基于超级电容的超薄不锈钢板储能点焊焊机研制

对厚度仅为0.1mm的超薄304不锈钢板进行点焊时,其焊点焊接所需焊接能量要求控制精确,否则很容易造成烧穿或焊不上,很难达到预期的焊接质量要求。鉴此,提出了基于超级电容的储能焊焊机的研制。通过分析超级电容器原理及其模型,得出了将其应用于储能点焊的理论依据。根据储能电容组的电压与储能能量之间是平方关系,储能电容组的容值与储能能量之间为比例关系,在焊接板材超薄的情况下,提出了调节电容组容量的大小来调节焊接能量的方法。根据电阻点焊过程中动态电阻的变化规律对放电回路的电流进行控制,这样可较好地解决焊接规范较硬的问题。     

电弧螺柱焊电源的发展方向探索——超级电容器在螺柱焊机中的应用

比较了三种螺柱焊接电源在螺柱直径φ≤10 mm植焊时焊机输入视在功率的不同;分析了电容储能电源节能的原因,以及市售电解电容器的技术参数和放电过程不可控限制了植焊大直径螺柱的可行性;介绍了国内超级电容器在螺柱焊机中的应用实例;试验研究以超级电容器作为储能模块时焊接燃弧过程的控制方法,得到了进行大直径(φ≥10 mm)螺柱焊的可行结论,显示了超级电容器在螺柱焊机中应用前景。     

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.     

压焊

整体截面焊件的磁场控制压力焊；爆炸焊接三维数值模拟；爆炸焊时的能量分布；电极点蚀形貌对铝合金电阻点焊的影响；基于小波分析的点焊过程喷溅特征信息提取；电阻法用于扩散焊接头微孔缺陷评价的数值模拟[编者按]     

脱漆焊——电阻焊焊接漆包线的新技术

介绍直接焊接漆包线的脱漆焊新技术,并结合相关的试验结果分析讨论了其焊接机理.将SW(stripping welding)焊头、精密电容储能电源等有机地结合,研制了一种可以直接焊接漆包线的电阻微点焊设备,在设置合适的焊接参数条件下,SW焊头通过平行电极尖端的接触电阻,能实现在电源一个脉冲输出期间完成对漆包线进行除漆和焊接.结果表明,焊点细小牢靠.研制成功的微点焊设备已批量用于工业生产中,为各种带小线圈电子元件漆包线引出接点的焊接提供了一种电阻焊新技术.     

铁道客车用SUS301L不锈钢非熔透型激光搭接焊工艺

针对不锈钢车体电阻点焊外观质量较差和密封性不良等问题,研究采用非熔透型激光搭接焊工艺进行不锈钢车体焊接,分析了激光焊接工艺参数(激光功率P、焊接速度v、离焦量F等)对搭接焊熔深和抗剪强度的影响规律.得出合理的激光搭接焊工艺参数为:P=2.0kW,v=22mm/s,F=0mm.激光焊接头剪切强度高于点焊接头,外墙板表面无焊接痕迹.     

基于人工智能的薄板电阻点焊数值分析及工艺参数优化

焊接参数的设置对电阻点焊质量有着至关重要的作用,将有限元数值模拟技术与BP神经网络及遗传算法相结合,对不锈钢薄板电阻点焊过程的工艺参数进行优化.对点焊过程进行有限元分析,将模拟结果作为网络的数据样本,以焊接电流,电极压力,焊接时间这三个主要的焊接工艺参数作为优化参数,以焊接熔核尺寸作为优化目标,建立了优化参数与目标函数之间的BP神经网络模型.结合遗传算法的全局寻优能力,获得使熔核尺寸最大的三大主要工艺参数的最优搭配.为电阻点焊工艺参数的选取提供了一条合理途径,对提高点焊质量有一定的意义.     

