高強度雙相鋼具有較低的屈強比、優(yōu)良的成形性能，廣泛應用于汽車(chē)制造領(lǐng)域。但隨著(zhù)高強鋼強度的提升，合金元素相應增加，對焊接工藝的要求也越來(lái)越高。在高強度汽車(chē)用鋼生產(chǎn)過(guò)程中，為保證鋼帶穩定連續生產(chǎn)，通常采用窄搭接電阻焊焊接技術(shù)對鋼帶進(jìn)行連接。分析了厚規格高強度雙相鋼DP600在2130mm連退線(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中焊縫斷帶原因，并通過(guò)優(yōu)化焊接工藝對焊接接頭性能進(jìn)行改善。試驗結果表明焊縫斷帶由焊縫未熔合引起。優(yōu)化工藝方案后，可得到性能良好的焊接接頭。

  隨著(zhù)中國汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展進(jìn)入快車(chē)道，高強度汽車(chē)板的應用是汽車(chē)輕量化和節能減排的必然趨勢，為了滿(mǎn)足轎車(chē)“減重節能”的需要，越來(lái)越多的汽車(chē)零部件使用高強度汽車(chē)板制造。其中因雙相鋼具有良好的強塑性匹配及冷變形性能，其在車(chē)身制造中應用廣泛。隨著(zhù)馬鞍山鋼鐵股份有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)馬鋼）雙相鋼產(chǎn)品需求量的不斷增大以及高強度汽車(chē)板的發(fā)展需求，在連續退火機組中，連退人口窄搭接焊機對帶鋼焊接質(zhì)量的保證是產(chǎn)能擴大的重要保障，決定著(zhù)高強度汽車(chē)板在高溫、大張力下的穩定運行。為防止馬鋼雙相鋼產(chǎn)品在連續退火過(guò)程中焊接接頭部位發(fā)生斷帶事故，馬鋼2130mm連退線(xiàn)對厚規格DP600進(jìn)行焊接試驗，焊后對帶鋼焊接接頭進(jìn)行性能測試及微觀(guān)分析：并從焊接工藝角度提出性能改善方案。

一、試驗材料與方法

 1. 試驗材料

 試驗材料為馬鋼2130mm連退線(xiàn)生產(chǎn)的厚度為2.45 mm冷軋馬氏體雙相鋼DP600，帶鋼狀態(tài)為連退入口軋硬卷，試驗材料的化學(xué)成分和力學(xué)性能見(jiàn)表。

 2. 試驗方法

在馬鋼連續退火線(xiàn)人口對2. 45mm厚的DP600進(jìn)行窄搭接電阻焊試驗，試驗設備為西門(mén)子窄搭接電阻焊機，焊輪直徑20 mm。原始焊接及調整工藝參數見(jiàn)表。焊后對焊接接頭進(jìn)行拉伸試驗及杯突性能測試，同時(shí)對焊接接頭進(jìn)行微觀(guān)分析。

二、試驗結果與分析

 1. 原始工藝下焊接接頭性能

    圖為原始工藝下焊接接頭杯突試驗結果，結果顯示2.45mm DP600焊接接頭杯突裂紋平行于焊縫展開(kāi)，未滿(mǎn)足現場(chǎng)杯突評判標準。

    從杯突試驗結果來(lái)看，杯突開(kāi)裂從焊接接頭搭接臺階處向內擴展起裂，可以看出裂開(kāi)區未完全熔合。拉伸試驗結果顯示該焊接工藝下拉伸斷裂位置在焊縫，屈服強度與抗拉強度均有一定程度下降。拉伸試驗數據見(jiàn)表。    

    進(jìn)一步對拉伸斷口進(jìn)行觀(guān)察，發(fā)現斷口在搭接區域中心處，該區域可見(jiàn)部分自由晶粒表面，為非連續熔融特征，其余區域未熔合，如圖所示。在焊縫中心處應力集中且熔融不充分，在外界拉應力下，易使焊縫先于母材發(fā)生斷裂。

