双相钢搭接点焊接头疲劳寿命分析.pdf

第29卷第5期 焊 接 学 报 V01．29No．5 200 INSTITUTIONMay 2008 8年5月TRANSACTIONSOFTHECHINAWELDING 双相钢搭接点焊接头疲劳寿命分析 许君， 张延松， 朱平， 陈关龙 (上海交通大学车身制造技术中心，上海2txp_40) 摘要：研究了双相钢焊点特征，对不同匹配双相钢搭接焊点进行了疲劳试验，获得了 焊点的载荷寿命曲线。研究了双相钢焊点的疲劳裂纹扩展及失效形式，分析和解释了 疲劳过程中的现象，并根据裂纹的实际扩展路径，提出了局部等效张开应力强度因子 k。，从断裂力学的角度对双相钢焊点的疲劳失效进行了分析。结果表明，k。能够有效 地关联具有不同厚度，不同熔核直径的搭接焊点试样的疲劳寿命，是反映双相钢焊点疲 劳强度的有效参量，能够用来预测焊点疲劳寿命。 关键词：双相钢；点焊；疲劳强度；局部等效应力强度因子 竹 着 中图分类号：1(；115．28文献标识码：A 文章编号：0253—360X(20m)05—0045—04 0青 专 功能指标，包括刚度、振动、噪声、以及车辆耐久性 等【4J。随着双向高强钢越来越多地应用于汽车车身 在汽车工业中，为适应提高油效和减少尾气排 制造中，双相钢焊点疲劳强度也逐渐成为各大汽车 放的需要，汽车轻量化已经成为2l世纪汽车技术 厂商的研究焦点。 的前沿和热点…。减少汽车重量的主要途径就是使 在双相钢搭接点焊接头进行疲劳试验的基础 用轻量化材料。传统的低碳钢以及高强度低碳合金 上，对双相钢点焊接头疲劳裂纹扩展及失效形式进 行了讨论，获得了焊点的载荷寿命曲线，分析和解释 钢(HSLA)现在正越来越多地被双相高强度钢(DP) MPa甚至 了疲劳过程中的现象，并根据裂纹的实际扩展路径， 所取代，双相钢的抗拉强度可以达到600 更高，它能够在不降低车身强度和刚度等各项性能 提出了局部等效张开应力强度因子k。，它是反映焊 指标的前提下，减少车身重量，而它现在也是整个汽 点疲劳寿命的有效参量。 车工业以及钢铁工业研究的热点。双相高强钢由低 碳钢和低碳低合金钢经临界区处理或控制轧制而得 1 试验方法 到，主要由铁素体和马氏体组成。具有屈服强度低， 初始加工硬化速率高，在加工硬化和屈服强度上表 1．1材料与试样 现高应变速率敏感性以及强度和延性配合好等特 疲劳试验试样使用了双相高强钢DP600GI以及 mm以及1．4rtlm两 点心’3J。不仅如此，双相高强钢还具有极强的吸能作 DP780GI，对应于DP600GI有0．8 mnl 用，从而在车辆发生碰撞或其它事故时更好地保护 种厚度钢板，而DP780GI则有1．0咖以及1．6 驾乘者的安全。 两种厚度钢板，两种材料化学成分以及力学性能分 近年，虽然汽车白车身部件的连接出现了许多 别列于表1和表2。用于疲劳试验的拉剪试样具体 新的方法，比如激光焊接、粘接等等，但是电阻点焊 几何尺寸见图l。为了保证获得焊点的一致性，所 仍然是车身构件连接的最主要方式。一般情况下