超高强马氏体钢中频、电伺服点焊技术

分析了马氏体超高强钢的焊接性,制定一套包含焊接电流、回火电流、焊接压力、锻压力的点焊工艺规范,并采用中频、电伺服点焊设备进行焊接。结果表明,中频、伺服焊接系统可精确控制焊接电流和压力,适用于超高强马氏体钢铁的焊接;采用制定点焊规范进行焊接,飞溅少,焊核尺寸满足要求,焊核内部缩孔缺陷少,热影响区软化带较小。     

日本焊接自动化和焊接机器人发展动态

焊接自动化和焊接机器人能提供稳定的焊接质量,减轻人的劳动强度,提高生产率,降低成本,因此是近若干年来人类千方百计追求的目标。日本早在７０年代就已将点焊机器人引进生产线,而弧焊机器人由于其复杂性,在生产中应用要比前者晚得多。然而到了８０年代,日本弧焊机器人的使用开始有了显著增加。点焊机器人目前主要仍是用在汽车行业,而弧焊机器人在各工业领域获得了广泛的应用。本文简要介绍日本在焊接自动化和焊接机器人开发应用方面所取得的一些最新技术成果。１　减少飞溅的新型ＣＯ２焊接电源在自动化ＭＡＧ焊接中,减少飞溅以使…     

镀锌板搭载铜垫板电阻点焊工艺参数对缩孔缺陷的影响

在生产过程中发现,镀锌板搭载铜垫板的电阻点焊接头经常出现缩孔故障。为了降低镀锌板搭载铜垫板的电阻点焊接头缩孔故障率,提高镀锌钢板搭载铜垫板的电阻点焊接头质量,文中采用了理论分析与试验研究相结合的方法,研究分析了焊接压力、维持时间、铜垫板与接触板件的匹配精度3个工艺参数对镀锌钢板搭载铜垫板位置的电阻点焊接头缩孔缺陷的影响。研究结果表明：随着维持时间的增加,铜垫板与接触板件匹配精度的提高,点焊接头缩孔故障率明显降低,焊接飞溅减小,焊核直径增大,点焊接头的强度提高。随着焊接压力的增大,点焊接头缩孔故障率明显降低,焊接飞溅减小,焊核直径减小。但是,随着生产使用过程中铜垫板逐渐磨损,铜垫板与板件接触表面的平整度降低,与板件的匹配精度下降,铜垫板位置点焊接头出现缩孔故障和发生飞溅的概率逐渐增大,熔核直径减小较大。     

新型高强塑积富B-Al合金的电阻点焊熔核飞溅研究

通过自行设计配比一种新型高强塑积富B-Al合金材料。考虑到该种合金材料主要用于乘用车结构件,因此着重研究电阻点焊焊接性。同时借鉴国际焊接性评判标准ISO 14327-2004,设计了复杂焊接条件下的混合水平均匀设计实验。找出了影响该材料点焊熔核飞溅的主要工况因素,并通过建立点焊熔核飞溅边界曲线,从而有效地预测该材料点焊飞溅概率,更进一步地了解点焊熔核质量及点焊飞溅现象与焊接工艺、焊接环境等因素的相互关系,通过建立该材料点焊熔核力矩平衡方程与熔核膨胀应力数值仿真,深入分析点焊飞溅机理,在一定程度上促进了该新型高强塑积合金的实际应用。     

机器人搅拌摩擦点焊系统设计

搅拌摩擦点焊是一种新型固相焊接技术,机器人焊接是焊接制造业的主要发展方向,将搅拌摩擦点焊与机器人相结合,通过加工相应的焊接装置以及增加机器人的承载能力,设计完成机器人搅拌摩擦点焊装置,实现对搅拌针的精确控制。机器人搅拌摩擦点焊的控制系统是将机器人控制系统和搅拌摩擦点焊控制系统结合,在焊接过程中二者既能独立运行,又相互联系,实现搅拌摩擦点焊装置与机器人协同工作模式,从而实现无间断循环的焊接过程,提高焊接效率。通过实验对比分析机器人搅拌摩擦点焊与传统龙门式搅拌摩擦点焊焊接的工件表面成形和焊点力学性能,结果表明:机器人搅拌摩擦点焊系统实现了复杂结构工件的焊接,表面成形良好,无明显的焊接缺陷,且焊点结合强度与龙门式相当,机器人搅拌摩擦点焊系统具有良好的焊接性能。     

热冲压高强钢伺服点焊工艺

热冲压高强钢点焊过程易产生飞溅、缩孔,并且存在热影响区软化等现象.通过对热冲压高强钢点焊工艺初步分析表明,热冲压高强钢点焊需采用较大电极压力.采用恒流模式,当电极压力为4.2 kN时进行点焊,点焊过程易产生飞溅,导致焊接窗口较小,并且熔核中存在缩孔缺陷.采用合理的点焊锻压力可以显著抑制缩孔产生.智能调控(IQR)点焊模式根据动态电阻的变化,自适应调节热量输入,可大大降低飞溅率,且保证点焊质量的稳定性.     

