铝合金点焊过程的铜铝合金化研究

观测了LF2铝合金电阻点焊初期至达到电极寿命时焊点表面及Cr—Zr—Cu电极端面宏观形貌的连续变化过程。采用扫描电子显微镜(SEM)，对机加工状态及抛光处理的电极在点焊铝合金后进行了电极端面背散射分析，对机加工状态的电极在点焊铝合金后又进行了电极端面横向及纵向线扫描分析。采用X射线衍射仪，对沿电极轴向的3个不同电极端面进行了X射线衍射物相分析。结果表明，点焊初期，焊点表面即出现局部熔化及电极端面出现明显凹凸不平，电极端面的形貌及其尺寸发生变化，焊点表面成形质量恶化，电极端面加工状态对电极端面铜铝合金化影响不大，点焊过程电极端面存在较多铝，发生了铜铝合金化反应，合金化产物主要是铜铝金属间化合物(CuAl2)。     

铬青铜爆炸焊接电极平台的开发与应用

通过爆炸焊接参数的确定,成功地实现了17mm厚铬青铜与碳钢的焊接,一次接合率达到98%以上。铬青铜复合板代替纯铬青铜作为电阻焊的电极平台,可降低制造成本50%以上,并提高了电极铜平台的表面质量和使用寿命,从而保证了车辆侧墙外表面的点焊质量。     

不锈钢单侧磁控电阻点焊工艺研究

为提高单侧焊接接头的质量,减少焊接缺陷,基于传统双侧轴向磁化装置,设计了一种适用于单侧电阻点焊设备的单侧径向充磁磁控装置。通过与传统电阻点焊进行对比性实验,研究了传统焊点与单侧磁控焊点随焊接电流的变化规律,揭示了单侧磁控电阻点焊装置对焊点熔核形貌、熔核尺寸、微观组织、力学性能等方面的作用机制及改善效果,验证了单侧磁控电阻点焊工艺的可行性。     

基于电极位移的电阻点焊控制器研究

电阻点焊是车身装配最主要的手段，焊点质量好坏直接影响整车的性能。基于电极位移提出了一种电阻点焊实时闭环控制方法，利用高精度非接触式激光位移传感器及其相关控制电路，建立了热膨胀位移采集系统。基于最优电极位移曲线，采用PID控制算法，通过实时改变可控硅导通角来控制焊接控制器的各周波的焊接电流，控制焊点质量。针对双相高强钢DP600进行了试验，结果表明，该系统能够有效地控制焊接质量，保证了焊点的拉剪强度，并能有效抑制飞溅。     

点焊过程力学特征的有限元分析

电阻点焊过程中的力学特征对焊点性能和焊接结构的质量有重要影响。文中基于ANSYS有限元系统，建立二维轴对称热弹塑性有限元模型，对点焊过程中的力学特征进行分析。分析中将预先得到的点焊瞬态温度场作为节点温度载荷施加于模型上，同时考虑随温度变化的材料性能及其塑性行为。通过分析得到结合面和电极一工件界面上的接触压力、点焊接头中的应力、应变、变形以及电极位移等力学特征的分布及变化情况。同时参考分析结果进行粘接点焊的试验研究，表明粘接点焊可以显著提高结构的强度和疲劳寿命。     

管板单面电阻点焊变形及接头力学性能分析

针对管板单面电阻点焊过程中接头变形对焊接质量影响较大的问题，通过电极位移曲线分析了管板单面点焊的变形过程以及工艺参数对接头变形和力学性能的影响，并利用伺服．焊枪的可变电极力特性，研究了变电极力对管板单面点焊焊接质量的影响。结果表明：随着电极压力和焊接能量的递增，变形量呈线性增大，而拉剪强度则先增后降；在焊接阶段或保持阶段减小电极压力，能够有效减小变形量，增加焊点拉剪强度，有助于提高单面点焊的焊接质量。     

