激光螺旋點(diǎn)焊和電阻點(diǎn)焊DC06 鍍鋅鋼接頭組織和性能

周斌，陳捷獅,，張楊，張文帥，楊尚磊，陸?zhàn)?/p>

(1.上海工程技術(shù)大學(xué),上海,201602；2.上海市激光先進(jìn)制造技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心,上海,201620；3.上海交通大學(xué),上海,200240)

0 序言

DC06 超深沖鍍鋅鋼板由于良好的加工性能和耐腐蝕性，以及低廉的成本，在汽車車身部件上被廣泛使用[1].電阻點(diǎn)焊是汽車工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的車身連接技術(shù)，汽車上的點(diǎn)焊數(shù)量從2000 到5000不等，顯示了電阻點(diǎn)焊在汽車裝配中的廣泛應(yīng)用.但電阻點(diǎn)焊仍存在生產(chǎn)效率、夾具設(shè)計(jì)和可達(dá)性等不足[2-3]，如采用機(jī)械焊接夾具反復(fù)移動(dòng)和接觸，生產(chǎn)效率低[2].接觸電極由于金屬附著力容易損壞電阻焊頭發(fā)生故障，具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和幾何輪廓也需要不同的焊接夾具形狀，也存在接頭可達(dá)性問題[3].

激光螺旋點(diǎn)焊(Laser Screw Welding)是一種新型激光焊接技術(shù)，高功率激光通過激光器產(chǎn)生，經(jīng)過高速偏轉(zhuǎn)的振鏡系統(tǒng)，使激光以預(yù)設(shè)的路徑運(yùn)行.區(qū)別于傳統(tǒng)的激光焊接的機(jī)械運(yùn)動(dòng)調(diào)整激光路徑，使用振鏡系統(tǒng)調(diào)整光路具有反應(yīng)靈敏，自由度高，焊接速度快，焊接光斑小，能量利用率高等優(yōu)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)工件的精密焊接[4-5].Thiel 等人[6]研究了靜態(tài)光束與振蕩光束對鋁合金的焊接效率的影響，發(fā)現(xiàn)在相應(yīng)振蕩振幅下，光束直徑df=100 μm的焊接效率比光束直徑df=450 μm 和df=150 μm的靜態(tài)光束得到了提高，并且節(jié)省了1/4 的激光功率，而孔隙數(shù)量和面積以及焊縫的表面質(zhì)量都沒有受到負(fù)面影響.Yamazaki 等人[7]使用振鏡掃描激光和金屬焊絲進(jìn)行窄間隙的焊接，他們發(fā)現(xiàn)振鏡激光可以實(shí)現(xiàn)縫隙寬度3～ 5 mm，間隙角3°～ 4°的窄間隙焊接，對比于靜態(tài)光束，使用振鏡激光焊接焊接變形小，產(chǎn)生的焊接應(yīng)力區(qū)域小，可以防止在焊縫底部的不良焊接.李俐群等人[8]研究了搭接間隙對激光螺旋點(diǎn)焊成形和力學(xué)性能的影響，他們發(fā)現(xiàn)焊點(diǎn)強(qiáng)度主要受到鋅蒸氣逃逸情況和焊點(diǎn)處承載面積的影響，適當(dāng)增加間隙有利于鋅蒸氣的逃逸，可以避免焊接缺陷，提高剪切強(qiáng)度.Hao 等人[9]研究了奧氏體不銹鋼光纖激光掃描焊接的焊縫形成機(jī)制，發(fā)現(xiàn)在焊接速度低于24 m/min 的鎖孔模式下，焊接滲透度與焊接速度成反比并急劇下降.而振鏡激光可以實(shí)現(xiàn)焊接速度大于48 m/min，形成的熱傳導(dǎo)模式中焊接滲透深度與焊接速度幾乎保持穩(wěn)定，從而形成穩(wěn)定可靠的焊縫.

綜上所述，激光螺旋點(diǎn)焊具有生產(chǎn)效率高、裝配精度要求低和可達(dá)性強(qiáng)等電阻點(diǎn)焊無法比擬的優(yōu)勢.但是目前關(guān)于兩種工藝對比研究較少.因此，文中以汽車廣泛用的DC06 鍍鋅鋼為研究對象，設(shè)計(jì)了激光螺旋點(diǎn)焊和電阻點(diǎn)焊兩種焊接接頭，對比研究了兩種工藝對DC06 鍍鋅鋼接頭成形、微觀組織和力學(xué)性能(顯微硬度和剪切性能)的影響規(guī)律，為DC06 鍍鋅鋼板連接的工程應(yīng)用提供參考.

