镀锌钢板电阻点焊的多元非线性回归模型

为了研究用于家用轿车车身制造的镀锌钢板电阻点焊工艺,采用多元非线性回归正交组合的方法设计试验.试验将电阻点焊熔核形状参数和焊接接头抗剪强度作为考察指标,将焊接电流、电极压力、通电时间、预热电流四个参数,以及各参数之间的交互作用作为影响指标的考察因素,得到可预测熔核形状和焊接接头力学性能的四元二次回归数学模型,并通过方差分析对模型进行优化.结果表明,优化的回归数学模型可实现焊接接头熔核成形及力学性能较为准确的预测.在模型的基础上研究各参数及各交互作用对焊点质量的影响规律,从而可实现电阻点焊工艺参数的优化设计.     

电极材料对非等厚不锈钢点焊熔核偏移的影响

以不锈钢电阻点焊为例,分析了铬锆铜、铍铜、钨铜W80等材质电极对非等厚板电阻点焊熔核偏移的影响,通过制作形状完全相同的电极,在厚板侧采用铬锆铜电极,在薄板侧分别采用铬锆铜、铍铜、钨铜电极,在焊接参数一致的前提下焊接非等厚不锈钢,并对熔核尺寸和形貌进行对比分析。分析结果表明,在厚板侧采用铬锆铜电极,在薄板侧采用钨铜电极熔核偏移现象明显改善。     

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.     

非等厚异种钢电阻点焊焊点成形及神经网络预测

利用交流电阻点焊机在大量工艺试验的基础上,采用人工神经网络的方法,针对非等厚异种钢的双脉冲点焊构造了一种点焊焊点成形预测模型.该模型输入层由焊接电流、电极压力、通电时间和脉冲间隔组成,隐层为三节点双隐层,输出层包括熔核直径、熔核偏移量.通过试验,研究了输入层各焊接规范参数对焊点成形的影响,与神经网络预测结果对比表明,该模型预测结果与试验结果有较好的一致性,建立的模型较为可靠.     

非等厚两板铝合金电阻点焊熔核偏移过程研究

在非等厚板材的电阻点焊中,熔核的偏移对点焊质量有很大的影响.本文通过MATLAB建立非等厚两层板铝合金二维轴对称热传导模型,对厚度组合为1.0 mm/2.0 mm的5052铝合金电阻点焊温度场进行了模拟,得出熔核在非等厚板中的形核过程和偏移的本质原因,并利用高速摄影试验验证了模型的准确性.结果表明:在点焊初期,薄板侧的高温区大于厚板侧高温区;随着焊接时间的增加,高温区逐渐偏向厚板,并最终形成一个偏向厚板侧的熔核.这是由于在点焊熔核形成前,散热作用的强弱是影响高温区域偏移的主导因素.熔核开始形成后,析热作用的强弱成为主导熔核偏移的因素,熔核向具有大电阻、散热少的厚板一侧偏移.因此,熔核偏移主要是由焊接区在加热过程中焊件析热和散热不均所致.     

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.     

非等厚不锈钢电阻点焊工艺

研究了非等厚不锈钢电阻点焊工艺,分析点焊接头质量、显微组织特征以及显微硬度分布规律。结果表明,采用硬规范形成的焊点外观质量合格、撕裂性能良好。显微组织分析表明,点焊熔核被晶粒细小的塑形环包围,熔核组织主要由发达的柱状晶和胞状晶组成。显微硬度测定表明,熔核区域的维氏硬度值基本一致,但与两侧母材存在一定的差异。     

电阻点焊接头熔核面积的预测

以电阻点焊接头表面的数字图像作为信息源,探索了一种新的点焊接头质量无损检测方法。首先通过图像特征分析,将焊点表面图像划分为三个特征区域,提取三个同心圆的面积作为表征接头熔核面积的特征参量。其次,以提取的特征值作为输入向量,以接头横截面处的熔核面积作为评判标准,建立点焊接头熔核面积的SVM(支持向量机)等级分类模型。实验结果表明,该模型可以有效地对熔核面积进行预测分类,实现了对电阻点焊接头质量的无损评判,经验证其准确率可达96.667%。     

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.     

电极形状对异种不等厚铝合金电阻点焊接头形貌的影响

为了准确预测异种不等厚铝合金电阻点焊熔核尺寸及表面形貌,本文综合考虑电阻点焊过程中电极与工件、工件与工件间接触面积的动态变化以及材料力学性能对接触电阻的影响,建立了较为完善的电阻点焊有限元模型,研究异种不等厚铝合金电阻点焊熔核形成机理以及电极圆角半径对接头形貌的影响规律.结果表明:熔核最先在焊点边缘形成,然后向中心扩展...     

