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.     

SUS304不锈钢板点焊接头的超声成像及失效分析

利用超声波水浸聚焦入射法对1 mm厚的SUS304奥氏体不锈钢板点焊接头进行超声波C扫描成像检测,研究了不同工艺参数下获得接头的焊核直径与内部缺陷;借助于材料试验机及扫描电镜探究了接头力学性能与失效机理。结果表明:超声波C扫描能够有效地观测出点焊焊核直径,并能够甄别出焊穿、飞溅等典型焊接缺陷:当焊接电流为8 kA时,接头的平均失效载荷最大(9707.1N),而当电流增加至9 kA时,接头的平均失效载荷急剧下降到699.5N;焊接电流在4~8 kA时,接头断口处出现大小不等的韧窝,呈现出韧性断裂过程,少数试件的接头出现韧性断裂与准解理断裂过程;焊接电流为9kA时,接头主要呈现出韧性断裂与过烧沿晶断口。     

ABS塑料与Q235钢异种接头电阻点焊工艺与力学性能的研究

采用电阻点焊实现了ABS塑料与Q235钢异种材料的搭接连接,分析了工艺参数改变对接头成形与力学性能的影响及接头失效后的断口形貌。结果表明,随着焊接电流和焊接时间的增加,接头焊合面积逐渐增大,接头拉伸载荷也随之增大;电极压力改变时,接头拉伸载荷并未出现较大的变化趋势。热输入过大时接头成形质量变差,在搭接界面塑料被大量挤出;在接头界面塑料金属相互嵌合包覆形成了机械互锁结构。接头失效有界面撕裂和塑料母材拉断两种形式。     

铝箔夹层对铝-镁-硅合金车身板点焊性能的影响

采用正交试验法在两块Al-Mg-Si车身板材之间加入双层0.02 mm厚的铝箔进行点焊工艺参数试验,分析熔核微观组织的特征,研究焊接工艺参数与电阻点焊接头抗拉剪强度的关系.试验表明,焊接电流对焊点抗拉剪强度影响最大,焊接时间次之,电极压力最弱.最佳工艺参数为焊接电流17 kA、焊接时间1.0 s,电极压力2.4 kN,此时拉剪负荷为1 943 N.显微组织表明,熔核呈均匀细小的等轴晶粒,没有出现飞溅、裂纹等缺陷.接头断裂为韧性断裂,断口撕裂有韧窝特征.     

高强度TRIP800钢板点焊工艺研究

以厚度为1.5 mm的TRIP800钢板为研究对象,采用正交试验方法安排试验,通过观察点焊接头的显微组织和拉伸断口形貌,测量接头的显微硬度,确定了钢板的最佳工艺参数,并对焊接缺陷进行了分析。结果表明:当焊接电流为9.0 kA、焊接时间为15 cyc、电极压力为3.5 kN时,所获得的点焊接头具有最佳的力学性能和较好的焊接质量;点焊接头断口呈现韧性断裂特征;点焊接头中发现未融合、缩孔、飞溅缺陷。     

5A90铝锂合金点焊接头力学性能研究

采用三相次级整流电阻焊机对5A90铝锂合金进行点焊试验,研究了铝锂合金点焊接头的力学性能。结果表明:在不同点焊工艺参数下,接头拉剪强度均呈先增大达到峰值后又减小的规律变化。当电极压力为8.55 kN、焊接电流为45.5 kA、焊接时间为4 cyc时,最佳接头强度可以达到最大值7.7 kN。断裂模式为纽扣断裂和结合面断裂,纽扣断裂断口为韧性与脆性混合断裂形式。     

焊接电流对5052铝合金电阻点焊接头的性能影响

在电极压力、预压时间、通电时间和维持时间等焊接参数不变的条件下,焊接电流在14~23 k A内以1 k A间隔递增,制备10组试件。基于超声扫描无损检测和准静态力学破坏试验,分析各组接头的超声扫描图、拉剪载荷、失效模式、刚度和能量吸收值,研究焊接电流对5052铝合金电阻点焊接头性能的影响。结果表明,电阻点焊可以实现5052铝合金板材的有效连接;焊接电流为22 k A时,接头成形性较好,接头的拉剪载荷、刚度、能量吸收值等性能均较优。     