储能点焊工艺的应用

储能点焊是利用电容器允电电容向焊接件释放瞬间大电流，使零件接触表面产生电阻热来加热金属的焊接方法。随着航空发动机改进和升级换代，一些异型零件薄板(超薄板)的连接越来越多采用储能点焊工艺，但有关该方面应用研究的报道少见。作者根据多年工作的实践经验对储能点焊工艺的应用作了总结。     

纯铜与碳素钢薄板电阻点焊工艺研究

以0.6 mm厚的T2纯铜板和1 mm厚的Q235钢板作为研究材料,采用电阻点焊的方法进行焊接试验,获得铜-钢点焊接头,通过添加不同厚度的不锈钢垫片、改变可控硅导通角、点焊时间和电极压力来获得合适的铜-钢电阻焊工艺参数;通过力学性能试验和硬度测试,研究了点焊工艺参数对接头强度的影响规律,研究结果表明,只要点焊工艺参数合理,铜-钢电阻焊接头的力学性能良好,点焊质量能够满足要求。     

Mg、Cu合金急冷箔微型储能电阻焊连接特性对比分析

应用自制微型电容储能电阻焊机分别对AZ91D镁合金以及Cu-40％Co(质量分数)合金箔带进行了微型储能电阻点焊连接，获得了组织健全的连接接头。研究发现，AZ91D／AZ91D镁合金、Cu-Co／Cu-Co合金箔带的点焊接头均由熔核，熔核周围的热影响区，以及由熔核向热影响区过渡的半熔化区(熔合线)组成。镁合金接头具有规则的卵形熔核，而铜合金接头则出现扁平状的熔核。选用如下工艺参数，可获得组织致密的点焊接头。镁合金工艺参数为：焊接能量1．5～2．0J、焊接电压80V、电极压力10～20N；铜合金工艺参数为：焊接能量6．0～8．0J，焊接电压80V、电极压力4～8N。     

弹簧钢电阻点焊接头随机回火热处理过程

为更有效地控制弹簧钢电阻点焊接头随机回火热处理过程,以提高弹簧钢电阻点焊接头质量,建立有限元数值模型,对弹簧钢电阻点焊接头随机回火热处理过程进行数值模拟分析.对比分析了弹簧钢电阻点焊接头随机多电流脉冲回火热处理过程及传统的随机单脉冲回火热处理过程.结果表明,采用多脉冲回火热处理方式比采用单脉冲回火热处理方式更容易精确控制随机热处理能量输入,更有效地控制点焊接头回火热处理温度及温度场分布,使弹簧钢电阻点焊接头获得更充分及更均匀的回火热处理.     

波形控制智能型电阻点焊机

分析了小型及微型零件电阻点焊的工艺特点及其现有的焊接设备和工艺易出现的问题;明确提出了小型及微型零件电阻点焊的能量工艺参数除了峰值电流IM、峰值电流时间tM外,电流波形上升沿不同阶段的di/dt是影响焊点强度及其飞溅的第三个重要工艺参数;阐明了任意波形控制法和任意波形控制法点焊新工艺是解决焊点强度高又无飞溅这一对矛盾的有效途径。研制的波形控制智能型电阻电焊机在提高某航天火工品的焊接质量方面取得了良好的效果。     

点焊过程工艺参数采集及缺陷信息分析

采用基于图形化语言的虚拟仪器开发工具LabView开发了界面友好、操作简单的虚拟仪器——电阻点焊参数采集及缺陷信息分析系统。该系统实现了对铝合金点焊过程工艺参数的实时采集、数据传输与存储、波形同步显示，以及对工艺参数的分析和处理，对点焊过程中发生的缺陷状况做出评定和分析。在分析研究所采集的焊接电流和电极电压的基础上，建立了基于电压曲线斜率变化的判读飞溅缺陷的算法和基于积分变化的判读脱焊缺陷的算法。所建立的算法应用于实践，可准确地判读飞溅和脱焊缺陷。     

