汽车车身点焊工艺及金相、硬度分析

前 言

随着汽车行业的快速发展，环保和节能日益重要。实现汽车轻量化是节能减排的重要手段，且已成为世界汽车发展的潮流。

汽车轻量化大致可以分为三类:车身轻量化、发动机轻量化、底盘轻量化。今天主要讨论的就是车身轻量化，而车身轻量化的材料主要涉及到铝合金、镁合金、复合材料和高强度钢等。

铝合金是一种优良的轻合金材料，被逐渐应用于汽车车身的设计和开发中。用于铝合金车身连接的工艺主要有电阻点焊、激光焊、自冲铆接等。其中，电阻点焊是车身制造中使用最广泛的装配连接工艺。

铝合金电阻点焊技术具有可靠性好、性能稳定、生产效率高和易于实现自动化等优点，对车身的轻量化有着重要的作用及研究意义。但铝合金电阻点焊也存在很多的焊接缺陷，包括铝合金的焊接性不好、焊点质量不稳定。

本文主要介绍铝合金电阻点焊接头的样品制备，观察铝合金点焊接头宏观结构、微观组织及显微硬度分布。客户可以通过对接头组织性能特点的管控，保证高可靠性的焊接接头。

切割&镶嵌

对点焊样品进行切割，切割位置为点焊接头中心；针对铝合金等有色金属，建议使用碳化硅砂轮片。

切割成可镶嵌试样后，为了便于后续的研磨/抛光，通常选择热镶嵌保护样品，并制成统一尺寸试样便于自动磨抛。

研磨抛光

焊接接头样品的研磨选用常规碳化硅砂纸即可，在粗抛/中抛时为保证样品表面的平整性，优先选择中等或细线束编织抛光布。推荐以下可参考工艺：

腐 蚀

试样采用 10%氢氧化钠水溶液腐蚀，下图为样品宏观形貌图。

下方图示为铝合金电阻点焊接头的宏观结构和特征尺寸示意图。

硬度测试

显微硬度是反映客户材料综合性能的参数指标。我们通过VH3100设备测得铝合金电阻点焊接头的显微硬度矩阵分析结果如下图所示。

由图可知，焊核区微观组织与母材区有明显区别，但显微硬度值两区却数值非常相近，没有出现明显的硬度梯度。而左右两边热影响区均出现1~2mm宽的硬化区，该区硬度远高于母材区。