超高强度钢与镀锌双相钢电阻点焊接头强度试验

试验研究了超高强度硼钢板/镀锌双相钢板的电阻点焊接头质量缺陷及其产生原因,通过正交试验设计,重点讨论了焊接电流、通电时间和电极压力对点焊接头强度的影响.结果表明:超高强度硼钢板/镀锌双相钢点焊中超高强度钢板侧更易出现飞溅和烧穿问题,通电时间和焊接电流强度时点焊接头拉剪强度影响显著,这类钢板组合的焊接应优先采用大电流、短...     

单面电阻点焊中预压力对Q235钢板焊点性能影响的研究

采用ANSYS建立单面电阻点焊过程中力-电-热耦合有限元模型。首先通过数值模拟得到不同预压力下焊接区域的径向及轴向应力分布云图,然后进行了点焊实验,对焊接试样进行了金相分析。研究结果表明:在3000 N预压力下,点焊过程中会产生飞溅,在焊核中间有空包生成;在9000 N预压力下,压痕较深,焊点直径较小,出现未焊透的情况;在6000 N预压力下,焊接情况良好。研究结果可为Q235钢板的点焊提供参考依据。     

镀锌板无飞溅点焊电极设计及试验

针对传统汽车镀锌板点焊时易产生飞溅以及参数可调范围窄等问题,提出在传统平电极端部设置盲孔以降低飞溅的方法,通过与传统电极镀锌板点焊时的对比试验可知,在电极压力2 kN、焊接时间200 ms时,无飞溅的焊接电流区间为:传统电极6~7 kA,盲孔型电极6.5~9.5 kA,且熔核直径均不小于5 mm,接头抗剪切力高于3.6 kN;盲孔型电极能够有效降低汽车镀锌板点焊时的飞溅、毛刺等质量问题,满足焊接质量要求的可选参数范围宽,对改善点焊质量及提高参数调试效率有一定的实用意义。     

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。     

一种基于数据统计的电阻点焊飞溅快速识别方法

镀锌板电阻点焊时飞溅问题日益突出,严重影响汽车白车身的焊接质量。提出一种基于数据统计的电阻点焊飞溅快速识别方法,通过采集点焊过程的焊接电流、焊接电压,计算出焊接过程的动态电阻曲线,运用数据统计方法分析曲线的变化过程,实现了焊点飞溅的快速识别,并给出了飞溅严重程序的指标。该方法简化了飞溅识别算法,可以方便地移植到MCU中实现焊点飞溅在线识别的边缘计算。     

搅拌摩擦点焊机器人无纸化制造控制平台

针对搅拌摩擦点焊机器人无纸化制造控制平台的实现方法进行了研究.采用STEP中性文件几何信息作为设计基础,根据对点焊机器人运动分析,利用OCC搭建了搅拌摩擦点焊机器人无纸化加工平台,以XML文件作为数控加工程序、监控与控制的数据载体.阐明了单个搅拌摩擦点焊机器人加工控制方法.同时,应用面向服务的网络控制框架方法,对搅拌摩擦点焊机器人组的远程控制与监控进行了研究与设计,使得搅拌摩擦点焊机器人焊接加工设计与控制过程更加简单.     

基于结构负载声发射信号检测的镀锌钢板电阻点焊飞溅主控因素分析

利用实时监测结构负载声发射信号实现了镀锌钢板电阻点焊过程中的飞溅现象的检测. 以焊接飞溅声发射事件的正峰值和振铃计数为考核指标,通过正交试验设计法设计焊接试验和方差分析法进行显著性检验,研究了镀锌钢板电阻点焊飞溅的主控因素. 结果表明,焊接飞溅释放出的能量当量可由其声发射事件的正峰值和振铃计数两个特征参数定量评估. 影响焊接飞溅的主要因素为焊接电流和电极力,而焊接电流所起的作用比电极力更为重要. 焊接时间和焊接电流与电极力的交互作用对焊接飞溅的影响相差不大. 焊接电流和焊接时间越大,焊接飞溅当量越大;电极力越大,焊接飞溅当量越小.     

