基于信息熵的铝合金焊接接头疲劳寿命分析方法

建立了基于信息熵的铝合金焊接接头疲劳数据分析模型,通过对比分析各决策属性的信息分熵,研究了应力集中、板厚与载荷类型等因素对焊接结构疲劳破坏的定量贡献. 结果表明,三种应力类型疲劳数据分布的信息总熵分别为0.997 7,0.910 0和0.817 9,基于权重信息熵的降低的总趋势与S-N曲线标准偏差越来越小的情况存在一致性. 对于基于结构应力的疲劳数据分布,膜应力集中系数(SCFm)基于权重的信息分熵为0.675 4,对于结构应力疲劳数据分布起主要作用;对于等效结构应力,应力比的基于权重的信息分熵为0.622 3,说明应力比对于等效结构应力疲劳数据分布起重要作用.     

变电极力作用下的电阻点焊质量分析

热镀锌低碳钢板在车身内外板上获得了广泛应用.在传统的气动焊枪作用下,采用恒定的电极力焊接时,点焊质量不稳定.然而变电极力对镀锌钢板电阻点焊质量的影响很大.因此利用伺服焊枪能够精确控制电极力的特点,运用正交试验设计方法,深入分析了点焊过程中三个阶段电极力,即预压力、焊接力和锻压力对点焊质量的影响,得到了最优的变电极力参数.结果表明,点焊过程中的锻压力是影响点焊质量的重要因素,其次是焊接力,而预压力是最次要因素;最优的变电极力参数能够明显提高热镀锌低碳钢板的焊点拉剪力和熔核直径,这为基于电极力检测的点焊质量实时评价和电极力控制方面的研究奠定了基础.     

不等厚异种铝合金点焊焊核偏移工艺研究

针对6 mm厚2219铝合金与2 mm厚5A06铝合金点焊焊核偏移展开工艺研究。分析了不同焊接位置、电极直径、电极压力和焊接时间条件下点焊焊核偏移情况。试验结果表明,不同焊接位置条件下点焊焊核将向正极性电极端偏移,不同电极直径条件下小电极直径可提高厚板焊透率,以及随着电极压力和焊接时间的增加,厚板焊透率逐渐增大。所采取的工艺措施能够有效避免或减少焊核偏移。     

异种钢电阻塞焊工艺优化及接头性能分析

采用一种新型复合焊接工艺——电阻塞焊对1.5 mm等厚TRIP980高强钢/SPCC低碳钢板进行焊接,利用正交试验优化其焊接参数,随后增加焊前预热,分析对比无预热和焊前预热两种条件下较优焊接参数时接头的力学性能及组织、硬度特点.结果表明,各焊接参数对接头的拉剪载荷影响程度由大到小依次为焊接电流、填充物直径、焊接时间及电极力;在电极头端面直径为8 mm的条件下,填充物直径为5.5 mm时的接头力学性能优于其它直径;相同焊接参数时,焊前预热塞焊接头的拉剪载荷比无预热提高7%以上;两种条件下较优焊接参数时,焊前预热塞焊接头的熔核偏移量小于无预热,熔核和熔合区的硬度比无预热时有所下降,熔合区脆硬马氏体组织比无预热少;焊前预热塞焊接头断口为韧性断裂,无预热塞焊接头断口为脆性断裂;其主要机理是,预热减小了熔核区金属过热倾向,使熔核扩展均匀,熔合区脆硬组织减少,有利于接头强度的提高.     

1420铝锂合金激光焊接接头疲劳性能分析

以厚2.5mm的1420铝锂合金板材作为试验对象，针对激光焊接工艺方法中容易影响疲劳性能的焊后热处理工艺进行了研究，并分析了这个因素对接头疲劳性能的影响。试验结果表明：热处理工艺对接头的疲劳性能影响最大，热处理工艺选择不当，能使疲劳性能明显下降。     

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。     

伺服焊枪在板管单面电阻点焊中的应用

针对板管单面电阻点焊可焊性范围较窄,焊接质量难以保证的问题,分析了伺服焊枪电极位置、运动速度和电极力可控特性在板管单面电阻点焊中的应用前景.结果表明,伺服焊枪的软接触特性可以避免冲击力对焊接工件的影响,从而保证板管良好的接触状态;利用伺服焊枪的可变电极力特性,在焊接过程中减小电极力,能够有效提高接头的抗剪强度,降低焊接变形,改善焊点外观,并且拓宽可焊性范围.伺服焊枪为板管单面点焊的焊接质量提供了有力保障,在板管单面电阻点焊中具有广阔的应用前景.     

