Page 15 - 机械工程材料2025年第三期

马鸣图，等：论汽车材料研发和推广应用的EVI模式

GI板相比，POSCO公司开发的锌镁（Zn-Mg）涂层 填充的复合物，从而改善了钢板加热时表面的抗氧
板的涂层结合力与焊接电极寿命相当，成形性能、表 化性能、热成形后零件的点焊性能以及室温的预成
面形貌、激光焊接性和腐蚀抗力得到改善，但价格上 形性能。表1给出了POSCO公司热冲压成形钢系
［2］
涨 15% 。POSCO公司还开发了用于热成形的有 列烘烤前后的性能 ［17］ ，烘烤后热冲压成形钢具有更
机纳米涂层板，该涂层为有机和无机复合纳米粒子 高的屈服强度。
表1 POSCO公司热冲压成形钢系列烘烤前后的性能 ［17］
Table 1 Performance of POSCO hot stamped steel series before and after baking [17]
烘烤前 170 ℃×20 min烘烤后
牌号
屈服强度/MPa 抗拉强度/MPa 断后伸长率/% 屈服强度/MPa 抗拉强度/MPa 断后伸长率/%
HPF1470 1 080 1 490 7.4 1 270 1 520 7.1
HPF1800 1 240 1 830 6.8 1 440 1 770 6.2
HPF2000 1 320 2 060 5.7 1 560 1 950 5.4

2010 年POSCO全球EVI论坛的主题为在汽 硅涂层板，点焊电流范围也较宽，但其数值明显提升；
车零件制造中如何对用户进行帮助，包括如何使用 当裸板的强度级别提升时，点焊电流增大，但范围变
先进的激光拼焊板、液压成形技术、热冲压成形技 窄。表2列出了不同强度热成形钢点焊后接头的拉
术，以及如何用好与这些成形技术相关的新的钢 伸剪切和十字拉伸试验结果以及相关的延性比 ［18］ ，
种。在汽车制造中特别是高强度白车身的制造中， 可以看出，随着板材强度的增大，点焊后接头的强度
点焊技术是一项重要的制造技术，通常一部汽车白 以及延性比均下降，断裂模式均为部分交界面分离。
车身的焊点数量超过4 000个。高强度板和新的涂 当点焊工艺适当时，焊点的承载能力（拉伸剪切和十
层技术的发展对点焊条件也提出了新的要求。按照 字拉伸）都随基体材料的强度增大而下降，延性比也
ISO18278-2：2016 Resistance welding—Weldability 基本呈现该变化趋势 ［18］ 。
Part 2: Evaluation procedures for weldability in spot 2012 年POSCO全球EVI论坛的主题为如何
welding标准，对未涂层板进行点焊时的电极压力为 使用户快速使用新的钢铁产品，旨在将钢铁产品的
4.5 kN，熔化时间为3 s，焊接时间为130 s，冷却时间 开发与用户汽车产品的开发有机融合在一起，推进
为40 s，保持时间为300 s，电极为Cu-Cr电极，电极 EVI的深度合作，并且提出“用户的成功就是我们的
形式为模块式的电极系统，电极头部直径为0.8 mm， 明天”的理念。为此，钢铁企业将新产品的性能进行

冷却剂流量为4 L · min −1 ，点焊板材和冲压零件的 全面的检测并编制相关手册，如POSCO公司编写的
厚度在1.5~1.7 mm。当点焊抗拉强度为1 470 MPa 《Automotive Steel Data Book 2011》，同时还将钢铁
的热成形裸板时，其点焊电流为3.0~7.7 kA。对于 材料的各类数据嵌入到知名的设计与分析软件中，
抗拉强度为1 470 MPa的铝硅涂层热冲压成形板， 这其中涵盖新材料的力学性能、成形性能、焊接工艺
点焊电流为8.5~10.5 kA。对于抗拉强度为1 800， 和性能、涂装性能（光鲜性和耐腐蚀性能）以及零件
2 000 MPa的热冲压成形裸板，点焊电流分别为 的抗疲劳性能等，并将其全面系统展示给用户，根据
7.5~9.0，7.5~8.5 kA。这些数据表明对于热成形的 用户所开发的零件功能要求，为用户推荐合适的材
裸板，点焊电流偏低且范围宽，而对于强度较低的铝 料，共同解决用户应用新材料时所遇到的任何问题
表2 不同强度热成形钢点焊后接头的拉伸剪切和十字拉伸试验结果以及相关的延性比 ［18］
Table 2 Tensile shear and cross tensile test results and related ductility ratios of joints of hot formed steels
with different strengths after spot welding [18]
拉伸剪切 十字拉伸
牌号 板材状态 板材厚度/mm 电流/A 延性比
最大拉伸剪切力/kN 断裂模式 最大十字拉伸力/kN 断裂模式
镀AlSi涂层 1.7 8.5 35.5 10.1 0.28
HPF1470
冷轧 1.5 8.5 28.6 部分交界面 7.2 部分交界面 0.25
HPF1800 冷轧 1.5 8.5 27.3 分离 5.7 分离 0.21
HPF2000 冷轧 1.5 8.0 22.1 4.4 0.20
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