世界钢铁协会下属汽车分会世界汽车用钢联盟，近期发布了一篇《四步缓解液态金属脆化》的博客。文章简要概述了生产过程中发生液态金属脆化(Liquid Metal Embrittlement, LME)现象可采用的简易措施。
电阻点焊(Resistance Spot Welding, RSW)过程中如果发生液态金属脆化(Liquid Metal Embrittlement, LME)现象，会导致先进高强钢出现焊接裂纹。钢铁冶金、电阻点焊工艺和配套模拟工具的发展极大地提升了LME在工业生产中的可控性。本文简要概述了生产过程中发生LME时可采用的简易措施。
介绍
在先进高强度钢（AHSS）镀锌板的电阻点焊过程中，可能会观察到LME导致的裂纹。由于LME通常会导致钢材机械性能降低，因此需要在生产过程中控制LME的发生。下图展示了一个通过增加焊缝热输入以及电极错位设计形成的LME裂纹。
图 1：在实验室条件下通过增加焊接时间并引入5°电极倾斜产生的典型LME裂纹
近几年，LME一直是焊接研究的重点。由于对该过程有了深刻理解，现在人们已经可以通过一些简单的措施来预测和避免LME的发生。以下描述了解决汽车生产过程中发生LME的四个关键步骤。
从供应商处获取最新钢材
过去十年，钢铁生产商发布了许多化学成分优化的，有利于显著减少LME发生的先进高强钢。新发布的牌号对LME的敏感性可能远低于之前测试的牌号，因此保持与钢铁供应商的沟通交流并咨询他们最新的先进高强钢牌号是有益的。世界汽车用钢联盟近期委托进行的一项研究表明，即使在恶劣的条件下，从近期生产数据中选择的所有五种材料搭接点焊都没有发生任何LME。只有一种特别的材料搭接方式，才能强制LME发生并用来进行实验研究。
阅读LME的研究现状
世界汽车用钢联盟发表了两项关于LME的研究：一项是实验室研究，另一项是针对实际生产的冲压部件。这些研究概述了LME的各个方面以及如何管理和避免LME。
建立内部标准来评价材料搭接的灵敏度
因为目前没有行业通用的测试标准。要在内部研究LME，需要建立相应的测试标准来复现LME裂纹，并以此为基础比较研究不同的钢材、搭接方式和焊接参数的影响。
尽管如此，还是有很多有据可查的方式可供选择。最简单的方案是增加焊接时间，直到开始出现LME裂纹。需要注意的是，需要首先先去除钢材表面镀锌层，然后才能观察到材料表面的裂纹。
其他可采用的方法，如使用Gleeble测试或在焊缝中引入缺陷（倾斜电极或增大搭接间隙等）。当在实验室中建立测试规程后，可以用来评估白车身中搭接点焊时LME的产生倾向。
在高难度焊缝中采用LME缓解策略
应始终根据具体使用场景调整措施。一般来说，预防或缓解LME的最有效措施是：
避免过高的热量输入（例如焊接时间过长、电流过大）；
避免点焊电极存在锋利边缘。建议使用更大直径接触面的电极，同时不增加电极尺寸；
延长点焊保持时间以保证足够散热和更低的表面温度；
避免焊接设备不良（例如焊枪错位、电极高度磨损、电极冷却不足）。
上述这些措施可以在项目规划阶段和持续的生产中实施，以减少LME的发生。
结论
虽然LME可能会在焊接先进高强钢时带来挑战，但它不再是一个不可预测的威胁。由于钢材开发、焊接技术和测试方法的进步，制造商拥有了可靠的手段在生产过程中缓解LME产生。
及时了解情况、与钢铁供应商密切合作、实施智能测试标准以及应用有针对性的焊接策略可以帮助汽车制造商保持先进高强钢点焊接头的强度和质量。通过这种积极主动的方法，LME不再是阻碍汽车制造产业创新的拦路虎。
Max Biegler博士
感谢本文作者Max Biegle博士对本博客的贡献，Biegler博士是德国弗劳恩霍夫生产系统和设计技术研究所（IPK）连接和涂层技术小组组长。