随着汽车轻量化的发展,铝合金和高强钢在汽车制造中广泛应用。铝合金与高强钢组成的复合结构,既具有铝合金比重小、导电性好、耐蚀性好的优点,同时具有高强钢强度高的特性,在满足汽车结构强度和安全要求的同时,实现轻量化的目的。但是,由于铝和钢两种金属材料的物理、化学和力学性能差异很大,实现铝合金和高强钢的有效连接是目前汽车轻量化领域面临的巨大挑战。电阻点焊特别适合于汽车车身的大规模自动化生产,是现代汽车车身连接的重要工艺方法,国内外许多学者都在铝/钢异种金属电阻点焊方面进行了大量的研究,这些研究包括铝/钢异种金属电阻点焊接头中间层的成分、组织、成形机制、接头的力学性能、拉伸断裂模式以及焊接参数、电极形貌、合金元素、中间层等对点焊接头缺陷、微观组织和力学性能的影响。铝/钢异种金属电阻点焊时,容易产生飞溅、电极黏连、熔核偏移等现象,点焊接头容易产生裂纹、缩孔和脆性金属间化合物层,恶化接头的力学性能。因此,目前还很难实现铝和钢异种金属点焊接头的有效连接。本课题研究采用Al6016铝合金和HC420LA低合金高强钢,针对铝合金和高强钢异种金属电阻点焊熔核偏移问题,采用添加不同材料和厚度的垫片的方法,调整点焊过程中的热平衡,研究不同垫片对铝合金和高强钢电阻点焊接头微观组织和力学性能的影响。研究结果显示,由于Al6016铝合金和HC420LA高强钢焊接性的差异,在点焊过程中,高强钢和铝/钢界面之间存在一层未熔化的塑性区,铝合金熔液在铝/钢界面高强钢塑性区润湿、铺展及界面反应而形成的有效连接,点焊接头铝合金和高强钢形成了两个相对独立的熔核。在Al6016/HC420LA不加垫片点焊过程中,出现了外飞溅、内飞溅、电极黏连、烧损、缩孔和裂纹等焊接缺陷。在铝合金侧添加垫片,不仅可以补偿热量、改变焊接温度场、增加熔核直径,而且垫片还能在一定程度上减少铝合金的飞溅和电极黏连,改善点焊接头表面质量。当添加0.3mm厚垫片时,点焊接头表面宏观质量相对较好,当添加0.3mm厚0Cr25Ni20垫片或HC420LA垫片时,接头的力学性能也相对较好。由于不同材料垫片的焊接性不同,添加0.3mm厚HC420LA或0Cr25Ni20垫片,随电极压力增大,铝合金侧熔核厚度增大,压痕深度减小。添加0.3mm厚Q235垫片,增大电极压力,点焊接头压痕深度增加,铝合金熔核厚度减小。由于添加工艺垫片,铝合金熔核微观组织出现分层现象,表明垫片改变了接头的传热方向和热源位置。不同的焊接工艺,钢侧熔核的组织有明显差异,当添加HC420LA和0Cr25Ni20垫片,钢侧熔核为珠光体或马氏体的铁相组织。当添加Q235垫片时,由于铝/钢界面处,温度场和应力场的不匹配,铝合金熔液在电极压力作用下,突破高强钢表面的塑性区,钢侧熔核出现铝相组织。不加垫片时,点焊接头主要以界面断裂的形式失效。添加垫片后,点焊接头除了以界面断裂的形式失效外,还以纽扣断裂和半界面断裂形式失效。综合对比三种垫片接头成形特征、微观组织和力学性能,发现添加0.3mm厚垫片,接头质量相对较好,添加0.3mm 0Cr25Ni20接头质量最好,接头最大拉剪力达到7150N。