引言
隨著航空航天、電子、汽車、家用電器等工業的發展，電阻焊越加受到廣泛的重視。同時，對電阻焊的質量也提出了更高的要求[1]。然而，目前還缺乏可靠的無損檢測方法，焊接質量只能靠工藝試樣和工件的破壞性試驗來檢查。本文針對具有普遍性的電阻點焊連線中出現的斷裂現象進行分析。
電阻點焊的優點是成本低，操作簡單，易於實現機械化和自動化，缺點是對氣密性要求不高，容易出現氣孔，電流過低時容易產生未焊透的現象，電流過大時容易造成材料脆性斷裂[2]。
本文所用的破壞性試驗方法是高頻振動試驗，其目的在於確定所設計、製造的機器、構件在運輸和使用過程中承受外來振動或者自身產生的振動而不至破壞，併發揮其效能、達到預定壽命的可靠性。試驗通過對類似結構（螺母和板材連線）進行高頻振動達到支架斷裂，並對斷裂原因進行說明分析。
1 試驗過程
本文所用的材料是Q235 鋼，焊接螺母厚6-7mm，連線板材厚2.5mm，採用電阻點焊連線方法。對採用電阻點焊連線的電動機支架高頻振動破壞試樣進行了失效分析。通過對焊接材料成分分析、斷口形貌分析、微觀金相組織分析，找出固定電動機支架發生斷裂的原因，以提高電動機使用過程中的安全性。
1.1 試樣成分分析
固定電動機的支架和螺母的材料為Q235 鋼，屬於碳素結構鋼，易於冶煉，價格低廉，效能基本滿足一般工程結構要求。通常以熱軋空冷狀態供應，其塑性好，焊接效能好，使用狀態下的組織為鐵素體加珠光體。成分分析如表2.1 所示，碳素結構鋼中常含有五種元素：C、Si、S、P、Mn，其中錳含量≤1.0%，矽含量≤0.5%，硫含量和磷含量各≤1.0%[3]。
1.2 斷口巨集觀形貌分析
進行斷口巨集觀形貌分析的目的是為了根據裂紋擴充套件區的微觀形貌特徵來判斷其金屬材料斷裂源的位置、裂紋的擴充套件方向和斷裂斷口的斷裂性質，以分析造成斷裂的原因。斷裂斷口的巨集觀形貌和標註如所示。
由可以看到斷口的形貌，發生斷裂時斷口無明顯塑性變形，為脆性斷裂。根據疲勞斷裂理論，疲勞裂紋穩定擴充套件區最突出的形貌特徵是疲勞紋的存在。從中可以看出，斷口處有明顯的疲勞紋存在，而且以疲勞源為中心，疲勞紋不斷向外擴散，且疲勞紋間距離不等。由中可見斷裂分為三部分：疲勞源、平滑區及瞬斷區。疲勞源的位置在螺母與板材焊點的板材處；沿疲勞源的`板材厚度方向為疲勞的平滑區，此區包括疲勞裂紋的萌生及擴充套件(即在疲勞裂紋擴充套件前期，裂紋擴充套件的速度很小，產生微觀的疲勞條紋；而在裂紋擴充套件的後期，裂紋擴充套件速率較快，容易產生巨集觀可見的疲勞線)；沿平滑區的板材厚度方向為瞬斷區，此區有撕裂的痕跡，邊緣為解切脣疲勞；斷口中平滑區與瞬斷區之間的區稱之為疲勞過渡區，斷口的粗糙程度也介於平滑區與瞬斷區之間[4]。
1.3 試樣微觀組織分析
對試樣進行磨製和拋光後，用4%硝酸酒精進行腐蝕。然後在光學顯微鏡下，觀察試樣不同放大倍數的微觀組織。
通過可以看出，焊點外側未形成良好的弧形焊接表面，呈現整齊的銳角。
並且在焊接板材和螺母外側受熱受壓變形後，焊接板材與螺母接觸邊緣有翹曲開口，產生了應力集中[5]。
而且，焊接接頭的熱影響區範圍大，容易出現晶粒度粗大組織，影響焊接接頭的效能。
故在高頻振動試驗中，這種已存在焊接應力集中的熱影響區附近區域，極易造成斷裂。
通過（a）、（b）可明顯的看出，焊縫均存在未焊透、未熔合情況。焊縫區域存在明顯的連線交線，熔合不徹底，而且焊接接頭的實際熔合長度佔整條焊縫的比例較小。左側試樣在焊縫左側有未焊透部分，未熔合部分佔大部分，完全熔合部分約1/3。右側試樣在焊縫兩側為未焊透部分，未熔合部分佔大部分，完全熔合部分約1/5。