第３７卷第８期２０１３年８月
机 械 工 程 材 料
Ｍａｔｅｒｉａｌｓｆｏｒｅｃｈａｎｉｃａｌｎｉｎｅｅｒｉｎ Ｍ Ｅｇｇ
Ｖｏｌ．３７ Ｎｏ．８
Ａｕ．０１３ ２ｇ
汽车用ＴＲＩＰ６００高强钢板的点焊工艺
于燕１，张小盟１，杨海峰１，刘臻２
（）长春工业大学材料学院，长春１吉林省科技信息研究所，长春１１．３００１２；２．３００２１对其显微组织及其摘 要：对汽车用１．５ｍｍ厚ＴＲＩＰ６００高强钢板进行了系列电阻点焊试验，力学性能进行了研究。结果表明：电极压力为ＴＲＩＰ６００高强钢板的最佳焊接电流为７．１ｋＡ、；焊接时间为０．焊接电流和焊接时间对接头性能的影响较为显著，适当地提高焊接电４４１０Ｎ、０６ｓ
流、延长焊接通电时间都能有效提高接头强度；焊接接头的剪切断裂主要发生在热影响区，属于脆性断裂。
电阻点焊；剪切断裂关键词：ＴＲＩＰ６００钢；
（）中图分类号：ＴＢ３０３ 文献标志码：Ａ 文章编号：１０００３７３８２０１３０８００６８０４－－－
ＲｅｓｉｓｔａｎｃｅＳｏｔＷｅｌｄｉｎＴｅｃｈｎｏｌｏｆｏｒＴＲＩＰ６００ ｐｇｇｙ
ＨｉｈＳｔｒｅｎｔｈＳｔｅｅｌＰｌａｔｅｆｏｒＶｅｈｉｃｌｅｓ ｇｇ
１１１２
，ＹＵＹａｎＺＨＡＮＧＸｉａｏｅｎＹＨＡＮＧＨａｉｆｅｎＬＩＵＺｈｅｎ －ｍ － ｇ，ｇ，
（，，；１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＣｈａｎｃｈｕｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏＣｈａｎｃｈｕｎ１３００１２，Ｃｈｉｎａ ｇｙｇｙｇ ，）２．ＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＪｉｌｉｎＰｒｏｖｉｎｃｅＣｈａｎｃｈｕｎ１３００２１，Ｃｈｉｎａ ｇｙｇ
：ＡＡｂｓｔｒａｃｔｓｅｒｉｅｓｏｆｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｓｏｔｗｅｌｄｉｎｔｅｓｔｓｆｏｒＴＲＩＰ６００ｈｉｈｓｔｒｅｎｔｈｓｔｅｅｌｌａｔｅｆｏｒｖｅｈｉｃｌｅｓｗｉｔｈａ ｐｇｇｇｐ
ｔｈｉｃｋｎｅｓｓｏｆ１．５ｍｍ ｗｅｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ．Ｔｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｏｆｔｈｅｗｅｒｅａｎａｌｚｅｄ．Ｔｈｅｒｏｅｒｔｉｅｓｌａｔｅ ｙｐｐｐｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｂｅｓｔｗｅｌｄｉｎｆｏｒＴＲＩＰ６００ｈｉｈｓｔｒｅｎｔｈｓｔｅｅｌｗａｓｗｈｅｎｒｅｌｅｖａｎｔｓｏｔｗａｓｒｏｃｅｓｓｌａｔｅｉｖｅｎ ｇｇｇｐｐｐｇ ７．１ｋＡ，ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｗａｓ４４１０Ｎａｎｄｗｅｌｄｉｎｔｉｍｅｗａｓ０．０６ｓ．