轨道客车用不锈钢等离子填丝搭接焊接头力学性能研究

针对板厚3mm SUS301L-MT与板厚5mm SUS304不锈钢板材搭接方式,分别采用等离子填丝焊工艺和电阻点焊工艺进行焊接,分析比较等离子填丝焊和电阻点焊两种方法搭接接头的准静态剪切拉伸性能和剪切拉伸疲劳性能。试验结果表明:在确定的焊接工艺参数条件下,等离子填丝焊和电阻点焊接头均符合铁道客车用不锈钢焊接接头的设计要求,且与电阻点焊接头相比,等离子填丝焊接头的剪切拉伸载荷提高约1.3倍,在循环寿命为2×106条件下的疲劳极限提高67.1%。     

301L/Q235B异种钢电阻点焊显微组织及拉剪性能

对等厚2 mm+2 mm的301L不锈钢冷轧板和Q235B低碳钢热轧板进行电阻点焊试验,通过显微组织分析、显微硬度分析和拉伸剪切试验,研究了点焊接头拉剪性能的影响因素,基于抗剪强度和断裂模式确定了最佳的电阻点焊工艺。结果表明,二者点焊熔核向不锈钢侧偏移,熔核中由于马氏体的产生其显微硬度最高;当界面熔核直径大于6.8 mm时,在拉剪载荷下可发生301L钢侧熔核拔出断裂;在焊接电流11 kA,电极压力11 kN,通电时间350 ms的工艺参数下,可获得拉剪性能最优的点焊接头。     

冷轧低碳钢DC01和不锈钢06Cr19Ni10电阻点焊工艺研究

对厚1.5 mm冷轧低碳钢DC01和不锈钢06Cr19Ni10进行电阻点焊,通过外观检测、金相组织观察分析和拉伸剪切试验,确定了最佳的电阻点焊工艺。结果表明,二者进行电阻点焊时,存在严重的熔核偏移问题。在电极压力和焊接时间一定的条件下,随着焊接电流的增大,熔核直径和熔透率也随之增加;DC01钢侧熔透率增幅较大,06Cr19Ni10钢侧熔透率增加缓慢,即熔核偏移问题得到缓解。这也证明了采用硬规范能有效地解决熔核偏移问题。经过试验对比,参数4条件下的熔核直径达到6 mm,能够满足实际生产使用要求。     

外加磁场对轨道车辆不锈钢点焊组织性能的影响

以轨道车辆用SUS301L不锈钢为研究对象,研究了外加磁场对不锈钢点焊的熔核尺寸、拉伸强度和微观组织的影响。结果表明,在外加磁场的作用下,不锈钢点焊的熔核直径增长效果明显,拉伸强度得到不同程度的提高,且外加磁场强度越大,作用的时间越长,性能提高的效果越明显。在相同焊接参数下磁控电阻点焊比普通点焊拉伸强度最大提高16.7%,宽高比提高47%,点焊凹坑降低62%,熔核组织明显细化,点焊过程中外加磁场能够有效改善不锈钢电阻点焊接头性能。     

激光焊焊接速度对1Cr17Ni7钢焊接接头组织和性能的影响

SUS301L-DLT常用于轨道客车不锈钢车体的侧墙外墙板。本文主要对301L-DLT 1Cr17Ni7厚2 mm的不锈钢轨道客车横梁与托梁激光焊接,研究分析了激光焊接速度对不锈钢焊接接头组织和性能的影响。     

不同电阻点焊方法对轨道车辆用不锈钢接头质量与性能的影响

分别采用阿普拉斯焊接工艺、中频逆变点焊工艺对1.0 mm厚SUS301L-ST与1.5 mm厚EN1.4318+2G轨道车辆用奥氏体不锈钢进行电阻焊接,焊后根据相关标准进行点焊接头的外观质量、断面质量观察,剪切拉伸、轴向拉剪疲劳试验与分析.结果 表明,与中频逆变点焊接头相比,阿普拉斯焊接接头外观质量得到大幅提升,达到无...     

直流电源对不锈钢点焊接头性能影响研究

直流和交流逆变器是电阻点焊常见的2种电源型式,文中研究了直流电源对轨道列车常用的SUS301L不锈钢材料点焊接头性能的影响。结果表明:随着焊接电流、电极压力的增大,焊点熔核直径、上熔深、下熔深、拉剪力随焊接电流的增大而增大,电流的临界值为15.5 A。压痕直径随着焊接电流的增大显著增大,但不会受到电极压力的影响。焊点直径、上熔深、下熔深与拉剪力均呈较为明显的正相关,三者的Pearson系数分别为0.844, 0.781, 0.821。     

SUS301L不锈钢非熔透型激光搭接焊的疲劳特性分析

通过对轨道客车试验用不锈钢熔透型和非熔透型激光焊接头及电阻点焊接头不同的拉力和疲劳对比试验,疲劳试验采用阶梯法和成组法,并进行初步断裂力学和微观分析.结果表明,不锈钢车体非熔透型激光焊具有较熔透型激光焊和电阻点焊更高的疲劳强度,同时在相同激光焊接参数下,改变非熔透型激光焊工艺中非熔透板厚度,能直接影响其工艺的剪切拉伸强度和疲劳强度,加厚非熔透板,疲劳强度提高,剪切拉伸强度降低.     