 2. 原始工藝下焊接接頭微觀(guān)分析

    為分析2.45 mm厚的DP600窄搭接電阻焊焊接接頭性能較差的原因，對接頭橫截面進(jìn)行掃描電鏡觀(guān)察，如圖所示。從圖可以發(fā)現，在焊接接頭上搭接面邊緣未熔合長(cháng)度較寬，約1.5mm，且張開(kāi)角簿大，同時(shí)可以發(fā)現焊接接頭的下搭接面有兩條裂紋缺陷，一條為未熔合裂縫，一條為上搭接面帶鋼裂紋。同時(shí)對焊縫進(jìn)行高倍掃描電鏡觀(guān)察發(fā)現，焊接之后，焊縫內部仍可分辨出搭接界面，搭接界面上下部組織區別明顯，顯示未熔合充分，如圖所示。進(jìn)一步對焊接接頭未熔合和帶鋼裂紋區域進(jìn)行掃描電鏡觀(guān)察，如圖所示，由圖中可以明顯看出搭接接頭上下部的裂縫為焊縫未熔合引起，下搭接面帶鋼裂紋可能由于焊縫成形差，焊后滾輪輥壓所致。

     分析認為，由于焊接接頭邊部未熔合區域較寬，將會(huì )減小熔合面橫截面積，且邊部未熔合裂縫較深、張開(kāi)角較大，為裂紋的擴展提供通道，而焊縫內部熔合不充分現象使得焊縫的結合強度進(jìn)一步降低‘”，在外界拉應力下，焊縫先子母材發(fā)生斷裂。上述因素是導致2.45mm厚的DP600焊接接頭性能惡化的主要原因,這將增大現場(chǎng)生產(chǎn)斷帶的風(fēng)險。

 3. 工藝優(yōu)化后的焊接接頭組織與性能

    針對上述2.45mm厚的DP600窄搭接電阻焊焊接接頭失效分析，以及基于厚規格窄搭接電阻焊時(shí)材料剛度大、焊輪波動(dòng)等特點(diǎn)，做出以下焊接工藝調整。

    1. 降低焊接速度  預軟化厚板軋硬卷，利于帶鋼搭接面結合緊密。

    2. 降低碾壓輪壓力消除由碾壓輪壓力過(guò)大而產(chǎn)生的搭接面邊部裂紋。

    3. 降低搭接量提高搭接面電流密度。

    根據上述工藝調整思路，在原始焊接工藝基礎上做出調整，得出調整工藝。

    通過(guò)對調整工藝下焊接接頭性能測試，結果顯示該工藝下焊接接頭杯突性能完全合格，未出現沿搭接面撕裂情況，如圖所示；焊接接頭拉伸試驗斷裂在母材，如圖所示。

    對該工藝下的焊接接頭橫截面在掃描電鏡下觀(guān)察發(fā)現焊接接頭搭接面上下邊部仍有未完全熔合區域，但未見(jiàn)滾壓裂紋；未熔合區域較窄約0.3mm，較數據庫中原工藝下焊接接頭搭接面邊部裂紋1.3mm有較大程度改善，如圖所示。同時(shí)對焊縫中心掃描電鏡觀(guān)察發(fā)現焊縫內部組織均勻，未發(fā)現搭接面上下部明顯的組織區別，如圖所示。

三、結論

  1. 對2.45mm厚的DP600進(jìn)行窄搭接電阻焊，原始焊接工藝下焊接接頭杯突與拉伸性能較差，具有較大斷帶風(fēng)險。

  2. 2.45 mm厚的DP600焊縫邊部存在較寬的未熔合裂縫，焊縫內部存在熔合不充分現象，是導致焊接接頭性能較差的主要原因。

  3. 對于厚規格雙相鋼窄搭接電阻焊，降低焊接速度，碾壓輪壓力與搭接量有助于焊接接頭性能的改善。