铝合金点焊过程振动信号频谱分析

频谱分析是试验数据处理的重要方法之一。通过对铝合金点焊过程中电极振动信号的频谱分析，提取振动信号中的特征量，来判断点焊过程中熔核形成及飞溅发生。试验证明，利用振动信号的频谱分析能够有效地对铝合金点焊过程进行监控，是提高铝合金点焊质量的一种有效方法。     

基于LabVIEW铝合金点焊电流和电极压力监控系统的研究

在监控铝合金电阻点焊焊接过程中,还没有一种传感器可以准确可靠地检测出熔核的成形质量.在点焊过程中压力信号被认为能够提供关于熔核成形最多的信息.利用LabVIEW语言开发了点焊监控系统,对电流信号及电极压力信号进行实时采集,可以有效地检测点焊熔核质量的变化.     

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。     

铝合金点焊过程中磁场信号的时频联合分析

用联合时频分析方法将一维磁场时域信号扩展到时间-频率的二维平面,通过Wigner-Ville分布的时频平面对铝合金点焊过程中感应磁场信号进行分析,联合时频分析可以更直观地剖析点焊熔核成形的能量分布信息,使点焊质量在线监测成为可能.     

基于有限元的电阻电焊逆过程的熔核设计

介绍了基于有限元法模拟电阻点焊熔核形成过程中的轴对称电、热、力耦合场的模拟模型。从与点焊过程相反的熔核设计角度出发，经过有限元反复的模拟分析获得了合格熔核的工艺参数，并提出了熔核形状和尺寸是通过焊接过程中温度场来表征。结果表明，点焊熔核逆过程的研究方法是可行的，提供了一种新的理论分析方法和手段。     

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.     

航天高强铝合金点焊工艺对焊点质量的细致影响

通过对航天高强铝合金点焊焊核的显微分析,得到了不同焊接参数(压力、电流)对焊核几何尺寸、晶粒大小的影响,获得了焊接参数与焊核显微组织的相关性,能够在焊接参数变化较小、特征信号没有明显变化的情况下观察到焊接参数对焊核质量的细致影响,为点焊过程的精量化控制的进一步研究打下了基础.采用有限元分析软件SYSWELD,对铝合金点焊过程进行了建模仿真.研究了不同电极力、点焊电流与焊点熔核半径等焊点特征量之间的关系及其规律性.     

铝合金电阻点焊的形核特点

在铝合金的电阻点焊过程中，由于接触电阻具有随机性和分布不连续的特征，而且铝合金材料本身具有优良的导电、导热能力，这使得其点焊的形核过程具有独特的特点。文中采用数值模拟与试验研究相结合的方法对铝合金点焊形核过程进行了分析研究。研究结果表明，铝合金点焊的形核过程与低碳钢等材料的形核过程显著不同，它可以分为以下三个阶段：随机形核阶段、扩展融合阶段和熔核增厚阶段。文中详细介绍了每个阶段的特点和规律。特别是在工频交流焊接的情况下，前两个阶段一般在第一个半波内就已经完成，因此第一个半波对铝合金点焊的焊接质量起着决定性作用。结合这些特点和规律对铝合金点焊的控制提出了一些有价值的建议。     

电阻点焊熔核形核信息的声发射信号表征

以结构负载压电传感的方式,研究借助声发射信号表征电阻点焊铝合金过程的熔核形核信息,包括焊接过程的声发射信号表征和熔核质量信息的声发射信号表征.结果表明,电阻点焊不论是稳定形核还是非稳定形核均可以用声发射信号来表征熔核形核的不同物理阶段.熔核形核的飞溅、开裂等特征事件也可以利用电阻点焊过程声发射信号的形核声发射特征参数来予以界定.声发射特征参数与熔核形核尺寸、焊点拉剪载荷具有较好的相关性.可以使用焊接过程中的声发射特征参数作为检测或预测熔核形核尺寸和焊点拉剪载荷的依据之一.     

铝合金点焊焊点超声回波信号特征与熔核直径测量方法

对铝合金点焊焊点进行了超声检测,分析了焊点各区域的超声回波信号特征,并用MATLAB设计了点焊焊点熔核直径的计算程序.该程序可通过两种方法来计算焊点熔核直径,一种是对超声A扫描信号处理,另一种是对B扫描图像进行处理.最后,将计算所得的焊点熔核直径值和熔核直径实测值对比.结果表明,采用超声回波信号法测量焊点熔核直径是可行...     

CO_2激光拼焊的光与声信号分析

采用自行研制的多传感器激光焊接实时监测系统,以CO2激光拼焊过程中的蓝紫光辐射（400~440 nm）、红外辐射（1 200~1 700 nm）以及可听声（20~20 kHz）等三种信号作为被检测参量,进行了信号的在线采集与记录,通过时域、频域以及时频分析,实现信号中有效信息的挖掘.结果表明,7 000 Hz以上的高频...     

