双相钢马氏体含量对点焊极值电流与熔核转变规律的影响

采用中频逆变点焊机对1.2 mm厚不同马氏体含量的双相钢进行焊接,建立了点焊工艺窗口,分析了马氏体含量对焊接工艺和熔核组织的影响规律。分别采用光学显微镜、透射电子显微镜和维氏硬度计对焊点熔核区组织、显微硬度进行分析。结果表明,随着钢中马氏体含量的增加,工艺窗口向电流减小的方向偏移,Imin随马氏体含量的增加小幅度的减小,Imax大幅度的降低;熔核区组织为完全马氏体组织,随钢中马氏体含量的增加组织由板条马氏体转变为板条马氏体+孪晶马氏体组织,HAZ区硬度逐渐显示出软化特征。     

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。     

双相钢点焊熔核界面撕裂分析

双相高强钢电阻点焊快速冷却过程中形成的淬硬马氏体会增加点焊接头脆性,产生熔核界面撕裂问题,降低接头力学性能与低周疲劳寿命.以1.4 mm双相钢DP600为例,采用残余在母材上的熔核面积百分比作为衡量电阻点焊熔核界面撕裂程度的评价指标,利用正交试验设计方法,研究不同焊接工艺参数对熔核撕裂程度的影响规律.通过对单因子分析,可知焊接电流对双相钢点焊接头撕裂程度的影响最大;通过交互作用分析,获得了减少焊点界面撕裂程度的最优工艺参数;最后通过试验验证,有效减少和避免焊点界面撕裂发生.     

锻压力对双相钢点焊熔核质量的影响分析

由于双相钢电阻点焊过程中的快速冷却,熔核区易形成脆硬马氏体,在进行力学性能评价时会出现焊点界面撕裂等问题.为此,本文以1.4mm双相钢(DP600)为研究对象,研究了点焊过程保压阶段电极锻压力对点焊熔核微观组织和拉剪力的影响.结果表明:增大焊接过程中保压阶段的电极压力,能够显著改善双相钢点焊熔核质量.     

双相钢点焊熔核界面撕裂失效模式评价

双相钢点焊熔核中大量的相变马氏体,导致熔核脆性增加,其界面撕裂问题严重降低了焊点的力学性能,导致接头质量下降.采用传统的评价标准会产生焊点界面撕裂问题.针对双相钢焊点界面撕裂评价问题,建立了基于焊点宏观形貌与微观特征的双相钢焊点失效模式评价模型,获得了双相钢焊点界面撕裂的临界熔核直径评价标准,最后在1.4,1.8 mm...     

薄件点焊熔核旋流现象的形成

本文对薄件点焊熔核旋流现象进行了较系统的研究，指出旋流的实质是严重的宏观偏析，产生的内部原因是二种材料成分，组织和性能的不同，而外部条件是点焊工艺方法本身特点，尤其是采用硬焊接规范。     

点焊热镀锌双相高强度钢的电极磨损规律

热镀锌双相高强度钢是适应汽车轻量化与安全性需要而刚刚发展起来的一种新型板材,强度高,抗腐蚀性能好,但点焊时电极磨损严重,不确定性大,对焊点质量造成很大影响.首先确定了点焊强度为600 MPa的热镀锌双相钢的焊接性范围,然后根据焊接性范围确定焊接工艺参数进行电极磨损试验.研究了电极磨损时的电极表面形貌、轴向磨损、端面直径磨损的变化规律,分析了不同电极磨损阶段的轴向磨损对端面直径磨损的贡献率.结果表明初始焊接阶段电极磨损速率较大,点蚀加剧了电极磨损与失效.     

热镀锌双相钢与普通热镀锌钢点焊工艺对比

用单因素法对比试验了两种基板材料不同的热镀锌钢板的点焊工艺,研究焊接电流、焊接时间和电极压力三个主要工艺参数对点焊质量的影响.结果表明,80 kg级热镀锌双相钢点焊工艺参数比普通热镀锌钢窄很多,普通镀锌钢接头抗拉剪载荷只有双相钢的1/3～1/2;焊接电流和焊接时间对焊点的熔核直径和接头抗拉剪载荷影响很大,电极压力对接头抗拉剪载荷和熔核直径影响甚小,变化幅度仅在500～1 000 N和0.5 mm以内.数据分析表明,以熔核直径为判据优化焊接参数时,抗拉剪载荷波动较大,可能出现强度偏低的情况,为此提出了以抗拉剪载荷为判据进行参数优化的方法,得到0.8 mm厚普通热镀锌钢点焊参数范围:焊接电流10～12.5 kA,焊接时间16～23 cyc,电极压力1 430～3 570 N;1 mm厚80 kg级热镀锌双相钢点焊参数范围:焊接电流10.7～11.7 kA,焊接时间13～19 cyc,电极压力2 150～3 200 N.     

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.     

