铝合金介质点焊工艺性研究

介绍了用于铝合金介质点焊大电阻介质材料的制备，并在有介质材料和无介质材料条件下进行了点焊试验，对其熔核形貌进行了分析，结果表明，未应用介质材料的熔核点均产生气孔、未熔合现象，而应用介质材料则比较好，仅有少量的气孔，没有未熔合现象，并且降低了电极工作温度，延长了电极的使用寿命。     

TiO2粉末介质介入铝合金电阻点焊熔核形核电阻特征分析

以TiO2粉末作为添加介质进行铝合金电阻点焊. 焊接过程中利用实时传感技术对电阻点焊熔核形核过程的电极电压与焊接电流信号进行实时检测,通过对检测信号的计算和分析得到熔核形核动态电阻曲线,研究TiO2粉末介质对熔核形核与生长过程电阻特征的影响. 结果表明,随着TiO2粉末介质的介入,熔核形核动态过程发生变化,表现出不同的动态电阻特征. 由动态电阻曲线提取的接触电阻、终了电阻和形核电阻热效应3个特征值均能反映TiO2粉末介质对熔核形核质量特征的影响,且终了电阻、形核电阻热与焊点最大承载力高度线性相关,可作为检测熔核形核质量的依据.     

铝合金电阻点焊的熔核形成过程

点焊过程中熔核形成过程对焊接结构的强度和耐用性具有非常重要的影响.文中采用高速摄像技术研究了焊接电流和电极压力对铝合金电阻点焊形核过程的影响.结果表明,铝合金电阻点焊熔核首先在工件/工件接触面中心处形成,然后沿着水平方向生长,同时垂直方向也有少量的生长,一直扩展到电极头端面直径.熔核尺寸在点焊前80 ms时迅速长大,120 ms后基本保持不变,表明过长的焊接时间是没有必要的.随着电极力的增加,工件会经历较大的塑性变形,导致没有熔核形成.因此常规点焊时,不应采用过高的电极压力.     

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.     

热补偿电阻点焊铝合金接头的性能

采用热补偿电阻点焊的方法焊接铝合金A5052板,分析了焊接电流、焊接时间及电极压力等焊接参数对熔核尺寸与接头抗剪强度的影响,并分析了接头抗正拉强度与焊接电流的关系.铝合金的热补偿电阻点焊接头抗剪力及熔核直径随焊接时间延长而增大,随电板压力的增大而减小.当焊接电流为12kA时,接头拉剪力达到最大值,约5.5 kN.试验结...     

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.     

碳纳米管介质对铝合金电阻点焊熔核质量影响

铝合金及其电阻点焊工艺的应用日益广泛,对其性能和质量也提出了更高的要求.鉴于点焊熔核的宏观性能由其微观结构决定,通过改变熔核的微观组织结构来强化熔核质量,从而提高焊点性能.选用碳纳米管作为铝合金点焊熔核的添加介质,对点焊试验结果进行力学性能测试、显微组织结构观察和成分分析.结果表明,在铝合金熔核中添加碳纳米管后,熔核的晶粒尺寸明显减小,碳纳米管均匀分布在熔核中,能显著提高熔核的硬度和强度.经过进一步分析认为碳纳米管的强化机制主要为位错增殖、载荷传递、约束变形以及细晶强化.     

A6061铝合金与Q235钢电阻点焊接头组织与性能

采用热补偿电阻点焊方法对A6061铝合金与Q235低碳钢进行焊接,探讨了焊接电流、电极压力对接头熔核尺寸和抗剪力的影响,观察分析了熔核界面区反应物形貌及分布等微观组织结构特征。试验结果表明,A6061铝合金与Q235低碳钢采用热补偿电阻点焊方法能在较低的焊接电流条件下获得具有较大熔核与较高抗剪力的点焊接头;接头熔核直径及抗剪力随焊接电流、电极压力的增大而增大;无飞溅条件下接头最大抗剪力为4.25 kN,对应的焊接电流为17.5 kA;接头界面处生成了主要由Fe2Al5和FeAl3构成的金属间化合物层。     

电阻点焊过程中动态电阻的变化规律

动态电阻变化是电阻点焊过程中的重要内容．了解不同材料在焊接中动态电阻的变化规律，可以预测点焊接头的形成过程，建立熔核形状与动态曲线的关系，实现对焊点质量的监测，目前．已对低碳钢，镀锌钢板、不锈钢、铝合金和镍合金等材料点焊时的动态电阻变化规律进行了研究。     

超细晶粒钢电阻点焊工艺研究

采用电阻点焊对400MPa级超细晶粒钢进行焊接,研究了工艺参数对接头组织和性能的影响.结果表明,其接头HAZ组织由贝氏体、马氏体及M-A组元等淬硬组织组成,而熔合区组织由粗大的M组成;点焊过程中施加锻压力有利于增加熔核直径,消除熔核区缩孔缺陷,提高接头抗剪强度.     