1 試驗(yàn)方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所用的母材為DC06 超深沖冷軋鍍鋅鋼板，公稱板厚為1.2 mm，鍍鋅層厚度為50 μm，DC06 鍍鋅鋼板化學(xué)成分如表1 所示，力學(xué)性能如表2 所示.

表1 DC06 鍍鋅鋼板化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)Table 1 Chemical composition of DC06 galvanized steel sheet

表2 DC06 鍍鋅鋼板力學(xué)性能Table 2 Mechanical properties of DC06 galvanized steel

1.2 試驗(yàn)內(nèi)容

激光螺旋點(diǎn)焊試驗(yàn)所使用的激光設(shè)備為Trumpf TruDisk16002 型激光器，激光波長1 030 nm，最大激光輸出功率8 kW，光斑直徑540～ 840 μm.搭配電鍍PFO 鏡頭為Blackbird intelliWELD II FT，擺動(dòng)頻率0～ 6 kHz，掃描范圍(220 ± 70) mm ×(220 ± 70) mm.激光試驗(yàn)前將原材料切成100 mm ×20 mm 的板材，使用標(biāo)準(zhǔn)墊片制造搭接間隙，使用夾具固定兩端，試驗(yàn)平臺(tái)原理如圖1 所示.試驗(yàn)中激光掃描路徑采用R1～R5依次增大的5 段渦狀線形成的閉環(huán).保護(hù)氣體采用82%Ar+18%CO2，氣體流量15 L/min，進(jìn)行側(cè)吹保護(hù)，其它工藝參數(shù)如表3 所示.電阻點(diǎn)焊試驗(yàn)所使用的設(shè)備為HFDB-100 中頻電焊機(jī)，額定容量2×80 kW，最大短路電流38 kA，額定負(fù)載持續(xù)率20%，次級電壓9.6 V，冷卻水消耗量25 L/min，其它工藝參數(shù)如表4 所示.

圖1 試驗(yàn)平臺(tái)示意圖Fig.1 Schematic diagram of the test platform

表3 激光螺旋點(diǎn)焊焊接工藝參數(shù)Table 3 Laser screw welding process parameters

表4 電阻點(diǎn)焊焊接工藝參數(shù)Table 4 Resistance spot welding process parameters

1.3 測試手段

沿焊接接頭中心切開制作金相試樣，打磨、拋光后使用4%硝酸酒精溶液進(jìn)行腐蝕，在VHX-5000 型三維顯微鏡下觀察接頭截面的宏觀形貌及微觀組織.對樣品進(jìn)行機(jī)械拋光，然后使用 90%CH3COOH+10% HClO4的溶液在0.3 A 電流，18 V 電壓和24 ℃下電解拋光30 s，使用LYRA3TESCAN 聚焦離子束掃描電鏡觀察微觀組織，工作時(shí)電場電壓15.0 kV，焦距10 mm .使用電子背散射衍射儀(EBSD)研究其晶粒尺寸及取向，使用全自動(dòng)顯微硬度計(jì)測試焊接接頭及母材區(qū)域硬度分布.拉剪試驗(yàn)在MTS 600 kN 級萬能試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行，拉伸速度2 mm/min，拉伸試樣為非標(biāo)準(zhǔn)樣，具體尺寸如圖2 所示，進(jìn)行拉伸時(shí)上下采用墊板使接頭處于受力中心.拉伸試驗(yàn)完成后使用LYRA3TESCAN 聚焦離子束掃描電鏡觀察斷口形貌，分析拉伸試樣的主要斷裂機(jī)制.

