冲压变形对点焊拼接板中焊点的影响

点焊拼接板的冲压成形性能是构成点焊拼接板的母材以及相应焊点冲压成形性能的综合表现。点焊拼接板冲压变形后,焊点的组织和几何尺寸的变化更是影响点焊拼接板冲压质量的关键因素。本文对点焊拼接板进行了拉伸、胀形和扩孔等典型的冲压试验,并对变形后的焊点进行了宏观和微观的分析。结果表明:在点焊拼接板冲压变形时,焊点处材料的应变远远小于其母材部分的应变;而在焊点处,焊核变形困难,较大的应变产生于热影响区。     

点焊拼接板成形极限图的试验与模拟研究

成形极限图是评定金属薄板成形性能最为简单和直观的方法,是解决板冲压问题的一个非常有效的工具。本文采用试验与模拟结合的方法对点焊拼接板的成形极限进行研究。结果表明:在接近双向拉伸的应力应变状态下,点焊拼接板各种场量最大值的分布具有明显的方向性。下层板的破裂危险区位于宽度方向中轴线的焊点附近,上层板的破裂危险区则位于长度方向中轴线的焊点位置;当点焊拼接板越接近双向等拉时,两个方向上变量的最大值就越接近,其破坏的几率也就越接近。     

点焊拼接板扩孔的数值模拟

采用MSC.Dytrah对点焊拼接板的扩孔变形进行数值模拟.模拟结果表明:内缘翻边时,焊点的存在使得内缘周围的变形分布极不均匀,在有焊点分布的方向上,材料的应变分布梯度较大,而较高的应变区则沿焊点两侧分布.点焊拼接板扩孔内缘周围最大主应变的不均匀分布程度主要受变形程度和焊点位置两个因素的影响.     

点焊拼接板成形性能的研究

作为拼焊板的一种,点焊拼接板在变形加工时所表现的各种成形特性都源自于焊点对基板力学性能的影响。采用力学平衡等效原理推导出了双层板的等效弹塑性性能参数,并采用应力参数法研究了焊点引起的应力集中现象。研究表明:焊点的存在影响了板料的局部应力分布,当焊点之间距离过小时,热影响区的交互作用变大,可能导致焊点处的应力集中加剧,易出现微裂纹,使其疲劳寿命下降。随着焊点距离的增大,热影响区的交互作用迅速降低,但其强度和刚度随焊点的强化效应也相应减弱。     

基于非圆形搅拌针下压的5A06/2219-T6回填式摩擦点焊接头组织与力学性能

采用带非圆截面搅拌针的焊接工具对5A06与2219铝合金进行了搅拌针下压的回填式摩擦点焊试验,对焊点进行微观组织结构分析与力学性能测试。结果表明:在焊接过程中,特殊的材料流动使得上板与下板的材料在焊点内部呈层状混合,并在焊点中心下部形成了上板材料留存区域。焊点完全消除了传统套筒下压带来的焊点竖直界面弱连接及环沟槽现象,但更容易在焊点下部形成延伸至焊核内部的界面残留,随着下压量的增加,进一步演变为向下板弯曲的Hook特征。拉剪试验表明,焊点断裂载荷随下压量增大而增加,最大拉剪力为5.7kN;断裂模式为由焊点底部Hook缺陷起裂,穿过焊核区扩展断裂。     

数字图像相关法在点焊接头失效模拟中的应用

使用基于数字图像相关法(DIC)的ARAMIS系统测定了HSLA420低合金高强钢的拉伸性能及真实应力-应变曲线,并对HSLA420点焊接头进行了拉剪试验,通过ARAMIS系统得到了拉剪过程中点焊接头的应变。根据得到的HSLA420钢测试结果建立了HSLA420钢的点焊接头模拟模型,对点焊接头的拉剪过程进行了模拟。结果表明:受载侧靠近热影响区的母材区是HSLA420点焊接头的薄弱区域。模拟结果显示该位置的主应变及应力三轴度都最大,这为单元的断裂失效提供了有利条件。数值模拟结果与试验结果吻合较好。     

镁合金电阻点焊接头断裂行为的有限元分析

综合考虑熔核尺寸、工件翘曲变形、电极压痕等因素建立了三维弹塑性有限元模型,分析了镁合金电阻点焊接头的应力、应变场分布特点,以揭示焊点断裂产生的原因.结果显示,由于电阻点焊接头在受力时熔核是主要的承栽部位,在熔核边缘与板缝结合处由于几何非线性和材料的非线性将出现应力集中,这是点焊接头受力时最薄弱的环节,裂纹从这里萌生,沿熔核边缘高应力区扩展.镁合金点焊接头断裂均为沿焊点熔核的纽扣形撕裂,断裂属于韧性断裂.     

