6061铝合金/DP600钢电阻点焊接头特征及力学性能

目的提升6061-T6铝合金/DP600双相钢电阻点焊接头的力学性能,以满足该焊接结构在汽车工业中的应用。方法对6061-T6铝合金与DP600双相钢分别进行了直接电阻点焊试验及添加Ni中间层的电阻点焊试验,采用光学显微镜、扫描电子显微镜及能谱仪分析了接头界面宏微观组织、化学成分、元素分布等,此外还采用接头拉剪试验进行了2种接头的力学性能测试,并对接头的断口形貌及断裂模式进行了分析。结果直接点焊接头熔核界面形成了厚度约为2.5μm的金属间化合物层,主要金属间化合物为靠近铝合金侧的Fe_(2)A_(l5)及靠近高强钢侧的Fe_(4)Al_(13)。直接点焊接头的拉剪载荷为3.1 kN,失效形式为界面断裂,断口呈以脆性为主的混合断裂特征。添加Ni中间层的点焊接头界面形成了Ni_(4)Al_(13)、Ni_(2)Al_(5)金属间化合物,抑制了焊接过程中Al-Fe互扩散并降低了Al-Fe金属间化合物的形成以及硬脆性Al-Fe金属间化合物对接头力学性能的影响,使接头拉剪载荷提高了67.7%,达到了5.2 kN,断口呈以韧性为主的混合断裂特征。结论添加Ni中间层可显著提升6061-T6铝合金/DP600双相钢电阻点焊接头的力学性能。

锰含量和层流冷却空冷时间对热轧DP600双相钢组织和强度的影响

设计了不同锰含量的DP600钢,在不同层流冷却空冷时间下对该钢进行工业试生产,研究了锰质量分数(0.65%~1.25%)和空冷时间(8~11 s)对其显微组织和强度的影响。结果表明:随着锰含量的增加或者层流冷却空冷时间的缩短,DP600钢的平均晶粒尺寸降低,马氏体含量增加,屈服强度、抗拉强度增大;随着锰含量增加,马氏体形态由弥散分布变为线链状分布;当锰质量分数为0.85%,层流冷却空冷时间为8~9 s时,DP600钢具有良好的拉伸性能,屈服强度为441~462 MPa,抗拉强度为614~618 MPa,此时组织中的马氏体面积分数低于20%。

DP600高强钢零件冲压成形有限元仿真及试验

性能稳定的高强度钢板供应,是保证汽车厂避免冲压成形开裂缺陷,提高生产稳定性的重要环节。该文以使用DP600高强钢的横梁减震器后桥零件为例,采用有限元仿真和网格试验的方法分析变形特征,以及主要力学性能参数对冲压成形的影响,提出了保证零件成形钢板的关键性能指标及控制范围。研究结果表明,横梁减震器外板零件高应变区域的变形方式为平面应变-拉延变形,稳定冲压所需的关键性能参数及控制范围为,屈强比σs/σb≤0.68,材料硬化指数n≥0.15,断裂延伸率δ≥25%。

电阻点焊冷轧DP600双相钢焊接接头性能的正交试验分析

运用正交试验设计法,以接头拉剪载荷为评价指标,对工业试制冷轧DP600双相钢进行点焊工艺优化,采用极差法和方差法对结果进行分析,获得了点焊工艺窗口及最优焊接工艺,并对最优焊接工艺下的点焊接头性能及显微组织进行测试和分析.结果表明,冷轧DP600双相钢的焊接工艺窗口为焊接电流9 00012 000 A,焊接时间200-500 ms.焊接电流对点焊接头拉剪载荷的影响最显著,随着焊接电流增加,接头拉剪载荷逐渐增大.当焊接电流为12 000 A,焊接时间为200 ms,电极力为2 500 N时,获得的最大拉剪载荷为14 kN,最大冲击吸收功为45.26 kJ,点焊熔核组织主要由板条马氏体组成.

热变形对DP600汽车用钢连续冷却转变曲线的影响

利用Gleeble-3800热模拟试验机测定了DP600汽车用钢静态、动态连续冷却转变(CCT)曲线。对两种不同工艺制度下的CCT曲线进行分析比较,结合显微组织分析,研究了热变形对该钢组织变化规律及性能的影响。变形后的CCT曲线上部向上移动,下部向下移动,变形扩大了铁素体区,缩小了贝氏体区,在铁素体和贝氏体转变区域中间存在较宽的奥氏体稳定区域,为制定其热轧生产工艺制度提供依据。

DP600冷轧双相钢的激光焊接性

通过研究DP600冷轧双相钢激光焊接头微观组织、力学性能、显微硬度、杯突试验等进行考察焊接性能。试验结果表明,DP600双相钢在4种焊接工艺下均能获得合格的焊接接头,焊缝区产生了大量的马氏体组织,热影响区主要为马氏体和少量铁素体组织,拉伸试验均断于母材,杯突试验后形成的裂纹垂直于母材,热影响区未出现软化区。

