31428

بررسي تأثير شدت جريان جوش بر ريزساختار و خواص كششي جوش مقاومتي نقطه‌اي فولاد با استحكام بالاي پوشش‌دهي شده با روي

كارشناسي ارشد

مهندسي مواد ومتالورژي

1400

1403/07/15

دكتر سيد رضا علمي حسيني - دكتر سعيد شبستري

پروفسور آنتونيو پريرا

مهندسي مواد و متالورژي

فولادهاي كوئنچ - پارتيشن بندي (QP) داراي تركيب برجسته‌اي از استحكام و شكل‌پذيري هستند كه آن‌ها را براي صنعت خودروسازي بسيار جذاب مي‌كند. بااين‌حال، عمده¬ترين مشكل اين فولادها جوش-پذيري نسبتاً محدود آن است. ازاين‌رو؛ نياز به مطالعة بيش¬تر براي بهبود جوش¬پذيري مشاهد مي¬شود. در پروژة حاضر به بررسي اثر شدت جريان جوش بر ريزساختار و خواص كششي جوش مقاومتي نقطه‌اي فولاد با استحكام بالاي پوشش‌دهي شده با روي پرداخته شده است. به اين منظور، از ورق فولاد QP1180 به ضخامت 5/1 ميلي¬متر استفاده شد. ورقه‌هاي حاضر در ابعاد مشخص بر اساس استاندارد AWS D8.9 برش داده شد. ورقه‌هاي بريده شده به ترتيب در زمان جوشكاري و نيروي الكترود 16 سيكل و 5/4 كيلونيوتن و در شدت جريان‌هاي 6، 5/6، 5/7 و 2/8 كيلوآمپر جوشكاري شدند. به‌منظور بررسي خواص ريزساختاري و خواص كششي از ميكروسكوپ الكتروني روبشي، آناليز عنصري و آزمايش كشش با سرعت كشش فك 1 ميلي¬متر بر دقيقه استفاده شد. نتايج حاصل از تحقيق نشان داد كه با افزايش شدت جريان جوشكاري از 6 به 5/6، 5/7 و 2/8 كيلوآمپر، به ترتيب قطر ناگت از 19/6 به 43/6، 67/6 و 26/7 ميلي-متر افزايش يافت. ترك تردي فلز مايع (LME) در شدت جريان 6 كيلوآمپر مشاهده شد؛ اما با افزايش شدت جريان جوشكاري به 5/6 كيلوآمپر از بين رفت. پس از آن با افزايش مجدد شدت جريان به 5/7 و 2/8 كيلوآمپر مجدداً ترك مشاهده شد. افزايش قطر ناگت و عدم وجود ترك LME باعث شد تا نمونه جوشكاري شده در شدت جريان 5/6 كيلوآمپر بيش¬ترين مقدار استحكام (85/23 كيلونيوتن) را در مقايسه با ديگر نمونه¬ها داشته باشد. پس از آن با افزايش شدت جريان تا 5/7 كيلوآمپر استحكام به 35/13 كيلونيوتن كاهش و مجدد در شدت جريان 2/8 كيلوآمپر به 12/18 كيلونيوتن افزايش يافت؛ درحالي‌كه شكل¬پذيري به طور قابل ملاحظه‌اي كاهش يافت. بررسي سطح شكست نشان داد كه در جريان¬هاي كم سازوكار شكست ترد غالب بوده و در شدت جريان 2/8 كيلوآمپري به شكست نرم تغيير مي¬كند. همچنين، نوع شكست در شدت جريان¬هاي 6، 5/6 و 5/7 كيلوآمپر به شكل ميان پهنه‌اي و در جريان 2/8 كيلوآمپري به شكل برون¬پهنه‌اي بود.

1403/07/29

Effect of Welding Current on Resistance spot Welding of Galvanized Advanced High Strength Steel

10/6/2025 12:00:00 AM

QP steels exhibit a remarkable combination of strength and flexibility, making them highly attractive for the automotive industry. However, the primary challenge associated with these steels is their relatively limited weldability. Therefore, further studies are necessary to enhance their weldability. In the present study, the effect of welding current intensity on the microstructure and tensile properties of resistance spot welded zinc-coated high-strength steel was investigated. For this purpose, a 1.5 mm thick QP1180 steel sheet was used. The sheets were cut to specified dimensions according to the AWS D8.9 standard. The cut sheets were then welded under 16 cycles and an electrode force of 4.5 bar at currents of 6, 6.5, 7.5, and 8.2 kA. To examine the microstructural and tensile properties, a scanning electron microscope (SEM), elemental analysis, and tensile testing at a rate of 1 mm/min were employed. The results of the study showed that with the increase in welding current from 6 to 6.5, 7.5, and 8.2 kA, the nugget diameter increased from 6.19 to 6.43, 6.67, and 7.26 mm, respectively. Liquid metal embrittlement (LME) cracking was observed at a current of 6 kA; however, it disappeared when the welding current was increased to 6.5 kA. Subsequently, with a further increase in current to 7.5 and 8.2 kA, the crack length increased. The increase in nugget diameter and the absence of LME cracks resulted in the welded sample at 6.5 kA exhibiting the highest strength (23.85 kN) compared to other samples. Following this, as the current increased to 7.5 kA, the strength decreased to 13.35 kN and then increased again to 18.12 kN at a current of 8.2 kA, while ductility was significantly reduced. Fracture surface analysis revealed that at low currents, brittle fracture was the dominant mechanism, whereas at 8.2 kA, it transitioned to ductile fracture. Additionally, the type of fracture was interfacial at currents of 6, 6.5, and 7.5 kA and changed to pull-out at 8.2 kA.

فولاد استحكام بالا، جوشكاري مقاومتي نقطه‌اي، ترك تردي فلز مايع، خواص مكانيكي،شدت جريان،ريزساختار.

Advance high strength steel, Resistance spot welding, Liquid metal embrittlement, Mechanical properties, Microstructure, Welding current

Hosein Khodaei

Dr. Seyed Reza Elmi Hosseini Prof. Saeed G Shabestari