汽车板点焊接头检测与失效特性研究

对不同点焊接工艺下的汽车板点焊接头的断裂失效模式和原因进行了分析,通过力学性能检测分析了不同断裂失效模式下的点焊接接头的承载性能。结果表明,高强汽车板点焊接头主要分为界面断裂、熔合线断裂和热影响区断裂3种失效模式;发生界面断裂的点焊接头的承载性能较低,其次为熔合线失效的点焊接接头,而热影响区失效的点焊接头的承载性能最高;界面断裂模式下的熔核区断口有较多的撕裂棱和拉长的韧窝,而熔合线断裂模式下的断口主要由尺寸分布不均的浅韧窝组成。     

通电时间对热冲压高强钢点焊接头性能及失效方式的影响

热冲压硼钢电阻率大、焊接热循环升温速度快、峰值温度高、局部冷却速率的不均匀,决定了点焊接头性能差别极大.点焊接头在剪切载荷作用下有界面断裂、焊核拔出和部分焊核拔出三种失效方式.以1.6 mm厚的热冲压硼钢为对象,研究不同通电时间对接头显微硬度、承载性能、失效方式的影响规律,分析失效的形成原因和失效机理.结果表明,上述三种失效方式承载能力和破坏吸能力相差不大,焊核拔出并不能作为评判高强钢点焊接头质量好坏的标准.焊接缺陷、承载时的高度应力集中以及热影响区局部韧性恶化是影响热冲压高强钢点焊接头失效方式的三大主要因素.     

双相钢DP780电阻点焊工艺研究

研究了双相钢DP780的电阻点焊工艺。采用超景深显微镜和维氏硬度计等手段研究了点焊接头的微观组织和力学性能。优化试验参数为:焊接电流12 kA,焊接时间10 cyc,电极压力3.5 kN。双相钢点焊接头熔核微观组织为柱状晶,主要是马氏体和少量的铁素体。在拉剪条件下,其点焊接头主要有界面撕裂和熔核剥离等失效模式。     

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.     

Ti/Al异种金属微电阻点焊接头特征及性能研究

对0.2 mm厚的1060纯铝和TC4钛合金薄板进行了微电阻点焊试验,研究了焊接电流I、焊接时间T和电极压力F对接头力学性能的影响,采用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)对点焊接头的连接特征及断裂行为进行了深入研究,采用微区射线衍射仪(micro-XRD)测定了焊点的物相组成。结果表明：在焊接电流为0.3 ~ 0.7 kA范围内,焊点的拉剪力随着焊接电流的增加先增加后趋于平稳,在焊接时间2~6 cyc范围内,焊接时间对焊点的拉剪力无显著影响,在电极压力为40~280 N范围内,随着电极压力增加焊点拉剪力先增加后降低;当I=0.7 kA、T=3 cyc、F=160 N时点焊接头的拉剪力最高为91 N,断裂发生在热影响区;1060/TC4异种金属微电阻点焊形成了共同的熔核,熔核与TC4之间界面较为平整,但是与1060的结合面呈凹凸不平,在熔核内部生成了AlTi₃、Al₂Ti和Al₃Ti金属间化合物,焊核与铝侧界面处生成了针状化合物Al₃Ti,对焊点的强度起到重要作用。     

Optimization design of resistance spot welding parameters of magnesium alloy

By means of the quadratic regression combination design process, the regression equations of nugget diameter and tensile shear load of spot welded joint were established. Effects of welding parameters on the nugget diameter and the tensile shear load were investigated. The results show that effect of welding current on nugget diameter is the most evident. And higher welding current will result in bigger nugget diameter. Besides, interaction effect of electrode force and welding current on tensile shear load is the most evident compared with others. The optimum welding parameters corresponding to the maximum of tensile shear load have been obtained by programming using Matlab software, which is 4, 7 kN electrode force, 28 kA welding current and 4 cycle welding time. Under the condition of the optimum welding parameters, the joint having no visible defects can be obtained, nugget diameter and tensile shear load being 6. 8 mm and 3 256 N, respectively.     

