一家专注流体压力成形技术
【作 者】刘培星;曹光明;孟宪明;李洪亮;方刚;王东坡
【前 言】
热成形工艺是将板料（裸板或镀层板）加热至完全奥氏体状态，高温板料转移至模具中进行热冲压成形并保压实现高温板料淬火提高强度[1-2]。目前，热成形钢零部件（抗拉强度达到 1500 MPa，且零部件回弹极小）是车身轻量化中重要高强钢零部件，已在车身安全结构件中获得广泛应用，且应用比例逐渐提升。车身中共有 3 000～5 000 个点焊接头，电阻点焊工艺目前是零部件主要连接工艺[3-4]。然而抗拉强度≥1 000 MPa 的镀锌（GI 或 GA）超高强度钢板在焊接过程中锌层发生液化（锌层熔点较低），在焊接应力的作用下焊点处钢板表层液态锌侵入基体产生裂纹的现象（LME现象），LME严重制约镀锌超高强钢的应用[5-7]。目前抗拉强度≥1 000 MPa 的超高强钢镀层主要是采用电镀锌工艺生产，因为电镀锌涂层非常薄，焊接过程中 Zn 和 Fe 之间快速充分扩散，涂层熔点升高。镀锌热成形钢由于加热过程中镀层和基体进行充分扩散，焊接前镀层熔点已升高，故该种高强钢将有效降低焊接LME问题。
本文中选择2种CR1500HF热成形钢（镀锌板和裸板）分别加热并进行模具淬火，按照某主机厂点焊评价标准对淬火钢板进行点焊试验，比较了镀锌热成形钢和裸板热成形钢点焊工艺窗口，并对镀锌热成形钢点焊接头剪切和十字拉伸性能以及焊接LME现象进行分析，研究结果可为镀锌热成形钢点焊生产工艺制定提供参考。
【结 论】
a.镀锌板焊接工艺窗口为 1.2～1.6 kA（裸板的焊接工艺窗口为 1.4～1.8 kA）。镀锌板焊工艺窗口略微降低，但仍然满足焊接工艺要求（工艺窗口≥1 kA）。且随着电极压力的增大，焊接电流逐渐增大；这是由于电极压力增大，焊接接触电阻（钢板与电极之间，钢板与钢板之间）减小；
b.工艺窗口左侧条件下点焊接头剪切力为20 kN 左右，工艺窗口右侧条件下点焊接头剪切力为 25 kN 左右；这是由于焊接电流大，焊点直径增大。工艺窗口左侧条件下点焊接头十字拉伸正拉力为 4.5 kN 左右，工艺窗口右侧条件下点焊接头十字拉伸正拉力为 5 kN 左右；这是由于焊接电流大，焊点直径增大；
c.点焊接头中并未出现焊接LME的问题（边部未出现裂纹），这是由于镀锌热成形钢板料在热成形过程中炉内加热保温 5 min，锌层和基体之间进行了充分的扩散，加热后锌铁合金涂层中 Zn 质量分数降低，涂层熔点提高。
以下是正文：
