钛合金微电阻点焊电极间电压质量检测技术

文中针对微点焊的特点采用电压信号监控点焊质量.焊接过程中电压通过自动数据采集系统获取.首先分析并解释了电压曲线的变化趋势,指出电压曲线的峰值就是β峰值;进而从电压曲线中提取了4个特征值用于预测熔核直径并将其作为人工神经网络的输入.预测输出的熔核直径与实测直径的误差为0.13 mm,结果表明,利用电压信号监测钛合金微电阻点焊质量是一种非常有效、经济的手段.     

基于电极电压信号的微电阻点焊质量监测分析

文中研究了微电阻点焊条件下TC2钛合金焊点质量监测问题. 首先对典型焊点的微观金相组织进行了分析,发现在熔核区域形成了针状马氏体;接着选取典型的电极电压曲线,根据其变化趋势划分为四个阶段,结合焊点的形成过程进行了相应解释,并分析了电极电压曲线特征量与熔核直径之间的相关性;最后应用BP神经网络,采用相关性较强的电极电压特征量及焊接电流作为神经网络输入,选取熔核直径作为神经网络输出,结合试验数据. 结果表明,通过神经网络训练及测试,有效地实现了对焊点质量的可靠预测.     

电阻点焊熔核直径的相控阵超声检测

为解决使用现有超声检测系统评估电阻点焊熔核直径误差较大的问题,基于相控阵超声探头与特征信号分析技术,提出了一种点焊熔核直径定量化检测方法,重点研究了表面压痕对单阵元超声信号的影响规律,揭示了基于阵元超声信号的熔核边缘识别方法,并试验验证了熔核直径评估方法的精度.试验结果表明,点焊熔核直径的相控阵超声检测结果与金相检验结...     

电阻点焊动态信号实时监测及焊接质量预测

利用现代传感技术和计算机监测技术,建立电阻点焊电信号和机械信号实时监测系统,实现对点焊过程中焊接电流、电极间电压、动态电阻和动态电极压力的实时监测。根据动态电阻和动态电极压力的变化规律,通过相关分析,提取表征焊接质量的动态电阻特征值和动态电极压力特征值。利用多元线性回归分析建立点焊质量预测模型,选用设定的焊接电流、电极压力、焊接时间、动态电阻特征值和动态电极压力特征值作为输入变量,表征点焊质量的熔核直径作为输出变量。试验结果表明,建立的点焊质量预测模型可较准确地预测点焊熔核直径,最大预测偏差不超过0.4 mm。     

基于动态电阻曲线的电阻点焊熔核形核特征分析

在低碳钢电阻点焊过程中,利用实时传感技术对熔核形核动态过程的电极电压与焊接电流信号进行实时检测,通过对检测信号的计算得到反映熔核形核演变的动态电阻曲线,并以此为依据研究了电阻点焊熔核形核与生长过程的动态特征。结果表明,根据动态电阻曲线可将熔核形核过程划分为三个阶段,即初始阶段、生长阶段和稳定阶段,在不同阶段,熔核表现出不同的形核特征。焊接电流、焊接时间的变化导致提供的焊接能量不同,熔核形核过程产生不同的动态变化,并形成不同的熔核质量特征,均可在动态电阻曲线中得到体现。     

基于功率信号动态特征的钛合金电阻点焊熔核直径预测

为了实时预测0.4?mm厚度的TC2钛合金电阻点焊焊接接头熔核直径,采用罗氏线圈获取焊接过程中的焊接电流的变化情况,利用上、下电极间导线测量焊接过程中电压曲线,在此基础上获取电阻点焊过程中的焊接功率曲线.?分析焊接功率曲线在焊接过程中的变化情况,并从曲线中提取表征焊接质量的特征值.?结果表明,焊接功率曲线不仅与动态电阻...     

TiO2粉末介质介入铝合金电阻点焊熔核形核电阻特征分析

以TiO2粉末作为添加介质进行铝合金电阻点焊. 焊接过程中利用实时传感技术对电阻点焊熔核形核过程的电极电压与焊接电流信号进行实时检测,通过对检测信号的计算和分析得到熔核形核动态电阻曲线,研究TiO2粉末介质对熔核形核与生长过程电阻特征的影响. 结果表明,随着TiO2粉末介质的介入,熔核形核动态过程发生变化,表现出不同的动态电阻特征. 由动态电阻曲线提取的接触电阻、终了电阻和形核电阻热效应3个特征值均能反映TiO2粉末介质对熔核形核质量特征的影响,且终了电阻、形核电阻热与焊点最大承载力高度线性相关,可作为检测熔核形核质量的依据.     

