介绍一些非保密性的点焊研究成果。

  对于高强钢,根据国际上对高强钢的研究,把抗拉强度在270—700Mpa范围内的钢称为高强钢(HSS),把抗拉强度大于700Mpa的钢称为高强钢(UHSS)。根据强化机理的不同,国际钢铁协会先进高强钢,高强钢是通过析出强化、细晶强化、固溶强化以及相变强化等强化机制来达到高强度要求的,并且具有高的减重潜力,高的碰撞吸能性、高的疲劳强度、高的成形性和低的平面各项异性等优点。量化和提高安全性能方面起着非常重要的作用,目前已经广泛应用于汽车工业。68189

  目前,常用的高强钢主要有6种,分别为,复相钢,贝氏体钢,马氏体钢,双相钢,相变诱发塑性钢和孪生诱发塑性钢。这次主要是采用双相钢。高效率、低成本的电阻点焊技术在车身装配过程中的占相当大比例,先进高强度钢板的点焊质量问题已受到国内外研究学者的密切关注。先进高强度钢板的点焊接头质量的不稳定及其检测评价标准有待制定成为推广应用的技术瓶颈。目前各国焊接工作者对先进高强钢电阻焊的研究主要集中在各种高强钢的可焊性、焊接规范参数对焊点组织性能的影响、电极寿命、焊接程序和工艺的优化等。英国TWI材料连接技术全球中心的Shi,G等学者研究了高强钢点焊程序的修正以及母材强度和焊接淬火对焊点性能的影响;日本学者Otani,Tadayuki等对超细晶粒高强钢电阻点焊特性作了系统的研究,研究发现:这种由于高强钢在高温下的电阻率和强度与低碳钢不同,其点焊时得到同样大小的熔核尺寸需要的焊接电流比低碳钢板更大,同时,这种钢板的碳当量很低,虽然焊后熔核的主要组织是马氏体,但由于低碳成分限制了熔核硬化,因此这种材料的点焊接头不经过回火就能得到高的拉剪强度和垂直拉伸强度;法国学者Mimer,M通过试验研究提出了通过焊后回火工艺来改进高强钢和超高强度钢的电阻点焊性能的方法;美国学者研究了690-960MPa高强双相钢点焊回火工艺,建立了用于指导几种高强钢电阻点焊的回火曲线图,并证明该回火图是典型的等温C曲线;日本焊接协会专门成立了先进高强钢点焊质量监控及检测研究小组,采用弥散强化铜合金或通过对电极的低温处理等措施提高电极的使用寿命。目前,先进高强钢在我国的应用过程中仍存在一定问题。首先是先进高强钢自主开发能力不足,新产品的开发与生产主要依靠引进技术与装备,国内生产的先进高强钢的质量水平与国外存在较大差距,不能满足国内汽车工业的发展需求。其次,先进高强钢的加工、成型和连接技术还处于实验室和试生产阶段。国内高校院所和生产企业开展的研究工作主要集中在强度级别在600-800Mpa的级别上。

  对于镀锌高强钢,在汽车、家电等行业采用的镀锌钢板种类很多,根据镀锌工艺、镀锌成份等的不同,有电镀锌板、热镀锌板、6413合金镀层板、64S8合金镀层板等。由于镀层金属的物理性能与导电性能不同于低碳钢,所以镀锌钢板的电阻点焊性能与未镀锌的同种钢板有较大的不同,且从其使用性能考虑,对接头质量要求更高,即点焊时既要保证接头有足够的强度,又要合理地保护镀层。 镀锌钢板与普通钢板相比,其焊接性存在如下特点:1、接触电阻小。点焊开始时, 由于被焊工件间的接触面上存在低电阻率、低硬度的锌层,使接触电阻减小,不利于熔核的形成。 2、焊接电流密度减小。在焊接过程中,焊件间的低熔点镀锌层在形核之前首先熔化后被挤出塑性环,增大了焊件间的接触面,使焊接电流密度减小,电流场分布不稳定,影响了熔核的形成和大小。3、镀层表面易烧损, 沾污电极,且电极表面易过热变形,降低电极寿命。 容易产生焊接飞溅, 影响焊点质量的稳定性。4、易出现裂纹、 气孔或软化组织。在镀锌钢板点焊过程中,由于焊接规范不合理,会使接头中残留部分锌及锌铁合金在熔核结晶过程中,可能会形成细小裂纹或气孔,残留的锌较多时还会形成软化组织。 

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