压力电阻点焊机焊接316(Ti)不锈钢板状件的工艺研究

用压力电阻点焊机作为焊接设备,对316(Ti)不锈钢板状结构件进行点焊试验,研究了压力电阻点焊工艺参数对焊缝质量的影响。试验结果表明,焊接电流、焊接压力以及电极形状是影响压力电阻点焊模式的主要因素,在小焊接压力和低焊接电流以及不理想电极形状的条件下,焊点容易产生飞溅且焊缝熔核较小,导致焊点外观和焊缝金相等性能均不满足要求,而过大焊接压力以及较高的焊接电流也会导致熔核尺寸降低以及产生飞溅等缺陷。压力电阻点焊的焊接参数需要合理匹配,才能获得好的稳定的焊缝质量。     

深冷处理的铝合金点焊电极寿命研究

为了提高铝合金点焊电极寿命,提出了点焊电极的深冷处理方法。采用不同深冷处理工艺参数加工了点焊电极,用这些电极进行了铝合金点焊电极寿命试验,比较了深冷处理电极与未深冷处理电极寿命,观测、比较了深冷处理前后点焊电极端面、焊点表面的宏观形貌,观察了深冷处理电极与未深冷处理电极微观组织,测试了深冷处理电极与未深冷处理电极物理性能。试验结果表明:深冷处理改变了电极微观组织,改善了电极导电、导热性能,提高了点焊电极寿命,使电极寿命由原来的620点提高到2 145点。     

电阻点焊焊点扭曲缺陷分析与解决

介绍白车身点焊的作用,焊接不能保证电极与该板材接触的瞬间为垂直状态,导致焊点扭曲缺陷的危害,焊点扭曲缺陷降低白车身强度,关于外露焊点扭曲影响车身外观质量引起客户抱怨,本文主要针对电阻点焊焊点扭曲产生原因、解决方案做出分析。     

电阻点焊伺服加压控制系统研究

为了实现电阻点焊焊接压力的精确控制,设计了一套基于伺服电机控制的点焊加压系统.介绍了控制系统的总体结构、硬件组成及其软件总体框图,并给出了该加压系统的技术参数.通过与传统加压方式的对比表明,电阻点焊伺服加压控制系统具有电极头冲击力小、压力变化响应速度快以及电极压力、位移、速度可精确控制的优点,且能满足不同工艺上的压力变化要求.     

电火花加工多材质电极制备方法及试验研究

随着电火花加工技术的不断发展,利用多材质电极来实现微小复杂曲面的电火花成形加工,具有加工速度快、一次成形等特点而被广泛应用.针对多材质电极的制备,以黄铜、紫铜、铁、钼及铜钨合金等材质电极在模具钢上进行了加工试验,以研究的电极损耗及形状变化规律为基础,根据复杂曲面加工需求设计多材质电极,运用热镀法制备多材质电极,通过扫描...     

Effects of welding parameters on electrode element diffusion during micro-resistance spot welding

Copper electrodes are commonly employed in micro-resistance spot welding (MRSW), a dominant process used to join ultra-thin metallic sheets. During welding, some copper from the electrodes inevitably diffuses into the spot welds, changing the chemical compositions and properties of the resulting welded joints. In this study, 0.05-mm-thick Ti alloy metallic sheets were welded via MRSW under various combinations of welding parameters (ramping time, welding time, holding time, welding current, and electrode force). The effects of these welding parameters on electrode elemental diffusion were investigated via elemental analysis. Elemental composition of welded joints was measured via energy-dispersive spectrometry after tensile-shear tests. No copper was detected in the heat-affected zone or base material, but the amount of copper in the welding nuggets varied significantly with the welding parameters. Moreover, comparing copper element and hardness maps in weld nugget, the welding nugget hardness increased when more copper diffused into it.     