Ｂｏｔｈｗｅｌｄｉｎｃｕｒｒｅｎｔａｎｄｗｅｌｄｉｎｔｉｍｅｈａｄｒｅｓｓｕｒｅ ｇｇｇｐ ｒｅｍａｒｋａｂｌｅｅｆｆｅｃｔｓｏｎｔｈｅｏｆｗｅｌｄｅｄｏｆｗｅｌｄｉｎｃｕｒｒｅｎｔａｎｄｅｘｔｅｎｓｉｏｎｏｆｗｅｌｄｉｎｔｉｍｅｃｏｕｌｄｒｏｅｒｔｉｅｓｏｉｎｔ．Ｉｎｃｒｅａｓｅ ｇｇｐｐｊ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｅｎｈａｎｃｅｔｈｅｓｔｒｅｎｔｈｏｆｗｅｌｄｅｄｏｉｎｔ．Ｓｈｅａｒｆｒａｃｔｕｒｅｍａｉｎｌｏｃｃｕｒｒｅｄｉｎｔｈｅｈｅａｔａｆｆｅｃｔｅｄｚｏｎｅｏｆｗｅｌｄｅｄ ｙｇｊｙ ，ａｎｄｗａｓｂｒｉｔｔｌｅ．ｏｉｎｔ ｊ
：；；ＫｅｗｏｒｄｓＴＲＩＰ６００ｓｔｅｅｌｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｓｏｔｗｅｌｄｉｎｓｈｅａｒｆｒａｃｔｕｒｅ ｐｇｙ
０ 引 言
高初始加工硬化率、ＴＲＩＰ钢因具有低屈强比、良好的强度塑性匹配等优异性能，是目前应用最多符合汽车材料轻量化、的先进高强度汽车钢板之一，
１］
。高性能、安全、环保、节能的发展要求［
突出，通常采用强焊接规范进行焊接，即大电流、短焊接时间，目前生产上常用电阻点焊来焊接ＴＲＩＰ钢
板。Ｔ使其ＲＩＰ钢由于要考虑相变诱发塑性的特点，焊接具有特殊性，即存在过冷奥氏体的不稳定性，焊后硬化的可能性很高，又由于ＴＲＩＰ钢具有较高的碳当量，因此其焊接性能一直被汽车制造商密切关
］２－３
。但目前对Ｔ注［ＲＩＰ钢点焊工艺及接头性能方面
与普通低碳钢板相比，锰等ＴＲＩＰ钢加入了硅、并在亚温区（进行加热和等温元素，Ａ＋Ｆ两相区）淬火，获得了Ｆ＋超级贝氏体Ｂ由贝氏体铁素体ｓｕｐ（的非稳定显微组织，因而使钢板及残余奥氏体组成）
焊接性能下降，焊接窗口狭窄、电极磨损剧烈、飞溅焊接过程相变复杂、性能变化大等问题相对严重、
；收稿日期：修订日期：２０１２０７１２２０１３０５１６－－－－
，作者简介：于燕（女，辽宁金县人，教授，博士。１９６２－）
作者对Ｔ的研究报道较少，为此，ＲＩＰ钢板电阻点焊焊接工艺进行了优化，并对接头的组织与性能进行了研究，为ＴＲＩＰ钢板的焊接生产提供依据。
１ 试样制备与试验方法
试验材料为汽车用冷轧Ｔ截取尺ＲＩＰ６００钢板，寸为１．５ｍｍ×２５ｍｍ×１００ｍｍ的试样。其化学成分如表１所示，主要力学性能如表２所示。
·６８·
表１ Ｔ质量分数）ＲＩＰ６００钢的化学成分（
）％Ｔａｂ．１ ＣｈｅｍｉｃａｌｃｏｍｏｓｉｔｉｏｎｏｆＴＲＩＰ６００ｓｔｅｅｌ（ｍａｓｓ ｐ
Ｃ ０．１４５
Ｓ ０．００７
Ｐ ０．０１４
Ｍｎ １．５３
Ｓｉ １．２５
Ａｔ０．０４８
接头形式为搭接，点焊试 试验采用双面单点焊，
验用Ｙ对其焊接电流、Ｒ５００Ｃ型固定式点凸焊机，焊接时间与焊接电压参数进行优化，焊接工艺参数如表３所示。利用ＷＤＷ－２００型电子液压万能材料
最大载荷２进行点焊接头的剪切试试验机（００ｋＮ）验，通过剪切力来表示钢板的抗剪强度。按《焊接接头拉伸试验法》设定试样的ＧＢ２６５１－１９８１
形状与尺寸：Ｂ（２５ｍｍ）×Ｌ（１００ｍｍ）×δ（，（，搭边量为ｔ如图１所示。在进１．５ｍｍ）２５ｍｍ）行拉剪试验时，为了避免两板叠加产生的附加力矩，
表２ ＴＲＩＰ６００钢的力学性能
