Q&P钢电阻点焊工艺和搭接接头疲劳性能试验研究

采用工频交流伺服焊枪进行QP钢的电阻点焊,探讨了焊接电流、焊接时间及电极压力对点焊接头熔核直径和拉剪强度的影响规律,并对焊接接头的显微组织和显微硬度进行了分析;采用液压伺服疲劳试验机对不同熔核直径的QP钢点焊接头进行了拉剪疲劳试验,获得了焊点的载荷寿命曲线,分析了焊点的裂纹扩展及失效形式。结果表明,接头熔核直径和拉剪强度随焊接工艺参数改变呈规律性变化,存在最佳值;熔核区组织为板条状马氏体;熔核直径对焊接接头的疲劳性能有影响但影响不大。     

第二脉冲电流对TRIP 980钢板电阻点焊接头显微组织和力学性能的影响

采用单脉冲、多脉冲电阻点焊工艺对主要成分为0. 28%C、2. 0%Mn、0. 97%Si和0. 93%Al(质量分数)、1. 5 mm厚的相变诱发塑性TRIP 980钢板进行了焊接。研究了第二脉冲电流对点焊接头显微组织、硬度和拉剪强度的影响。结果表明:采用两种工艺点焊的接头熔核的显微组织主要为下贝氏体和板条马氏体;施加5和6 k A第二脉冲电流可以消除接头熔核的中心缩孔,而施加6和7 kA第二脉冲电流可使熔核局部重熔,并使先前形成的熔核回火,导致熔核平均硬度降低14～25 HV0. 3;施加较大的第二脉冲电流(7 kA)还使点焊接头热影响区的宽度增加,并提高点焊接头的拉剪强度。     

焊接电流及压力对QStE340TM电阻点焊接头性能的影响

对酸洗汽车用钢QStE340TM进行了一系列电阻点焊试验,对不同焊接电流及压力下焊接接头的形貌、拉剪强度和显微硬度进行了对比分析。结果表明,在焊接压力一定时,随着焊接电流的增大,点焊接头的熔核直径增大,接头热影响区的显微硬度降低,拉剪载荷先增大后减小;在焊接电流一定时,随着焊接压力的增大,熔核直径和拉剪强度呈减小的趋势,接头热影响区的显微硬度增大。     

不锈钢薄板搭接等离子-MAG复合焊接工艺

针对板厚3 mm SUS301L-MT与板厚5 mm SUS304不锈钢板材搭接组合,采用等离子-MAG复合焊工艺进行焊接,分析等离子电流、MAG电流和焊接速度等工艺参数对搭接角焊缝成形的影响,得出合适的等离子-MAG复合焊接工艺参数,并比较等离子-MAG复合焊和电阻点焊两种方法搭接接头的准静态拉剪性能和拉剪疲劳性能。试验结果表明,在确定的焊接工艺参数下,等离子-MAG复合焊和电阻点焊接头均符合铁道车辆用不锈钢焊接接头的设计要求,且与电阻点焊接头相比,等离子-MAG复合焊接头的拉剪载荷提高约92%,在循环寿命为2×106的条件下疲劳极限提高约33%。     

铝箔夹层对铝-镁-硅合金车身板点焊性能的影响

采用正交试验法在两块Al-Mg-Si车身板材之间加入双层0.02 mm厚的铝箔进行点焊工艺参数试验,分析熔核微观组织的特征,研究焊接工艺参数与电阻点焊接头抗拉剪强度的关系.试验表明,焊接电流对焊点抗拉剪强度影响最大,焊接时间次之,电极压力最弱.最佳工艺参数为焊接电流17 kA、焊接时间1.0 s,电极压力2.4 kN,此时拉剪负荷为1 943 N.显微组织表明,熔核呈均匀细小的等轴晶粒,没有出现飞溅、裂纹等缺陷.接头断裂为韧性断裂,断口撕裂有韧窝特征.     

不等厚异种铝合金电阻点焊接头组织与性能

采用电阻点焊机对不等厚异种铝合金2 219(6 mm)+5A06(2 mm)进行点焊试验研究,通过光学显微镜、显微硬度计、扫描电镜等手段分析了点焊接头显微组织结构形成的机理,并综合显微硬度分布规律以及元素分析,探究了接头不同区域的性能和成因。结果表明:该点焊规范合理,熔核直径约5.9 mm,薄板侧、厚板侧焊透率分别为59%和37%,单点抗剪力平均值约10.42 kN,内部质量良好;熔核为等轴晶组织形态;沿熔核直径方向,母材显微硬度值最高,热影响区其次,熔核区最低,强度最为薄弱。     

搭接形式对铝/黄铜异种热补偿电阻点焊接头的组织与力学性能影响

采用不同搭接形式,对铝合金6061-T6/黄铜H70异种材料热补偿电阻点焊工艺进行研究.对比了两种搭接形式下铝/黄铜异种点焊接头的微观组织与力学性能差异.结果表明,采用热补偿电阻点焊的工艺方法可在较低电流水平下实现铝/黄铜异种材料的焊接.在铝侧施加热补偿垫片进行点焊,接头的抗拉剪载荷更高,其熔核由细小的α-Al等轴晶组成;在黄铜侧施加热补偿垫片进行点焊,接头的抗拉剪载荷较小,但体现出延性断裂的特征,其熔核由板条状铜铝化合物组成.     

