多元化铝合金直流点焊接质量监测系统的研发

为了克服由于多种电阻点焊质量影响因素引起的单参数检测技术的不足,充分利用点焊过程中各种参数所提供的熔核质量信息,工作中构建了以焊接磁场、焊接电压、电极位移,作为铝合金点焊质量评定住处特征信息的铝合金点焊质量监测系统.试验证明,监测系统能够高速准确地采集铝合金点焊过程的多个特征信号,并能有效反映点焊过程中焊点熔核的变化,对焊点质量作出准确判断,满足点焊过程质量监测的要求.     

热处理工艺对TRIP980钢板点焊性能的影响

采用不同焊接工艺对TRIP980钢板进行点焊试验,研究了焊接电流、焊前预热及焊后热处理工艺对点焊性能的影响. 结果表明,随着焊接电流的增大,焊点的熔核直径和拉剪力均增大,但当电流过大而发生飞溅时,焊点的熔核直径和拉剪力开始减小. 焊前预热工艺可提高点焊飞溅电流,进而可以获得更大的熔核直径及拉剪力. 在对焊点进行焊后热处理的情况下,当焊接电流与焊后热处理电流之间的冷却时间超过900 ms时,可显著改善熔核组织,降低熔核硬度,提高焊点拉剪力.     

多元化铝合金直流点焊质量监测系统的研发

为了克服由于多种电阻点焊质量影响因素引起的单参数检测技术的不足,充分利用点焊过程中各种参数所提供的熔核质量信息,工作中构建了以焊接磁场、焊接电压、电极位移,作为铝合金点焊质量评定特征信息的铝合金点焊质量监测系统。试验证明,监测系统能够高速准确地采集铝合金点焊过程的多个特征信号,并能有效反映点焊过程中焊点熔核的变化,对焊点质量作出准确判断,满足点焊过程质量监测的要求。     

2024铝合金小边距点焊行为分析

"小边距"点焊2024铝合金是航空、航天器点焊生产过程中经常遇到的情况,不可避免。研究此种条件下点焊过程动态参数的行为特征与接头形貌、力学性能以及显微组织之间的对应关系,为实现在线判识焊点质量提供可靠的理论依据。研究发现小边距焊点的外观与标准焊点相比无明显异样,但其熔化核心的形状以及显微组织存在明显区别。力学性能试验结果表明:随着边距的减小,焊点的负荷能力有所下降。在边距足够小的条件下点焊,容易产生喷溅或未焊透缺陷。分析所采集的动态参数行为特征,得知小边距点焊时的动态电阻减小、焊接电流增加、热膨胀位移量减小等监测信息与上述焊点质量信息之间存在必然的关联。     

基于点焊监测波形的焊接质量在线判定

利用传感技术形成电阻点焊信息采集系统,采集点焊过程质量信息,包括焊接电流、焊接电压、动态电阻和电极位移等。实时输出各参数波形,并依据波形变化特征对焊接质量进行在线判定,同时分析焊接热量变化对焊接质量的影响,从而定量分析焊件熔核尺寸、压痕深度、是否飞溅等质量信息,并可对焊核的焊接强度做出定性判定。     

双相钢胶焊与电阻点焊接头性能对比分析

从接头的拉剪力、熔核的微观组织、动态电阻曲线和焊接性范围4个方面.对比分析双相钢透胶胶焊和电阻点焊的接头性能.结果表明,胶焊熔核开始形成时间提前于点焊,使得在小电流情况下胶焊的焊点拉剪力要普遍高于点焊;胶焊在中等电流情况下便会产生严重飞溅,使得在大电流情况下点焊焊点拉剪力要更高些.因此,在制定胶焊的焊接工艺参数时应选择比电阻点焊偏低的焊接电流,而适度增加焊接过程的电极力有利于抑制飞溅产生.     

高碳当量TRIP钢点焊性能研究

对高碳当量TRIP钢进行一系列电阻点焊试验,对点焊部位进行金相分析、显微硬度测试和拉伸试验,研究了焊接电流、焊接时间等工艺参数对高碳当量TRIP钢点焊性能的影响。结果表明,焊后回火工艺对焊点的组织和力学性能影响较小,在不引起飞溅的情况下延长焊接时间能有效地提高焊点力学性能。     

管板单边电阻点焊形核过程有限元模拟

根据管板单边电阻点焊结构特点,建立了轴对称有限元模型.通过结构、热电场的全耦合,分析了焊接过程中接触面压力变化规律,单边焊熔核形成过程以及形核特点等.结果表明,单边点焊和传统点焊焊接过程有很大的不同.单边点焊焊接过程中工件变形严重,电极和板以及板和管子间接触状态变化复杂,熔核形成需要电流大、时间长,且最终形成环状熔核.与金相试验比较,管板单边焊熔核特征的计算结果与试验结果相符合,证实了所建模型的正确性和适用性.为研究单边点焊过程中焊接参数对熔核形成过程的影响规律及确定合理的管板焊接参数奠定了基础.     