Ｔａｂ．２ ＭｅｃｈａｎｉｃａｌｏｆＴＲＩＰ６００ｓｔｅｅｌｒｏｅｒｔｉｅｓ ｐｐ
屈服强度／ＭＰａ８０≥３
抗拉强度／ＭＰａ９０≥５
伸长率／％３≥２
应变硬度指数０．１６
表３ 焊接工艺参数Ｔａｂ．３ Ｗｅｌｄｉｎａｒａｍｅｔｅｒｓｇｐ
电极压力／Ｎ３４３０～４９００
焊接电流／ｋＡ５～１０
焊接时间／ｓ０．０４～０．１４
预压时间／ｓ０．０８
加压时间／ｓ０．１
休息时间／ｓ０．１４
维持时间／ｓ０．１
４
式中：ＩＡ；Ｒ为焊接区平均总电阻，ｗ为焊接电流，
。ｔｓΩ；ｗ为焊接时间，
焊接电流是影响焊接区放出热量的主要因素，在焊接电流较小时，由于热量不足，焊点金属未能达到充分的熔合，两个钢板间形成的熔核尺寸太小，因此得到的点焊接头剪切强度较低；随着焊接电流的不断增加，
点焊熔核直径与焊透率随着热输入量的
在试样的夹持部分补加了与试样厚度相同的垫片。金相试样经粗磨、细磨、机械抛光和硝酸酒精腐蚀后，采用ＮｉＫｏｎＥＰＩＰＨＯＴ３００型光学显微镜对焊接接头进行微观组织观察；用ＦＭ－７００型显微硬度计，测定其显微硬度，载荷０．加载时间４ｓ每隔９８Ｎ，计算其平均值。相同距离取５点，
２ 试验结果与讨论
２．１ 焊接接头的抗剪强度
由图２可以看到，随着焊接时间的延长，剪切力，逐渐升高，当焊接时间为０．剪切力达到最大０６ｓ值，随后曲线呈下降趋势。从图３中可以看到，剪切力随焊接电流有同样的趋势变化，且当焊接电流为当电极７．１ｋＡ时剪切力最大。从图４中可以看到，压力为４剪切力达到最大值。综合以上４１０Ｎ时， 分析可知，ＴＲＩＰ６００钢板的最佳工艺参数为焊接电。流７．电极压力４焊接时间０．１ｋＡ、４１０Ｎ、０６ｓ
电阻焊的热源是电流通过焊接区域产生的电阻）：热。根据焦耳定律，电阻热Ｑ满足式（１
２
Ｑ＝ＩｔｗＲｗ
（）１
·６９·
增加而稳定增大，点焊接头剪切强度不断提高；达到最高点后，继续加大电流，焊件加热太快，熔核周围使的塑性环来不及形成或熔核直径与焊透率过大，熔核区的液态金属在电极压力作用下挤出焊接区，形成飞溅，使接头强度下降。焊接时间对接头的影响与电流相似，不同之处在于当通电加热到熔核尺继续延长通电时间一般不会出现飞溅，所寸饱和时，
以接头强度并不是迅速下降。电极压力大小与焊接接触面的导电面积及接触电阻大小有关。电极压力焊接区塑形变形小，由于焊件接触面导电面积过小，
很小，使得电流密度过大，引起加热速度大于塑形环扩展速度，导致严重飞溅，降低了点焊接头剪切强度；电极压力过大，使得焊件接触面积增大，电流密度和接触电阻减小，以致焊接热量下降，出现熔核过
４］
。小或者未焊透现象，降低了点焊接头强度［
鉴于变化电流或电压得到的显微组织变化趋势与变此处取焊接电流７电极压化焊接时间相类似，．１ｋＡ，，，力４焊接时间０４１０Ｎ，．１０．０６０．０４ｓ时点焊断裂处 热影响区组织进行对比。由图７可知，热影响区均为由于热输入马氏体与铁素体组织。加热时间较短时，
量少，晶粒处于临界加热温度下得到较粗大组织，且当加热时间过大时，热输入量大，焊接冷有应力集中；
却时保温时间长，使晶粒粗化严重，也得到粗大组织，剪切力都相应较小；而在０组织为完全重结．０６ｓ时，晶组织，且保温时间适当，空冷得到细小而较均匀的
］５