车用DP600和DC54D涂胶与未涂胶电阻点焊研究

对异种钢不同板厚涂胶与未涂胶DP600双相钢和超低碳DC54D电阻点焊进行了研究。深入分析了不同焊接时间下焊接接头显微组织、显微硬度、拉剪性能及扫描断口。研究结果表明,随着焊接时间的延长,焊点直径增大。当焊接时间为2周波时,热影响区为"半月形",延长焊接时间,熔核形状由"蝶形"转变为"椭型"。由于DC54D对熔核区碳含量的稀释作用,熔核区显微硬度低于热影响区硬度。拉伸-剪切试验中,当焊接时间为13-19周波时,涂胶与未涂胶接头拉剪强度趋于稳定。未涂胶接头的最大拉剪强度为5.45kN,涂胶接头的最大拉剪强度为5.15kN。当焊接电流为9kA、电极压力为2.6kN、焊接时间为13-19周波时,涂胶的焊接接头能得到优异的力学性能,但是比未涂胶接头略差。未涂胶与涂胶接头断裂均发生在DC54D侧。

DP600热轧双相钢轧后冷却工艺的优化

采用正交实验的方法,在Gleeble-1500热/力模拟机上进行DP600钢热变形后冷却工艺的优化研究。结果表明,热变形后控制层冷入水温度及层冷快速冷却的速度对最终组织的组成影响较大。在分析实验数据的基础上,提出了DP600钢轧后最佳冷却工艺为:800℃终轧后以2℃/s空冷至720℃进入层流冷却,再以50℃/s快冷至400℃卷取。

汽车用DP600双相钢电阻点焊工艺研究

鉴于DP600双相钢在汽车上的广泛应用,研究了1.2 mm厚的DP600双相钢的电阻点焊工艺,得出试验的最优参数:焊接时间为16 cyc,电流为11 k A,电极压力为2.0 k N。采用显微镜和维氏硬度计等研究了焊接接头的微观组织和力学性能。微观组织主要是板条马氏体和少量的铁素体;在拉剪试验条件下点焊接头的失效形式为熔核剥离。

热输入对DP600双相钢激光焊接接头力学性能的影响

通过焊接接头显微硬度和拉伸测试,研究了光纤激光焊接0.7 mm厚DP600双相钢在不同热输入下的力学性能。结果表明,不同热输入下的接头硬度分布规律基本相同,当热输入较大时,HAZ外侧出现软化,HAZ软化程度随热输入增大而增加,HAZ软化位置随热输入增大而与焊缝中心的距离逐渐增大。但HAZ软化基本不影响接头力学性能,不同热输入的接头拉伸试样均断裂在母材,接头强度与母材相当而伸长率略有下降。

DP600/AZ31无匙孔搅拌摩擦点焊塑性金属流动特性及断裂行为

在最优焊接参数下,对1 mm DP600镀锌钢板和3 mm AZ31镁板进行无匙孔搅拌摩擦点焊试验,焊后对接头分别进行横切、纵切及层切,采用扫描电镜(SEM)分析焊接接头显微组织和断口形貌.结果表明,镁钢间的混合主要发生在搅拌针作用区域,形成"机械互锁"的组织形貌,有利于增加两种材料的有效接触,形成复相强化;轴肩作用区镁钢间搅拌不明显,界面较平滑,镁钢界面形成了金属化合物以及氧化镁,降低了接头的塑性和韧性.对DP600/AZ31无匙孔搅拌摩擦点焊焊接接头进行拉伸试验,发现焊接接头从搭接界面上断裂,断口呈"脉状花样",为延性断裂.

脉冲激光电压对DP600薄板焊接接头组织和性能的影响

采用500 W的脉冲激光器对1 mm厚DP600冷轧双相高强度钢板进行了激光焊接,研究了脉冲激光电压对焊缝组织及焊接接头力学性能的影响。结果表明,随着脉冲激光电压的提高,焊缝的凹陷率和焊接接头的热影响区宽度增大;当脉冲激光电压大于280 V时,焊缝成形性较差,而且其组织中出现少量的沿晶铁素体及上贝氏体等不良组织,导致焊接接头的综合力学性能变差;当脉冲激光电压小于280 V时,焊缝成形性较好,其组织主要为板条马氏体和少量的粒状贝氏体,焊接接头的综合力学性能较好。