圖2 拉伸件尺寸示意圖(mm)Fig.2 Schematic diagram of the dimensions of the tensile parts

2 試驗(yàn)結(jié)果及分析

2.1 焊接接頭宏觀形貌分析

圖3 為激光螺旋點(diǎn)焊不同熱輸入下接頭表面成形及截面形貌，可以看出，根據(jù)熱輸入量從小到大截面分為U 形接頭、H 形接頭和V 形接頭3 種形貌特征.當(dāng)熱輸入小于505 J/cm 時(shí)，如圖3a 所示，接頭表面形貌呈起伏不平的橢圓形，截面呈現(xiàn)U 形，上板金屬僅有部分與下板熔接，但并未熔透，接頭熔合處形成兩段趾狀形貌，這是由于熱輸入不足導(dǎo)致金屬熔化不充分，相鄰兩道焊縫未能形成良好的搭接區(qū)域；當(dāng)熱輸入在505～ 610 J/cm 時(shí)，如圖3b 所示，接頭表面呈光滑的正圓形，截面呈H 形，金屬被充分熔化，熔池受重力作用向下發(fā)生一定凹陷，接頭完全熔透；當(dāng)熱輸入大于610 J/cm時(shí)，如圖3c 所示，接頭表面呈帶缺口的圓形，截面上部呈現(xiàn)V 字缺口，這是由于激光能量過大，激光在熔池產(chǎn)生了匙孔效應(yīng)，對熔池產(chǎn)生了過大的攪拌作用，快速冷卻之后形成表面缺口，同時(shí)也在接頭內(nèi)部產(chǎn)生了較大的孔隙.

圖3 不同熱輸入下接頭表面(見插圖)及截面形貌Fig.3 Surface (see inset) and cross-sectional shape of the joint under different heat inputs.(a) low heat inputl;(b) medium heat input;(c) high heat input

在確定焊接工藝中熱輸入的情況下，根據(jù)激光熱輸入公式[10]E=η·Pν (η為激光效率，P為激光輸出功率，ν為焊接速度)可以確定合適的工藝窗口，試驗(yàn)中激光效率η 選取為0.8.圖4 為激光螺旋點(diǎn)焊工藝窗口，激光熱輸入低于505 J/cm 時(shí)，接頭處于未熔合狀態(tài)，熱輸入在505～ 610 J/cm 時(shí)接頭正常熔合，當(dāng)熱輸入大于610 J/cm 時(shí)接頭過熔合.通過對低功率低速度與高功率高速度兩種方案進(jìn)行對比發(fā)現(xiàn)，高功率高速激光螺旋點(diǎn)焊形成的接頭質(zhì)量較好，高速焊接可以減少激光對熔池的作用，減小熔池波動(dòng)，避免材料過度汽化而造成塌陷、氣孔等焊接缺陷[11].

圖4 激光螺旋點(diǎn)焊工藝窗口Fig.4 Laser screw welding process window

圖5 為不同工藝參數(shù)下電阻點(diǎn)焊熔核區(qū)尺寸圖，控制焊頭作用時(shí)間t為200 ms，圖5a 焊頭壓力P1與焊接電流I均最小，熔核區(qū)尺寸最?。粓D5b 僅增大焊頭壓力P1，熔核區(qū)尺寸增大，上下表面向內(nèi)凹陷，板間夾縫明顯；圖5c 僅增大焊接電流I，熔核區(qū)尺寸最大，上下表面向內(nèi)輕微凹陷.對比發(fā)現(xiàn)焊接電流I對熔核區(qū)尺寸影響最大，焊頭壓力P1會(huì)對板間夾縫造成影響.

圖5 不同工藝參數(shù)下電阻點(diǎn)焊熔核區(qū)尺寸Fig.5 Size of resistance spot welding nugget under different process parameters.(a) P1=0.45 MPa,I=7 kA;(b) P1=0.55 MPa,I=7 kA;(c) P1=0.45 MPa,I=10 kA

2.2 焊接接頭微觀組織分析

圖6 和圖7 所示為典型的激光螺旋點(diǎn)焊接頭形貌，由母材區(qū)、熱影響區(qū)、熔核區(qū)3 部分構(gòu)成，母材由鐵素體(F)和少量滲碳體(Fe3C)組織構(gòu)成(圖7c).熔核區(qū)中心為等軸晶，周圍為斜向內(nèi)生長的柱狀晶，晶粒尺寸更大，取向更為明顯.這是由于熔池內(nèi)外冷卻不均勻造成的，靠近母材端的金屬液散熱最快，晶體垂直于熔合線由外向內(nèi)生長，形成了柱狀晶區(qū)；中心金屬液散熱失去方向性，晶核自由生長，生長速度相近形成了等軸晶區(qū)，接頭表面較為平整(圖7d).從圖6b 可以看出，接頭中心等軸晶區(qū)域組織為不規(guī)則塊狀F，晶界處有少量Fe3C 析出(圖7f)，部分區(qū)域有魏氏組織，柱狀晶無法形核，連生結(jié)晶特點(diǎn)明顯(圖7e)，在熱影響區(qū)附近組織基本為塊狀F(圖7b).