。组织，所以此时接头的剪切强度最高［
２．２ 焊接接头断裂区的显微组织
由图５可看出，点焊接头试样的断裂处都是在热影响区附近。这主要是由于在熔合区与过热区或相变不完全重结晶区，金属处于过热的状态，奥氏体晶粒发生明显长大现象，冷却之后得到粗大的组织，此过热粗晶区韧性极低，是裂纹、脆性破坏的发源地，也是焊接接头的薄弱环节。由图６可以看到，断口由许多小的解理平面组成，属于典型的解理断口。由此可知钢板焊接接头的剪切断裂属于脆性断裂
。
２．３ 焊接接头的显微硬度
考虑到变化电流或电压得到的显微硬度变化趋采集焊接电流７．焊势与变化焊接时间类似，１ｋＡ，接电压４焊接时间为０．４１０Ｎ时，１，０．０６，０．０４ｓ的
·７０·
显微硬度数据进行分析。由图８可见，焊缝熔核区硬度最高，在热影响区，距焊缝中心的距离越大硬度越低，母材硬度最低。主要原因是在熔核区钢的成冷却时容易获得马氏体组织，故硬度分比较均匀，
热影响区焊接加热速度比热处理条件下要快得高；
多，相变温度也高，奥氏体的均质化和碳化物的溶解不充分，得到的组织淬硬倾向减小，而且随着距熔核温度越低，淬火越不完全，硬度越低。从图８越远，
中还可见，母材硬度呈上升趋势，主要原因是由于当温度低于Ａ１温度时，贝氏体在高温回火时硬度达最低点，而当温度降低到３因贝氏体５０～４００℃时，６］
。中奥氏体又使硬度有少许升高［
由图９可知，母材组织以铁素体为基体，贝氏体铁素体（呈岛状并有残余奥氏体（分布在ＢＢＦ）ＲＡ）Ｆ条之间；焊缝熔核区为大量板条状马氏体组织；热影响区为双相区，即铁素体与少量索氏体结构。在最
佳焊接工艺下可以获得细小而均匀，板条马氏体分布均匀的组织，故其熔核区显微硬度较其他工艺下略高
。
３ 结 论
（１）ＴＲＩＰ６００高强钢板的最佳焊接电流为
；电极压力为４焊接时间为０．７．１ｋＡ、４１０Ｎ、０６ｓ
焊接电流和焊接时间对接头强度的影响较为显著，适当地提高焊接电流、延长焊接通电时间都能有效提高接头强度；
（）Ｔ２ＲＩＰ６００高强钢板点焊接头焊接接头的剪
属于脆性断裂。切断裂主要发生在热影响区，
参考文献：
［］赵爱民，曹佳丽，等．高强中锰Ｔ１ＲＩＰ钢的残余奥氏体含 李振，
］（）：量及其稳定性［机械工程材料，Ｊ．２０１２，３６１５０５２．－［］２ＯＯＭＡＮＤＥＢＣ．Ｉｎｖｅｓｔｉａｔｉｏｎｏｎｒｅｃｉｉｔａｔｉｏｎｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｉｎ Ｃ ｐｐｇ
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［］宋丽丽，杨海瑞，等．中重型卡车桥壳用３４９０Ｑ高强度钢 于燕，
］（）：机械工程材料，的焊接性能［Ｊ．２００８，３２８５３５５．－
［］王铁利，曹仁焕，等．硅、锰合金元素含量对Ｔ５ＲＩＰ结构钢 李壮，
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櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥櫥
（上接第８页）
［］２７ＯＪＫＯＷＳＫＩＷ．ＯｎｔｈｅＳｒｅａｄｉｎｏｆｒａｉｎｂｏｕｎｄａｒｄｉｓｌｏ Ｌ －ｐｇｙｇ