DP600高强钢GMAW焊接接头组织及性能研究

对汽车中常用的DP600双相钢采用MIG焊、MAG焊和CO2气体保护焊工艺进行了研究。为了获得较好的强韧性和优良的焊接接头组织,选择低匹配的焊接接头形式,采用H08Mn2A焊丝,在获得完整焊接接头的前提下分析不同焊接工艺下的焊接接头的机械性能和微观组织。结果表明,DP600双相钢在三种焊接工艺下均能获得合格的焊接接头,拉伸实验均断于母材,表明焊接接头质量良好,且在焊接热影响区没有出现软化现象。

首钢高强汽车板DP600点焊性能研究

通过组织分析、显微硬度测试、抗剪试验和十字拉伸试验等对比分析手段，研究了首钢和某钢2厂家生产的冷轧DP600汽车板的点焊焊接适应性和点焊性能差异。结果表明，首钢和某钢厂材料的焊接电流跨度分别为1600A，1800A，首钢比某钢厂材料的最大焊接电流低500A；2家材料的焊点熔合均较好，无明显缺陷，焊缝组织均为长束的板条马氏体组织；首钢材料焊缝硬度在400左右，比某钢厂材料低50左右；首钢材料的最大抗剪力和最大正拉力均略小于某钢厂材料。

基于响应面法的DP600高强钢U型件冲压拉延回弹变形研究

拉延中的回弹影响零件的成形精度和后续的装配精度,是高强钢和超高强钢成形件的主要问题之一。本文建立了DP600高强钢U型件的有限元模型,得到了不同压边力、摩擦系数、模具圆角半径下的回弹结果。利用响应面法分析了不同因素对成形结果的影响。得出的结论是:在摩擦系数较小时,板料的回弹程度随压边力的增大先增大后减小;在摩擦系数较大时,板料的回弹程度随压边力的增大而减小。压边力、摩擦系数及其交互作用均对回弹程度有显著影响。模具圆角半径对回弹影响不显著。

Mo元素对热轧双相钢DP600相变规律影响

采用热膨胀法结合金相法建立了两种主要成分为C-Si-Mn-Cr-Mo和C-Si-Mn-Cr双相钢的静态CCT曲线,分析了不同冷却速度对实验钢相变规律和组织变化规律的影响及微合金元素Mo对高强度热轧双相钢相变规律、组织和性能的影响。结果表明:合金元素Mo强烈阻碍先共析铁素体的析出,并且可以减小铁素体晶粒大小;Mo元素促使铁素体和贝氏体区分离,形成奥氏体亚稳区;Mo元素的加入提高了亚稳奥氏体的淬透性,有利于得到马氏体组织。经Mo微合金化后,实验钢的显微硬度增加100 MPa以上,Mo元素的细晶强化作用对提高热轧双相钢强度的效果明显。

热轧双相钢DP600氧化物缺陷分析与控制

针对包钢2250 mm热连轧生产线热轧DP600的表面红色氧化物缺陷,进行了缺陷形貌、成分的检测和分析。Si含量高容易引起FeO难以去除,残留的FeO的在轧制过程中压入基体,是造成氧化物缺陷的主要原因。工业试验结果表明,采用加入微量磷元素、减少钢坯的加热时间、除磷机前短暂待温等措施,可明显减少红色氧化物,改善表面质量。

DP600短周期螺柱焊焊接接头组织与性能研究

采用正交试验法,选取焊接时间、焊接电流和螺柱提升高度三种因素,分别设置三种水平进行植焊,通过目视检验和扭矩测试判断焊接质量,并对质量不合格的焊接接头进行分析。观察焊接接头的金相组织,并测量焊接区显微硬度,获得硬度变化曲线。结果表明,焊接时间和提升高度是影响焊接质量最主要的因素。6 mm螺柱植焊的最佳参数为:焊接电流720 A,焊接时间40 ms以及提升高度2.5 mm。在此参数下,焊缝区组织为马氏体与粒状贝氏体,硬度较高,而两侧热影响区硬度差别较大。

基于BP神经网络的DP600点焊熔核参数建模

以焊接电压、焊接电流构造输入向量,熔核直径、热影响区外径和焊接区焊后厚度为输出量,建立DP600高强钢电阻点焊的熔核参数模型。推导了梯度下降法、动量梯度法和共轭梯度法三种权值算法,并用实际试验数据对模型进行训练和预测。结果表明,共轭梯度法训练后的预测结果误差率最低,所有参数的误差在8%内,平均误差在4%内,可用于在线检测来提高产品质量。

热轧DP600双相钢变形抗力的实验研究

利用Gleeble-1500热模拟机进行了单道次压缩试验,研究了热轧DP600双相钢的变形抗力规律,分析了变形温度、变形速率、变形量对变形抗力的影响。结果表明,温度是最主要的影响因素,变形抗力随温度的升高而降低;随变形速率和变形量的增加而增大。在对实验数据进行回归计算后,得到了周纪华—管克智变形抗力数学模型。该模型可以为实际生产提供指导。