点焊镀锌钢板时电极表面熔敷TiC涂层对电极失效的影响

利用SEM、EDx和XRD等方法分析了在点焊镀锌钢板时电极表面熔敷TiC涂层对电极失效的影响.结果表明:点焊镀锌钢板时电极的失效机制主要是电极和镀锌板之间局部焊接的断裂发生在电极表面而导致的电极磨损,以及电极和镀锌板表面的锌之间的合金化.表面涂敷TiC的CuCrZr电极的寿命(1 200点)是CuCrZr电极寿命(500点)的2.4倍,表面处理能提高电极寿命的主要原因是在点焊镀锌钢板时表面涂敷的TiC层能阻碍电极和镀锌板之间的局部焊接和阻碍电极和镀锌板表面的锌之间的合金化.     

TiB2/Cu复合材料作电极点焊镀锌钢板的失效分析

研究了含 Ti B2 为 1.5 %的铜基复合材料 (Ti B2 /Cu)作电极在点焊镀锌钢板时的失效形式 ,结果表明 :Ti B2 /Cu电极在点焊镀锌钢板时的平均使用寿命是 Cu Cr Zr合金电极的 4倍 ,Ti B2 /Cu电极的失效形式主要是表面的合金化 ,少量的细碎翻边、粘附和坑蚀 ,不出现蘑菇状 ,是一种较好的点焊电极材料     

TiB2-ZrB2涂层电极与TiB-ZrB2/Ni涂层电极失效对比分析

采用扫描电镜、能谱分析、X射线衍射仪以及显微硬度等表征手段,分析TiB2-ZrB2涂层与TiB2-ZrB2/Ni涂层电极点焊镀锌钢板时的失效过程.研究发现,无论是ZrB2-TiB2涂层还是ZrB2-TiB2/Ni涂层,在一定程度上均具有阻碍钢板镀层与点焊电极基体产生合金化反应的能力.ZrB2-TiB2、ZrB2-TiB2/Ni涂层电极失效过程存在些许不同,前者由于涂层与基体间结合力差,且涂层内塑性相相对较少,导致在点焊热和力的作用下,涂层逐渐脱落,点焊电极最终在合金化及塑性变形作用下发生失效.后者由于具有一定塑性,且涂层与基体结合力较好,点焊过程中涂层不会出现完全脱落现象.涂层作用一直持续至电极失效,电极失效形式主要表现为塑性变形.     

Study on parameters optimization in resistance spot welding of stainless steel with rectangular electrodes

By means of the quadratic regression orthogonal combination design, a mathematical model of the relationship between the quality of spot welds and the welding parameters, including welding current, welding time and electrode force, is established.The influences of welding parameters on long-axis dimension of the nugget and shearing resistance of spot welds are studied and the welding parameters are optimized. The results show that the regression equation obtained can realize the accurate prediction of long-axis dimension of the nugget and shearing resistance of spot welds.     

热镀锌钢板连续点焊时电极损耗对焊接质量的影响

镀锌钢板电阻点焊时由于锌层的影响电极损耗非常严重。以厚0.8mm家电用热镀纯锌钢板DX51D+Z为研究对象,探究在正交试验优化焊接参数后,热镀锌钢连续点焊时焊接接头质量变化的规律和电极损耗的特点。结果表明,当采用I=11 kA、P=2 500 N、T=13 cyc的点焊工艺参数组合可获得力学性能最佳的点焊接头;连续点焊试验初期(150点前)焊点力学强度稳定且焊点成形较好,焊接后期(150～300点)接头力学强度波动大,焊接状况不稳定;电极损耗至失效是接头质量急剧下降的主要原因,电极失效形式为头部塑性变形、端面坑蚀和Cu-Zn合金化,在本试验条件下,Cr-Zr-Cu电极焊至150点后显现不稳定现象,电极寿命约280点;失效电极端面的Cu-Zn合金层约65μm。     

锌重对高强GI板点焊工艺窗口的影响

点焊工艺窗口是评价汽车板电阻点焊工艺适应性的重要指标,镀锌汽车板由于镀层的存在对点焊工艺具有较大的影响。采用试验和数值模拟手段研究高强GI汽车板锌层重量与点焊窗口之间的关系,结果表明,在其他条件不变的情况下,随着锌层质量增加,点焊工艺窗口显著降低。研究结果对合理制定GI高强钢点焊工艺具有一定的指导意义。     

微型点焊时电极表面熔敷TiC涂层对电极失效的影响

研究了表面处理对微型点焊镀镍钢板和镍板时电极失效的影响.结果表明:微型点焊镀镍钢板和镍板时电极的失效主要是电极头部的塑性变形以及电极和镀镍板之间局部焊接的断裂发生在电极表面而导致的电极磨损;表面涂敷TiC的CuCrZr电极的寿命(1 200点)是CuCrZr电极寿命(600点)的两倍,表面处理能提高电极寿命的主要原因是表面涂敷的TiC颗粒能阻碍电极和镀镍板之间的局部焊接,以及减小电极表面的塑性变形.     