电极深冷处理与铝合金点焊的铜铝合金化

进行了铝合金点焊电极的深冷处理实验，测试了深冷处理电极性能。分别对深冷处理电极和未深冷处理电极进行了铝合金点焊电极寿命试验，观测了铝合金点焊过程电极端面及焊点表面宏观形貌。在达到未深冷处理电极寿命时，测试了深冷处理和未深冷处理电极端面的显微硬度，采用X射线衍射方法对深冷处理和未深冷处理电极端面进行了分析。研究结果表明，深冷处理改善了电极的导电、导热等性能，使电极端面产热减少，降低了铝合金点焊过程的铜铝合金化倾向，提高了点焊过程深冷处理电极端面和焊点表面质量。     

氧化铈对低合金钢焊条熔敷金属的影响

基于现有焊条性能的特点,针对典型低合金钢焊条(E5515型焊条)当焊接碳当量CE>0.4%的中、高碳钢时,焊接性较差的问题,在新型低合金钢焊条药皮配方开发研制中采取药皮过渡微量的稀土氧化物.通过冲击韧度、拉伸、硬度和金相等试验研究氧化铈对低合金钢焊条熔敷金属力学性能影响和组织的影响,利用扫描电子显微镜对显微组织进行观察分析,用X射线能谱仪进行能谱分析.分析研究结果表明,加入适量的稀土氧化物能够细化熔敷金属显微组织,提高熔敷金属的冲击韧度:稀土能降低熔敷金属中的氢,从而显著降低钢的脆性转变温度.当氧化铈加入量最佳时,熔敷金属的抗拉强度提高了43.27%,屈服强度提高了52.11%,冲击韧度提高了26.49%,而硬度却不下降.     

电火花加工TC4钛合金时电极损耗的探讨

从试验出发，在相同的条件下，用电火花成型加工方法加工钛合金TC4，分别使用紫铜和铜钨合金电极作对比试验研究。并对用不同电规准加工时的电极损耗机理和生产率（加工速度）作出了分析和探讨，得出了相应的结论。     

壁槽电极雾化烧蚀成形加工工艺

为解决放电雾化烧蚀成形加工盲型孔过程中出现的烧蚀颗粒大、排屑难、加工不稳定问题,制作了中空铜管与正方形紫铜块相结合的成形电极,分别对无壁槽电极和壁槽电极的极间流场及颗粒质量浓度分布进行了仿真分析与比较,基于极间流场仿真结果进行了雾化烧蚀对比实验,并对两种电极加工工件表面形貌进行了对比分析。实验结果表明：当槽宽为1 mm、倾斜角为60°时,烧蚀效率最高。在相同加工条件下进行雾化烧蚀加工时,与无壁槽电极相比,壁槽电极的蚀除速率提高了15.7%,壁槽电极的电极相对损耗率增大了6.2%。壁槽电极加工时的表面质量比无壁槽电极加工时的表面质量高。实验结果验证了仿真结果的正确性。     

Refill Friction Stir Spot Welding Al Alloy to Copper via Pure Metallurgical Joining Mechanism

The current investigation of refill friction stir spot welding(refill FSSW) Al alloy to copper primarily involved plunging the tool into bottom copper sheet to achieve both metallurgical and mechanical interfacial bonding. Compared to conventional FSSW and pinless FSSW, weld strength can be significantly improved by using this method. Nevertheless, tool wear is a critical issue during refill FSSW. In this study, defect-free Al/copper dissimilar welds were successfully fabricated using refill FSSW by only plunging the tool into top Al alloy sheet. Overall, two types of continuous and ultra-thin intermetallic compounds(IMCs) layers were identified at the whole Al/copper interface. Also, strong evidence of melting and resolidification was observed in the localized region. The peak temperature obtained at the center of Al/copper interface was 591℃, and the heating rate reached up to 916 ℃/s during the sleeve penetration phase. A softened weld region was produced via refill FSSW process, the hardness profile exhibited a W-shaped appearance along middle thickness of top Al alloy. The weld lap shear load was insensitive to the welding condition, whose scatter was rather small. The fracture path exclusively propagated along the IMCs layer of Cu_9Al_4 under the external lap shear loadings, both CuAl_2 and Cu_9Al_4 were detected on the fractured surface on the copper side. This research indicated that acceptable weld strength can be achieved via pure metallurgical joining mechanism, which has significant potential for the industrial applications.