电网中整流电源电阻点焊焊接电压控制技术

针对焊接过程中飞溅、焊接质量缺陷等问题,对电网中整流电源电阻点焊焊接电压控制技术进行研究。首先,对整流电源电阻点焊焊接电压影响加以分析,以由电压控制的电流百分数为电阻点焊焊接热量设置值;然后,提出变论域模糊PID控制法,将电压偏差和偏差率输入变论域,通过粒子群优化算法获取最优伸缩因子,进而得到最优量化因子和比例因子,最终输出控制电压,以实现电网中整流电源电阻点焊焊接电压控制;最后,利用试验证明所提方法的实用性。试验结果表明,所提方法耗时较短且能耗较低。     

B340LA低合金高强钢电阻点焊工艺试验优化与分析

在1.0 mm厚B340LA低合金高强钢电阻点焊工艺窗口范围内,以峰值拉剪力、失效能耗和熔核大小为考核指标,利用正交试验方法系统地研究了通电时间、焊接电流和电极压力等工艺参数对焊点质量的影响。结果表明,影响焊点质量的主次顺序为通电时间焊接电流电极压力,优选工艺参数组合为:通电时间8 cyc、焊接电流8.3kA和电极压力0.35kN,并试验验证了优选工艺参数组合条件下的点焊接头质量较高,飞溅较少。     

铝合金电阻点焊压力信号的动态特征分析

基于点焊焊接过程信息采集系统，研究铝合金电阻点焊压力信号的动态特征. 从时、频域角度对比分析飞溅焊点和正常焊点的压力信号，发现飞溅焊点压力信号会发生突变并具备明显的特征频率，而正常焊点无明显相关特征；采用db5小波对压力信号进行7层分解，获得不同频带下压力信号的时、频域波形及各层细节信号的能量比. 结果表明，根据信号的不同形态和特征，提取通电阶段压力信号的标准差、小波分解细节信号目标层的峰-峰值、能量比的最高值以及其所在层数，均可作为识别飞溅缺陷的特征指标.     

工艺参数对镀铝锌钢板点焊接头质量与组织的研究

通过镀铝锌钢板点焊实验,对十二组不同工艺参数下获得的点焊接头进行抗剪力实验和金相分析,研究表明:当采用较小的焊接电流和较短的焊接时间,接头熔合不良;焊接电流太大,焊接过程中飞溅很大,焊点表面压痕深度超标,同时形成方向性很强的粗大柱状晶;适当增加电极压力,可使柱状晶发生倾斜,方向性减弱.研究确定了0.8mm厚镀铝锌钢板较...     

压电致动器辅助电阻点焊工艺实现及飞溅控制

电阻点焊是一种多物理场耦合且封闭不可见的金属成形过程,焊接过程中电流大且通电时间短,电极力与熔核区热熔化程度匹配不当,极易造成飞溅问题,影响表面成形并降低焊点强度. 针对此问题,文中提出了一种压电致动器辅助电阻点焊的方法,利用压电致动器自身响应时间短、输出推力大的特点,将压电致动器辅助压力施加于焊接过程,实现电阻点焊过程中宏观静压力与压电致动器辅助快速动态可编程压力调节. 结果表明,压电致动器在电阻点焊气缸宏观预紧力下可实现可控的压力输出,不同频率的振动可辅助加载于原始压力波形之上,在保持焊接参数不变的情况下,压电致动器的振动输入可有效改善熔核区热分布,实现对焊接飞溅的抑制并增大熔核直径,综合提升接头性能.     

基于负载发生信号特征的汽车用钢板电阻点焊飞溅自动化表征

对汽车用钢板的电阻点焊飞溅现象进行研究,并且基于负载发生信号特征,实现了对焊接飞溅的自动化表征。实验结果表明,焊接飞溅事件分为三种形式,飞溅形式不同,飞溅释放的声发射能量也不同,所以得到的飞溅能量当量值也不同;声发射能量用声发射振铃计数、正峰值表征,焊接飞溅的强度和能量当量随声发射振铃计数、正峰值的增大而增大。焊接电流是影响焊接飞溅能量的最重要因素。     

双机器人协调点焊路径优化算法研究

针对双机器人协调点焊白车身前门的焊接路径研究,提出一种多目标遗传算法的点焊路径优化方法。所提算法利用机器人平稳性函数、焊点质量函数、焊钳的可操作性函数以及协调碰撞检测函数,可以实现双机器人协调焊接路径规划,通过分析由于焊钳位姿无法精确控制而引起焊点质量问题,提出了焊钳法向调姿方法,通过对白车身结构件车门窗围25个焊点分布属性及双机器人协调运动焊接要求进行分析,利用齐次变换矩阵和机器人逆解公式求得机器人各个关节角变化量,在Matlab得到双机器人协调运动柔顺焊接路径结果。最后,在机器人离线编程软件RobotStudio建立双机器人协调焊接工作站,对规划结果进行仿真试验验证。结果表明,该方法可以在实际焊接环境中实现双机器人协调点焊路径规划,对提高焊点质量与焊接效率奠定了理论基础。