三层板6061铝合金点焊接头形式对其力学性能的影响

文中研究了三层板6061铝合金电阻点焊接头的失效行为.设计了6种形式的三层板铝合金点焊搭接接头,并对其进行了剪切拉伸试验.通过剪切拉伸测试中获得的峰值载荷和吸收能研究不同接头形式下的力学性能.结果表明,不同的搭接形式的接头具有不同的接头峰值载荷和能量吸收能.在剪切拉伸测试中,熔核的旋转程度对接头的峰值载荷和能量吸收具有重要影响.熔核旋转程度越大,峰值载荷越小,能量吸收能越低;而对于纯剪切情况下,峰值载荷和吸收能最高.     

三层板铝合金电阻点焊搭接接头的弹塑性模拟

建立了1.5 mm等厚5052铝合金三层板电阻点焊接头在拉剪载荷作用下的弹塑性有限元模型.有限元模型的计算结果与试验结果吻合良好.结果表明,不同的接头设计形式导致不同的峰值载荷和断裂模式.熔核旋转对控制峰值载荷及断模式起重要作用,熔核旋转角度增加导致峰值载荷降低.断裂模式不仅与熔核旋转有关,也受接头应力分布影响.当点焊接头在拉伸过程中发生旋转时,熔核周围受到的剪切应力增大,断口形貌呈现拉长的椭圆形韧窝.当点焊接头在拉伸过程中不发生旋转时,熔核周围受到的较大拉应力,断口形貌呈等轴韧窝.     

镀锌三层板电阻点焊的数值模拟

根据三层板电阻点焊的特点以及锌层的性质,选用1/4模型建立三层板数值模拟的模型.在经验参数的基础上优化工艺参数,以寻求最佳的熔核.在优化后最佳工艺参数下,分析各个不同材料内最高温度的变化趋势,熔核的形成与长大过程.加入无镀锌层进行比较,重点突出镀锌层对整个过程的影响.结果表明,镀锌层对整个形核过程有着很大的影响,改变了熔核的产生位置及长大趋势.含镀锌层的三层板熔核是先在无镀锌层的两块板接合面处形成,沿径向和轴向长大,最后形成包含三块板的熔核.结果表明,模拟计算结果与实际焊接结果比较吻合.     

基于三层板模型的气膜混凝土薄壳结构设计

基于三层板模型和拉压杆模型,介绍了钢筋混凝土薄壳结构设计的一种方法.与我国目前采用的设计方法主要考虑壳单元面内轴力和弯矩两种内力不同,本文设计方法考虑了壳单元受面内轴力、面内剪力、面外剪力、弯矩和扭矩等共八个内力的共同作用.进行了一个气膜喷射混凝土薄壳结构的设计,并与由传统方法得到的设计结果进行了对比分析,说明了本文方法的设计过程和可靠性.研究表明,对于剪力和扭矩相对较小的情况,可以按传统方法进行设计;而对于剪力和扭矩的影响不可忽略的情形,本文方法的设计结果相对合理.     

三层板压印接头力学性能分析

本文的研究目的是分析三层板不同搭接方式的压印接头的力学性能,主要采用试验方法对其进行研究,具体方法如下:首先对1.5 mm AA5052+1.5 mm SPCC+1.5 mm AA5052三层板不同配置方式下的压印接头进行静态力学性能测试,分析三层板压印接头的静态失效模式及其静强度;再对静态力学性能最优组进行动态疲劳性能测试,分析疲劳失效模式及其疲劳强度,并采用最小二乘法拟合获得接头力-寿命(F-N)方程.试验结果表明:静态失效为上板颈部断裂、中板内锁拉脱和混合失效三种模式;T-A型接头静强度最低,T-C型接头静强度最高.其中,T-C型接头疲劳失效模式为上板颈部先断裂,之后下板出现裂纹导致接头失效;T-C型接头上板颈部疲劳性能较差,当应力水平为静强度40%时,疲劳循环最多只能达到15 965次,但是中板与下板连接可达到200万次.     

预热和回火参数对双相高强度钢板点焊性能影响分析

针对白车身高强钢多层板电阻点焊工艺参数难以确定、可焊性差,且存在点焊工艺过程的不可见性等问题,对厚度为1.8 mm的B340/590DP双相高强度钢三层板电阻点焊进行预热和回火处理,通过焊接试验,研究预热及回火工艺参数对双相高强钢电阻点焊焊点的压痕、力学性能和断口形式影响。试验结果表明:增大预热电流和预热时间,焊点熔核直径增大,最大拉剪力增大,压痕深度呈上升趋势;增大回火电流和回火时间,焊点熔核直经、最大拉剪力、压痕深度都有上升趋势。从三层板焊接的抗拉强度和断裂形式来看,无论哪种断裂形式(熔核拔出、界面撕裂),其抗拉强度区别不大,因此,对于三层或者多层板的电阻点焊而言,仅从焊点的拉剪破坏形式来研判强度指标或者用以表征焊点质量是不合适的,其点焊接头是否形成冶金结合,需要根据低倍金相进行判断。     

三层板电阻点焊接头界面力学性能

目的为掌握汽车侧撞区域三层板电阻点焊接头不同界面的承载能力,研究三层板接头力学性能。方法以B1500HS-1.4 mm/B1500HS-1.6 mm/DC06-0.8 mm三层板电阻点焊接头为研究对象,通过剪切拉伸试验结果,对比分析不同界面的力学性能,并对焊点熔核区显微组织、界面熔核尺寸、显微硬度以及失效模式进行研究与分析。结果在三层焊中,当上下两侧板材强度相差很大时,不同界面的三层板点焊接头具有不同的峰值载荷和断裂能量,强强界面的剪切承载能力是强弱界面的6倍;熔核区不同板材处的马氏体含量以及界面熔核尺寸均影响点焊接头的力学性能;热成形钢一侧影响区因原始全马氏体组织出现了软化;拉剪试验条件下,B1500HS-1.4 mm/B1500HS-1.6 mm界面点焊接头失效模式为纽扣失效,B1500HS-1.6mm/DC06-0.8 mm界面点焊接头失效模式为先纽扣失效,后母材撕裂。结论在汽车耐撞设计中应通过承载分配,将碰撞结构力传导至强强界面,并通过隔离设计尽量避免强弱界面受到结构力影响,以提高碰撞性能。     

差强差厚三层板电阻点焊熔核尺寸的控制方法

针对差强差厚三层板电阻点焊过程熔核形成规律展开研究,提出采用不对称电极帽匹配方法改善点焊熔核尺寸及可焊性窗口宽度.基于建立的有限元模型,分析了两种电极帽匹配下薄板侧熔核形成过程中的电流密度、温度场及熔核尺寸的变化规律.通过试验对比分析了不同焊接时刻的薄板侧熔核尺寸,并建立了两种电极帽匹配下的差强差厚三层板点焊可焊性工艺窗口.结果表明,该方法能有效解决差强差厚三层板点焊过程中的熔核偏移及薄板侧熔核尺寸偏小的问题,提高电阻点焊过程的鲁棒性.     

含镀锌板的三层板点焊熔核形成机理研究

基于车身制造需求,对含镀锌板的低碳钢三层板(0.65 mm厚的镀锌板、0.65及0.70 mm厚的裸板)按照不同焊接参数进行点焊工艺试验,并测试了其力学性能,观察了点焊熔核金相组织,从而分析了其熔核形成机理.研究表明:对于含镀锌板的三层板点焊,熔核最初是在裸板与裸板的接触面上形成的,经历横向和纵向扩展,直至形成完整的熔核.