基于结构负载声发射信号检测的镀锌钢板电阻点焊飞溅主控因素分析

利用实时监测结构负载声发射信号实现了镀锌钢板电阻点焊过程中的飞溅现象的检测. 以焊接飞溅声发射事件的正峰值和振铃计数为考核指标,通过正交试验设计法设计焊接试验和方差分析法进行显著性检验,研究了镀锌钢板电阻点焊飞溅的主控因素. 结果表明,焊接飞溅释放出的能量当量可由其声发射事件的正峰值和振铃计数两个特征参数定量评估. 影响焊接飞溅的主要因素为焊接电流和电极力,而焊接电流所起的作用比电极力更为重要. 焊接时间和焊接电流与电极力的交互作用对焊接飞溅的影响相差不大. 焊接电流和焊接时间越大,焊接飞溅当量越大;电极力越大,焊接飞溅当量越小.     

伺服焊枪点焊的电极力控制特性及其对电极磨损的影响

为促进伺服焊枪在车身制造中的应用,对比分析电机驱动伺服焊枪(简称"伺服焊枪")与气动焊枪的电极力控制特性。结果表明,伺服焊枪接触工件时电极所受冲击力小,达到预压力时间短,焊接阶段的电极力波动较小,具有更精确的电极力控制能力。在此基础上进行伺服焊枪和气动焊枪点焊的电极磨损实验,进一步分析电极力变化对电极磨损的影响。结果表明,在完全相同的焊接条件下,由于伺服焊枪良好的电极力控制特性,其电极磨损速率较低。在整个电极磨损周期,伺服焊枪点焊镀锌钢板的轴向磨损随着电极力的增加而增加,但在磨损初期阶段,由于飞溅和点蚀的影响,较小电极力下的轴向磨损反而更大一些。     

CP1180镀锌复相钢电阻点焊焊接特性研究

针对板厚1.5 mm的CP1180镀锌复相钢进行电阻点焊试验，研究了接头金相组织、力学性能和电极寿命等焊接特性。结果表明，试验钢板电阻点焊的焊接电流窗口为2.4 kA。上限电流产生的焊核直径可达7.74 mm,焊核组织为板条马氏体。临界热影响区马氏体晶粒细小导致显微硬度升高，亚临界热影响区经历回火软化导致显微硬度降低。上限电流焊点的最大剪切力和最大正拉力分别为27.4 kN和9.8 kN,失效模式均为“纽扣”断裂。以上限电流焊接2 000点，焊核直径始终大于最小焊核尺寸，电极使用寿命<2 000点。     

汽车用钢板电阻点焊工艺参数优化选择

焊装车间多采用多层板搭接进行电阻电焊,而电阻电焊过程的不确定性因素较多。为了用较少的试验次数得到满足生产要求的试验结果,以板厚0.8 mm+1.4 mm+1.8 mm的三层低碳钢板搭接为研究对象,分析各因素对多层板材搭接焊点熔核质量的影响,获得了最优焊接工艺参数。试验结果表明:板厚为0.8 mm+1.4 mm+1.8 mm的三层低碳钢板搭接最佳焊接工艺参数为多脉冲软规范焊接参数,即三周波,焊接电流8.8/11.1/9.6 k A、焊接时间5/19/5 cyc、电极压力3 k N,得到各层搭接板之间熔核直径大于等于φ6 mm。     

Analysis of the effect of geometrical parameters on fatigue performance of spot-weld joint for ultra-high strength steel

This paper studied the spot welding structure of ultra-high strength steel 22MnB5. ANSYS software was adopted to simulate its static strength; BS5400 algorithm was used to calculate the fatigue life; and the grouping method was used to test the fatigue performance of tensile shear spot weld specimens. The simulation results were in good agreement with the experimental values. Based on the validation of the simulation method, influences of different structural parameters on static strength and fatigue life were explored by adopting single factor. The results showed that within the selected structure parameter range, increase of the sheet thickness, nugget diameter, sheet width and overlapping length can lead to longer fatigue life. Besides, the fatigue life of spot weld took on a linear relationship with the overlapping length, a DoseResp relationship with the sheet thickness, and a single exponential decay relationship with the sheet width and the nugget diameter. Moreover, in order to estimate the impact from various parameters on the fatigue life of the specimens, the Taguchi orthogonal design method was applied in the simulation design. The simulating result indicated that influence of the sheet thickness on fatigue life was the most significant. In addition, the effects of nugget diameter, sheet width and overlapping length on fatigue life were reduced in turn.     