基于正交试验法研究DP590点焊工艺

通过正交试验法研究DP590冷轧板电阻点焊性能。以剪切载荷为评价指标,通过极差分析和方差分析,研究工艺参数影响点焊接头拉剪载荷的显著程度,并获得DP590冷轧板的最优工艺参数,测量接头的熔核直径并分析其失效模式,观察接头显微组织。结果表明,焊接电流对剪切载荷的影响最为显著,其次为焊接时间,电极压力影响较小;最优工艺参数为:焊接电流8.5 k A,焊接时间360 ms,电极压力3.6 k N;当焊接电流大于5.5 k A时,接头失效模式均为熔核剥离失效;熔核区显微组织为板条状马氏体和贝氏体,热影响区组织为细小马氏体。     

On the resistance spot welding of four-sheet stack of unequal sheet thickness

There is a lack of sufficient understanding regarding resistance spot welding behaviour of multi-layer structure. This paper investigates the weld nugget development and failure characteristics of four-sheet joint of dissimilar sheet thickness (0.7/1.2/1.2/0.9?mm) made on low carbon steel. The heat dissipation via water-cooled electrode hinders the weld nugget penetration into the thin/thick sheet interface. It was shown that increasing heat input led to bonding mechanism transition from solid-state welding to fusion welding at thin/thick sheet interface. Increasing welding current beyond a critical value changed the failure mode from interfacial to pullout leading to improvement of energy absorption of the joint. Fusion zone size along middle sheet/sheet interface proved to be the most important controlling factor for mechanical properties of four-sheet resistance spot welds.     

22MnB5热成形钢点焊接头组织演变与性能分析

采用不同工艺参数对22MnB5热成形钢进行点焊试验,分析工艺参数对焊点性能的影响,并研究22MnB5热成形钢点焊接头组织演变及组织—性能关系. 结果表明,焊点熔核直径与拉剪力两者表现出正相关关系. 与电极压力相比,焊接电流对焊点力学性能具有更大的影响. 焊点各区域的组织演变导致了明显的硬度差异. 熔核区、过临界热影响区、亚临界热影响区及母材区均为马氏体组织. 临界热影响区为铁素体 + 马氏体双相组织,导致硬度显著降低. 该软化区增加了焊点失效时的承载能力及能量吸收能力,促使接头失效以“熔核拔出”方式发生.     

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/钢异种金属的沉头铆钉电阻单元焊工艺研究

采用沉头铆钉与沉头孔配合的电阻单元焊工艺连接了钢和铝合金,在Q235/5052Al界面形成了FeAl3金属间化合物。在DP780/Al界面形成了Fe2Al5和FeAl3金属间化合物。焊接电流对熔核直径、拉剪力、铝热影响区平均硬度以及铝板的承载面积有显著影响。确定了3种主要的失效模式:界面失效断裂模型、熔核拔出失效断裂模型和铝热影响区失效断裂模型。在焊接电流为18kA时,获得了最佳的接头力学性能,拉剪力达到5 712N,且失效模式为熔核拔出失效。     

电阻点焊冷轧DP600双相钢焊接接头性能的正交试验分析

运用正交试验设计法,以接头拉剪载荷为评价指标,对工业试制冷轧DP600双相钢进行点焊工艺优化,采用极差法和方差法对结果进行分析,获得了点焊工艺窗口及最优焊接工艺,并对最优焊接工艺下的点焊接头性能及显微组织进行测试和分析.结果表明,冷轧DP600双相钢的焊接工艺窗口为焊接电流9 000～12 000 A,焊接时间200～500 ms.焊接电流对点焊接头拉剪载荷的影响最显著,随着焊接电流增加,接头拉剪载荷逐渐增大.当焊接电流为12 000 A,焊接时间为200 ms,电极力为2500 N时,获得的最大拉剪载荷为14 kN,最大冲击吸收功为45.26 kJ,点焊熔核组织主要由板条马氏体组成.