电阻点焊熔核微观组织模拟

基于有限差分思想建立了电阻点焊的三维宏观传热模型,并在此模型基础上通过进一步细化网格差分得到枝晶形核和生长所需的温度信息.基于元胞自动机方法建立枝晶形核和生长的微观模型,将已建立的宏观温度场模型和微观元胞自动机模型互相耦合起来,建立了电阻点焊熔核微观组织模拟的宏微观耦合模型.利用耦合模型模拟了5754铝合金电阻点焊一定参数下熔核的微观组织形成过程,所得的模拟结果为"柱状+等轴"晶组织,与试验结果吻合较好.     

Effect of welding current on strength and microstructure in resistance spot welding of AZ31 Mg alloy

In this paper, resistance spot welding were performed on lmm-thickness magnesium AZ31B plates. The effect of welding current on the microstructure and tensile shear force was investigated. It was found that the welding current governed the nugget growth, and the nugget could not form if current levels were insufficient. The nugget revealed a homogeneous, equiaxed, fine-grained structure, which consisted of non-equilibrium microstructure of α-phase dendrites surrounded by eutectic mixtures of α and β（ Mg17All2 ） in the grain boundaries. With increasing welding current, the size of grains in nugget would be more smaller and uniform, and the width of plastic rings would be larger. Tensile shear tests showed that tensile shear force of the joints increased with increasing welding current when the welding current was smaller than 17 000 A. The maximum tensile shear force was up to 1980 N.     

碳纳米管介质对铝合金电阻点焊熔核质量影响

铝合金及其电阻点焊工艺的应用日益广泛,对其性能和质量也提出了更高的要求.鉴于点焊熔核的宏观性能由其微观结构决定,通过改变熔核的微观组织结构来强化熔核质量,从而提高焊点性能.选用碳纳米管作为铝合金点焊熔核的添加介质,对点焊试验结果进行力学性能测试、显微组织结构观察和成分分析.结果表明,在铝合金熔核中添加碳纳米管后,熔核的晶粒尺寸明显减小,碳纳米管均匀分布在熔核中,能显著提高熔核的硬度和强度.经过进一步分析认为碳纳米管的强化机制主要为位错增殖、载荷传递、约束变形以及细晶强化.     

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.     

低碳冷轧钢板电阻点焊组织及开裂分析

在采用十字拉伸设备将电阻点焊接试样剥离过程中，发现焊点开裂部位及形态不一样。为了了解影响焊点十字拉伸开裂的因素，本文以H260LA、H340LA、DP780低碳钢冷轧板为样本，采用相同焊接工艺分别进行了电阻点焊接实验，然后对焊点各区域的显微组织、硬度分布、十字拉伸后的断裂情况进行了观察和检测。通过不同试样组织间比较、硬度分布规律对影响焊接接头开裂的因素进行了分析。结果表明：随着母材中碳及合金元素含量的增加，熔核及热影响区部位马氏体含量逐渐增多，从而导致组织间应力增加，影响裂纹的扩展；另外在焊接接头各区域会出现硬度局部软化的现象，对焊点在十字拉伸实验中的开裂有重要的影响。     

低碳冷轧钢板电阻点焊组织及开裂分析

在采用十字拉伸设备将电阻点焊接试样剥离过程中,发现焊点开裂部位及形态不一样.为了了解影响焊点十字拉伸开裂的因素,本文以H260LA、H340LA、DP780低碳钢冷轧板为样本,采用相同焊接工艺分别进行了电阻点焊接实验,然后对焊点各区域的显微组织、硬度分布、十字拉伸后的断裂情况进行了观察和检测.通过不同试样组织间比较、硬...     

铝合金电阻点焊熔核截面反演成像

将反演理论及正则化方法用于熔核横截面电流反演成像,以反演图像直观判断焊点质量,扩大铝合金电阻点焊在对焊点质量要求较高领域中的应用.首先,建立熔核截面电流分布和周围磁感应强度关系的正演模型,并通过试验验证模型的可靠性;其次,建立反演模型,通过数值试验验证反演模型的可行性;最后,点焊成像试验,将测量的磁场信号反演为熔核截面的电流分布信息,并以图像形式显示.结果表明,反演图像反映了熔核截面电流分布特点,能够反应熔核质量的好坏,可以作为判断熔核质量的依据;正则化参数的选择影响反演图像的质量,过大或过小,反演图像都将偏离实际情况.     

Effect of upsetting force on microstructure of welds in resistance spot welding of 400 MPa ultra-fine

The ultra-fine grain (UFG) steel is welded by using resistance spot welding technique with or without requirement of upsetting force.Metallographic inspection shows that the grain size of weld nugget is larger than that of the base metal and the microstructure is altered significantly.In addition,contracting defects such as air holes can be found in the nugget center.The experiments show that the defects can be effectively avoided by the technique of adding upsetting force during the nugget cooling and crystallizing processes.In tensile shear tests,the welding joint starts to crack from the inner edge of the corona bond.The results of micro-hardness tests show that the newly born martensite structure dramatically improves the hardness of the joint.Under the interactions between residual stresses and regenerated fine grains,the micro-hardness of the heat-affected zone (HAZ) is lower than that of the nugget,but evidently higher than that of the base metal.