铝合金和低碳钢的电阻点焊数据特征

研究了电阻点焊过程中不同条件下的电极位移和电极压力的数据特征.试验设备为170 W逆变直流点焊机.采用多通道高速数据采集系统采集电极位移和压力数据,用MATLAB进行数据分析,比较了5182铝合金和低碳钢的点焊行为特征.结果表明,当熔核长大到一定程度后,铝合金熔核膨胀速率不会像低碳钢那样达到零值,且电极力会出现一个峰值,该峰值预示着熔核已经达到了足够的尺寸.     

变电极力作用下的电阻点焊质量分析

热镀锌低碳钢板在车身内外板上获得了广泛应用.在传统的气动焊枪作用下,采用恒定的电极力焊接时,点焊质量不稳定.然而变电极力对镀锌钢板电阻点焊质量的影响很大.因此利用伺服焊枪能够精确控制电极力的特点,运用正交试验设计方法,深入分析了点焊过程中三个阶段电极力,即预压力、焊接力和锻压力对点焊质量的影响,得到了最优的变电极力参数.结果表明,点焊过程中的锻压力是影响点焊质量的重要因素,其次是焊接力,而预压力是最次要因素;最优的变电极力参数能够明显提高热镀锌低碳钢板的焊点拉剪力和熔核直径,这为基于电极力检测的点焊质量实时评价和电极力控制方面的研究奠定了基础.     

不锈钢电阻点焊过程中的动态电阻变化规律分析

对利用自动数据采集技术获取的不锈钢点焊过程中的动态电阻信息进行系统研究.结果表明,不锈钢点焊过程中动态电阻能够灵敏且有规律地反映点焊工艺参数的变化,蕴含着丰富的点焊质量信息.焊接过程中动态电阻变化与熔核生长过程具有明显的对应关系,动态电阻曲线的拐点时间及终点值等特征量分别与熔核出现时间和最终熔核尺寸有很强的相关性.点焊过程喷溅会导致动态电阻骤降,其动态电阻变化率曲线在相应位置出现尖峰,为喷溅的自动识别提供了依据.     

Dynamic simulation of resistance spot welding of zinc-coated steels

A model was developed to simulate the temperature distribution and nugget formation during resistance spot welding （ RS1V） of zinc-coated steels. It employs a coupled thermal-electrical-mechanical analysis simulating the dynamic RSW process. Temperature-dependent thermal-electrical-mechanical material properties were considered including contact-resistance. The contact area was determined from a coupled thermal-mechanical analysis. A layer of transition elements was used to represent the change of contact area by killing or activating elements. The heat generation and temperature field were computed in a coupled thermal-electrical model. All these analyses were solved using the commercial finite element method （FEM） based on ANSYS code, and some advanced functions were used by writing a paragraph of codes by the authors. Compared with the results from only coupled thermal-electrical model in which contact area was uniform during the whole process, the result matches better to the experimental results.     

Degradation mechanism of electrode tip during resistance spot welding of aluminium alloy sheets

Abstract

This study investigated the electrode life and the electrode degradation characteristics during continuous resistance spot welding of aluminium alloy sheets. When a long welding time and dome radius type electrode were used, the electrode life was extended more than that when a short welding time and radius type electrode are used. The electrode tip is considered to degrade by the following mechanism: an Al–Cu alloy layer is formed at the electrode tip during continuous welding, and then it peels off from the electrode tip transferring to the surface of aluminium alloy sheet. Its peeling makes the electrode tip indented and finally the electrode tip flattens with increasing diameter of electrode tip. In order to eliminate the direct contact between electrode and worksheet, a special Cu foil insert device for resistance spot welding of aluminium alloy sheets was developed and an extremely long electrode life was achieved.     