镀锌钢板点焊电极寿命预测

采用连续点焊试验与数值模拟相结合的方法预测电极寿命,即利用镀锌钢板连续点焊试验得出电极端面直径随焊接点数增加的规律,并用ANSYS软件模拟不同电极端面直径下点焊区域温度场,得出对应的熔核直径.综合试验及模拟结果得出焊接点数与熔核直径的关系,在定义了保证焊点质量的临界熔核直径情况下,即可得出相应的临界电极端面直径和连续点焊可焊点数,从而预测电极寿命.结果表明,两种方法得出的熔核直径的误差不超过15%.此方法对实际生产过程中的电极修整及更换周期制定具有一定的指导作用.     

低碳钢点焊熔核直径的超声水浸聚焦法检测

介绍用超声水浸聚焦法测定低碳钢点焊熔核直径.检测及验证结果表明,根据透过焊点的超声波形第一峰值的变化情况,可以较准确地确定点焊熔核的直径.     

铝合金点焊焊点超声回波信号特征与熔核直径测量方法

对铝合金点焊焊点进行了超声检测,分析了焊点各区域的超声回波信号特征,并用MATLAB设计了点焊焊点熔核直径的计算程序.该程序可通过两种方法来计算焊点熔核直径,一种是对超声A扫描信号处理,另一种是对B扫描图像进行处理.最后,将计算所得的焊点熔核直径值和熔核直径实测值对比.结果表明,采用超声回波信号法测量焊点熔核直径是可行...     

基于LabVIEW铝合金点焊电流和电极压力监控系统的研究

在监控铝合金电阻点焊焊接过程中,还没有一种传感器可以准确可靠地检测出熔核的成形质量.在点焊过程中压力信号被认为能够提供关于熔核成形最多的信息.利用LabVIEW语言开发了点焊监控系统,对电流信号及电极压力信号进行实时采集,可以有效地检测点焊熔核质量的变化.     

多元化铝合金直流点焊接质量监测系统的研发

为了克服由于多种电阻点焊质量影响因素引起的单参数检测技术的不足,充分利用点焊过程中各种参数所提供的熔核质量信息,工作中构建了以焊接磁场、焊接电压、电极位移,作为铝合金点焊质量评定住处特征信息的铝合金点焊质量监测系统.试验证明,监测系统能够高速准确地采集铝合金点焊过程的多个特征信号,并能有效反映点焊过程中焊点熔核的变化,对焊点质量作出准确判断,满足点焊过程质量监测的要求.     

永磁体磁场对铝合金电阻点焊力学性能及微观组织的影响

文中采用永磁体作为磁场源,研究了外加稳定磁场对铝合金电阻点焊的熔核尺寸、焊点力学性能、断裂模式以及微观组织的影响.文中还对熔核直径与峰值载荷之间的关系进行了研究.结果表明,永磁铁的工作距离对熔核直径大小具有重要影响.距离越近,外磁场促进熔核直径增加的效果越明显.外加磁场能够有效增加焊点熔核直径、提高点焊接头的剪切拉伸强度、促进断裂模式由界面断裂向纽扣断裂转变.在不同工艺参数下,熔核直径增长在3.5%~14.1%,剪切拉伸力可提高4%~25%.外加磁场可促进点焊熔核内等轴晶的形成和细化.峰值载荷与熔核尺寸、工件厚度、母材极限抗拉强度的乘积具有良好的线性关系.     

一种先进热冲压钢的电阻点焊工艺多元非线性回归设计

采用多元非线性回归正交组合设计了试验方案,研究了点焊工艺参数对一种先进热冲压钢焊接接头质量的影响.将点焊接头抗剪切强度与点焊熔核直径作为影响接头质量的主要考察指标.以电极力、焊接电流及焊接时间作为工艺参数,并分析三者之间的相互制约关系.通过正交理论设计了9组试验,根据回归设计理论,建立三元二次非线性回归方程并进行了剩余标准差计算.结果表明,回归模型能够实现对点焊接头抗将剪切强度与点焊熔核直径的有效预测.绘制了其三维视图,在模型的基础上研究点焊工艺参数对焊缝质量的影响规律.     