隔热罩三层镀铝钢板电阻点焊工艺参数实验

以确定汽车发动机隔热罩三层镀铝钢板电阻点焊良品工艺参数为目的,采用电阻点焊产品外部品质(目视)和内部品质(宏观金相检验)的判定标准,以厚度组合为0.5 mm×0.5 mm×1.0 mm的镀铝钢板为研究对象,针对焊接电流、焊接时间对点焊品质的影响规律进行实验研究,并确定了一组三层镀铝钢板的电阻点焊良品工艺参数。实验结果表明,在采用CuCr型电极材料的条件下,具体良品工艺参数为:焊接电流7.5 kA,焊接时间16周波0.32 s,电极压力1.7 kN,电极交换点数104点。为相关理论分析和数值模拟提供了可靠的基础实验数据。     

炸药覆盖层对爆炸焊接影响的数值模拟

为探究炸药覆盖层厚度对爆炸焊接的影响,采用ANSYS/LS-DYNA软件并结合SPH-FEM耦合算法,对不同覆层厚度下的爆炸焊接试验进行三维数值模拟.文中采用厚度为20 mm的Q235钢和厚度为2.5 mm的304不锈钢作为基板和复板.根据相应的材料参数理论计算了焊接过程中的动态参数,并以此建立爆炸焊接窗口.仿真结果表明,与无覆盖层爆炸焊接相比,覆盖层厚度为15 mm、 30 mm和45 mm时冲击速度分别提高了39.3%, 58.1%和68.8%,碰撞压力分别增大了41.0%, 65.6%和80.6%.仿真结果与试验结果基本一致.利用SPH法进行二维数值模拟,得到了装配炸药覆盖层时复板与基板的复合界面.仿真结果表明,复合板在覆层厚度为15 mm时具有良好的波形复合界面,且界面波形与试验金相分析结果较为吻合.     

提高钢桥薄板对接焊缝低温韧性研究

钢桥梁段总成制造对接焊缝主要采用CO2气保焊与焊埋孤自动焊组合焊接工艺.针对板厚12mm、14 mm的对接焊缝低温韧性低下的问题,研究了钢桥梁段总成对接焊缝的焊缝构成,分析了影响焊缝金属低温韧性的影响因素,通过试验研究,给出了两种技术方案:一是调整CO2焊焊层与埋孤焊焊层厚度比例,增加CO2焊打底焊层厚度可有效提高焊缝...     

焊接残余应力对2024铝合金薄板疲劳寿命的影响

对搅拌磨擦焊、TIG焊和激光焊进行数值模拟,得到焊接残余应力场.将残余应力场施加到线弹性断裂力学模型之中,运用J积分方法计算残余应力强度因子,并计算裂纹扩展速率,通过与试验结果和虚拟裂纹闭合法计算结果进行对比,验证了文中所使用方法的正确性.研究发现,残余应力强度因子的分布与残余应力分布形式相似.残余应力的引入,对应力比有较大影响,但随着应力比的增大,残余应力对应力比的影响逐渐减弱.焊接残余应力的引入缩短了焊接构件的使用寿命,当裂纹长度较小时,TIG焊接构件使用寿命比搅拌摩擦焊接构件和激光焊接构件使用寿命短.     

汽车用DP800双相钢点焊工艺窗口和接头性能

开展2.0 mm厚DP800双相钢的电阻点焊试验,测试DP800双相钢点焊工艺窗口,研究焊接电流、焊接时间、电极压力对焊点拉剪力的影响规律,并观察接头不同区域的微观组织。结果表明,DP800高强钢焊接性较好,点焊工艺窗口满足工业应用要求;随着焊接电流和焊接时间的增加,焊点直径和拉剪力先增加后趋于平稳;随着电极压力的增加,点焊直径和拉剪力先增加后减小;焊点热影响晶粒细小,由马氏体组织构成;焊核为典型的柱状晶,显微组织为马氏体和少量的贝氏体。     

高强钢点焊的压痕特征图像识别及其与焊点质量关系分析

高强钢以其优良的性能广泛应用于工业生产,但在点焊过程中,高强钢的点焊特征难以提取,评价焊点质量较为困难. 电极压痕是焊点表面形貌与电极端面的直接反映,压痕图像中同时包含着焊点与电极磨损信息. 通过图像处理与识别的方法对压痕进行轮廓边缘检测与识别,采用椭圆拟合的方法提取压痕特征参数. 对压痕特征参数与焊点熔核直径进行分析,研究各个特征对焊点质量的影响. 结果表明,椭圆拟合的压痕轮廓能够近似代替实际轮廓,压痕特征中提取的平均轴长和点蚀面积与焊点质量之间呈显著的负相关性.     

超低碳20-10型不锈钢带极电渣堆焊工艺的优化

介绍了带极电渣堆焊的原理。分析了各种工艺因素对超低碳２０－１０型不锈钢带极电渣堆焊缝成形和母材稀释率的影响。研究结果表明，焊接电流、电压、堆焊速度、带极伸出长度、焊剂层厚度、磁场控制参数、搭边量及母材试板倾角等工艺因素对焊缝成形和母材稀释率有影响。