DP600和HC180Y异种钢点焊接头组织和性能研究

研究了1.4 mm厚度的DP600和HC180Y异种钢电阻点焊接头的断口形貌、微观组织和力学性能。通过扫描电镜观察了接头的断口形貌及显微组织特征,采用显微硬度计测试了接头各区域的显微硬度。结果表明,DP600/HC180Y电阻点焊接头的破坏方式有三种,即界面分离、部分界面分离和熔核拔出,熔核拔出断裂形式的试样力学性能最佳,在该断裂模式下,裂纹始于HC180Y侧并向HC180Y侧扩展。DP600/HC180Y异种钢熔核区的组织并没有因为钢种不同而有差异,热影响区的组织因发生相变而具有明显的差异性。点焊接头显微组织决定了其硬度分布的特点,熔核区的硬度均高于母材区的。     

车用高强钢电阻点焊工艺研究

研究了DP600高强钢的电阻点焊工艺,采用正交试验设计,利用Minitab回归分析后规划求解得到的最优解满足最大强度性能要求,并对点焊接头的微观组织、力学性能进行了分析。得出最佳焊接参数为:电极压力2.058 kN,焊接时间17 cyc,焊接电流10.14kA。DP600钢点焊熔核的微观组织为柱状晶,以板条状马氏体为主。在拉剪条件下,DP600高强钢电阻点焊接头主要有熔核剥离断裂和界面断裂2种断裂模式。     

非等厚不锈钢电阻点焊工艺

研究了非等厚不锈钢电阻点焊工艺,分析点焊接头质量、显微组织特征以及显微硬度分布规律。结果表明,采用硬规范形成的焊点外观质量合格、撕裂性能良好。显微组织分析表明,点焊熔核被晶粒细小的塑形环包围,熔核组织主要由发达的柱状晶和胞状晶组成。显微硬度测定表明,熔核区域的维氏硬度值基本一致,但与两侧母材存在一定的差异。     

TRIP980高强钢电阻点焊接头的组织及力学性能

采用电阻点焊对TRIP980高强钢进行焊接. 通过单因素法和焊后回火优化了焊接参数和工艺,研究了较优焊接参数和工艺时的接头熔核显微组织及力学性能,结果表明,优化参数为9.5 kA,22 cycle,3 kN,接头熔核为粗大的马氏体组织,接头硬度为617.1 HV,最大拉剪载荷为17.8 kN;在此基础上增加焊后回火,回火电流6.3 kA、回火时间13 cycle,接头组织显著细化,接头硬度降低至574 .0 HV,接头最大拉剪载荷提高到19.5 kN,增幅为9.6%,断口形式由原先的界面断裂转变为纽扣断裂.     

6mm厚SUS301L-DLT不锈钢电阻点焊工艺

在轨道车辆行业中,电阻点焊主要用于焊接板厚小于等于5 mm的不锈钢车体结构。而不锈钢车体结构中底架边梁和补强梁板厚均为6 mm,若能使用电阻点焊来减小焊接变形则具有重要的实际意义。对6 mm厚SUS301L-DLT不锈钢进行双面单点电阻点焊,通过外观检测、平滑度试验、断面试验和拉伸剪切试验,确定电阻点焊工艺。结果表明:在合理的电阻点焊参数条件下,6 mm厚SUS301L-DLT不锈钢电阻点焊焊点熔核直径可达到φ12.2 mm的要求,且拉伸剪切结果符合标准要求。增加电极压力可有效避免缩孔缺陷的出现,且电极压力不宜过大,否则易造成压痕过深、熔核直径过小等不足。     

不锈钢轨道客车侧墙激光焊接与电阻点焊数值模拟对比研究

针对激光焊接工艺和电阻点焊工艺在不锈钢轨道客车侧墙组上的应用进行了数值模拟对比分析。分别测试SUS301L不锈钢薄板激光焊接和电阻点焊搭接的侧墙结构件的拉剪强度。结果表明,对于相同长度的接头,激光焊接接头的力学性能比电阻点焊接头更好。在施加相同载荷条件下,对两种焊接接头的应力和应变进行了数值模拟研究。结果表明,应力集中现象和最高应力水平均出现在电阻点焊接头中,理论分析和实验结果都证明激光焊接的轨道客车侧墙受力更均匀、变形更小、外观质量更好。     

焊接电流对镀锌钢与高强钢的电阻点焊接头形貌和力学性能的影响

采用电阻点焊工艺对1.5 mm厚的镀锌钢板与高强钢板进行了连接试验。通过金相显微镜、扫描电镜、电子拉伸试验机以及硬度计等分析手段,研究了不同焊接电流对接头形貌和力学性能的影响。结果表明:采用电阻点焊工艺实现了镀锌钢与高强钢的可靠连接。当焊接电流为8 kA时,接头的拉剪载荷最大,为13.6 kN,随着焊接电流的继续增大,接头表面容易产生飞溅。接头高强钢侧热影响区由于回火马氏体和细晶马氏体的生成,出现了明显的软化区和硬化区,而镀锌钢侧有大量马氏体生成,热影响区硬度明显大于母材区。当焊接电流为4 kA时,接头断裂形式为界面断裂;当焊接电流为5~7 kA时,接头断裂形式主要为镀锌钢侧熔核被拔出;当焊接电流为8~10 kA时,接头断裂形式转变为高强钢侧熔核被拔出。     

