鋁合金電阻點焊熔核熱磁反演成像研究.pdf

1、電阻點焊作為焊接技術(shù)的重要組成之一，是一種高效、易于實現(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。電阻點焊是一個力、熱、電、磁、相變等多種因素耦合的復(fù)雜過程。由于電阻點焊焊接過程非常短暫，且無法直接觀測熔核，因而對點焊質(zhì)量進(jìn)行有效地監(jiān)測就存在一定的困難。盡管現(xiàn)階段點焊質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)取得了一定效果，但仍存在一些不足，而且只在特定條件下具有一定的可行性，因而現(xiàn)階段的點焊質(zhì)量監(jiān)測水平已經(jīng)嚴(yán)重限制了電阻點焊在

2、對焊點質(zhì)量要求較高領(lǐng)域中的應(yīng)用。因此為了開發(fā)新的點焊質(zhì)量監(jiān)測方法，本文引入反問題理論，利用點焊時產(chǎn)生的磁場和溫度場耦合反演計算熔核截面電流分布，以反演圖像直觀地判斷焊點質(zhì)量，為判斷點焊質(zhì)量提供新的依據(jù)。
　　 本文首先建立了電阻點焊熱磁反演模型并進(jìn)行了反演成像的不適定性分析，然后基于反演模型的需要建立了電阻點焊電流磁場模型，并通過實驗驗證了模型的準(zhǔn)確性。為了解決反演成像的欠定問題，本文引入了三維點焊傳熱反問題模型，利用共軛梯度法

3、反演計算了點焊熔核截面溫度場。最后，將反演模型和傳熱反問題模型耦合起來，運(yùn)用迭代Tikhonov正則化方法求解點焊熔核截面電流分布圖像，并通過理論實驗和不同傳感器陣列點焊實驗分析研究了熔核截面電流分布的變化規(guī)律，不同傳感器陣列對反演結(jié)果的影響以及電流分布與溫度場之間的聯(lián)系。
　　 熱磁反演成像結(jié)果表明，反演圖像在一定程度上反映了熔核截面電流分布特點，可以作為判斷點焊質(zhì)量的依據(jù)。理論實驗結(jié)果表明，焊接電流分布隨著焊接時間的增加逐漸