螺母凸焊工藝研究及模擬分析.pdf

1、針對某汽車零部件生產(chǎn)過程中，M10螺母與2.5mm厚的鍍鋅鋼板采用凸焊工藝焊接時(shí)出現(xiàn)焊接質(zhì)量不合格，需要采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊加固。本文旨在分析造成焊接質(zhì)量不合格的原因，并提出改進(jìn)辦法。
　　在原有工況下進(jìn)行螺母凸焊試驗(yàn)，結(jié)果表明:通過調(diào)整焊接工藝參數(shù)不能使該螺母凸焊達(dá)到焊接質(zhì)量要求，在0.4MPa氣壓下，對焊接電流28KA、焊接時(shí)間20cyc時(shí)進(jìn)行焊接，出現(xiàn)焊接強(qiáng)度不高，凸點(diǎn)形核困難等問題;電流為30KA時(shí)，焊點(diǎn)能形成焊核，但不

2、穩(wěn)定，螺母凸點(diǎn)邊緣出現(xiàn)過燒現(xiàn)象，并在焊核內(nèi)部產(chǎn)生氣孔;通過觀察焊點(diǎn)截面形核情況，發(fā)現(xiàn)螺母上每個(gè)焊點(diǎn)的焊核存在較大的差異。其根本原因是焊機(jī)剛性不足和模具容易磨損，影響電極平行度，使螺母凸點(diǎn)在焊接過程中受力不均勻。
　　用Solidworks simulation仿真軟件模擬焊機(jī)剛性不足對螺母凸點(diǎn)受力的影響，結(jié)果表明:剛性不足會使螺母凸點(diǎn)受力不均，通過調(diào)整電極和氣缸之間的軸線距離L可以減小凸點(diǎn)受力的不均勻性。對生產(chǎn)現(xiàn)場的壓塊式結(jié)構(gòu)電極

3、座進(jìn)行模擬分析，結(jié)果表明:壓塊式電極座存在兩個(gè)方面的缺陷:一是焊接過程中，電極座中心孔里側(cè)易產(chǎn)生應(yīng)力集中，容易磨損;二是壓塊和電極座接觸面會產(chǎn)生間隙(＞40μm)，造成接觸面導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能較差，影響電極座上電流密度分布和電極的冷卻效果，加劇電極座中心孔里側(cè)的磨損。
　　在滿足電極平行度的情況下，對焊接規(guī)范參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)果表明:焊接質(zhì)量符合要求，焊接規(guī)范范圍變寬;通過正交試驗(yàn)，獲得了最佳焊接規(guī)范:I2=32KA，P=0.45MPa

4、，t4=20cyc;確定了焊接規(guī)范范圍，焊接電流:29～32KA，焊接壓力:0.4～0.45MPa，焊接時(shí)間:18～22cyc。
　　對螺母凸焊的力學(xué)性能分析表明:螺母頂出力均大于35KN，且最大達(dá)到46.3KN;從板材熱影響區(qū)到螺母熱影響區(qū)的硬度逐漸升高，螺母側(cè)熱影響區(qū)最大硬度為514HV。對焊點(diǎn)的斷口形貌分析表明:斷裂發(fā)生在熔合區(qū)時(shí)為脆性斷裂，斷裂發(fā)生在板材熱影響區(qū)時(shí)為脆性斷裂和韌性斷裂的混合斷裂方式。
　　對凸焊模具進(jìn)