An experimental study on effects of post-heating parameters on resistance spot welding of SAPH440 steel

Abstract

The fracture mode of spot welded joints, made of SAPH440 steel sheets, is investigated. It was found that the weldment failure in the peel test of the joints occurred through the weld nugget. This is called an interfacial failure and is not acceptable because it is a sign of insufficient mechanical strength. Investigation showed that this kind of fracture is attributed to the brittleness of the nugget zone, caused by its martensitic microstructure due to the high cooling rate in the welding. For eliminating this defect, resistance spot welding procedures were augmented with post-heating stage. This approach is intended to reduce the cooling rate after welding and also to temper the weld nugget, generating a more ductile microstructure in the weld zone. The results of this research can be used for planning spot welding process and provides a guideline for analysing the results of hardness and peel test.     

Identification of acoustic emission signal in aluminum alloys spot welding based on fractal theory

The acoustic emission signal of aluminum alloys spot welding includes the information of forming nugget and is one of the important parameters in the quality control. Due to the nonlinearity of the signals, classic Euclidean geometry can not be applied to depict exactly. The fractal theory is implemented to quantitatively describe the characteristics of the acoustic emission signals. The experiment and calculation results show that the box counting dimension of acoustic emission signal, between 1 and 2, are distinctive from different nugget areas in AC spot welding. It is proved that box counting dimension is an effective characteristic parameter to evaluate spot welding quality. In addition, fractal theory can also be applied in other spot welding parameters, such as voltage, current, electrode force and so on, for the purpose of recognizing the spot welding quality.     

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.     

搅拌摩擦焊中动态再结晶及硬度分布的数值模拟

使用率相关弹粘塑性本构模型模拟了搅拌摩擦焊接过程，并着重研究了过程参数对搅拌摩擦焊接动态再结晶过程以及搅拌区内材料硬度的影响．结果表明，在搅拌区内焊接构件上、下表面沿垂直于焊缝方向的硬度分布规律不同．焊接构件顶部材料的硬度分布符合实验得到的结果，即焊缝中心线附近材料硬度较低，热力影响区外材料硬度逐渐升高并最终达到母材的硬度；但是在焊接构件下表面并不显示这一硬度分布规律．搅拌区内材料的硬度与搅拌头转速无明显关系，但随焊速的增加而增加．焊接构件中部材料的晶粒尺寸大于焊接构件底部材料的晶粒尺寸，且搅拌区内晶粒尺寸随搅拌头转速的增加趋于均匀．     

Resistance spot welding and the effects of welding time and current on residual stresses

A 2-D finite element model is developed based on fully coupled electrical-thermal and incrementally coupled thermal-mechanical analysis. The growth rate of the weld nugget as a function of welding time and current is studied. Comparison of the predicted results with the experimental data shows good agreement. Contact area variations and pressure distribution between the sheets’ faying surface and electrode-sheet interfaces during the welding process are studied. Compressive radial residual stress on the surface of the specimen obtained in the center region of the nugget while it becomes tensile and rises toward the nugget edge. The maximum tensile residual stress occurs outside of the nugget, near the edge region. The effects of welding time and current on distribution and magnitude of welding residual stresses are also investigated. The magnitudes of radial residual stresses in the inner and outer areas of the weld nugget grow with increasing the welding time and current while they decrease slightly in the edge regions of the weld nugget. The growth rate of the maximum residual stress reduces with increase in the welding time and current. This fact is more tangible for welding time.     

铝合金电阻点焊熔核截面反演成像

将反演理论及正则化方法用于熔核横截面电流反演成像,以反演图像直观判断焊点质量,扩大铝合金电阻点焊在对焊点质量要求较高领域中的应用.首先,建立熔核截面电流分布和周围磁感应强度关系的正演模型,并通过试验验证模型的可靠性;其次,建立反演模型,通过数值试验验证反演模型的可行性;最后,点焊成像试验,将测量的磁场信号反演为熔核截面的电流分布信息,并以图像形式显示.结果表明,反演图像反映了熔核截面电流分布特点,能够反应熔核质量的好坏,可以作为判断熔核质量的依据;正则化参数的选择影响反演图像的质量,过大或过小,反演图像都将偏离实际情况.     

600MPa级高Al冷轧双相钢的点焊工艺研究

基于600 MPa级高Al冷轧双相钢WHT600DP的点焊工艺和力学性能试验,以及接头的宏观金相分析,研究了焊接电流、焊接时间等工艺参数变化对点焊接头压痕深度、焊核直径、焊透率以及拉剪强度等性能指标的影响规律,进而得到了WHT600DP钢的焊接工艺窗口图.研究结果表明:在焊接时间变化较大的情况下,WHT600DP钢的可...     

小波分析在焊接过程控制及缺陷无损检测中的应用

小波分析是在傅里叶变换的基础上发展起来的一种时频分析方法,该方法具有良好的时频局部分析特性和多尺度分析特性,适合于非平稳信号的处理。由于能够有效解决干扰条件下焊接过程特征信息及焊缝缺陷信息提取的问题,目前小波分析作为一种信号及图像处理方法,已经广泛应用于焊接领域。文中从焊接过程控制及焊接缺陷无损检测两个方面阐述小波分析在国内焊接领域中的应用情况,并对其发展进行了展望。