不等厚镀锌钢板的点焊模拟和熔核偏移

利用有限元分析软件ANSYS建立1/2二维镀锌钢板点焊计算模型。特殊处理镀锌层,先进行点焊预压分析,然后进行温度场的模拟分析,得到点焊接头应力分布和熔核尺寸以及温度场分布云图。分析不等厚板点焊过程中的熔核偏移现象,通过设计模拟并加以实验验证,证明了点焊硬规范能明显改善熔核偏移的结论。     

电阻点焊熔核设计的数值模拟

在电阻点焊的熔核形成过程中,采用了逆向思维的研究思路,利用有限元软件建立轴时称热-电-力耦合场的模拟模型,研究并分析了点焊熔核形成过程的温度场,经过有限元反复的模拟分析获得所要求熔核的工艺参数.结果表明,通过有限元进行点焊熔核设计的研究方法是可行的,既节省了试验费用,又大大缩短了点焊试验周期.     

不锈钢点焊动态电阻曲线频谱与熔核的关系

运用快速离散傅里叶变换(FFT)方法,分析了不锈钢1Cr18Ni9Ti点焊动态电阻曲线的频谱特征,并通过对6个焊点的熔核直径的解剖验证,发现了动态电阻曲线幅频图中0 Hz及3.1 Hz处的幅频值与熔核直径成正比,3.1 Hz处的幅频值随熔棱尺寸变化的曲线斜率较小,0 Hz处的幅额值随熔核尺寸的变化更为敏感.     

Influencing factors on nugget formation during multipoint welding by single-side resistance spot welding

ABSTRACT

Recently, weight reduction and improvement of crashworthiness of auto bodies have become important issues. At the same time, stiffness of auto bodies is also needed to ensure a smooth ride. Using hollow parts, such as bended pipes and hydroformed parts, is one of the solutions to the demand for both rigidity and light weight.

To weld hollow parts and sheet panels together, welding methods which allow us to access from one side are required. Single-side resistance spot welding (single-side RSW) process is one of those, and has recently been attracting attention.

However, because of the long current path and small electrode force, it is difficult to concentrate the electric current in the welding spot compared with conventional direct resistance spot welding (direct RSW). Furthermore, in multipoint welding, shunt current will occur easily, and the nugget formation will be inhibited.

To obtain a guideline for making sound nuggets, influencing factors for shunt current were investigated. In addition, a numerical study was carried out to discuss the difference between direct RSW and single-side RSW.

According to the CAE analysis, the shunt current of single-side RSW will be higher rate than direct RSW. The rate of shunt current was influenced by the electrical resistance of its current path. For this reason, with shorter distance between welding points, or with lower electrical resistance of material, it is difficult to get large nuggets. By enhancing the electrical resistance of shunt current path, shunt current could be reduced and a larger nugget would be obtained.     

电阻点焊熔核形成过程磁流体动力学分析

引入磁流体动力学理论,采用解析方法对电阻点焊熔核形成过程中电场、磁场、热场、流场及其相互耦合进行了系统的分析,揭示了点焊熔核形成过程中各物理场的特征,以及它们相互作用对熔核内熔化金属流动的影响规律.研究发现,在焊接电流及其感应磁场相互作用产生的磁场力的作用下,熔化金属磁流体仅仅在通过电极轴对称轴的对称平面内绕四个核心做旋转运动,并且金属流动开始于结合面,最大速度也出现在结合面上.这为进一步通过有限元方法深入研究电阻点焊熔核形成多物理场耦合过程提供了重要的简化依据.     

不等厚异种铝合金电阻点焊的工艺分析

采用三相次级整流电阻点焊机,对不等厚度异种铝合金2A16(1mm)+2870(2mm)进行点焊试验,并选取焊点试片制备金相进行光学组织分析及做抗拉强度试验.通过改变电板结构和焊接参数(电极压力、焊接电流、焊接时间),确定了合理的工艺方案,试验结果表明:使用a种电极(有圆弧过渡的雏台形电极),在电极压力4kN,焊接电流3...     

钢/铝异种金属点焊研究进展综述

基于电阻点焊过程中工艺信号特征,在不同间距、不同间隙和不同间距与间隙3种条件下,引入相关性分析方法分析工艺信号与熔核直径之间的相关性,并建立基于麻雀搜索算法-BP神经网络(sparrow search algorithm- back propagation neural network, SSA-BP)的电阻点焊质量预测模型,将功率、焊接电流、焊接电压和动态电阻作为预测模型输入特征. 结果表明,经麻雀搜索算法优化后的BP神经网络在测试集上的决定系数R²、均方误差(mean-square error, MSE)、均方根误差(root mean square error, RMSE)和平均绝对误差(mean absolute error, MAE)分别为0.95,1.55,1.24和0.90,均优于BP模型. 获得了功率、焊接电流、焊接电压和动态电阻与熔核直径的映射关系,可为焊接的工艺参数设计提供依据.