［］ｃａｔｉｏｎｓａｎｄｉｔｓｅｆｆｅｃｔｏｎｒａｉｎｂｏｕｎｄａｒｒｏｅｒｔｉｅｓＪ．Ａｃｔａ ｇｙｐｐ ，（）：ＭｅｔａｌｌＭａｔｅｒ１９９１，３９８１８９１１８９９． －
［］２８Ｙ Ｇ，ＳＨＩＮＤ Ｈ，ＰＡＲＫ Ｋ Ｔ，ｅｔａｌ．Ａｎａｎａｌｓｉｓｏｆｔｈｅ ＫＯ ｙ
ｈａｒｄｅｎｉｎｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｕｌｔｒａｆｉｎｅｒａｉｎｕｒｅｔｉｔａｎｉｕｍｓｔｒａｉｎ － ｇｇｐ ［］，（）：Ｊ．ＳｃｒＭａｔｅｒ２００６，５４１０１７８５１７８９． －
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第３７卷第８期２０１３年８月
机 械 工 程 材 料
Ｍａｔｅｒｉａｌｓｆｏｒｅｃｈａｎｉｃａｌｎｉｎｅｅｒｉｎ Ｍ Ｅｇｇ
Ｖｏｌ．３７ Ｎｏ．８
Ａｕ．０１３ ２ｇ
汽车用ＴＲＩＰ６００高强钢板的点焊工艺
于燕１，张小盟１，杨海峰１，刘臻２
（）长春工业大学材料学院，长春１吉林省科技信息研究所，长春１１．３００１２；２．３００２１对其显微组织及其摘 要：对汽车用１．５ｍｍ厚ＴＲＩＰ６００高强钢板进行了系列电阻点焊试验，力学性能进行了研究。结果表明：电极压力为ＴＲＩＰ６００高强钢板的最佳焊接电流为７．１ｋＡ、；焊接时间为０．焊接电流和焊接时间对接头性能的影响较为显著，适当地提高焊接电４４１０Ｎ、０６ｓ
流、延长焊接通电时间都能有效提高接头强度；焊接接头的剪切断裂主要发生在热影响区，属于脆性断裂。
电阻点焊；剪切断裂关键词：ＴＲＩＰ６００钢；
（）中图分类号：ＴＢ３０３ 文献标志码：Ａ 文章编号：１０００３７３８２０１３０８００６８０４－－－
ＲｅｓｉｓｔａｎｃｅＳｏｔＷｅｌｄｉｎＴｅｃｈｎｏｌｏｆｏｒＴＲＩＰ６００ ｐｇｇｙ
ＨｉｈＳｔｒｅｎｔｈＳｔｅｅｌＰｌａｔｅｆｏｒＶｅｈｉｃｌｅｓ ｇｇ
１１１２
，ＹＵＹａｎＺＨＡＮＧＸｉａｏｅｎＹＨＡＮＧＨａｉｆｅｎＬＩＵＺｈｅｎ －ｍ － ｇ，ｇ，
（，，；１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＣｈａｎｃｈｕｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏＣｈａｎｃｈｕｎ１３００１２，Ｃｈｉｎａ ｇｙｇｙｇ ，）２．ＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＪｉｌｉｎＰｒｏｖｉｎｃｅＣｈａｎｃｈｕｎ１３００２１，Ｃｈｉｎａ ｇｙｇ
：ＡＡｂｓｔｒａｃｔｓｅｒｉｅｓｏｆｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｓｏｔｗｅｌｄｉｎｔｅｓｔｓｆｏｒＴＲＩＰ６００ｈｉｈｓｔｒｅｎｔｈｓｔｅｅｌｌａｔｅｆｏｒｖｅｈｉｃｌｅｓｗｉｔｈａ ｐｇｇｇｐ
