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在节能减排的号召下,汽车轻量化受到越来越多的关注与研究。钢、铝合金是汽车制造中的主要材料,在汽车设计和制造中增加铝合金等轻量化材料的使用量是实现汽车轻量化最高效经济的方法。然而钢和铝的物理、化学性能各异,且Fe-Al互溶度极低,极易形成脆性金属间化合物,因此钢与铝合金焊接接头的质量相对较差。这已成为汽车轻量化发展迫切需要攻克的关键技术问题之一。本研究采用工艺研究与ABAQUS有限元分析相结合的方式,深入研究1.2mm厚DP590GA双相钢板与2mm厚6061-T6铝合金板点焊工艺,研究结果如下:在14kA-22kA的焊接电流作用下,随着焊接电流的增大,压痕率、熔核直径、拉剪力随之增加,具体表现为:铝合金压痕率从13%增长到38%,熔核直径从6.25mm增加到10.05mm,拉剪力从2.013kN增加到6.215kN。在200ms-400ms焊接时间内,压痕率、熔核直径、拉剪力随焊接时间延长得到增强,具体表现为:铝合金压痕率从22%增加到43%,熔核直径从8.21mm增加到10.28mm,拉剪力从5.335kN增加到6.615kN;此外,电极力从700LBS上升至1500LBS,熔核直径、拉剪力表现出先增大后减小的规律,在1100LBS时达到峰值,分别为9.67mm、6.056kN,压痕率在一定范围出现波动。在上述控制变量试验的基础上设计、开展三因素三水平正交工艺试验,对DP590GA双相钢/6061-T6铝合金点焊正交实验结果表明:在I=18kA、t=300ms、F=1300LBS时能获得没有焊接缺陷、力学性能最佳的接头,熔核直径、抗剪力分别为8.64mm、4.759kN。此外,对正交试验结果进行的极差分析表明:焊接电流变化对拉剪力的影响最大、焊接时间次之,电极力的影响最小。上述试验接头失效模式有纽扣型断裂、结合面处断裂,熔核直径是影响拉剪力大小的关键因素。接头铝合金侧宏观横截面形貌呈“汤匙”状,熔核底部、中心区、边缘区的组织分别为柱状晶、等轴晶、胞状晶,双相钢熔核区显示为非均匀板条状马氏体组织。在结合面形成非均匀厚度的金属间化合物层,中间的地方最厚,边沿最薄。最佳参数下的ABAQUS有限元分析结果显示,预压阶段,电极与工件接触面在电极边缘出现应力集中,应力值达到最大;焊接加热阶段,在温度与电极力的共同作用下其应力分布与预压阶段大为不同。温度场分析显示,加热0.066s时产热由接触电阻主导,接触面间温度上升最快,至0.15s时铝合金在钢铝界面处开始融化,0.23s时钢母材内部出现熔核,焊接结束时,铝钢界面温度分布沿着径向呈现减小的趋势,界面中心温度最高,达到1243℃,熔核直径模拟与实际相差9.2%左右。