不锈钢电阻点焊在线超声检测信号特征研究

基于Comsol Multiphysics有限元数值仿真软件建立双脉冲电阻点焊过程超声监测数值模型,研究点焊过程工件内部超声场瞬态分布情况;设计了新型内置超声波探头电极结构,进行双脉冲电阻点焊超声在线监测试验,分别分析A型、M型(超声时程-焊接过程)超声回波图特征;研究点焊典型焊接缺陷虚焊的超声M型回波图特征,提出基于M型回波图的虚焊焊点鉴别方法.研究结果表明基于超声信号的点焊M显示图可反映焊接进程,可通过M显示图特征对虚焊焊点进行快速识别.     

SUS304奥氏体不锈钢板点焊接头的超声成像分析

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C扫描成像检测.分析了不同焊接工艺参数下的C扫描图像特征,甄别了飞溅、焊穿等典型焊接缺陷,并提取其对应的A扫描信号.基于C扫描图像对焊核直径进行了测量,并与焊核切口端面尺寸进行了比较.结果表明,基于超声波水浸聚焦入射法得到的C扫描图像,能有效观测焊核内部形貌特征.焊接电流超过8 kA,电极力小于2 700 N时,超声波C扫描图像中清晰反映出飞溅、焊穿等缺陷,其对应区域的A扫描信号与正常熔核区波形特征有明显差异;借助超声C扫描图像测得的焊核直径为4.39~5.25 mm.     

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...     

薄钢板点焊接头超声信号分析

采用水浸超声聚焦直入射法对镀锌薄钢板点焊接头进行了质量评价。详细分析了点焊接头的A扫描信号、B扫描及C扫描图像特征,探讨了沿焊核直径B扫描评价焊点质量方法的可行性。研究结果表明,采用这种方法不但可以定性评价虚焊接头与完好接头,还可以定量计算出上下表面压痕深度及熔核直径。对比沿焊核直径B扫描图像与横截面的金相图像,两者吻合较好,证实了检测结果的准确性。     

超声C扫描检测铝合金电阻点焊的焊核直径

介绍采用水浸超声聚焦回波检测法检测铝合金电阻点焊焊核直径。对接头焊点的C扫描及对局部点的A扫描信号的采集与分析,经实际焊点横截面的金相观察对比,可以较准确确定点焊的焊核直径。     

多元化铝合金直流点焊质量监测系统的研发

为了克服由于多种电阻点焊质量影响因素引起的单参数检测技术的不足,充分利用点焊过程中各种参数所提供的熔核质量信息,工作中构建了以焊接磁场、焊接电压、电极位移,作为铝合金点焊质量评定特征信息的铝合金点焊质量监测系统。试验证明,监测系统能够高速准确地采集铝合金点焊过程的多个特征信号,并能有效反映点焊过程中焊点熔核的变化,对焊点质量作出准确判断,满足点焊过程质量监测的要求。     

多元化铝合金直流点焊接质量监测系统的研发

为了克服由于多种电阻点焊质量影响因素引起的单参数检测技术的不足,充分利用点焊过程中各种参数所提供的熔核质量信息,工作中构建了以焊接磁场、焊接电压、电极位移,作为铝合金点焊质量评定住处特征信息的铝合金点焊质量监测系统.试验证明,监测系统能够高速准确地采集铝合金点焊过程的多个特征信号,并能有效反映点焊过程中焊点熔核的变化,对焊点质量作出准确判断,满足点焊过程质量监测的要求.     

基于嵌入式系统的电阻点焊飞溅信息在线判读

钢材的电阻点焊过程中,动态电阻的变化表征了丰富的焊接质量信息.采用嵌入式系统实时监测焊接过程动态电阻的变化有利于提高对焊接质量的认识.设计了嵌入式监测系统,系统同时监测焊接电流、电极间压力和电极间的电压、电极位移信号.分析了双相钢DP600焊接过程中的动态电阻变化与焊点熔核之间的关系,并阐明用焊点两端的电压信号替代动态...     

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.     

DP590双相钢单面点焊接头超声信号及力学性能分析

运用超声波水浸聚焦入射法对1.5 mm的DP590双相钢单面点焊接头进行超声C扫描成像检测,分析不同焊接电流下的超声C扫图像特征及超声C扫描图像中不同区域对应的A扫信号的变化规律,并对点焊接头进行拉伸-剪切试验,测试接头的力学性能。结果表明:通过观察超声C扫描与超声A扫信号的变化,能够很好地观察点焊接头的内部形貌特征,检测到焊接缺陷的位置与大小;随着焊接电流的逐渐增大(12.5~14.5 k A),接头熔核直径呈递增趋势,对应的失效载荷均值从5549.5 N增加到9258.49 N;当焊接电流增加到15 k A时,接头的熔核直径增大,但由于焊接飞溅的产生,接头的失效载荷和能量吸收值都呈递减趋势。     