ｔｈｉｃｋｎｅｓｓｏｆ１．５ｍｍ ｗｅｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ．Ｔｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｏｆｔｈｅｗｅｒｅａｎａｌｚｅｄ．Ｔｈｅｒｏｅｒｔｉｅｓｌａｔｅ ｙｐｐｐｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｂｅｓｔｗｅｌｄｉｎｆｏｒＴＲＩＰ６００ｈｉｈｓｔｒｅｎｔｈｓｔｅｅｌｗａｓｗｈｅｎｒｅｌｅｖａｎｔｓｏｔｗａｓｒｏｃｅｓｓｌａｔｅｉｖｅｎ ｇｇｇｐｐｐｇ ７．１ｋＡ，ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｗａｓ４４１０Ｎａｎｄｗｅｌｄｉｎｔｉｍｅｗａｓ０．０６ｓ．Ｂｏｔｈｗｅｌｄｉｎｃｕｒｒｅｎｔａｎｄｗｅｌｄｉｎｔｉｍｅｈａｄｒｅｓｓｕｒｅ ｇｇｇｐ ｒｅｍａｒｋａｂｌｅｅｆｆｅｃｔｓｏｎｔｈｅｏｆｗｅｌｄｅｄｏｆｗｅｌｄｉｎｃｕｒｒｅｎｔａｎｄｅｘｔｅｎｓｉｏｎｏｆｗｅｌｄｉｎｔｉｍｅｃｏｕｌｄｒｏｅｒｔｉｅｓｏｉｎｔ．Ｉｎｃｒｅａｓｅ ｇｇｐｐｊ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｅｎｈａｎｃｅｔｈｅｓｔｒｅｎｔｈｏｆｗｅｌｄｅｄｏｉｎｔ．Ｓｈｅａｒｆｒａｃｔｕｒｅｍａｉｎｌｏｃｃｕｒｒｅｄｉｎｔｈｅｈｅａｔａｆｆｅｃｔｅｄｚｏｎｅｏｆｗｅｌｄｅｄ ｙｇｊｙ ，ａｎｄｗａｓｂｒｉｔｔｌｅ．ｏｉｎｔ ｊ
：；；ＫｅｗｏｒｄｓＴＲＩＰ６００ｓｔｅｅｌｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｓｏｔｗｅｌｄｉｎｓｈｅａｒｆｒａｃｔｕｒｅ ｐｇｙ
０ 引 言
高初始加工硬化率、ＴＲＩＰ钢因具有低屈强比、良好的强度塑性匹配等优异性能，是目前应用最多符合汽车材料轻量化、的先进高强度汽车钢板之一，
１］
。高性能、安全、环保、节能的发展要求［
突出，通常采用强焊接规范进行焊接，即大电流、短焊接时间，目前生产上常用电阻点焊来焊接ＴＲＩＰ钢
板。Ｔ使其ＲＩＰ钢由于要考虑相变诱发塑性的特点，焊接具有特殊性，即存在过冷奥氏体的不稳定性，焊后硬化的可能性很高，又由于ＴＲＩＰ钢具有较高的碳当量，因此其焊接性能一直被汽车制造商密切关
］２－３
。但目前对Ｔ注［ＲＩＰ钢点焊工艺及接头性能方面
与普通低碳钢板相比，锰等ＴＲＩＰ钢加入了硅、并在亚温区（进行加热和等温元素，Ａ＋Ｆ两相区）淬火，获得了Ｆ＋超级贝氏体Ｂ由贝氏体铁素体ｓｕｐ（的非稳定显微组织，因而使钢板及残余奥氏体组成）
焊接性能下降，焊接窗口狭窄、电极磨损剧烈、飞溅焊接过程相变复杂、性能变化大等问题相对严重、
；收稿日期：修订日期：２０１２０７１２２０１３０５１６－－－－
，作者简介：于燕（女，辽宁金县人，教授，博士。１９６２－）
作者对Ｔ的研究报道较少，为此，ＲＩＰ钢板电阻点焊焊接工艺进行了优化，并对接头的组织与性能进行了研究，为ＴＲＩＰ钢板的焊接生产提供依据。
１ 试样制备与试验方法
试验材料为汽车用冷轧Ｔ截取尺ＲＩＰ６００钢板，寸为１．５ｍｍ×２５ｍｍ×１００ｍｍ的试样。其化学成分如表１所示，主要力学性能如表２所示。
·６８·
表１ Ｔ质量分数）ＲＩＰ６００钢的化学成分（
