مود شكست جوش مقاومتي نقطه‌اي فولاد دوفازي DP780 در آزمون كشش متقاطع

Failure mode of DP780 resistance spot welds in cross-tension loading

در تحقيق حاضر به بررسي ريزساختار و مود شكست اتصال جوش‌هاي مقاومتي نقطه‌اي فولاد دوفازي فريتي- مارتنزيتي DP780 پرداخته مي شود. بررسي‌هاي متالوگرافي نوري، ريزسختي سنجي و آزمون كشش متقاطع انجام شد. نتايج نشان داد كه ريزساختار دكمه‌ جوش عمدتا متشكل از مارتنزيت و مقداري فريت ويدمن اشتاتن و بينيت است. مقداري كاهش سختي در منطقه‌ي متاثر از حرارت نسبت به فلز پايه مشاهده شد. نتايج نشان داد كه با افزايش جريان جوشكاري مود شكست جوش‌ها از فصل مشتركي به محيطي تغيير مي‌كند. بررسي‌ها نشان داد كه يك اندازه‌ي دكمه‌ي جوش بحراني براي حصول مود شكست محيطي لا‌زم است. براساس مكانيزم شكست جوش‌هاي نقطه‌اي در آزمون كشش متقاطع، يك مدل تحليلي براي پيش‌بيني حداقل انداز‌ه‌ي دكمه‌ي جوش مورد نياز براي اطمينان از حصول مود شكست محيطي ارايه شد. براساس اين مدل ارايه شده، انتقال مود شكست جوش‌هاي مقاومتي نقطه‌اي از فصل مشتركي به محيطي در آزمون كشش متقاطع بوسيله ضخامت ورق، نسبت سختي دكمه‌ي جوش به سختي محل شكست (HAZ)، مقدار حفره‌هاي انقباضي و تخلخل در دكمه‌ي جوش و پهناي HAZ كنترل مي‌شود.

This paper aims at investigating the microstructure and failure mode of DP780 ferrite-martensite dual phase steel resistance spot welds between. Microstructural characterization, microhardness tests and the cross-tension shear tests were conducted. Results showed that the fusion zone microstructure exhibited mainly martensite with some Widmanst?tten ferrite and bainite. A hardness reduction was observed in heat affected zone in respect to the base metal. Results showed that the mode of failure changed from interfacial fracture to pullout as the welding current was increased. Results indicate that there is a critical weld nugget size to ensure the pullout failure mode. Based on the failure mechanism of the spot welds in the cross-tension test, a simple analytical model is proposed to predict the minimum FZ size (DC) to ensure the pull-out failure mode. According to this mode, the sheet thickness, the hardness ratio of fusion zone to pull-out failure location (i.e. HAZ), the amount of shrinkage voids and porosity in fusion zone and the width of the HAZ are the main controlling factors for interfacial to pullout failure mode transition in cross-tension loading.