鋁-鋼電阻點焊工藝研究及數(shù)值模擬.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,汽車輕量化在節(jié)能減排上越來越受到重視。鋁和鋼做為汽車輕量化中兩種主要材料,其復(fù)合連接結(jié)構(gòu)能夠充分發(fā)揮兩者的固有優(yōu)勢,具有質(zhì)量輕、耐蝕性好以及強度高等特點。然而鋁和鋼之間的物理化學(xué)性能相差很大,這使得它們之間的焊接性差,鋁/鋼之間的焊接也就成為急需解決的問題。在汽車制造業(yè)中電阻點焊是應(yīng)用最廣泛的焊接方法之一,所以研究鋁/鋼異種材料電阻點焊有著巨大的工程應(yīng)用價值。
　　本文針對1mm的DP600鍍鋅鋼板和2mm的L

2、F6鋁合金進行電阻點焊,研究了不同工藝參數(shù)下接頭力學(xué)性能的變化規(guī)律和結(jié)構(gòu)組織特點,同時探討了接頭界面金屬間化合物形成的機理。結(jié)果表明:接頭拉剪強度隨焊接電流(20~35KA)、焊接時間(2~14cyc)以及電極壓力(4.8~7.8KN)的增大呈先增大后減小趨勢。當(dāng)工藝參數(shù)為T=8cyc、P=6.8KN、I=30KA時,接頭的拉剪力達到最大6.218KN,該組參數(shù)為試驗范圍內(nèi)所得的最佳焊接工藝參數(shù)。接頭宏觀結(jié)構(gòu)呈碗形,接頭鋁合金熔核底部和

3、熔核中心顯微組織分別由柱狀晶和等軸晶組成,邊緣區(qū)顯微組織主要由胞狀晶和胞狀樹枝晶組成,鍍鋅鋼熱影響區(qū)側(cè)顯微組織由板條狀馬氏體組成。在接頭界面處生成了Fe2Al5金屬間化合物層,其形成是液態(tài)鋁合金與Fe發(fā)生互擴散反應(yīng)所得,該化合物的存在會大大減小接頭的力學(xué)性能。鍍鋅層具有去除鋁合金表面氧化膜,促進液態(tài)鋁向鋼擴散潤濕的作用。
　　本文還利用ANSYS有限元軟件建立了鋁/鋼點焊二維模型,利用該模型模擬了最佳工藝參數(shù)下鋁/鋼點焊過程,揭示