）％Ｔａｂ．１ ＣｈｅｍｉｃａｌｃｏｍｏｓｉｔｉｏｎｏｆＴＲＩＰ６００ｓｔｅｅｌ（ｍａｓｓ ｐ
Ｃ ０．１４５
Ｓ ０．００７
Ｐ ０．０１４
Ｍｎ １．５３
Ｓｉ １．２５
Ａｔ０．０４８
接头形式为搭接，点焊试 试验采用双面单点焊，
验用Ｙ对其焊接电流、Ｒ５００Ｃ型固定式点凸焊机，焊接时间与焊接电压参数进行优化，焊接工艺参数如表３所示。利用ＷＤＷ－２００型电子液压万能材料
最大载荷２进行点焊接头的剪切试试验机（００ｋＮ）验，通过剪切力来表示钢板的抗剪强度。按《焊接接头拉伸试验法》设定试样的ＧＢ２６５１－１９８１
形状与尺寸：Ｂ（２５ｍｍ）×Ｌ（１００ｍｍ）×δ（，（，搭边量为ｔ如图１所示。在进１．５ｍｍ）２５ｍｍ）行拉剪试验时，为了避免两板叠加产生的附加力矩，
表２ ＴＲＩＰ６００钢的力学性能
Ｔａｂ．２ ＭｅｃｈａｎｉｃａｌｏｆＴＲＩＰ６００ｓｔｅｅｌｒｏｅｒｔｉｅｓ ｐｐ
屈服强度／ＭＰａ８０≥３
抗拉强度／ＭＰａ９０≥５
伸长率／％３≥２
应变硬度指数０．１６
表３ 焊接工艺参数Ｔａｂ．３ Ｗｅｌｄｉｎａｒａｍｅｔｅｒｓｇｐ
电极压力／Ｎ３４３０～４９００
焊接电流／ｋＡ５～１０
焊接时间／ｓ０．０４～０．１４
预压时间／ｓ０．０８
加压时间／ｓ０．１
休息时间／ｓ０．１４
维持时间／ｓ０．１
４
式中：ＩＡ；Ｒ为焊接区平均总电阻，ｗ为焊接电流，
。ｔｓΩ；ｗ为焊接时间，
焊接电流是影响焊接区放出热量的主要因素，在焊接电流较小时，由于热量不足，焊点金属未能达到充分的熔合，两个钢板间形成的熔核尺寸太小，因此得到的点焊接头剪切强度较低；随着焊接电流的不断增加，
点焊熔核直径与焊透率随着热输入量的
在试样的夹持部分补加了与试样厚度相同的垫片。金相试样经粗磨、细磨、机械抛光和硝酸酒精腐蚀后，采用ＮｉＫｏｎＥＰＩＰＨＯＴ３００型光学显微镜对焊接接头进行微观组织观察；用ＦＭ－７００型显微硬度计，测定其显微硬度，载荷０．加载时间４ｓ每隔９８Ｎ，计算其平均值。相同距离取５点，
２ 试验结果与讨论
２．１ 焊接接头的抗剪强度
由图２可以看到，随着焊接时间的延长，剪切力，逐渐升高，当焊接时间为０．剪切力达到最大０６ｓ值，随后曲线呈下降趋势。从图３中可以看到，剪切力随焊接电流有同样的趋势变化，且当焊接电流为当电极７．１ｋＡ时剪切力最大。从图４中可以看到，压力为４剪切力达到最大值。综合以上４１０Ｎ时， 分析可知，ＴＲＩＰ６００钢板的最佳工艺参数为焊接电。流７．电极压力４焊接时间０．１ｋＡ、４１０Ｎ、０６ｓ
电阻焊的热源是电流通过焊接区域产生的电阻）：热。根据焦耳定律，电阻热Ｑ满足式（１
２
Ｑ＝ＩｔｗＲｗ
（）１
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增加而稳定增大，点焊接头剪切强度不断提高；达到最高点后，继续加大电流，焊件加热太快，熔核周围使的塑性环来不及形成或熔核直径与焊透率过大，熔核区的液态金属在电极压力作用下挤出焊接区，形成飞溅，使接头强度下降。焊接时间对接头的影响与电流相似，不同之处在于当通电加热到熔核尺继续延长通电时间一般不会出现飞溅，所寸饱和时，
以接头强度并不是迅速下降。电极压力大小与焊接接触面的导电面积及接触电阻大小有关。电极压力焊接区塑形变形小，由于焊件接触面导电面积过小，
