轨道车辆部件5083铝合金电阻点焊工艺研究

本文采用2mm+2mm重叠接头形式的5083铝合金板材进行电阻点焊焊接工艺试验,通过宏观金相试验、焊核剥离试验、熔合尺寸确定及剪拉力测试对不同工艺参数下获得的试样进行焊核成形质量和力学性能分析,运用正交方案确定了3段电流为29KA、32KA、25KA;锻压时序-100ms;焊接压力6.5KN为最佳参数,且满足EN 15085-3设计规定中对焊核尺寸及剪拉力值的要求。     

点焊缺陷分析与工艺规范

对常见电阻点焊缺陷进行原因分析,运用理论计算及工艺实验选择工艺参数,确定工艺参数规范化并指导焊接工艺。     

铝合金与不锈钢热补偿电阻点焊接头性能研究

采用热补偿工艺垫片电阻点焊法对铝合金A5052与不锈钢SUS304异种材料进行了焊接。探讨了焊接参数对接头的抗剪与抗拉性能的影响,并通过电子显微镜对接合界面区进行了观察,分析了界面反应物形貌及厚度分布等微观特性。研究结果显示：一锯齿状反应层在接合界面生成,其厚度随焊接电流以及界面上位置的变化而变化,界面反应层对接头抗剪强度无影响,但能减弱接头抗拉强度。     

铝合金点焊过程的铜铝合金化研究

观测了LF2铝合金电阻点焊初期至达到电极寿命时焊点表面及Cr—Zr—Cu电极端面宏观形貌的连续变化过程。采用扫描电子显微镜(SEM)，对机加工状态及抛光处理的电极在点焊铝合金后进行了电极端面背散射分析，对机加工状态的电极在点焊铝合金后又进行了电极端面横向及纵向线扫描分析。采用X射线衍射仪，对沿电极轴向的3个不同电极端面进行了X射线衍射物相分析。结果表明，点焊初期，焊点表面即出现局部熔化及电极端面出现明显凹凸不平，电极端面的形貌及其尺寸发生变化，焊点表面成形质量恶化，电极端面加工状态对电极端面铜铝合金化影响不大，点焊过程电极端面存在较多铝，发生了铜铝合金化反应，合金化产物主要是铜铝金属间化合物(CuAl2)。     

铝合金电阻点焊碲铬铜电极的寿命研究

针对传统铝合金电阻点焊电极易点蚀,导致生产效率低下以及焊点质量不稳定等问题,开发了一种由碲铬铜合金制备的电阻点焊铜电极。通过对比研究碲铬铜电极与传统铬锆铜电极,得到焊点的熔核直径、焊接接头的拉剪力、电极与板材间的接触电阻等随着焊接次数的变化规律,结合激光共聚焦显微镜分析证明了碲铬铜电极相较于传统铬锆铜电极具有更长的电极寿命,最终通过铝铜金属间化合物的生长揭示了电极寿命延长的原因。     

铝合金电阻点焊中电极点蚀对焊接质量的影响

采用有限元和物理模拟方法,考察了铝合金AA5182电阻点焊过程中电极点蚀对焊接质量的影响。结果表明:当电极尖端点蚀面积增加时,电极与试件界面上的实际接触面积基本不变,而试件与试件界面上的接触面积显著增加,电流密度大大减小,形成熔核的厚度和直径都减小。物理模拟试验所得熔核的形状和尺寸与有限元法预测结果符合很好。物理模拟和数值模拟都表明,点蚀孔直径为5.0mm时,只能形成厚度十分有限的环状熔核。研究揭示:电极尖端点蚀导致被连接试件之间的接触面积增大是其影响焊接质量的主要原因之一。     

铝合金电阻点焊多信息融合与质量分类

采用分布式多传感器同步采集系统实现铝合金点焊质量实时监测,并利用LABVIEW图形化语言编制相关数据处理软件。研究发现：焊点内喷溅与点焊电压和电极位移信号波形“下榻”现象相关联;电极压力所产生的高频脉冲强度和持续时间与内喷溅强弱有关,三种特征信息根据内喷溅严重程度,同时发生或个别出现。所提取的9种特征信息能够反映点焊质量,信噪比高,可为实现铝合金点焊质量分类奠定基础。采用主成分分析可进一步实现信息融合和数据压缩,点焊质量判断准确率达98 %。     

异种铝合金电阻点焊接头全场残余应力研究

基于仪器化压入试验和有限元理论,建立考虑接头微区力学性能的热-电-力耦合的异种铝合金电阻点焊有限元模型,并用该模型模拟5083与7N01铝合金电阻点焊接头截面上的整体残余应力场分布。用金相显微镜、硬度测试仪和全释放应变法获得点焊接头的熔核形貌、硬度分布及上下表面的残余应力,探讨点焊前后微区力学性能变化对接头残余应力大小及分布的影响。试验结果表明,5083与7N01铝合金进行电阻点焊后,熔核和热影响区材料发生软化,其硬度和流动应力与7N01母材相比明显降低。模拟结果表明,接头微区力学性能变化对残余应力分布规律的影响较小,对残余应力的峰值影响较大,熔核处于三向拉应力状态且熔核心部的残余应力最大。考虑微区力学性能的有限元模型计算得到的残余应力与试验测试结果一致,证明模型的有效性。     

