【摘 要】
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301L系列奥氏体不锈钢广泛应用在轻量化不锈钢客车车体中,车体采用板梁组合整体承载点焊结构,其局部存在低碳钢-不锈钢、耐候钢-不锈钢的异质钢连接。本文以Q235B低碳钢、301L-DLT不锈钢、09Cu PCr Ni耐候钢为焊接母材,设计了2.0+2.0 mm与4.0+1.5 mm两种板厚组合的搭接拉剪电阻点焊试样,对比分析了点焊试件的静力学性能以及高、低疲劳载荷时点焊试件的抗疲劳性能和失效模式,
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301L系列奥氏体不锈钢广泛应用在轻量化不锈钢客车车体中,车体采用板梁组合整体承载点焊结构,其局部存在低碳钢-不锈钢、耐候钢-不锈钢的异质钢连接。本文以Q235B低碳钢、301L-DLT不锈钢、09Cu PCr Ni耐候钢为焊接母材,设计了2.0+2.0 mm与4.0+1.5 mm两种板厚组合的搭接拉剪电阻点焊试样,对比分析了点焊试件的静力学性能以及高、低疲劳载荷时点焊试件的抗疲劳性能和失效模式,并分析了试件内应力应变分布对断裂模式的影响。异质钢电阻点焊试件熔核为不对称结构。相同板厚组合试件中,301L不锈钢熔核中心至熔核边缘硬度值呈增长趋势,熔核边缘处硬度值最高。Q235B/301L试件表现出较好的静力学性能,其断裂载荷与断裂吸收能分别为09Cu PCr Ni/301L试件的169%和139%,且最大塑性应变值小于09Cu PCr Ni/301L试件;不同板厚组合试件中,301L不锈钢侧熔核硬度分布无增长趋势,09Cu PCr Ni/301L试件表现出优异的静力学性能,其断裂位移是Q235B/301L试件的四倍以上,断裂吸收能远高于Q235B/301L试件。相同板厚组合的点焊试件中值疲劳极限接近,在高、低疲劳载荷区域内疲劳曲线近似平行,抗疲劳性能相近;不同板厚组合试件中,09Cu PCr Ni/301L试件与Q235B/301L试件疲劳曲线斜率相差较大,低周疲劳寿命区内,Q235B/301L试件疲劳性能较好,在高周疲劳寿命区域内09Cu PCr Ni/301L试件疲劳性能优于Q235B/301L试件。通过对不同试件的静力学性能和疲劳性能对比分析,确定了Q235B/301L异质钢点焊试件更适合应用于2.0+2.0 mm组合,而09Cu PCr Ni/301L异质钢点焊试件更适用于4+1.5 mm组合。等厚板组合试件在高、低疲劳载荷作用时熔核边缘均产生了应力集中,且靠近熔核边缘的母材均发生集中塑性应变,应力集中处与试件发生疲劳断裂时的起裂位置一致。在高疲劳载荷作用下Q235B/301L与09Cu PCr Ni/301L试件发生双板疲劳断裂,两板承载力相当,低疲劳载荷作用时,Q235B/301L试件发生双板疲劳失效,09Cu PCr Ni/301L试件发生301L不锈钢板单板断裂破坏;不等厚板组合试件的板厚相差较大,高、低疲劳载荷作用时应力集中主要发生在不锈钢侧熔核边缘,同时该侧熔核边缘母材发生集中塑性应变,试件失效均由301L不锈钢板疲劳断裂引起,断裂起始位置与应力、应变最大处相吻合。
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