Welding metallurgy of martensitic advanced high strength steels during resistance spot welding

The paper addresses the process–microstructure–performance relationships in resistance spot welding of a martensitic advanced high strength steel. Significant softening was observed in the heat affected zone (HAZ) due to allotriomorphic ferrite formation in the inter-critical HAZ and tempering of martensite in sub-critical HAZ (SCHAZ), with the latter plays more important role in mechanical properties of the spot welds. The strain concentration associated with the HAZ softening promotes initiation of pullout failure from the soft SCHAZ. While, the peak load in the interfacial failure mode is governed by the fusion zone size, that of the pullout mode is significantly affected by the HAZ softening. To improve weldability of martensitic steels, the HAZ softening should be minimised via modifications in welding process or steel chemistry.     

双相钢电阻点焊接头断裂形式研究

针对双相钢电阻点焊过程焊接工艺窗口窄、易出现熔核断裂的问题,文中通过焊点力学性能与微观金相试验,研究了不同焊接工艺参数变化时对双相钢焊点质量的影响规律,建立其焊接工艺窗口,分析了双相钢熔核断裂的成因及焊接参数对熔核断裂的影响规律.研究表明,对于一定板厚的试件,临界熔核直径将是决定双相钢点焊接头是否出现熔核断裂的重要参数之一,并给出避免熔核断裂的合理焊接工艺参数.     

大电阻介质下的铝合金电阻点焊

在介绍大电阻介质材料的制备及其在铝合金点焊中的应用方法的基础上,以LF21防锈铝合金点焊为例,经金相试样分析及扫描电镜分析,对比研究了在不同的焊接电流下,应用介质材料与未应用介质材料时的熔核形貌、缺陷及组织.结果表明,未加入大电阻介质的点焊熔核均出现气孔和未熔合缺陷;而加入大电阻介质,形核效果良好,有个别小气孔但未出现影响焊点力学性能的未熔合缺陷.此外,加入大电阻介质降低了对焊件表面质量的要求,从而提高了铝合金点焊质量的稳定性;可降低焊接电流,导致较低的电极温度从而提高了电极寿命.     

电极点蚀形貌对铝合金电阻点焊的影响

采用有限元分析和物理模拟相结合的方法,研究了环形和孔形两种电极点蚀形貌对铝合金AA5182电阻点焊的影响.结果表明,环形点蚀使两试件间接触半径增大,电流幅值基本不变而峰值略外移,所得熔核直径略有增大;孔形点蚀使试件间接触半径增大更为显著,电流密度降低,且由于此时界面中部没有电流流过,材料不能熔化,只能形成环形熔核.孔形点蚀使点焊接头强度大大降低,其对接头强度的不利影响远大于环形点蚀.     

低碳钢点焊动态过程的模型化控制

ＤＲＣ法点烛质量监控技术关键之一是恰当地设定和描述表示点焊熔核形成过程最优动态品质的给定动态电阻特性。本文在深入试验研究和理论分析的基础上，确立了标识最优动态品质动态电阻特性的总体模型及其特征参数，据此实现了低碳点焊热过程的模型化控制。     

镀锌钢板点焊电极寿命预测

采用连续点焊试验与数值模拟相结合的方法预测电极寿命,即利用镀锌钢板连续点焊试验得出电极端面直径随焊接点数增加的规律,并用ANSYS软件模拟不同电极端面直径下点焊区域温度场,得出对应的熔核直径.综合试验及模拟结果得出焊接点数与熔核直径的关系,在定义了保证焊点质量的临界熔核直径情况下,即可得出相应的临界电极端面直径和连续点焊可焊点数,从而预测电极寿命.结果表明,两种方法得出的熔核直径的误差不超过15%.此方法对实际生产过程中的电极修整及更换周期制定具有一定的指导作用.     

TRIP780高强钢的点焊工艺性能

对TRIP780高强钢进行一系列电阻点焊试验,对点焊部位进行金相分析、显微硬度分析、抗剪切试验和十字拉伸试验等分析手段.研究焊前预热、焊后回火、焊接时间等工艺因素时TRIP钢点焊焊点的优化效力.焊前预热工艺对焊点的组织和力学性能的影响较小,在合理范围内延长焊接时间能有效地提高焊点的抗剪切性能,焊后回火工艺能有效地改善焊...     

镀层厚度对锌镀钢板点焊质量的影响

对低碳冷轧钢板、3种不同镀锌量的电镀锌钢板和热镀锌钢板进行了点焊工艺实验和接头强度拉剪实验,并对实验结果进行了计算机回归分析,分别得出了各种材料的点焊接头拉剪强度随焊接电流的变化曲线和焊接熔核直径随焊接电流的变化曲线,通过比较分析,发现镀锌层的厚度对焊接性能有较大的影响,其中没有镀锌层的冷轧钢板焊接性最好,而热镀锌和电镀锌钢板随着镀层的厚度变化焊接性能呈现出一定的变化规律。