-‎-

مهندسي مواد و متالورژي

فولادهاي استحكام بالا پيشرفته به جهت استحكام و قابليت جذب انرژي بالا مي‌توانند به كاهش وزن خودرو و به تبع آن كاهش مصرف سوخت منجر شوند. يكي از اين فولادها، فولاد پيشرفته خودرويي TRIP800 است. اين فولاد در برابر خوردگي مقاومت خوبي ندارد، به همين جهت با استفاده از روي پوشش داده مي‌شود. مشاهده گرديد پوشش روي حين جوشكاري مقاومتي نقطه‌اي ذوب شده و در مرزدانه‌هاي فولاد نفوذ مي‌كند كه باعث ايجاد تردي-ترك‌خوردگي ناشي از روي مذاب مي‌شود. در اين پژوهش سعي بر اين بوده تا با تكميل شناخت پديده تردي-ترك‌خوردگي، پارامترهاي بهينه جهت رسيدن به كمترين ترك و بهترين پاسخ مكانيكي تعيين گردد. جوشكاري مقاومتي نقطه‌اي فولاد TRIP800 با هدف بررسي اثر جريان جوشكاري و ضخامت پوشش با جريان جوشكاري از kA 4 الي kA 12 و تغيير ضخامت پوشش روي از μm 3 الي μm 13 انجام شد. مشاهده شد با افزايش شدت جريان، طول بزرگترين ترك، تعداد ترك‌ها و مجموع طول ترك‌هاي LME افزايش يافت و در شدت جريان kA 9 به ترتيب با مقادير μm 93/198، 119 و μm 03/6016 بيشينه بود. با افزايش ضخامت پوشش روي نيز طول بزرگ‌ترين ترك در ضخامت پوشش روي μm 13 به مقدار بيشينه μm 04/1061 رسيد. با توجه به اين كه اندازه دكمه جوش مهم‌ترين فاكتور هندسي تعيين كننده خواص مكانيكي جوش است، با در نظر گرفتن دو معيار همزمان اندازه دكمه جوش و كم‌ترين طول ترك، نمونه با شدت جريان kA 8 و ضخامت پوشش روي μm 3 بدست آمد. مشاهده شد با افزايش شدت جريان، شاخص‌هاي LME (طول بلندترين ترك، تعداد ترك‌ها و مجموع طول ترك‌ها) افزايش يافت. اين روند به نفوذ روي مذاب به مرزدانه‌هاي فولاد تحت تنش‌هاي كششي فرايند نسبت داده شد. شبيه‌سازي حرارتي درABAQUS براي جريان‌هاي kA 7، kA 8 و kA 9 افزايش قله دما و گسترش ناحيه مذاب را پيش‌بيني كرد و با مقادير آزمايشگاهي قطر دكمه هم‌خواني نشان داد.

1404/07/21

Study an‎d simulation of LME in resistance spot welding of advanced automotive steel TRIP800

3/6/2026 12:00:00 AM

Advanced high-strength steels (AHSS) combine high strength with superior energy absorption, enabling vehicle lightweighting an‎d reduced fuel consumption. Among these grades, TRIP800 automotive steel is widely used. Due to its limited intrinsic corrosion resistance, it is typically zinc-coated. During resistance spot welding (RSW), the zinc coating melts an‎d penetrates the steel grain boundaries, causing liquid-metal embrittlement (LME)–induced intergranular cracking. This study aims to enhance the understan‎ding of LME an‎d identify process parameters that reduce cracking while maintaining mechanical performance. RSW trials on zinc-coated TRIP800 eva‎luated the effects of welding current (4–12 kA) an‎d coating thickness (3–13 µm). Increasing current amplified LME indicators—the maximum crack length, crack count, an‎d total crack length—with peak values at 9 kA: 198.93 µm (max crack length), 119 (cracks), an‎d 6,016.03 µm (total crack length). Thicker zinc coatings also worsened cracking; at 13 µm, the maximum crack length reached 1,061.04 µm. Since nugget size mainly determines joint mechanical properties, an operating point that met the nugget-size criterion while minimizing cracking was chosen: 8 kA with a 3 µm coating. Thermal simulations in ABAQUS for 7, 8, an‎d 9 kA predicted higher peak temperatures an‎d a broader molten zone with increasing current, aligning with the experimentally measured nugget diameters an‎d the observed increase in LME.

جوشكاري مقاومتي نقطه‌اي، پوشش روي، فولادTRIP800 ، تردي-ترك‌خوردگي ناشي از روي مذاب، شبيه‌سازي المان محدود

Resistance spot welding, Zinc oating, TRIP800 steel, Liquid metal embrittlement, Finite element simulation

Zahra Moghadasi

Dr. Bagher Mohammad Sadeghi Dr. Rouholah Ashiri