Q&P钢电阻点焊工艺和搭接接头疲劳性能试验研究

采用工频交流伺服焊枪进行QP钢的电阻点焊,探讨了焊接电流、焊接时间及电极压力对点焊接头熔核直径和拉剪强度的影响规律,并对焊接接头的显微组织和显微硬度进行了分析;采用液压伺服疲劳试验机对不同熔核直径的QP钢点焊接头进行了拉剪疲劳试验,获得了焊点的载荷寿命曲线,分析了焊点的裂纹扩展及失效形式。结果表明,接头熔核直径和拉剪强度随焊接工艺参数改变呈规律性变化,存在最佳值;熔核区组织为板条状马氏体;熔核直径对焊接接头的疲劳性能有影响但影响不大。     

大电阻介质下的铝合金电阻点焊

在介绍大电阻介质材料的制备及其在铝合金点焊中的应用方法的基础上,以LF21防锈铝合金点焊为例,经金相试样分析及扫描电镜分析,对比研究了在不同的焊接电流下,应用介质材料与未应用介质材料时的熔核形貌、缺陷及组织.结果表明,未加入大电阻介质的点焊熔核均出现气孔和未熔合缺陷;而加入大电阻介质,形核效果良好,有个别小气孔但未出现影响焊点力学性能的未熔合缺陷.此外,加入大电阻介质降低了对焊件表面质量的要求,从而提高了铝合金点焊质量的稳定性;可降低焊接电流,导致较低的电极温度从而提高了电极寿命.     

电阻点焊冷轧DP600双相钢焊接接头性能的正交试验分析

运用正交试验设计法,以接头拉剪载荷为评价指标,对工业试制冷轧DP600双相钢进行点焊工艺优化,采用极差法和方差法对结果进行分析,获得了点焊工艺窗口及最优焊接工艺,并对最优焊接工艺下的点焊接头性能及显微组织进行测试和分析.结果表明,冷轧DP600双相钢的焊接工艺窗口为焊接电流9 000～12 000 A,焊接时间200～500 ms.焊接电流对点焊接头拉剪载荷的影响最显著,随着焊接电流增加,接头拉剪载荷逐渐增大.当焊接电流为12 000 A,焊接时间为200 ms,电极力为2500 N时,获得的最大拉剪载荷为14 kN,最大冲击吸收功为45.26 kJ,点焊熔核组织主要由板条马氏体组成.     

钛合金胶接点焊与电阻点焊接头性能对比分析

分别对1.5 mm厚的钛合金板进行胶接点焊和电阻点焊连接,获得了不同焊接电流下的胶接点焊和电阻点焊接头,从熔核的C扫描图像、接头的失效载荷和断口形貌等方面,对比分析了胶接点焊和电阻点焊的接头强度及失效样貌. 结果表明,通过观察A扫描信号的变化与C扫描图像的特征,能够很好的划分接头的热影响区、熔合区、熔核区以及检测出接头的熔核直径和焊接缺陷. 随着焊接电流(7.0～10.0 kA)的逐渐增大,接头熔核直径及失效载荷呈递增趋势;当焊接条件相同时,胶接点焊接头的熔核直径普遍大于电阻点焊接头,但接头的强度相当. 当电流在7.0～8.5 kA时,接头强度不足,熔核区的断口处出现大小不等的韧窝,呈现出韧性断裂特征;当电流为10.0 kA时,接头强度较高,主要呈现出韧性断裂与准解理断裂特征.     

外加磁场对铝合金电阻点焊质量的影响

分析了外加磁场对铝合金电阻点焊接头质量的影响,包括熔核尺寸、接头力学性能和微观组织. 结果表明,外加磁场增大了熔核直径、提高了点焊接头的剪切力和吸收能. 在不同工艺参数下,熔核直径增长在5%~25%,剪切拉伸力可提高10%~30%. 在一些焊接参数下,外加磁场可以降低焊接电流、减短焊接时间,从而提高焊接效率、降低能耗. 外加磁场可促进点焊熔核内等轴晶的生成和细化晶粒.当焊接电流很小或很大、焊接时间过短或过长时,都会降低外加磁场的效应. 因此当对点焊施加外磁场时,应在合理的工艺参数下进行,以最大限度地发挥外加磁场的作用.     

