如果一輛鐵路客車外觀質(zhì)量很差，特別是外露結(jié)構(gòu)表面有明顯的波浪紋和凹凸不平感，甚至在光線作用下，存在時隱時現(xiàn)、雜亂的反光效果，那么即使客車內(nèi)的設(shè)施再完備、再先進也將無法獲得用戶的青睞。為了避免以上問題發(fā)生，電阻點焊作為一種重要的焊接應(yīng)用技術(shù)，越來越受到鐵路車輛制造商的青睞，該焊接方法可以有效解決焊接變形，避免上述問題發(fā)生。與此同時，焊接自動化為點焊技術(shù)的快速發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

國內(nèi)鐵路車輛常用的鋼板規(guī)格主要分為2mm、2.5mm、3mm三種，Q310NQL2+Q345NQR2材質(zhì) 搭配是其常見的設(shè)計組合，焊接方法基本采用變形量很小的電阻點焊。

電阻點焊屬于搭接結(jié)構(gòu)，因為搭接面無法實現(xiàn)焊后的表面處理，所以焊前必須選擇合適的工藝進行表面處理。噴砂工藝為單一工序，效率高、經(jīng)濟性好，不僅可以有效去除零件表面油污、焊接熔粒及焊接氧化層等，而且噴砂后鋼材表面得到清潔，材料表面力學(xué)性能還可得到改善，因此一般鐵路車輛制造商在電阻點焊前均對鋼材進行噴砂處理。

由于車輛運營周期內(nèi)各種工況及環(huán)境較為復(fù)雜，電阻點焊特殊的搭接結(jié)構(gòu)又導(dǎo)致焊后無法對搭接位置進行防腐處理，而腐蝕又對焊接接頭疲勞性能有一定影響，所以系統(tǒng)地開展經(jīng)噴砂處理后母材的電阻點焊接頭腐蝕對疲勞性能影響的研究顯得尤為重要。

該研究對指導(dǎo)實際生產(chǎn)、改進鐵路車輛焊接結(jié)構(gòu)及工藝設(shè)計、提升電阻點焊整體技術(shù)水平具有很重要的現(xiàn)實意義。

2試驗材料及試驗方法

2.1 試驗材料

試驗材料為板厚2.5mm的Q310NQL2鋼及板厚3mm的Q345NQR2鋼，對試驗材料表面進行噴砂處理后進行電阻點焊試驗。試驗材料的化學(xué)成分及力學(xué)性能分別見表1～表4。

2.2 試驗方法

對經(jīng)過表面噴砂處理的Q310NQL2＋Q345NQR2鋼板進行電阻點焊工藝試驗，與工廠現(xiàn)車制造工藝相同，其焊接參數(shù)見表5

試件尺寸如圖1所示。

焊后試件按照中車唐山機車車輛有限公司內(nèi)部企業(yè)標準進行外觀、平滑度及斷面檢測。焊后對接頭進行鹽霧腐蝕和脈動拉伸疲勞試驗。

（1）鹽霧腐蝕試驗選用乙酸鹽霧（ASS）對電阻點焊接頭進行鹽霧腐蝕試驗，試驗周期為48h、1000h。鹽霧腐蝕試驗中所使用試樣的尺寸為138mm×60mm（見圖1）。

（2）脈動拉伸疲勞試驗對未經(jīng)鹽霧腐蝕的電阻點焊接頭和經(jīng)48h、1000h鹽霧腐蝕的電阻點焊接頭分別進行脈動拉伸疲勞試驗。脈動拉伸疲勞試驗按照ISO14324：2003《電阻點焊焊縫的有損檢驗點焊焊縫的疲勞試驗法》的要求進行試件加工，并按照該標準規(guī)定進行試驗，應(yīng)力比R=0.1，指定循環(huán)壽命取1×107次。在試驗過程中，當疲勞裂紋尺寸足夠大而導(dǎo)致載荷加不上去時，可自動卸載停振，并記錄循環(huán)次數(shù)。墊板厚度與相應(yīng)母材厚度一致。采用JSM-6360LV型掃描電鏡對疲勞斷口進行微觀形貌分析。

3 試驗結(jié)果及分析

3.1 接頭疲勞性能對比

電阻點焊接頭F-N曲線對比如圖2所示。

按常規(guī)方法確定F-N曲線和由升降法確定的1×107次循環(huán)下的疲勞極限，最終確定的未經(jīng)鹽霧腐蝕及經(jīng)48h、1000h鹽霧腐蝕的Q310NQL2+Q345NQR2電阻點焊接頭疲勞極限F0.1分別為4.55kN、3.71kN、3.87kN。由此可看出，未經(jīng)鹽霧腐蝕的接頭疲勞極限較高，經(jīng)鹽霧腐蝕的接頭疲勞極限較低；經(jīng)48h與1000h鹽霧腐蝕接頭的疲勞極限相差不大。

3.2 斷口分析

未經(jīng)鹽霧腐蝕及經(jīng)48h、1000h鹽霧腐蝕的Q310NQL2+Q345NQR2電阻點焊接頭疲勞試件的疲勞斷口宏觀形貌如圖3～圖5所示。

微觀形貌如圖6～圖8所示。

由此可看出，未經(jīng)鹽霧腐蝕及經(jīng)48h、1000h鹽霧腐蝕后的電阻點焊接頭試件起裂區(qū)無缺陷，沒有明顯起裂源。因為試件受剪切和拉伸兩種應(yīng)力，根據(jù)試件的受力狀態(tài)，熔核處沿試件長度方向存在應(yīng)力集中，且熔核為圓形，熔合區(qū)組織分布不均，所以最初在熔合區(qū)因應(yīng)力集中而起裂；從圖6a可看出，熔合區(qū)起裂處有明顯的起伏，這是因為裂紋從初始位置啟裂后沿著熔合線擴展，并在擴展一定長度后，由于應(yīng)力集中、缺口等因素形成新的裂紋源向著母材擴展，因此最終斷裂。由于疲勞斷口擴展時中斷較少，所以疲勞裂紋擴展區(qū)沒有明顯的疲勞輝紋；擴展區(qū)的大小隨疲勞循環(huán)次數(shù)的增加而增大；終斷區(qū)呈剪切韌窩+解理形態(tài)，韌窩較大。試件斷裂處無缺陷，因此可知應(yīng)力集中是斷裂的主要原因。

4 結(jié)束語

1）對經(jīng)過表面噴砂處理的Q310NQL2＋Q345NQR2鋼進行電阻點焊工藝試驗，未經(jīng)鹽霧腐蝕及經(jīng)48h、1000h鹽霧腐蝕的電阻點焊接頭指定壽命為1×107次的疲勞極限F0.1分別為4.55kN、 3.71kN、3.87kN。由此可知，未經(jīng)鹽霧腐蝕的點焊接頭疲勞極限較高，經(jīng)鹽霧腐蝕的點焊接頭疲勞極限較低；經(jīng)過48h與1000h鹽霧腐蝕的點焊接頭疲勞極限相差不大。

2）所有疲勞斷裂試件均起裂于熔合區(qū)，擴展區(qū)隨著循環(huán)次數(shù)增加而增大，終斷區(qū)呈現(xiàn)剪切韌窩形 態(tài)。