不锈钢薄板搭接等离子-MAG复合焊接工艺

针对板厚3 mm SUS301L-MT与板厚5 mm SUS304不锈钢板材搭接组合,采用等离子-MAG复合焊工艺进行焊接,分析等离子电流、MAG电流和焊接速度等工艺参数对搭接角焊缝成形的影响,得出合适的等离子-MAG复合焊接工艺参数,并比较等离子-MAG复合焊和电阻点焊两种方法搭接接头的准静态拉剪性能和拉剪疲劳性能。试验结果表明,在确定的焊接工艺参数下,等离子-MAG复合焊和电阻点焊接头均符合铁道车辆用不锈钢焊接接头的设计要求,且与电阻点焊接头相比,等离子-MAG复合焊接头的拉剪载荷提高约92%,在循环寿命为2×106的条件下疲劳极限提高约33%。     

SUS301L不等厚薄板点焊熔核与残余应力

针对轨道车辆制造中不等厚薄板的焊接质量和强度问题,文中运用专用焊接软件对SUS301L不等厚薄板点焊过程进行了仿真。在仿真结果与试验结果对比的基础上,以焊接电流、电极压力和焊接时间为变量,研究了三者对焊后等效应力的影响。通过熔核尺寸的对比,验证了仿真模型的可行性。研究结果表明,随着焊接电流和焊接时间的增大,焊后高应力区域均增大;随着电极压力的增大,焊后高应力区减小。该研究为SUS301L不等厚薄板点焊提供工艺参考,对轨道车辆生产制造有重要的工程意义。     

轨道车辆不锈钢车体电阻点焊缺陷产生及预防工艺

结合生产实际情况,介绍了不锈钢电阻点焊基本原理、冷作硬化不锈钢板电阻点焊的工艺特性、轨道车辆不锈钢车体电阻点焊常见缺陷类型,如:焊核直径不符合要求、缩孔、飞溅、未熔合、熔透率不达标、过烧、焊点外观不良等。分析缺陷产生的原因并制定预防措施,如焊接电流、电极压力、通电时间、工件装配及电极形状材质等影响因素。通过相应的工艺手段,提升焊点质量,保障产品的焊接和商品化质量。     

电阻点焊动态信号实时监测及焊接质量预测

利用现代传感技术和计算机监测技术,建立电阻点焊电信号和机械信号实时监测系统,实现对点焊过程中焊接电流、电极间电压、动态电阻和动态电极压力的实时监测。根据动态电阻和动态电极压力的变化规律,通过相关分析,提取表征焊接质量的动态电阻特征值和动态电极压力特征值。利用多元线性回归分析建立点焊质量预测模型,选用设定的焊接电流、电极压力、焊接时间、动态电阻特征值和动态电极压力特征值作为输入变量,表征点焊质量的熔核直径作为输出变量。试验结果表明,建立的点焊质量预测模型可较准确地预测点焊熔核直径,最大预测偏差不超过0.4 mm。     

热补偿法对不等厚镁合金板点焊接头力学性能的影响

采用三相逆变电阻点焊机对不等厚镁合金板(1.0 mm+0.7 mm)进行点焊工艺试验,通过在薄板侧添加0.1 mm工艺垫片和未添加工艺垫片2种点焊工艺,研究焊接电流和焊接时间对焊接接头熔核直径及其力学性能的影响。结果表明:添加工艺垫板可减小焊接电流输入,提高点焊接头抗剪强度;在点焊电流13.3 k A,电极压力1.7 k N,焊接时间90 ms时,点焊接头最佳抗剪切力达1 936 N。     

铝合金胶接电阻点焊工艺研究与优化

按照正交试验方案对6111铝合金进行胶接电阻点焊,通过拉伸试验机对焊点的剪切强度进行测量,并利用Matlab软件对试验数据进行分析。试验结果表明:电流对焊点剪切强度影响最大,焊接时间对焊点剪切强度影响次之,压力影响最小。熔核直径和焊点剪切强度在一定范围内呈正相关关系, 6111铝合金的胶接点焊熔核直径(mm)与剪切强度(kN)的回归模型是:y=0.7718x-1.8385;根据试验结果,实现了对6111铝合金胶接电阻点焊工艺的优化,优化结果验证了模型的正确性。     