Similar and dissimilar resistance spot weldability of galvanised DP1000 and TWIP980 steels

Similar and dissimilar combinations of a 1000?MPa galvanised dual phase (DP) steel and a 980?MPa twining-induced plasticity (TWIP) steel were resistance spot welded under different welding parameters. The microstructure, expulsion situation, nugget size and mechanical properties of spot welds were evaluated systematically. The results showed that the differences of microstructure and chemical compositions caused that the weld nugget hardness increases in the order of TWIP/TWIP, DP/TWIP and DP/DP. The lower melting point and heat conductivity of the TWIP steel and the lower electric resistance of the zinc coat on the DP steel caused that the expulsion occurring current increased in the order of TWIP/TWIP, DP/TWIP and DP/DP and under the same welding condition the nugget diameter increased in the order of DP/DP, DP/TWIP and TWIP/TWIP. Furthermore, the tensile shear failure mode and location depends on the nugget size, microstructure and hardness distribution of spot weld.     

高强镁合金点焊接头性能

采用电阻点焊方法对高强镁合金Mg₉₆Zn₂Y₂进行了焊接.通过扫描电子显微镜对接头微观组织进行了观察,分析了接头的组织,研究了焊接电流对接头熔核直径及抗剪载荷的影响.在此基础上探讨了接头组织对接头性能的影响.结果表明,接头熔核直径与抗剪载荷均随焊接电流的增大而增大,接头最大抗剪强度约为142 MPa;接头熔核区第二相呈细网状分布,其α-Mg晶粒发生了粗化,直径约为30 μm.熔核区这些组织特征被认为是接头弱化的主要原因.     

钛与低碳钢的电阻点焊

采用电阻点焊方法对纯钛与低碳钢Q235进行焊接试验，利用扫描电子显微镜观察分析了熔核区组织特性，探讨了焊接电流对熔核尺寸和抗剪载荷的影响. 结果表明，受焦耳热的影响熔核直径随焊接电流的增加而增加，抗剪载荷则随焊接电流的增大而呈先升后降的变化趋势，焊接电流为8 kA时所得接头的抗剪载荷最大，约2.85 kN. 在钢侧熔核区观察到了靠近钢侧厚度约为30～50 μm的TiFe2+α-Fe共晶组织层和粗大TiFe柱状晶；钛侧熔核区主要由靠近钛侧约12 μm厚的TiFe+α-Ti共晶组织层和TiFe柱状晶构成，且观察到了宏观分层现象.     

Study on parameters optimization in resistance spot welding of stainless steel with rectangular electrodes

By means of the quadratic regression orthogonal combination design, a mathematical model of the relationship between the quality of spot welds and the welding parameters, including welding current, welding time and electrode force, is established.The influences of welding parameters on long-axis dimension of the nugget and shearing resistance of spot welds are studied and the welding parameters are optimized. The results show that the regression equation obtained can realize the accurate prediction of long-axis dimension of the nugget and shearing resistance of spot welds.     

Optimization of parameters and study of joint microstructure of resistance spot welding of magnesium alloy

Experimental investigations on the DC spot welding of Mg alloy AZ31B are presented. Experiments are carried out to study the influence of spot welding parameters （ electrode force, welding heat input and welding time） on the tensile shear load and the diameter of nugget, based on an orthogonal test and analysis method. The optimum parameters are as follows： electrode force is 2 000 N, welding heat input is 80% and welding time is 6 cycles. The microstrueture of spot weld is single fine equiaxed crystals in the nugget, of which the structure is β-Mg17Al12 precipitated on α-Mg boundaries induced by nonequilibrium freezing. And the surface condition of the workpiece has great influence on the joint quality.     

Optimization design of resistance spot welding parameters of magnesium alloy

By means of the quadratic regression combination design process, the regression equations of nugget diameter and tensile shear load of spot welded joint were established. Effects of welding parameters on the nugget diameter and the tensile shear load were investigated. The results show that effect of welding current on nugget diameter is the most evident. And higher welding current will result in bigger nugget diameter. Besides, interaction effect of electrode force and welding current on tensile shear load is the most evident compared with others. The optimum welding parameters corresponding to the maximum of tensile shear load have been obtained by programming using Matlab software, which is 4, 7 kN electrode force, 28 kA welding current and 4 cycle welding time. Under the condition of the optimum welding parameters, the joint having no visible defects can be obtained, nugget diameter and tensile shear load being 6. 8 mm and 3 256 N, respectively.