铝合金和低碳钢的电阻点焊数据特征

研究了电阻点焊过程中不同条件下的电极位移和电极压力的数据特征.试验设备为170 W逆变直流点焊机.采用多通道高速数据采集系统采集电极位移和压力数据,用MATLAB进行数据分析,比较了5182铝合金和低碳钢的点焊行为特征.结果表明,当熔核长大到一定程度后,铝合金熔核膨胀速率不会像低碳钢那样达到零值,且电极力会出现一个峰值,该峰值预示着熔核已经达到了足够的尺寸.     

Study on asymmetric thermo-physical effect mechanism of intermediate frequency DC resistance spot welding for aluminum alloy

The asymmetric thermo-physical mechanism of the resistance spot welding technique with intermediate frequency(2 kHz) and direct current(RSWIFDC) on the high strength aluminum(Al) alloy TL091 was studied here in view of the Peltier effect. On the basis of the analysis of the electrode cap surface erosion state and the shape-position of the nugget, it was concluded that asymmetric thermo-physical phenomenon occurred on both ends of the nugget, and even had an influence upon the shape-forming coefficient and the vertical position deviation of the nugget, and the erosion degree of the electrode caps. In this work, the relative thermo-physical model of the welding was established combined with the Peltier effect and the spot welding characteristics. Accordingly the relative welding phenomena, such as nugget center deviation and different erosion degree of the electrode cap surface, was explained clearly using the model related with the Peltier effect for the first time. This model provides important theoretical basis for future study and application of Al alloy spot welding, based on which, effective works may be done to promote the quality of the Al alloy welded joints and to obtain favorable control upon parameters of Al alloy welding for electrode caps.     

异种钢电阻塞焊工艺优化及接头性能分析

采用一种新型复合焊接工艺——电阻塞焊对1.5 mm等厚TRIP980高强钢/SPCC低碳钢板进行焊接，利用正交试验优化其焊接参数，随后增加焊前预热，分析对比无预热和焊前预热两种条件下较优焊接参数时接头的力学性能及组织、硬度特点.结果表明,各焊接参数对接头的拉剪载荷影响程度由大到小依次为焊接电流、填充物直径、焊接时间及电极力；在电极头端面直径为8 mm的条件下，填充物直径为5.5 mm时的接头力学性能优于其它直径；相同焊接参数时，焊前预热塞焊接头的拉剪载荷比无预热提高7%以上；两种条件下较优焊接参数时，焊前预热塞焊接头的熔核偏移量小于无预热，熔核和熔合区的硬度比无预热时有所下降，熔合区脆硬马氏体组织比无预热少；焊前预热塞焊接头断口为韧性断裂，无预热塞焊接头断口为脆性断裂；其主要机理是，预热减小了熔核区金属过热倾向，使熔核扩展均匀，熔合区脆硬组织减少，有利于接头强度的提高.     

外加磁场对非等厚铝合金电阻点焊熔核偏移的影响

针对两层板及三层板组合下的5052铝合金进行了外加磁场与常规情况下的电阻点焊,研究了外加磁场对铝合金点焊熔核偏移影响. 结果表明,外加磁场改善了两层板及三层板非等厚度铝合金的熔核偏移情况,尤其是针对熔核偏移较严重的板材厚度组合下,外加磁场改善熔核偏移的作用更加明显. 之后针对外加磁场和常规点焊情况的不同两层及三层板铝合金板厚组合式样进行了剪切拉伸测试. 结果表明,外加磁场在改善点焊熔核偏移的同时,提高了点焊接头的强度. 因此,外加磁场是一种改善非等厚度铝合金点焊熔核偏移及提高接头剪切拉伸性能的有效方法.     

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.     

铝合金电阻点焊过程的有限元模拟

建立了铝合金电阻点焊过程的有限元分析模型，采用基于显微接触理论的接触电阻模型模拟点焊过程中试件与试件界面上的接触电阻。计算获得了焊接过程中电极／试件和试件／试件接触界面上接触半径的变化，以及试件间界面上压应力、电流密度和温度的分布。试验考察了熔核的形成和长大过程。比较表明，计算与试验测量结果符合很好，证实了所采用的接触电阻模型在铝合金电阻点焊模拟中的正确性和适用性。     

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.