铝合金焊接缺陷分析

主要论述了MIG焊焊接中出现的常见焊接缺陷的类型，总结了由于铝合金特殊的金属特性和焊接规范、焊接方法使用不当等引起焊接缺陷的原因，并针对各种不同的缺陷的成因提出防止措施。     

铝合金点焊拉剪接头疲劳性能及寿命分析

研究了铝合金AA5754点焊拉剪接头的疲劳性能,获得了不同厚度试件的载荷寿命曲线。研究了铝合金焊点的疲劳失效模式,讨论了焊点疲劳裂纹的扩展形式,并测量了裂纹扩展路径与点焊熔核界面之间的角度。分析了点焊拉剪试件在同时承受I型和II型载荷时,疲劳裂纹的扩展方向,并与测量值进行了比较。利用疲劳破坏后沿铝板厚度方向的实际裂纹长度修正了裂纹尖端的局部应力强度因子,提出了评价焊点寿命的疲劳参量K(i),并对试验数据进行了分析比较。结果证明K(i)可以有效关联试件尺寸效应和焊点疲劳寿命,能够用于预测焊点疲劳寿命。     

金属焊接工艺常见的缺陷及其预防措施

主要针对焊接工艺过程中具有代表性的焊接缺陷进行了技术分析,阐述了缺陷产生的原因及会带来的危害,并提出了相应的防治措施。     

铝合金逆变点焊过程中预压阶段的有限元分析

预压接触分柝是进行点焊过程热电分析的基础,根据弹塑性理论和接触理论,针对点焊接头的几何特点和载荷加载特点建立了点焊预压阶段的轴对称有限元分析模型,并对预压接触行为进行数值模拟,分析了电极压力对预压接触行为的影响规律.     

电动汽车动力电池组的点焊工艺研究

为了实现电动汽车动力电池组中多个锂电池的串、并联,并使其满足可靠性高、耐疲劳性优异等要求,其连接方法采用了精密电阻点焊。文中通过对其点焊工艺参数进行了正交实验优化,得到动力电池组点焊的最优参数,即焊接电流3kA、焊接时间2.5ms、电极压力35N。该实验结果对生产实践具有一定指导作用,有良好的推广应用价值。     

铝合金搅拌摩擦焊焊接过程缺陷分析

搅拌摩擦焊虽然能够避免熔焊过程中产生的缺陷,但若工艺参数选择不当,也会引入新的缺陷,包括隧道型、孔洞和沟槽、飞边、Z线与界线、吻接、摩擦面、背部等缺陷。在大量试验的基础上。总结了国内外搅拌摩擦焊焊接过程中出现过的缺陷种类,分析了缺陷产生的原因及其危害,提出了避免缺陷产生的方法,对生产实践具有一定指导作用。但是关于搅拌摩擦焊焊接过程中缺陷的形成机理还有待更深入的研究。     

铝合金材料焊接工艺参数的选择

铝及铝合金材料密度小、强度高、耐腐蚀能力强,因而广泛应用于工业产品的焊接结构上。长期以来,由于焊接方法及其焊接参数选取不当,常出现焊接缺陷,影响了产品质量。结合在实际生产中的探索和分析,介绍了铝合金气体保护焊焊接时的加工工艺及其参数的选取方法。     

电极深冷处理与铝合金点焊的铜铝合金化

进行了铝合金点焊电极的深冷处理实验，测试了深冷处理电极性能。分别对深冷处理电极和未深冷处理电极进行了铝合金点焊电极寿命试验，观测了铝合金点焊过程电极端面及焊点表面宏观形貌。在达到未深冷处理电极寿命时，测试了深冷处理和未深冷处理电极端面的显微硬度，采用X射线衍射方法对深冷处理和未深冷处理电极端面进行了分析。研究结果表明，深冷处理改善了电极的导电、导热等性能，使电极端面产热减少，降低了铝合金点焊过程的铜铝合金化倾向，提高了点焊过程深冷处理电极端面和焊点表面质量。     

铝合金压铸件缺陷产生与控制

针对生产中的某种铝合金端盖压铸件,分析了压铸件产生拱起变形,以及表面产生冷隔缺陷的原因。并论述通过对压铸件结构、浇注系统和排气系统的改善,以及操作工艺上的注意要点等措施来保证压铸件的质量要求,实际效果显著。     

电阻点焊过程多传感器实时监测

构建了基于RS-485分布式单片机同步数据采集系统,所设计的电阻点焊电流、电压、电极位移和电极压力传感器满足点焊过程质量实时监测要求.研究发现:利用电极位移的极差和电极压力的极差可以判断铝合金脉冲点焊焊点未熔合或未完全熔合缺陷.当焊点出现内喷溅时,电极位移出现向下尖脉冲信号,电压信号出现"下榻"现象,电极压力产生高频脉冲信号,该脉冲幅值和持续时间与内喷溅严重程度相对应.利用以上特征信息可以实时监测焊点质量.     

高硅铝合金壳体激光封焊缺陷及机制分析

采用激光焊对硅含量为50％（质量分数）的高硅铝合金壳体和硅含量为27％的硅铝合金盖板进行封焊实验.通过对焊缝区微观组织的观察,获得了焊缝区的组织特征及存在的缺陷.分析认为,焊接过程中温度和应力的急剧变化引发高硅铝材料内部的硅裂是焊缝微裂纹产生的主要原因,也是壳体封焊后气密性不能满足要求的主要因素.在此基础上,通过对焊接参数优化改进,提高了接头的质量.