动态电阻点焊监控系统多参数分时段的监控算法

首次把动态电阻点焊自适应控制系统（DRC）的控制模型分成不同时段用不同参数进行实时监控。即把动态特性曲线经过科学修正以后，在谷点时间到达阶段，根据谷点到达时间的提前或滞后，分别采用单输入单输出和双输入单输出模糊控制器进行控制；在谷点过后的上升阶段，采用比例积分控制算法（PID）进行控制，考虑到电阻点焊生产过程中机械化和自动化程度非常高的特点，为了保证点焊形核质量和焊接时间的一致性，在动态特性曲线上升阶段后期，采用阈值前馈控制算法；同时，针对电阻点焊生产环境中网波动频繁的特点，程序在进入焊接主程序之前，采用网压前馈控制算法。通过将前馈控制算法，模糊控制算法与已应用较成熟的PID控制算法相结合，使DRC型监控系统在干扰频繁的电阻点焊生产环境中工作更加可靠。     

软开关逆变式点焊电源设计及工艺研究

软开关逆变式电阻点焊电源是电阻焊电源领域研究的重要方向之一,设计了FB-ZVZCS-PWM变换器的主电路,通过校正隔直电容,使滞后臂实现ZCS;在相同规范条件下与传统的交流点焊机焊点做对比试验,验证了软开关逆变式点焊电源具有很高的热效率,系统输出电流平稳连续,加热过程平缓稳定,焊接过程中产生飞溅小,焊点压痕尺寸小,接头表面成形优良,能够满足逆变式电阻点焊电源的精密控制要求.     

Mechanical properties of martensitic stainless steel weld/adhesive hybrid bonds

Hybrid weld-adhesive bonding (AB) was used as an approach to improve the mechanical properties of martensitic stainless steel resistance spot welds. The weld fusion zone in both techniques was composed of predominantly martensite and δ-ferrite. It was found that the presence of adhesive does not induce excess hardening effect in the fusion zone. It was shown that hybrid AB/resistance spot welding) i.e. weld-bonding) technique can double the peak load and energy absorption of the joints compared to those of the resistance spot welds. To obtain high performance weld-bonded joints, heat generation during welding should be controlled to produce weld bonds with large fusion zone size, but without detrimental effect on the adhesive strength.     

双相钢电阻点焊接头断裂形式研究

针对双相钢电阻点焊过程焊接工艺窗口窄、易出现熔核断裂的问题,文中通过焊点力学性能与微观金相试验,研究了不同焊接工艺参数变化时对双相钢焊点质量的影响规律,建立其焊接工艺窗口,分析了双相钢熔核断裂的成因及焊接参数对熔核断裂的影响规律.研究表明,对于一定板厚的试件,临界熔核直径将是决定双相钢点焊接头是否出现熔核断裂的重要参数之一,并给出避免熔核断裂的合理焊接工艺参数.     

热时间常数在QBe2箔与Cr20Ni80丝电容储能点焊中的应用

为了满足微型电机电刷零部件的使用要求,根据计算所得的热时间常数τ及其与焊点中心部分温度上升的关系曲线,确定了QBe2铍青铜箔与Cr20Ni80镍铬丝微型件电容储能点焊工艺参数的选取原则.根据所选的工艺参数,采用电容储能点焊机对试样进行焊接,并对焊接接头的金相组织、微区成分进行了分析试验.结果表明,利用热时间常数选取的工...     

微型电容储能点焊机的研制及应用

介绍了自行设计的微型电容储能点焊机的主电路和机械部分,并针对生产中常用的1Cr18Ni9Ti不锈钢进行了焊接试验.通过对熔核尺寸和接头组织的分析,结果表明:该焊机性能稳定;当电压为110V、压力为15N左右时,能够得到质量较好的焊接接头.     

QBe2铍青铜与Cr20Ni80镍铬丝的微型件电容储能点焊

阐述了在微型电机电刷零部件的生产过程中,铍青铜与镍铬丝电容储能点焊的工艺过程,分析了微型件点焊的特殊性,计算了微型件的热时间常数τ,且根据选择的规范参数及焊接电流波形,提出了τ及电流上升时间之间的一些对应关系,并对焊接接头的金相组织,元素扩散以及力学性能进行了分析试验.发现采用电容储能点焊机对QBe2铍青铜与Cr20Ni80镍铬丝微型件进行焊接可以获得良好的焊接接头,焊接界面铍青铜一侧有晶界局部熔化现象,焊点的抗拉强度为375MPa,镍铬合金中的镍元素与铬元素有向铍青铜中扩散的现象.