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。     

6061-T6铝合金回填式搅拌摩擦点焊疲劳性能分析

对6061-T6铝合金点焊接头进行单点疲劳试验,确定6061-T6铝合金回填式搅拌摩擦点焊的疲劳断裂原因,得出6061-T6铝合金的S-N曲线以及条件疲劳极限.通过对载荷水平为1.5 kN的6061-T6 RFSSW疲劳试样进行金相分析以及断口扫描分析,得到了6061-T6铝合金疲劳断裂原因以及疲劳断口特征.结果表明,6061-T6点焊接头中的钩状缺陷和上下板结合处缺口尖端的应力集中是造成疲劳破坏的主要原因,疲劳裂纹始于上下板搭接处焊点的钩状缺陷外边缘,即缺口尖端处;在焊接过程中,应通过优化工艺参数尽量减小钩状缺陷的尺寸以及降低缺口处的应力集中,从而提高焊点的疲劳寿命.     

管板单边电阻点焊环状焊点力学性能分析

电阻点焊接头的焊接强度由母材和熔核的材料属性及几何特征决定.管板单边电阻点焊由于其焊接结构的特殊性,生成熔核的外形为环状,其强度不能用传统的圆形焊点强度经验公式计算.环状熔核的特征影响因素复杂,物理试验存在不确定性,通过大量试验方法难以建立焊接强度和影响因素之间的关系.基于拉剪试验原理,采用计算机模拟试验和试验设计方法,设计试验并统计得出低碳钢焊接强度和环状熔核几何特征因素之间的关系,并对其影响规律做了深入研究,为环状熔核质量的评估提供了依据.     

马氏体含量对双相钢焊点拉拉疲劳性能的影响

焊点的疲劳性能是决定车身安全性和可靠性的重要因素. 对不同强度的DP780,DP980和DP1180双相钢焊点进行了检验,在疲劳试验机上进行了拉剪疲劳试验,获得了焊点的疲劳寿命曲线,分析了焊点显微组织、硬度与疲劳性能的关系. 并对焊点的疲劳失效进行了分析. 结果表明:母材性能对其焊点的疲劳性能有较大影响. 母材强度越高即马氏体含量越多,其疲劳性能越优异,三种材料的失效模式均是沿着焊点圆周断裂,裂纹在熔核与母材交界的热影响区萌生,且先贯穿板厚,贯穿板厚的裂纹作为二次裂纹源向板宽方向扩展直至断裂.     

轨道车辆不锈钢车体点焊密封胶应用试验

以点焊密封胶为研究对象，确定轨道车辆不锈钢车体焊接用点焊密封胶选型原则，对使用点焊密封胶焊接的试件分别进行拉剪试验、宏观金相试验、密封性试验等试验研究。研究结果表明，在合适的焊点间距、焊点缘距条件下，点焊密封胶可以保证良好的密封性，点焊密封胶对点焊质量无明显影响，但火焰调修、近距离电弧焊等高热输入施工对点焊密封胶会造成很大的破坏。     

新型双相高强钢点焊接头拉剪力学性能与组织分析

以新型双相高强钢为研究对象,采用不同的工艺参数进行正交试验,并对点焊接头进行拉伸测试,分析各因素对电阻点焊质量的影响;然后对点焊接头金相组织进行观察,分析新型双相高强钢点焊接头的失效模式和接头金相组织特征。结果表明,点焊接头抗剪载荷的最优工艺参数为:焊接电流8 k A,焊接时间15 cyc,电极力2k N,此时点焊接头的最大剪切力达到最大值。优质焊点在拉剪试验中最先从熔核边界附近开裂,随后延伸至母材部分,直至点焊接头全部断开。     

镀锌钢板单脉冲与双脉冲点焊工艺性能比较

通过试验,比较了在相同焊接规范下镀锌钢板单脉冲和双脉冲点焊工艺性能的差异.试验结果表明,双脉冲焊接参数对镀锌钢板镀锌层有良好的挤出效果;采用双脉冲参数进行焊接时,焊点接头熔核直径更大,焊点接头抗拉剪载荷也更大.     