点焊信息在线监测与评估在航天器舱体结构中的应用

航天器密封舱涉及点焊位置几百处。在点焊过程中监测并控制熔核尺寸、冶金缺陷,保证接头质量是十分迫切的。针对航天器密封舱点焊质量在线监测的需求,搭建了一套点焊信息在线监测与评估系统,通过统计分析采集到的原始特征信息值,获得了压力曲线和动态电阻的特征值,实现了对焊点飞溅、虚焊(或焊点熔核偏小)质量的在线评估。验证结果表明该系统具有较高的可信性。研究成果已应用于某型号密封舱桁条加强筋的焊接生产中。为航天器数字化车间的建设提供借鉴,有力提升了航天器研制过程中的质量检测和产品数据包数字化追溯能力。     

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.     

博世UIR技术在汽车高强钢电阻点焊上的应用

根据高强钢板的物理特性,介绍高强钢板电阻点焊的难点,通过优化焊接参数,如增大焊接压力、延长焊接时间、减小焊接电流、增加焊前预热、减小修磨间隔点等可以有效消除高强钢点焊过程中的焊点毛刺、焊点裂纹和熔核缩孔等缺陷。简述博世UIR系统的动态电阻检测原理、恒功率补偿原理和焊点质量监控原理。采用UIR系统采集并建立焊点的标准动态电阻曲线,根据标准动态曲线对点焊过程进行能量补偿,有效弥补高强钢点焊常见的飞溅导致的能量损失,提高焊点质量。通过UIR系统监控功能有效保障焊点质量和点焊过程的稳定性,满足高强钢实际生产需要,并延长电极使用寿命。     

热成形B1500HS硼钢与DP780双相钢点焊焊接性及仿真分析

以热成形B1500HS钢和DP780双相钢电阻点焊为研究对象,通过对焊点的熔核特征、热影响区微观组织以及焊接缺陷的分析,对焊接接头的焊接性能进行评价。同时,结合Sorpas软件建立点焊数值模型,对点焊过程进行了仿真分析,再现了点焊的熔核形成过程、焊接温度场分布以及焊接后焊点特征。研究表明,板材的接触电阻和焊接电流密度分布影响焊核的形成;热影响区主要由于焊接热循环中峰值温度不同,形成不同的微观组织结构;焊接缺陷的形成主要是由焊接飞溅影响所致。     

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.     

基于超声波无损检测的电阻点焊质量及性能评估可视化技术研究

电阻点焊接头的焊后检验作为保证焊接质量的一个重要环节，在地铁车辆不锈钢车体的焊装生产中一直备受重视。目前点焊接头质量的超声波检测技术大多为定性检测，无法确定熔核的几何状态、内部缺陷尺寸等质量信息。为此，开展了电阻点焊接头中超声波传播特性及其声场分布研究，研发了一种基于大直径、密集阵元探头的点焊接头内部连接状态快速超声成像及评估检测系统，通过对超声信号的深度处理技术研究，提取能够表现接头内部不同连接形态及缺陷的几何信息，建立定量化的检测模型，实现了不锈钢点焊接头内部连接状态的直观成像以及熔核尺寸的自动识别与计算。经超声波检测试验验证，熔核尺寸超声测量值和实测值吻合良好，其正态分布曲线均值为-0.001 87，标准差为0.139 2，相对误差均值和方差都很小。     

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。     

分时压电振动对铝合金电阻点焊强度的影响

将压电致动器串联到点焊电极，基于触发控制系统实现在点焊过程中不同阶段对焊点施加脉冲振动，对6061铝合金进行电阻点焊试验，通过力学拉伸分析和金相观察研究了分时压电振动对点焊接头的力学性能和接头微观熔核尺寸的影响。结果表明，在全程压力复合控制和凝固阶段的压力复合控制阶段中，接头抗剪力偏低，接头内部出现了大量的裂纹缺陷；在通电焊接阶段压力复合控制中，接头抗剪力增大，熔核尺寸明显增大，内部缺陷较少。在焊接阶段120 ms压力复合控制时，接头的抗剪力达到最大2.11 kN。焊接阶段后60 ms压力复合控制较焊接阶段前60 ms压力复合控制，熔核尺寸有所增大，内部缺陷有所减少。     

变电极力对管板单面电阻点焊质量的影响

根据管板单面电阻点焊结构特点,建立了采用伺服焊枪的管板单面电阻点焊试验系统.针对管板焊接过程中变形大、形成环形熔核质量不可靠等问题,提出了基于改变焊接过程中电极力来提高焊点质量的方法,并研究变电极力对管板焊焊点强度及焊接变形影响的规律.结果表明,通电阶段熔核生成初期减小电极力,可明显提高焊点拉剪强度,减小焊接变形;冷却阶段减小电极力对焊点质量也有所提高,但影响较小.研究结果对管板焊接工艺参数的制定及单面电阻点焊在车身焊装中广泛安全的应用具有重要意义.     

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.