电阻点焊熔核直径的相控阵超声检测

为解决使用现有超声检测系统评估电阻点焊熔核直径误差较大的问题,基于相控阵超声探头与特征信号分析技术,提出了一种点焊熔核直径定量化检测方法,重点研究了表面压痕对单阵元超声信号的影响规律,揭示了基于阵元超声信号的熔核边缘识别方法,并试验验证了熔核直径评估方法的精度.试验结果表明,点焊熔核直径的相控阵超声检测结果与金相检验结...     

基于功率信号动态特征的钛合金电阻点焊熔核直径预测

为了实时预测0.4?mm厚度的TC2钛合金电阻点焊焊接接头熔核直径,采用罗氏线圈获取焊接过程中的焊接电流的变化情况,利用上、下电极间导线测量焊接过程中电压曲线,在此基础上获取电阻点焊过程中的焊接功率曲线.?分析焊接功率曲线在焊接过程中的变化情况,并从曲线中提取表征焊接质量的特征值.?结果表明,焊接功率曲线不仅与动态电阻...     

基于人工神经网络的点焊熔核直径预测

从电极位移曲线上提取出的两个特征值及焊接能量值作为输入值,熔核直径为输出值,建立了基于BP算法的铝合金直流点焊熔核直径预测模型.该模型为隐层结点数为5的三层结构,隐层转移函数为Sigmoid函数,输出层的转移函数为线性函数.对实测结果与仿真结果进行了对比分析,结果表明,45.2%的预测值与实测值相差不超过0.5 mm,77.4%的预测误差不超过1 mm,94.3%的预测误差没有超过2 mm.回归分析结果为A=0.878T 0.982.     

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%。     

薄件点焊熔核凝固组织分析

对常用金属材料薄件点焊熔核系统研究表明,熔核凝固组织可有二种：柱状晶组织,“柱状晶＋等轴晶”组织,而其微观结构多为树枝晶;通过对熔核孕育处理,首次获得了第三种凝固组织－单一等轴晶组织。     

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.     

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.     

铝合金点焊焊点超声回波信号特征与熔核直径测量方法

对铝合金点焊焊点进行了超声检测,分析了焊点各区域的超声回波信号特征,并用MATLAB设计了点焊焊点熔核直径的计算程序.该程序可通过两种方法来计算焊点熔核直径,一种是对超声A扫描信号处理,另一种是对B扫描图像进行处理.最后,将计算所得的焊点熔核直径值和熔核直径实测值对比.结果表明,采用超声回波信号法测量焊点熔核直径是可行...     

TiO2粉末介质介入铝合金电阻点焊熔核形核电阻特征分析

以TiO2粉末作为添加介质进行铝合金电阻点焊. 焊接过程中利用实时传感技术对电阻点焊熔核形核过程的电极电压与焊接电流信号进行实时检测,通过对检测信号的计算和分析得到熔核形核动态电阻曲线,研究TiO2粉末介质对熔核形核与生长过程电阻特征的影响. 结果表明,随着TiO2粉末介质的介入,熔核形核动态过程发生变化,表现出不同的动态电阻特征. 由动态电阻曲线提取的接触电阻、终了电阻和形核电阻热效应3个特征值均能反映TiO2粉末介质对熔核形核质量特征的影响,且终了电阻、形核电阻热与焊点最大承载力高度线性相关,可作为检测熔核形核质量的依据.     

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.     

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.     

不锈钢点焊动态电阻曲线与熔核直径的关系

研究了分流和翘曲变形影响下的不锈钢点焊动态电阻曲线，发现了动态电阻曲线的准稳态电阻值与熔核直径之间的对应关系。     

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.     

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.     

电阻点焊熔核形核信息的声发射信号表征

以结构负载压电传感的方式,研究借助声发射信号表征电阻点焊铝合金过程的熔核形核信息,包括焊接过程的声发射信号表征和熔核质量信息的声发射信号表征.结果表明,电阻点焊不论是稳定形核还是非稳定形核均可以用声发射信号来表征熔核形核的不同物理阶段.熔核形核的飞溅、开裂等特征事件也可以利用电阻点焊过程声发射信号的形核声发射特征参数来予以界定.声发射特征参数与熔核形核尺寸、焊点拉剪载荷具有较好的相关性.可以使用焊接过程中的声发射特征参数作为检测或预测熔核形核尺寸和焊点拉剪载荷的依据之一.     

ZnO+Al粉末铝热剂对2024铝合金电阻点焊熔核质量的影响

提出具有节能高效特征的粉末铝热剂介入型电阻点焊新技术,通过添加ZnO+Al粉末铝热剂介入2024铝合金电阻点焊,研究了铝热剂介入对电阻点焊熔核成形、显微组织、力学性能等质量因素的影响。结果表明,在ZnO+Al粉末铝热剂冶金反应热的辅助作用下,可以有效增大2024铝合金的电阻点焊溶核尺寸以及熔核内部树枝晶区尺寸。粉末铝热剂的添加,使熔核中心区域拥有更多的异质形核晶核,促使凝固进程中的固-液界面前沿出现大范围成分过冷,更有利于等轴晶的形核,使等轴晶的分布更为均匀,细化熔核中心等轴树枝晶束。同时,也强化熔核胞状晶区,使熔核强韧性得到提高。最终在试验焊接电流范围内提高焊点强度28%~200%。     

点焊熔核尺寸及焊接电流逆过程设计

提出了点焊接头的逆过程设计方法,根据力学性能要求确定合格熔核的形状尺寸参数,据此构建数值模型,通过模拟计算确定形核所需的电流参数.采用三种规则形状的点焊熔核受拉伸应力的模型,研究点焊焊接结构的力学性能与熔核尺寸的关系,通过分析不同形状熔核的应力云图和拉伸应力随熔核半径、焊透率变化的关系,对熔核形状进行选择与评价;模拟分析出应力分布均匀,应力集中小的熔核形状,利用有限元方法对球台形熔核进行反向模拟计算,得到了形核所需的焊接电流曲线.     

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。