含热成型钢的差强差厚板电阻点焊工艺研究

强度高的厚板与强度低的薄板搭接电阻点焊焊接参数选用比较困难。文中以0.65 mm BUFDE+Z-PO 35/35-FD+2.2 mm B1500HS-FB-D+0.7 mm HC340/590DP-FB-D为研究对象,采用正交试验方法,研究了厚板热成型钢与薄板低碳钢电阻点焊焊接电流、焊接时间、电极压力对焊接质量的影响。试验分析结果表明,焊接电流对点焊拉剪力及熔核直径影响最大,其次为焊接电流,电极压力影响最小。综合考虑拉剪力、熔核直径、压痕深度等相关因素,实际选用的焊接参数为：焊接电流8.5 kA,焊接时间300 ms,电极压力3.0 kN。     

基于响应面法的不锈钢车体激光焊接工艺参数优化

为解决电阻点焊不锈钢车体表面质量差、密闭性差等问题,采用二次回归旋转设计试验方案,基于响应面法建立了不锈钢车体激光焊接工艺参数(激光功率、焊接速度、离焦量)与预测响应值(熔深、熔宽、接头剪切拉伸载荷)之间的数学模型,能够根据车体表面质量和接头强度的要求优选焊接工艺参数.并通过优化激光焊接工艺参数来预测激光搭接焊接头的熔深、熔宽以及接头的剪切拉伸载荷,实现焊缝成形与接头强度的最佳组合,为改善不锈钢车体焊接表面质量提供了新的工艺途径.     

铝合金/不锈钢电阻点焊工艺与接头性能研究

以钎料Al-Si12薄带为中间层对A6061铝合金与SUS304不锈钢进行电阻点焊,观察了接合界面区反应层微观组织形貌和分布特征,探讨了焊接电流、焊接时间和电极压力对熔核尺寸和接头抗剪力的影响。接头熔核直径与抗剪力随焊接电流、焊接时间的增加而增加,随电极压力的增大而降低,在18 k A的焊接电流条件下获得的接头抗剪力达到3.8 k N。试验结果表明,夹层的使用起到了抑制界面反应层生长和提高接头性能的效果。     

基于红外热像法的SUS301L-Q235B异种材料点焊接头疲劳强度快速评定

借助高性能红外热像仪对SUS301L-Q235B异种材料点焊接头的SUS301L不锈钢侧熔核及塑性环表面局部热点进行监测，建立了异种材料点焊接头温升斜率与疲劳极限间的定量关系，提出了一种基于温升斜率转折点预测异种材料点焊接头疲劳极限的方法. 结果表明，SUS301L-Q235B异种材料点焊接头向Q235B侧发生了较严重的熔核偏移，导致不锈钢侧承载能力降低；点焊接头在高频循环剪切拉伸作用下，SUS301L不锈钢侧熔核及塑性环表面热点表现出“4个阶段”的温度演化特征；利用红外热像法预测的疲劳极限为5.569 kN，采用传统阶梯法试验获得的疲劳极限为5.875 kN，预测值与试验值之间的误差为5.21%，具有较高的一致性. 所提出的疲劳极限快速预测方法能够克服传统疲劳试验方法的局限性，实现异种材料点焊接头疲劳极限的非接触、非破坏快速预测，具有重要的工程意义和科研价值.     

08AI与65Mn的点焊及其接头组织性能分析

在厚1.2 mm的08Al与厚1.0 mm的65Mn异种材料的点焊过程中,为了减少可淬硬钢65Mn在焊接过程中所形成的缺陷以及获得优质的异种材料的点焊接头,对双脉冲点焊工艺进行了试验研究。详细分析了熔核的微观组织,测定了熔核直径和硬度分布,并对接头进行了剪切及拉伸试验。实验结果表明,当采用焊接压力3 800 N,一次脉冲电流7.7 kA,通电时间0.24 s;二次脉冲电流4.6 kA,通电时间0.7 s的点焊工艺时,可使点焊熔核得到充分回火,熔核中心未出现二次淬硬组织。其硬度值约HV400。点焊接头的抗拉伸载荷1 380 N,抗剪载荷3 580 N,塑性比38.5%,综合机械性能符合使用要求。     

08Al与65Mn的点焊及其接头组织性能分析

在厚1.2mm的08Al与厚1.0mm的65Mn异种材料的点焊过程中,为了减少可淬硬钢65Mn在焊接过程中所形成的缺陷以及获得优质的异种材料的点焊接头,对双脉冲点焊工艺进行了试验研究.详细分析了熔核的微观组织,测定了熔核直径和硬度分布,并对接头进行了剪切及拉伸试验.实验结果表明,当采用焊接压力3 800 N,一次脉冲电流7.7 kA,通电时间0.24 s;二次脉冲电流4.6 kA,通电时间0.7 s的点焊工艺时,可使点焊熔核得到充分回火,熔核中心未出现二次淬硬组织.其硬度值约HV400.点焊接头的抗拉伸裁荷1 380N,抗剪载荷3 580N,塑性比38.5%,综合机械性能符合使用要求.