汽車車身點焊工藝及金相、硬度分析

前 言

隨著汽車行業(yè)的快速發(fā)展，環(huán)保和節(jié)能日益重要。實現(xiàn)汽車輕量化是節(jié)能減排的重要手段，且已成為世界汽車發(fā)展的潮流。

汽車輕量化大致可以分為三類:車身輕量化、發(fā)動機輕量化、底盤輕量化。今天主要討論的就是車身輕量化，而車身輕量化的材料主要涉及到鋁合金、鎂合金、復合材料和高強度鋼等。

鋁合金是一種優(yōu)良的輕合金材料，被逐漸應用于汽車車身的設計和開發(fā)中。用于鋁合金車身連接的工藝主要有電阻點焊、激光焊、自沖鉚接等。其中，電阻點焊是車身制造中使用最廣泛的裝配連接工藝。

鋁合金電阻點焊技術具有可靠性好、性能穩(wěn)定、生產(chǎn)效率高和易于實現(xiàn)自動化等優(yōu)點，對車身的輕量化有著重要的作用及研究意義。但鋁合金電阻點焊也存在很多的焊接缺陷，包括鋁合金的焊接性不好、焊點質量不穩(wěn)定。

本文主要介紹鋁合金電阻點焊接頭的樣品制備，觀察鋁合金點焊接頭宏觀結構、微觀組織及顯微硬度分布。客戶可以通過對接頭組織性能特點的管控，保證高可靠性的焊接接頭。

切割&鑲嵌

對點焊樣品進行切割，切割位置為點焊接頭中心；針對鋁合金等有色金屬，建議使用碳化硅砂輪片。

切割成可鑲嵌試樣后，為了便于后續(xù)的研磨/拋光，通常選擇熱鑲嵌保護樣品，并制成統(tǒng)一尺寸試樣便于自動磨拋。

研磨拋光

焊接接頭樣品的研磨選用常規(guī)碳化硅砂紙即可，在粗拋/中拋時為保證樣品表面的平整性，優(yōu)先選擇中等或細線束編織拋光布。推薦以下可參考工藝：

腐 蝕

試樣采用 10%氫氧化鈉水溶液腐蝕，下圖為樣品宏觀形貌圖。

下方圖示為鋁合金電阻點焊接頭的宏觀結構和特征尺寸示意圖。

硬度測試

顯微硬度是反映客戶材料綜合性能的參數(shù)指標。我們通過VH3100設備測得鋁合金電阻點焊接頭的顯微硬度矩陣分析結果如下圖所示。

由圖可知，焊核區(qū)微觀組織與母材區(qū)有明顯區(qū)別，但顯微硬度值兩區(qū)卻數(shù)值非常相近，沒有出現(xiàn)明顯的硬度梯度。而左右兩邊熱影響區(qū)均出現(xiàn)1~2mm寬的硬化區(qū)，該區(qū)硬度遠高于母材區(qū)。