不同电阻点焊方法对轨道车辆用不锈钢接头质量与性能的影响

分别采用阿普拉斯焊接工艺、中频逆变点焊工艺对1.0 mm厚SUS301L-ST与1.5 mm厚EN1.4318+2G轨道车辆用奥氏体不锈钢进行电阻焊接,焊后根据相关标准进行点焊接头的外观质量、断面质量观察,剪切拉伸、轴向拉剪疲劳试验与分析.结果 表明,与中频逆变点焊接头相比,阿普拉斯焊接接头外观质量得到大幅提升,达到无...     

热补偿法对不等厚镁合金板点焊接头力学性能的影响

采用三相逆变电阻点焊机对不等厚镁合金板(1.0 mm+0.7 mm)进行点焊工艺试验,通过在薄板侧添加0.1 mm工艺垫片和未添加工艺垫片2种点焊工艺,研究焊接电流和焊接时间对焊接接头熔核直径及其力学性能的影响。结果表明:添加工艺垫板可减小焊接电流输入,提高点焊接头抗剪强度;在点焊电流13.3 k A,电极压力1.7 k N,焊接时间90 ms时,点焊接头最佳抗剪切力达1 936 N。     

外加磁场对轨道车辆不锈钢点焊组织性能的影响

以轨道车辆用SUS301L不锈钢为研究对象,研究了外加磁场对不锈钢点焊的熔核尺寸、拉伸强度和微观组织的影响。结果表明,在外加磁场的作用下,不锈钢点焊的熔核直径增长效果明显,拉伸强度得到不同程度的提高,且外加磁场强度越大,作用的时间越长,性能提高的效果越明显。在相同焊接参数下磁控电阻点焊比普通点焊拉伸强度最大提高16.7%,宽高比提高47%,点焊凹坑降低62%,熔核组织明显细化,点焊过程中外加磁场能够有效改善不锈钢电阻点焊接头性能。     

基于红外热像法的SUS301L-Q235B异种材料点焊接头疲劳强度快速评定

借助高性能红外热像仪对SUS301L-Q235B异种材料点焊接头的SUS301L不锈钢侧熔核及塑性环表面局部热点进行监测，建立了异种材料点焊接头温升斜率与疲劳极限间的定量关系，提出了一种基于温升斜率转折点预测异种材料点焊接头疲劳极限的方法. 结果表明，SUS301L-Q235B异种材料点焊接头向Q235B侧发生了较严重的熔核偏移，导致不锈钢侧承载能力降低；点焊接头在高频循环剪切拉伸作用下，SUS301L不锈钢侧熔核及塑性环表面热点表现出“4个阶段”的温度演化特征；利用红外热像法预测的疲劳极限为5.569 kN，采用传统阶梯法试验获得的疲劳极限为5.875 kN，预测值与试验值之间的误差为5.21%，具有较高的一致性. 所提出的疲劳极限快速预测方法能够克服传统疲劳试验方法的局限性，实现异种材料点焊接头疲劳极限的非接触、非破坏快速预测，具有重要的工程意义和科研价值.     

各种钢铁的焊接

选用四类不同规范对201不锈钢进行点焊试验,对其接头外观、显微组织及力学性能进行对比分析。结果表明,201不锈钢点焊工艺性能良好,具有较宽的工艺参数选择范围。但软规范下接头的拉剪强度较低。当采用回火电流双脉冲时熔核中发生再结晶,形成细小的等轴晶,使接头承载能力明显提高。图5表4参2     

AA5754铝合金电阻点焊接头的微观组织和力学性能

以汽车车身用AA5754铝合金板材制备的电阻点焊接头为研究对象,通过金相观察、显微硬度矩阵测试和拉伸试验对焊接接头的微观组织、工艺缺陷与力学性能进行表征与分析。结果表明:根据组织和性能的差异,接头可分为3个典型区域:焊核区、热机械影响区和母材区。接头焊核心部为等轴枝晶组织,焊核边部为柱状枝晶组织,焊核周边的热机械影响区内的材料发生部分熔化,产生了晶内及晶界枝晶。接头中主要缺陷为喷溅、焊核区气孔、缩孔和沿晶裂纹、液化裂纹。母材区硬度沿厚度方向渐变,边部呈现最大值,心部呈现最小值;焊核硬度与母材硬度相近;焊核两侧的热机械影响区中,在接头的压痕边缘和板材接触面缝隙尖端处存在1~2 mm宽的硬化区。接头的强度与焊点直径呈正相关关系,拉剪试验的失效模式为焊点熔核界面断裂,剥离试验的失效模式为纽扣剥离断裂。