第37卷第4期 2016年4月
焊接学报
TRANSACTIONSOFTHECHINAWELDINGINSTITUTION
Vol.37 April
永磁体磁场对铝合金电阻点焊力学性能
及微观组织的影响
姚杞1,2，李洋2，罗震12，张禹1,2
No.4 2016
（1.天津大学材料科学与工程学院，天津300072；2.高新船舶与深海开发装备协同创新中心，上海200240）摘要：采用永磁体作为磁场源，研究了外加稳定磁场对铝合金电阻点焊的熔核尺寸、焊点力学性能、断裂模式以及微观组织的影响。文中还对熔核直径与峰值载荷之间的关系进行了研究。结果表明，永磁铁的工作距离对熔核直径大小具有重要影响：距离越近，外磁场促进熔核直径增加的效果越明显：外加磁场能够有效增加焊点熔核直径、提高点焊接头的剪切拉伸强度、促进断裂模式由界面断裂向纽扣断裂转变.在不同工艺参数下，熔核直径增长在3.5%~14.1%，剪切拉伸力可提高4%~25%.外加磁场可促进点焊熔核内等轴晶的形成和细化.峰值载荷与
熔核尺寸、工件厚度、母材极限抗拉强度的乘积具有良好的线性关系. 关键词：电阻点焊；外加磁场；铝合金；力学性能；断裂模式
中图分类号：TG453.9 0序言
文献标识码：A文章编号：0253360X(2016)040052-05
够有效改善普通高强度钢30CrMnSi的电阻点焊接头组织。李永兵等人「""]研究了外加磁场对先进高
目前电阻点焊技术仍然是汽车装配工业中一项
主要的连接技术但是由于其复杂的冶金过程，如何保证焊点质量一直是汽车制造者面临的一个挑战．传统的提高焊点质量的方法主要依靠优化焊接参数来实现，如延长焊接时间、增加焊接电流、加大电极压力等!1」，但是这些方法都是以增加电能消耗，降低焊接效率，降低电极寿命为代价的
近年来电磁搅拌技术在改善电弧焊接头质量方
面得到了广泛的应用：研究表明，外加磁场可改变焊接熔池液态金属结晶过程中的传热传质过程，从而改变晶粒的结晶方尚，细化晶粒，减少偏析，提高焊缝的力学性能[2.3]
强DP780和DP980点焊质量的影响.结果表明，外加磁场能够显著地增加焊点直径，细化晶粒，从而提高焊点的剪切拉伸强度和韧性
目前外加磁场在电阻点焊领域的研究主要集中在碳钢方面，而外加磁场对铝合金电阻点焊质量的影响鲜有报道．随着对节能减排，汽车轻量化要求的不断提高，铝合金作为一种轻质高强合金在汽车工业中的应用越来越广泛另一方面，与碳钢相比铝合金点焊形核过程更加复杂。因此文中研究了外加磁场对铝合金电阻点焊力学性能、断裂模式和微观组织的影响
1试验方法
鉴于电磁搅拌技术在弧焊领域的成功应用，电磁搅拌技术也逐渐被应用到电阻点焊领域.Pop-
Ov发现外加磁场可以提高无镍奥氏体不锈钢焊点韧性和疲劳寿命，同时有效减少焊点中的气孔.Wa-tanabe等人3发现外加径向磁场可以增大301不锈钢焊点熔核的直径.张忠典等人发现外加磁场能
文中使用的材料是1.5mm厚的AA5052铝合金，其化学成分见表1.试件尺寸为100mmx 25mm，搭接长度为25mm.点焊机为逆变直流点焊机.电极采用端部直径为6mm的锥形电极头，
表15052铝合金的化学成分（质量分数，%）
Table 1Chemical compositions of AA 5052 aluminum alloy
Al 95.70
Mg
Ca
2.20 2. 800.15 0.35
收稿日期：2014-07-17
≤0.25
基金项目：国家自然科学基金资助项目（50975197，51275342）
Fe 0.40
Cu E0.10
Mn ≤0.10
Zn ≤E0.10
其它 ≤0.15
试验中的外加磁场由一对环形钕铁硼（NdFeB）永磁铁N40产生，其性能参数见表2.磁控点焊试