圖6 激光螺旋點(diǎn)焊焊點(diǎn)截面Fig.6 Laser spiral spot welding joint cross section

圖7 激光螺旋點(diǎn)焊微觀組織形貌Fig.7 Laser spiral spot welding microstructure morphology.(a) fusion zone;(b) heat-affected zone;(c) base material;(d) fusion zone 2.00 kx;(e) fusion zone 5.00 kx;(f) fusion zone 10.00 kx

圖8 和圖9 所示為激光螺旋點(diǎn)焊的EBSD 結(jié)果，圖8 可以看出，熱影響區(qū)部位晶粒大小尺寸相近，而熔核區(qū)柱狀晶尺寸遠(yuǎn)大于熱影響區(qū)，分界線較為明顯.晶粒尺寸和晶粒取向差影響材料的力學(xué)性能，一般來說，小尺寸晶粒的力學(xué)性能更好，通常用取向差的平均值來估計(jì)材料內(nèi)部的殘余應(yīng)變和塑性變形，取向差的平均值隨著材料變形的增加而增加[12].從圖9 可以看出，熔核區(qū)和熱影響區(qū)的平均晶粒尺寸分別為27.82 μm 和3.09 μm，平均晶粒取向差分別為4.06°和1.26°.

圖8 熔合線附近IPFFig.8 IPF near fusion line;

圖9 激光螺旋點(diǎn)焊晶粒尺寸和取向差Fig.9 Laser spiral welding grain size and orientation

圖10 和圖11 所示為電阻點(diǎn)焊的接頭形貌，由母材區(qū)、塑性環(huán)、熔核區(qū)3 部分構(gòu)成，母材由鐵素體(F)和少量滲碳體(Fe3C)組成(圖11c).如圖11a所示，熔核區(qū)中間較長一段為豎直生長的柱狀晶組成，靠近塑性環(huán)位置為斜向內(nèi)生長的柱狀晶(圖11b)，環(huán)外有粗晶區(qū)分布，組成的整體形貌近似一個(gè)橢圓，這是由于電阻焊兩板搭接處最先產(chǎn)生熱量熔化金屬，熱量從內(nèi)向外傳遞，幾乎不存在冷卻速度相近的區(qū)域.接頭表面存在較大的空洞(圖11d)放大后也存在一些微孔(圖11f)，從圖11f 可以看出熔核區(qū)由貝氏體(B)組成，塑性環(huán)外粗晶區(qū)主要由F 和少量B 組成，并在夾縫中存在被擠壓的金屬固體及顆粒(圖11b).

圖10 電阻點(diǎn)焊焊點(diǎn)截面Fig.10 Resistance spot welidng joint cross section

圖11 電阻點(diǎn)焊微觀形貌Fig.11 Resistance spot welding microscopic shape.(a) Fusion core;(b) Coarse crystal area;(c) Base material;(d)Fusion core 2.00 kx;(e) Fusion core 5.00 kx;(f) Fusion core 10.00 kx

圖12 和圖13 所示為電阻點(diǎn)焊的EBSD 結(jié)果，圖10a 可以看出，塑性環(huán)外粗晶區(qū)部位晶粒大小不一，熔核區(qū)晶體尺寸遠(yuǎn)大于粗晶區(qū)，分界線較為明顯.從圖11a 可以看出，熔核區(qū)和熱影響區(qū)平均晶粒尺寸分別為33.78 μm 和5.94 μm，平均晶粒取向差分別為5.60°和1.98°，晶粒尺寸和平均晶粒尺寸差均比激光螺旋點(diǎn)焊大，接頭內(nèi)部殘余應(yīng)力較大[13].

圖12 電阻點(diǎn)焊塑性環(huán)附近IPFFig.12 IPF near plastic ring of resistance spot welding

