钢–钢电阻点焊和自冲铆接接头力学性能对比研究
Comparative Study of Mechanical Properties of Steel-Steel Resistance Spot Welded and Self-Piercing Riveted Joints
摘要: 对厚度为1.2 mm的HC420LA采用电阻点焊和自冲铆接两种不同连接方式进行连接,并对两种不同连接接头进行准静态和中高速拉伸试验,分析对比了两种不同接头的力学性能及失效形式。结果表明不管是哪种连接接头均表现出了对拉伸速度的正敏感性,抗拉载荷随着拉伸速度增大而增大;相较而言,电阻点焊接头在拉伸和抗冲击方面的力学性能优于自冲铆接接头;准静态拉伸条件下自冲铆接的平均峰值载荷是6.51 kN,电阻点焊的是14.47 kN,比自冲铆接接头高122%,8 m/s的拉伸速度下自冲铆接的平均峰值载荷是9.68 kN,电阻点焊的是20.20 kN,比自冲铆接接头高108%。本文对此类材料的不同连接方式的力学性能差异进行了理论分析,为工程应用提供了支撑,可根据实际使用情况选择合适的连接形式。
Abstract: The HC420LA with a thickness of 1.2 mm was connected by two different connection methods, namely resistance spot welding and self-piercing riveting, and the two different connection joints were subjected to quasi-static and medium- and high-speed tensile tests to analyze and compare the mechanical properties and failure forms of the two different joints. The results show that all kinds of connection joints have shown a positive sensitivity to the tensile speed, and tensile load increases with increasing tensile speed; in comparison, the mechanical property of resistance spot welded joints in tensile and impact resistance is better than the self-piercing riveted joints; quasi-static tensile condition of the average peak load of self-piercing riveted is 6.51 kN, resistance spot welded is 14.47 kN, higher than the self-piercing riveted joints. The average peak load for a self-pierce riveted joint at a tensile speed of 8 m/s is 9.68 kN and for a resistance spot welded joint is 20.20 kN, 108% higher than that of the self-pierce riveted joint; the mechanical property curves exhibited by the two different joints are similar. This paper provides a theoretical analysis of the differences in mechanical properties of different connections for such materials, which provides support for engineering applications and allows the selection of the appropriate connection form according to the actual use.
文章引用:景力军, 韦超忠. 钢–钢电阻点焊和自冲铆接接头力学性能对比研究[J]. 材料科学, 2022, 12(6): 568-576. https://doi.org/10.12677/MS.2022.126061

参考文献

[1] 杨源远, 董丽丽, 梁世胤. 冷轧高强度低合金钢HC420LA的连续退火工艺[J]. 金属热处理, 2020, 45(8): 166-170.
[2] 李霞, 李春诚, 佟铁印, 王亚东. 低合金高强钢HC340LA工艺优化生产实践[J]. 金属世界, 2016(2): 67-70.
[3] 赵树国, 张庆良, 李世博. 汽车用DP600双相钢电阻点焊工艺研究[J]. 热加工工艺, 2017, 46(11): 211-213+217.
[4] 吴丹, 韦超毅. 汽车用钢铝异种材料的自冲铆接工艺智能优化[J]. 锻压技术, 2021, 46(2): 117-123.
[5] 王付才, 陆卫中, 杨海. 轻量化汽车自冲铆接接头腐蚀行为的研究进展[J]. 材料保护, 2021, 54(8): 132-138.
[6] 田义丰. 汽车轻量化中锰TRIP钢/DP590异种先进高强钢电阻点焊的研究[D]: [硕士学位论文]. 南昌: 南昌大学, 2021.
[7] 陈刚, 唐啸天, 刘国跃, 贾寓真. 焊接电流对M51/RM80异种钢电阻点焊接头力学性能和断裂行为的影响[J]. 热加工工艺, 2022, 51(5): 18-22.
[8] 尤小龙. 高强钢电阻点焊接头熔核形态和力学性能研究[D]: [硕士学位论文]. 长春: 吉林大学, 2021.
[9] 崔俊佳, 董东营, 王琼, 李光耀. DP780双相钢电阻点焊接头动态载荷下失效行为研究[J]. 机械工程学报, 2021, 57(2): 70-79.
[10] 王亚东, 王亚芬, 张秀香, 韩丹, 杨天一, 陈虹宇. 热镀锌双相钢DP780电阻点焊工艺[J]. 金属世界, 2021(3): 67-70.
[11] 江仲海, 潘志红, 周凯, 朱丹. 1800MPa级超高强热成型钢板电阻点焊工艺优化与性能分析[C]//中国汽车工程学会. 2021中国汽车工程学会年会论文集(5), 2021: 425.
[12] 王鹏博, 张永强, 付参, 伊日贵, 鞠建斌, 杨建炜. HR800CP复相高强钢电阻点焊工艺性能研究[J]. 电焊机, 2021, 51(11): 67-71+148.
[13] 毕宝鹏, 范坤, 葸淑苗. 重型卡车电阻点焊合梁的质量控制研究[J]. 机械制造, 2021, 59(11): 48-50+64.
[14] 徐利利, 汪彬, 陈光权, 董卫平, 张洪延. 基于有限元模拟的自冲铆接工艺参数优化[J]. 汽车工程学报, 2019, 9(3): 175-181.
[15] 张永超, 黄志超, 贾颖莲. B1500HS高强度钢与AA5052铝合金自冲铆接成形与力学性能分析[J]. 塑性工程学报, 2021, 28(10): 122-129.
[16] 潘伟涛. 钢铝异种材料自冲铆接工艺研究与参数优化[D]: [硕士学位论文]. 合肥: 合肥工业大学, 2019.
[17] 靳文豪. 自冲铆接头质量预测及酸性腐蚀静力学研究[D]: [硕士学位论文]. 昆明: 昆明理工大学, 2020.
[18] 刘洋, 庄蔚敏. 碳纤维增强树脂复合材料和铝合金温热自冲铆接工艺及接头力学性能[J]. 复合材料学报, 2021, 38(11): 3563-3577.
[19] 宋承裕. 对接自冲铆接头静力学特性及微动疲劳失效分析[D]: [硕士学位论文]. 昆明: 昆明理工大学, 2021.
[20] 王艳杰, 曹洋, 彭云, 赵琳, 李忠磊. 低合金高强钢HC420LA激光焊接接头组织与力学性能[J]. 应用激光, 2019, 39(1): 79-86.
[21] 叶姜, 樊雷, 余轶峰. 汽车用冷轧低合金高强钢HC420LA的开发[J]. 中国钢铁业, 2018(5): 33-34.