电阻点焊熔核形核信息的声发射信号表征

以结构负载压电传感的方式,研究借助声发射信号表征电阻点焊铝合金过程的熔核形核信息,包括焊接过程的声发射信号表征和熔核质量信息的声发射信号表征.结果表明,电阻点焊不论是稳定形核还是非稳定形核均可以用声发射信号来表征熔核形核的不同物理阶段.熔核形核的飞溅、开裂等特征事件也可以利用电阻点焊过程声发射信号的形核声发射特征参数来予以界定.声发射特征参数与熔核形核尺寸、焊点拉剪载荷具有较好的相关性.可以使用焊接过程中的声发射特征参数作为检测或预测熔核形核尺寸和焊点拉剪载荷的依据之一.     

基于相关性分析和SSA-BP神经网络的铝合金电阻点焊质量预测

基于电阻点焊过程中工艺信号特征,在不同间距、不同间隙和不同间距与间隙3种条件下,引入相关性分析方法分析工艺信号与熔核直径之间的相关性,并建立基于麻雀搜索算法-BP神经网络(sparrow search algorithmback propagation neural network,SSA-BP)的电阻点焊质量预测模型,将功率、焊接电流、焊接电压和动态电阻作为预测模型输入特征.结果表明,经麻雀搜索算法优化后的BP神经网络在测试集上的决定系数R2、均方误差(meansquare error,MSE)、均方根误差(root mean square error,RMSE)和平均绝对误差(mean absolute error,MAE)分别为0.95,1.55,1.24和0.90,均优于BP模型.获得了功率、焊接电流、焊接电压和动态电阻与熔核直径的映射关系,可为焊接的工艺参数设计提供依据.     

多元化铝合金直流点焊质量监测系统的研发

为了克服由于多种电阻点焊质量影响因素引起的单参数检测技术的不足,充分利用点焊过程中各种参数所提供的熔核质量信息,工作中构建了以焊接磁场、焊接电压、电极位移,作为铝合金点焊质量评定特征信息的铝合金点焊质量监测系统。试验证明,监测系统能够高速准确地采集铝合金点焊过程的多个特征信号,并能有效反映点焊过程中焊点熔核的变化,对焊点质量作出准确判断,满足点焊过程质量监测的要求。     

不锈钢点焊动态电阻曲线频谱与熔核的关系

运用快速离散傅里叶变换(FFT)方法,分析了不锈钢1Cr18Ni9Ti点焊动态电阻曲线的频谱特征,并通过对6个焊点的熔核直径的解剖验证,发现了动态电阻曲线幅频图中0 Hz及3.1 Hz处的幅频值与熔核直径成正比,3.1 Hz处的幅频值随熔棱尺寸变化的曲线斜率较小,0 Hz处的幅额值随熔核尺寸的变化更为敏感.     

非等厚异种钢电阻点焊熔核成形的多元非线性回归模型

利用多元非线性回归正交组合的方法进行试验设计,分析两种厚度不一的异种钢板电阻点焊工艺.试验将表征非等厚异种钢材料电阻点焊熔核形状的熔核直径、熔核偏移,作为考察指标,将焊接脉冲电流、电极压力、焊接时间、热处理脉冲电流4个工艺参数,以及各参数之间的交互作用作为影响指标的因素,得到可预测熔核形状参数的回归数学模型.结果表明,优化的回归数学模型可实现该类非等厚异种钢电阻点焊接头熔核成形的较为有效的预测.在模型的基础上分析各工艺参数及各交互作用对焊点质量的影响规律,可进而对该类材料电阻点焊工艺参数进行优化设计.     

新型高强塑积富B-Al合金的电阻点焊熔核飞溅研究

通过自行设计配比一种新型高强塑积富B-Al合金材料。考虑到该种合金材料主要用于乘用车结构件,因此着重研究电阻点焊焊接性。同时借鉴国际焊接性评判标准ISO 14327-2004,设计了复杂焊接条件下的混合水平均匀设计实验。找出了影响该材料点焊熔核飞溅的主要工况因素,并通过建立点焊熔核飞溅边界曲线,从而有效地预测该材料点焊飞溅概率,更进一步地了解点焊熔核质量及点焊飞溅现象与焊接工艺、焊接环境等因素的相互关系,通过建立该材料点焊熔核力矩平衡方程与熔核膨胀应力数值仿真,深入分析点焊飞溅机理,在一定程度上促进了该新型高强塑积合金的实际应用。