圖13 電阻點(diǎn)焊晶粒尺寸和取向Fig.13 Resistance spot welding grain size and orientation

2.3 焊接接頭顯微硬度分析

圖14 顯示了激光螺旋點(diǎn)焊和電阻點(diǎn)焊接頭的顯微硬度分布，依據(jù)模型中的取點(diǎn)方式每個(gè)接頭等距取40 個(gè)硬度，覆蓋了母材(BM)、接頭(WZ)以及影響區(qū)(HAZ).激光螺旋點(diǎn)焊熔核區(qū)外圍等軸晶硬度為160 HV10 左右，中心等軸晶硬度約為130 HV10，母材硬度為120 HV10 左右，激光螺旋點(diǎn)焊接頭中心有明顯的硬度降低，呈現(xiàn)出明顯的硬度梯度.這是由于從內(nèi)向外焊接時(shí)，相鄰焊道之間的搭接范圍較大，焊接接頭中心組織再次經(jīng)歷熱循環(huán)，晶粒長大，因而中心硬度較周圍有所降低；電阻點(diǎn)焊熔核區(qū)平均硬度為190 HV10，塑性環(huán)到母材硬度降幅較大，這是由于冷卻速度快，獲得的貝氏體(B)組織硬度較高[14]，粗晶區(qū)為鐵素體(F)和貝氏體(B)，硬度變化較小，無明顯硬度梯度.結(jié)合組織分析，相比于F，B 硬度高但塑性較差，受力后更容易萌生裂紋并斷裂失效[15].

圖14 激光螺旋點(diǎn)焊和電阻點(diǎn)焊接頭顯微硬度分布圖Fig.14 Microhardness distribution of laser spiral spot welding and resistance spot welding joints

2.4 焊接接頭力學(xué)性能及失效分析

試驗(yàn)選取了鍍鋅和非鍍鋅兩種相同規(guī)格的鋼板進(jìn)行了力學(xué)測試，選用預(yù)試驗(yàn)中兩種工藝方法中接頭力學(xué)表現(xiàn)最好的工藝參數(shù)如表5，每組測試3 個(gè)試樣取平均值.圖15 為兩種接頭的抗拉強(qiáng)度，搭接鋼板在拉伸力下受剪切載荷，激光螺旋點(diǎn)焊最大剪切載荷都在9.5 kN 以上，電阻點(diǎn)焊最大剪切載荷在9 kN 左右，電阻點(diǎn)焊對鋅蒸氣的作用較為敏感，所能承載的剪切載荷較小，原因在于電阻點(diǎn)焊熔核區(qū)部位橫向接觸面較大，鋅蒸氣作用面積較大，加上外部的壓力作用，鋅蒸氣很難從縫隙中排出.

圖15 焊接接頭抗拉強(qiáng)度Fig.15 Tensile strength of welded joints

表5 預(yù)試驗(yàn)最佳工藝參數(shù)Table 5 Pre-test optimal process parameters

此外，在相同工藝下，非鍍鋅鋼接頭抗剪切能力優(yōu)于鍍鋅鋼，說明鋅的蒸發(fā)對接頭有負(fù)面作用.在激光螺旋點(diǎn)焊中，同種材料下2 mm 間隙最大剪切載荷略高于無間隙，說明制造的搭接間隙能給鋅蒸氣提供有效的逃逸通道，以減少鋅蒸氣對接頭的不利影響.

接頭在拉伸過程的受力情況如圖16 所示，接頭受力會(huì)發(fā)生一定角度的偏轉(zhuǎn)，既受拉力也受到剪切作用.DC06 鍍鋅鋼點(diǎn)焊接頭主要有兩種斷裂模式，分別是撕出型斷裂和拔出型斷裂，激光螺旋點(diǎn)焊斷裂模式均為撕出型斷裂，電阻點(diǎn)焊斷裂模式均為拔出型斷裂.圖17a 為撕出型斷裂，接頭撕出型斷裂是在接頭處開裂，接頭與母材一起從試板上撕出，最后在母材處發(fā)生破壞.與拔出型斷裂相比，焊縫撕出型斷裂具有更大的破壞位移，吸收更多能量，是一種理想的斷裂形式.圖17b 為拔出型斷裂，這是電阻點(diǎn)焊中常見的一種破壞形式，即接頭被完整地拉出板材，留下一個(gè)洞，像紐扣一樣留在另一塊板材上，李銅、鄭森等人[16-17]在鎂合金和鎂鋼搭接電阻點(diǎn)焊中都發(fā)現(xiàn)了該種斷裂模式，該種斷裂模式裂紋擴(kuò)展迅速，吸收能量較少.

