Q&P980镀锌高强钢电阻点焊工艺及液态金属脆化裂纹分布

通过设计电阻点焊工艺的正交实验,确定了Q&P980镀锌高强钢的点焊工艺参数范围,并对其焊接接头进行显微组织表征和力学性能分析。结果表明:熔核区组织以交错分布的板条马氏体为主;热影响区组织由板条马氏体、残余奥氏体和铁素体组成,马氏体板条平均宽度在不完全淬火区最大为4.86μm。显微硬度测试发现,焊接接头硬度值呈“W”形对称分布,硬度峰值出现在细晶区,达到559HV,硬度最低值出现在不完全淬火区,为338HV,呈现明显的软化现象。对焊接接头进行室温拉伸,最大拉剪载荷的峰值为27.92 kN,其断口形貌呈现典型的韧窝状,属于韧性断裂。由于Zn的熔点较钢基体低,镀锌高强钢点焊时易发生Zn层优先熔化并沿晶界向基体渗透,在焊接接头处可观察到明显的液态金属脆化裂纹。

镀锌Q&P980钢电阻点焊接头液态金属脆裂纹的形态及分布

当某些固态金属或合金与特定的液态金属或合金直接接触时,在拉伸应力的作用下会出现强度与延伸率下降,以致提前失效的现象,这种现象被称为液态金属脆化.铁与液态锌接触时会出现液态金属脆化.对新一代高强热镀锌Q&P980钢板进行电阻点焊试验之后,在焊接接头表面发现了裂纹,裂纹内充满了锌金属,认为该裂纹的出现是由于点焊过程中镀锌层熔化,在应力的作用下使钢出现了液态金属脆化现象.液态金属脆化裂纹主要分布在电极压痕区的台阶及外周,且具有不同的深度及形态.

加热时间对镀锌高强钢板液态金属脆性的影响

电阻焊接技术是汽车车身结构和零件拼接的主要连接技术。但是镀锌高强钢板材在电阻焊接过程中会发生液态金属脆现象,造成焊点开裂。为了改善DH980镀锌高强钢板的液态金属脆性断裂难题,研究了加热时间对DH980镀锌高强钢板拉伸脆性断裂的影响机理。采用高温拉伸试验模拟镀锌高强钢板电阻焊接的过程,在800℃下分别对镀锌高强钢和不镀锌高强钢进行拉伸试验。试验结果表明,镀锌高强钢试样的抗拉强度小于不镀锌试样的抗拉强度。在800℃下对镀锌高强钢试样分别保温10、20、30、40 s后拉伸,发现保温10、30、40 s的试样的抗拉强度比不保温试样的抗拉强度大。使用扫描电子显微镜观察拉断后样品的微观相貌和镀层变化情况,发现拉断后的试样的镀锌层主要由α(Zn)+L相和α(Zn)相组成。α(Zn)+L相为α(Zn)与液态锌的混合相,使得镀锌高强钢在拉伸试验过程中存在液态金属。同时,镀锌高强钢试样收到拉伸应力的作用,满足了液态金属脆现象发生的条件,即存在液态金属且钢基体受到拉伸应力的作用。因此在800℃下对DH980镀锌高强钢进行拉伸试验会发生液态金属脆现象。随着保温时间的延长,靠近钢基体位置的α(Zn)+L相逐渐转变为α(Zn)相。α(Zn)相在800℃下为固态,可以避免钢基体与液态锌接触。因此,增大保温时间可以对DH980镀锌钢板的液态金属脆起到一定的抑制作用。