很小，使得电流密度过大，引起加热速度大于塑形环扩展速度，导致严重飞溅，降低了点焊接头剪切强度；电极压力过大，使得焊件接触面积增大，电流密度和接触电阻减小，以致焊接热量下降，出现熔核过
４］
。小或者未焊透现象，降低了点焊接头强度［
鉴于变化电流或电压得到的显微组织变化趋势与变此处取焊接电流７电极压化焊接时间相类似，．１ｋＡ，，，力４焊接时间０４１０Ｎ，．１０．０６０．０４ｓ时点焊断裂处 热影响区组织进行对比。由图７可知，热影响区均为由于热输入马氏体与铁素体组织。加热时间较短时，
量少，晶粒处于临界加热温度下得到较粗大组织，且当加热时间过大时，热输入量大，焊接冷有应力集中；
却时保温时间长，使晶粒粗化严重，也得到粗大组织，剪切力都相应较小；而在０组织为完全重结．０６ｓ时，晶组织，且保温时间适当，空冷得到细小而较均匀的
］５
。组织，所以此时接头的剪切强度最高［
２．２ 焊接接头断裂区的显微组织
由图５可看出，点焊接头试样的断裂处都是在热影响区附近。这主要是由于在熔合区与过热区或相变不完全重结晶区，金属处于过热的状态，奥氏体晶粒发生明显长大现象，冷却之后得到粗大的组织，此过热粗晶区韧性极低，是裂纹、脆性破坏的发源地，也是焊接接头的薄弱环节。由图６可以看到，断口由许多小的解理平面组成，属于典型的解理断口。由此可知钢板焊接接头的剪切断裂属于脆性断裂
。
２．３ 焊接接头的显微硬度
考虑到变化电流或电压得到的显微硬度变化趋采集焊接电流７．焊势与变化焊接时间类似，１ｋＡ，接电压４焊接时间为０．４１０Ｎ时，１，０．０６，０．０４ｓ的
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显微硬度数据进行分析。由图８可见，焊缝熔核区硬度最高，在热影响区，距焊缝中心的距离越大硬度越低，母材硬度最低。主要原因是在熔核区钢的成冷却时容易获得马氏体组织，故硬度分比较均匀，
热影响区焊接加热速度比热处理条件下要快得高；
多，相变温度也高，奥氏体的均质化和碳化物的溶解不充分，得到的组织淬硬倾向减小，而且随着距熔核温度越低，淬火越不完全，硬度越低。从图８越远，
中还可见，母材硬度呈上升趋势，主要原因是由于当温度低于Ａ１温度时，贝氏体在高温回火时硬度达最低点，而当温度降低到３因贝氏体５０～４００℃时，６］
。中奥氏体又使硬度有少许升高［
由图９可知，母材组织以铁素体为基体，贝氏体铁素体（呈岛状并有残余奥氏体（分布在ＢＢＦ）ＲＡ）Ｆ条之间；焊缝熔核区为大量板条状马氏体组织；热影响区为双相区，即铁素体与少量索氏体结构。在最
佳焊接工艺下可以获得细小而均匀，板条马氏体分布均匀的组织，故其熔核区显微硬度较其他工艺下略高
。
３ 结 论
（１）ＴＲＩＰ６００高强钢板的最佳焊接电流为
；电极压力为４焊接时间为０．７．１ｋＡ、４１０Ｎ、０６ｓ
焊接电流和焊接时间对接头强度的影响较为显著，适当地提高焊接电流、延长焊接通电时间都能有效提高接头强度；
（）Ｔ２ＲＩＰ６００高强钢板点焊接头焊接接头的剪
属于脆性断裂。切断裂主要发生在热影响区，
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