圖16 拉伸試驗(yàn)接頭受力分析圖Fig.16 Tensile test welding joint force analysis diagram

圖17 不同接頭斷裂模式圖Fig.17 Fracture mode diagram of different joints.(a)tear-out type (laser screw welding);(b) pull-out type (resistance spot welding)

對兩種模式斷口進(jìn)行分析，圖18a 為撕裂斷口，可以發(fā)現(xiàn)整個(gè)斷口的韌窩多為等軸韌窩(圖18b)，大小比較均勻，整體表現(xiàn)出較好的韌性斷裂特征，可以分析出由于熱影響區(qū)的晶粒產(chǎn)生了正火效應(yīng).該處的塑性和強(qiáng)度有所提高[18]，可發(fā)生較大的塑性變形而不發(fā)生斷裂，而當(dāng)接頭因受拉力后大角度旋轉(zhuǎn)對母材的剪切力起主導(dǎo)作用，導(dǎo)致母材最終撕裂；圖18c 是拔出型斷口，可以發(fā)現(xiàn)焊接接頭兩側(cè)受力的破壞形式明顯不同，發(fā)現(xiàn)焊接接頭受力一側(cè)的斷口為纖維狀的韌窩狀組織，呈現(xiàn)出韌性斷裂的特征，另一側(cè)在發(fā)生明顯的塑性變形后產(chǎn)生了相對平滑的斷口，呈現(xiàn)出脆性斷裂的特征.對兩種類型斷口做Zn 元素的能譜面分布發(fā)現(xiàn)，撕出型斷口Zn 幾乎完全揮發(fā)，而拔出型斷口Zn 呈現(xiàn)了一定的聚集性.在對拔出型斷口起裂一側(cè)的斷口分析，發(fā)現(xiàn)接頭邊緣有氣孔，氣孔內(nèi)部放大后發(fā)現(xiàn)許多淺色顆粒(圖18d).對A、B、C 3 處氣孔內(nèi)的顆粒物質(zhì)進(jìn)行了EDS 點(diǎn)掃，能譜結(jié)果如表6 所示，氣孔內(nèi)顆粒物質(zhì)Zn 含量較高，說明孔隙是由鋅蒸氣堆積產(chǎn)生的，在較小的間隙下，鋅蒸氣逸出不暢，導(dǎo)致接頭邊緣存在缺陷[19]，成為裂紋發(fā)生的源頭，熔核區(qū)附近出現(xiàn)硬脆組織.在拉伸作用下，裂紋沿著熔核區(qū)迅速擴(kuò)展，最終發(fā)生斷裂[20].

圖18 兩種斷裂模式下點(diǎn)焊接頭拉伸斷口形貌Fig.18 Two kinds of fracture mode spot welding head tensile fracture morphology.(a) Tear out type break;(b) tear-out microscopic morphology;(c)extraction type fracture;(d) pull-out microscopic morphology

表6 氣孔顆粒物化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)%)Table 6 Chemical compositions of stomatal particles

3 結(jié)論

(1) 對1.2 mm DC06 鍍鋅鋼板搭接接頭宏觀形貌進(jìn)行了分析，結(jié)果表明激光螺旋點(diǎn)焊在熱輸入505～610 J/cm 時(shí)接頭成形良好；電阻點(diǎn)焊在壓力0.45 MPa，電流10 kA，作用時(shí)間400 ms 時(shí)接頭成形良好.

(2) 激光螺旋點(diǎn)焊熔核區(qū)中心為等軸晶，周圍為柱狀晶，主要由鐵素體(F)和少量滲碳體(Fe3C)組元組成，熱影響區(qū)由塊狀鐵素體(F)組成，熔核區(qū)和熱影響區(qū)的平均晶粒尺寸分別為27.82 μm 和3.09 μm；電阻點(diǎn)焊熔核區(qū)為柱狀晶，由貝氏體(B)組成，塑性環(huán)外粗晶區(qū)由鐵素體(F)和少量貝氏體(B)組成，熔核區(qū)和粗晶區(qū)的平均晶粒尺寸分別為33.78 μm 和5.94 μm.

(3) 激光螺旋點(diǎn)焊熔核區(qū)外圍等軸晶硬度為160 HV 左右，中心等軸晶硬度約為130 HV，有明顯的硬度梯度；電阻點(diǎn)焊熔核區(qū)硬度約為190 HV，無明顯硬度梯度.激光螺旋點(diǎn)焊抗拉剪性能比電阻點(diǎn)焊提高了13.02%.

(4) 激光螺旋點(diǎn)焊和電阻點(diǎn)焊的失效形式分別為撕出型和拔出型，激光螺旋點(diǎn)焊由于熱影響區(qū)組織塑性較好，接頭受到拉剪作用時(shí)更易產(chǎn)生大角度轉(zhuǎn)動(dòng)而吸收更多的能量，具有更好的力學(xué)表現(xiàn)，而電阻點(diǎn)焊接頭中由于Zn 顆粒堆積形成的孔隙，受力后更易斷裂.