非等厚鋁合金電阻點(diǎn)焊形核過程研究.pdf

1、電阻點(diǎn)焊作為焊接技術(shù)的重要組成之一,是一種高效、易于實(shí)現(xiàn)自動化的材料連接方法,廣泛地應(yīng)用于汽車工業(yè)、航天航空、電器制造和建筑工程等領(lǐng)域。而在非等厚板材的電阻點(diǎn)焊中,熔核的偏移是一個重要的問題。偏移的結(jié)果使得熔核在貼合面上的尺寸小于熔核直徑,同時也使其在薄件中的焊透率小于規(guī)定值。它對點(diǎn)焊質(zhì)量有很大的影響。本文針對非等厚板材點(diǎn)焊過程研究其熔核形成的機(jī)理以及各個工藝參數(shù)對其影響,制定出適合于非等厚板材點(diǎn)焊的工藝,保證焊點(diǎn)的質(zhì)量和工件的有效連接

2、。
　　本文首先建立了電阻點(diǎn)焊不同厚度組合以及工藝參數(shù)下的兩層板、三層板三維熱傳導(dǎo)模型,分別計算了其點(diǎn)焊的溫度場分布,采用分子動力學(xué)理論模擬計算了鋁合金點(diǎn)焊界面變化和接觸電阻變化。根據(jù)計算結(jié)果得知,在非等厚板點(diǎn)焊形核過程中,熔核偏移主要是由焊接區(qū)在加熱過程中焊件析熱和散熱不均所致。非等厚兩層板其點(diǎn)焊熔核形成前,散熱作用的強(qiáng)弱是影響高溫區(qū)域偏移的主導(dǎo)因素,高溫區(qū)域隨著焊接時間的增加向散熱少的厚板處偏移。熔核開始形成后,析熱作用的強(qiáng)弱

3、成為主導(dǎo)熔核偏移的因素,熔核向具有大電阻,散熱少的厚板一側(cè)偏移。對于全等厚三板組合和上下對稱型三板組合,熔核形成過程中不產(chǎn)生偏移現(xiàn)象。分別于兩個焊件接觸面同時升溫,形成兩個小熔核,隨后兩個熔核在三板厚度方向?qū)ΨQ中心處形成了包括上下接觸面和中間板的一個大熔核。非等厚三層板組合熔核開始形成于三板厚度方向的對稱中心處,熔核長大后,其厚板側(cè)熔核截面值大于薄板側(cè),熔核發(fā)生偏移現(xiàn)象。本文將高速攝像系統(tǒng)加入到實(shí)驗(yàn)中,實(shí)時記錄了兩層板、三層板不同厚度情

4、況下熔核的形成過程,從而驗(yàn)證了模擬過程的正確性。
　　對鋁合金1.0mm/1.5mm,0.5mm/1.0mm/1.5mm,0.5mm/1.5mm/1.0mm厚度組合的點(diǎn)焊過程的研究來找出不同焊接條件下熔核偏移規(guī)律,并采用力學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證了規(guī)律的準(zhǔn)確性,制定出避免熔核偏移、保證焊點(diǎn)質(zhì)量的工藝參數(shù)。對于兩板組合其合適的電流值范圍是16kA~19kA,焊接時間是160ms,電極壓力保持在0.1MPa。對于0.5mm/1.0mm/1.5