AZ31B镁合金点焊接头拉剪断裂特征

针对板厚2 mmAZ31B镁合金板材在DZ-3×100三相次级整流点焊机上进行焊接.通过对其焊接接头的拉剪试验、金相显微观察、断口SEM分析、XRD分析,研究了镁合金点焊接头拉剪断裂特征.结果表明,点焊接头拉剪断裂呈现拉剪撕裂和整核断裂两种断裂形式.熔核处断口为韧性-脆性混合型断裂,母材断口处呈现一典型的韧性断裂特征.熔核与母材的物相基本一致.母材焊后,晶界及晶面上析出硬而脆的Mg17Al12金属间化合物,且所占比例远远超过母材基体,熔核区域的断裂倾向增大,Mg17Al12金属间化合物在XRD图谱上衍射峰强.     

5052铝合金激光点焊工艺及性能分析

5052铝合金因具有比强度高、塑性及耐腐蚀性高、焊接性良好等优点,广泛应用于航空航天、轨道交通等领域。文中针对1.5mm厚5052铝合金进行激光点焊试验,研究光束倾角对焊点成形及拉剪性能的影响规律,分析焊点的组织特征和硬度分布规律。随着激光倾角的增大,结合面尺寸逐渐增大,焊点的抗拉剪力也随之增大,最大拉剪力可达到623.4 N;母材区主要存在铝基体,焊点区组织呈树枝状,焊点中心组织为等轴树枝晶,熔合线附近的组织为柱状晶;硬度以焊点中心线对称分布,焊点区硬度远低于母材的,距焊点中心越远,硬度先降低后升高。     

5A06铝合金非填充式搅拌摩擦点焊显微组织及力学性能分析

对5A06铝合金进行了非填充式搅拌摩擦点焊连接,对接头进行了显微组织、显微硬度、剪切拉伸和十字拉伸测试。研究结果表明,接头显微组织可分为搅拌区、热机影响区、热影响区及母材,在搅拌区内形成了极为细小的等轴晶;上下板的硬度变化趋势基本一致,搅拌区的硬度高于其它三个区;焊点的抗剪性能和正拉性能随搅拌工具的转速呈增大的趋势,当搅拌工具转速为2 000 r/min、停留时间为5 s、搅拌针压入深度为2.4 min时,抗剪载荷达到最大值4 270 N,塑性位移为0.966 6 mm,正拉载荷为1 646 N。由此可以看出,转速对于提高点焊接头性能起到决定性作用。     

工艺参数对B1500HS点焊直径/拉剪强度影响的研究

点焊直径及拉剪强度是焊点性能的两个重要指标。本文以B1500HS高强钢板为研究对象,首先通过正交试验,分析了焊接电流、焊接时间和电极压力对点焊直径以及拉剪强度的影响,发现焊接参数对点焊直径和拉剪强度的影响规律并不一致。其次,采取径向基神经网络模型与遗传算法相结合的方法,分别获取点焊直径和拉剪强度最优值时的工艺参数,并通过试验验证了上述参数。结果表明,点焊直径和拉剪强度对工艺参数的要求并不一致,最大点焊直径并不能代表最优的点焊质量。这对进一步优化工艺参数,提升焊点质量具有重要指导意义。     

超高强钢点焊结构拉剪试验及数值仿真

以超高强淬火钢22MnB5搭接型点焊结构为研究对象,通过拉剪试验、光学试验和维氏硬度测试,获得了点焊结构的部分力学参数.在ANSYS中进行强度仿真,并与试验结果进行对比.结果表明,将点焊模型分为焊核、塑性环、母材三部分的有限元模型是合理的.同时仿真结果还表明点焊结构交界面的塑性环边缘处是最薄弱的位置,结构失效主要由切应力所引起,并分析了部分尺寸参数对结构强度的影响,当焊核半径、两板重叠长度与板厚越大,结构的最大Von Mises应力值就越低,但增大到一定程度后,其影响降低,为焊接工艺参数的优化提供参考.     

纯钛/镁合金异种材料电阻点焊接头组织和性能分析

采用电阻点焊技术焊接TA2纯钛板和AZ31B镁合金板。研究了不同焊接参数(点焊电流、点焊时间和电极压力)对焊点拉剪强度的影响,分析Ti/Mg焊点界面区域微观组织构成及显微硬度分布。分析结果表明,Ti/Mg焊点拉剪强度随点焊电流、焊接时间和电极压力的增大呈现先增加后降低的趋势。当采用点焊电流10 kA,焊接时间8周波,电极压力4 kN等参数时,Ti/Mg焊点拉剪力达到最大值3.7 kN。能谱分析表明,Mg/Ti界面反应层由Mg_(17)Al_(12),α-Mg和TiAl_3等相组成,其具有最大显微硬度146 HV。