《表2 剪切拉伸性能Table 2 Shear tensile properties》

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《TRIP980高强钢/SPCC低碳钢的异种钢板电阻点焊接头组织及力学性能研究》

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Note:Rs—shear strength，η—welding coefficient

异种钢焊接时，焊接接头和两种母材金属不易达到同等强度，这是由于两种钢的组织类型、化学成分、机械性能等存在较大差异，焊接时经受加热、熔化、化学反应、结晶、冷却、固态相变等一系列复杂的过程，会给接头带来焊接残余应力、碳扩散、内部缺陷等问题，接头力学性能降低，因此，接头的强度在接近强度较低一侧母材的强度下限即能满足使用要求。表2为采用较优焊接参数时的拉剪性能。可见，TRIP980高强钢母材的拉剪强度高于SPCC低碳钢母材，SPCC低碳钢母材的拉剪强度略高于接头，所以采用焊接系数为接头抗拉强度与SPCC低碳钢母材的比值，焊接系数达97.2%，几乎达到了SPCC低碳钢母材强度，符合强度要求。图8为较优焊接参数时的点焊接头拉剪位移曲线，由图可以看出，点焊接头在载荷达到最高之后迅速降低，为典型的拉剪脆性断裂模式。图9为对应的点焊接头拉剪断口及扫描，传统观点认为[20]，异种钢电阻点焊熔核内部缩孔、裂纹是接头应力的主要集中区，接头的缩孔、裂纹处易发生断裂，然而事实并非如此，本文作者认为，异种钢电阻点焊接头在拉剪塑性变形前内部缩孔、裂纹未扩展至接头边界时，对接头拉剪性能影响不大。本研究工作中，断口并未发生在缩孔处或两种母材处，而是发生在SPCC低碳钢侧的熔合区，这说明SPCC低碳钢侧熔合区的拉剪强度低于两种母材，在异种钢结合面的熔核中心处产生的缩孔缺陷不会对接头的力学性能产生明显影响。此外，由拉伸结果可知，SPCC低碳钢母材区出现了明显的颈缩现象，这说明接头在拉剪过程中产生了不均匀变形。对于焊接接头，断裂一定是在最薄弱的地方，由于焊接接头不同区域组织和拉剪性能存在差异，导致拉剪过程中产生不均匀变形是产生应力集中的主要原因，在拉剪过程中，SPCC低碳钢侧熔合区应力最集中，所以在该区域断裂。通过SEM观察，断口为明显的解理断裂特征，与前面的金相分析结果和拉剪位移曲线结果相符。