电阻点焊易集成控制而效率高,是汽车企业常用的焊接工艺。低碳钢在车身制造中具有长期积累的成本优势。由于点焊形核过程处于封闭状态下,且发生毫秒之间,借助有限元分析能很好地研究点焊过程。本文通过将试验研究与有限元技术相结合,以低碳钢薄板为研究对象,对电阻点焊的形核过程,以及工艺因素对接头组织性能的影响展开探究,为低碳钢点焊工艺参数制定提供一定经验。在实验方面,对不同参数下低碳钢点焊接头的显微组织、力学性能、断口形貌等分析,结果表明:不同参数下低碳钢熔核区组织都以板条马氏体为主,热影响区组织以板条马氏体和铁素体为主;增大焊接电流、通电时间,熔核尺寸、抗剪切强度越大。焊接热输入过大时,容易产生飞溅,硬度值、抗剪切强度下降。运用响应面法,建立点焊接头抗剪切强度与工艺参数的二阶响应模型,结果表明焊接电流和焊接时间影响非常显著,电极压力不显著。当焊接电流为9.42 k A、焊接时间为164.07 ms、电极压力为2.32 k N,抗剪切强度取得极值为7.416 k N。有限元方面,建立了等厚低碳钢薄板与锥形电极接触模型,分析了预压阶段的应力分布,研究表明电极压力的改变对各接触面的应力分布曲线及峰值位置无明显影响。建立了低碳钢薄板点焊热电模型,分析点焊过程中的温度场、电场变化,研究表明:通电加热初期,电流密度峰值位置对焊接电流的改变不敏感。电流分布影响热通量密度,从而影响热量生成及温度场,温度梯度反过来影响电流分布。增加焊接电流和焊接时间,熔核区最高温度以及模拟所得熔核直径越大。