两级加载下两焊点拉剪点焊接头的损伤

对带有两个焊点的拉剪点焊试样进行了两级变幅疲劳加载,应力幅和平均应力均不相等.结果表明,两级变幅加载下存在应力次序效应.在低—高加载时存在"锻炼效应",线性累积损伤的值大于1;在高—低加载时存在"过载效应",高—低加载下的线性累积损伤值也大于1.在高—低加载方式下,高水平应力作用后,低水平应力剩余疲劳寿命大于按线性疲劳累积损伤法则所估算的剩余寿命,低应力作用下的剩余寿命甚至大于低应力单独作用下的全寿命.高—低加载下的线性累积损伤结果表明,焊点边缘更象是一个缺口.     

两级低-高加载下拉剪点焊试样的疲劳损伤研究

对拉剪点焊试样进行了两组不同载荷水平的两级低-高循环加载试验,得到随第一级载荷下循环数变化,点焊试样的剩余寿命和总疲劳寿命变化规律。使用Miner线性累积损伤理论计算得到两种不同载荷水平下试样总的疲劳损伤。结果表明:对于低-高加载,随着低载水平下循环数的增多,高载荷水平下的剩余寿命以及损伤值呈逐渐减小趋势,总疲劳寿命逐渐增大。当低载水平载荷幅值较小时,点焊试样破坏时的累计损伤值普遍存在小于1的现象,且这种现象可能对疲劳寿命估算存在一定的影响。     

镁合金/镀锌钢板电阻点焊接头拉剪断裂分析

针对2.0 mm厚的AZ31B镁合金以及1.0 mm厚的SPHC镀锌钢板,采用kDWJ-17型三相次级整流电阻焊机进行焊接试验,通过对接头的金相观察、扫描电镜分析,结合原子结合能研究点焊接头拉剪断裂特征.结果表明,点焊接头断裂的形式呈现结合面断裂和纽扣断裂两种方式,纽扣断裂抗拉剪力学性能优于结合面断裂,纽扣断裂断口是以韧性断口为主,脆性断裂为辅的混合断口.熔核区以Fe-Al化合物为主时发生纽扣断裂,熔合线边缘晶粒尺寸粗大以及熔核区Fe-Al化合物结合能大,使其断裂位置在熔合线边缘.熔核区以Mg-Zn化合物为主时发生结合面断裂,其Mg-Zn化合物结合能偏小,容易被拉断.     

预拉伸对不锈钢电阻点焊接头疲劳寿命的影响

不锈钢电阻点焊接头疲劳测试中,断裂处多数在焊点附近。其原因归结为焊接接头处存在残余应力。文中对SUS301不锈钢3.5 mm和4.5 mm两组不同板厚组合的点焊试件进行疲劳测试,得出给定应力下的中值疲劳寿命,随后通过预拉伸削弱点焊接头内部残余应力后重新进行疲劳测试,进行最优载荷区间分析;同时测试焊态及拉伸试件残余应力,对疲劳寿命改善机理进行分析。结果表明,加载预拉载荷T后,不锈钢点焊接头的疲劳寿命得到显著提升;随着T的增大接头疲劳寿命的提升程度也将增大,但当T达到55%以上时接头将会发生形变,影响性能;T最优的选取区间为在此区间内能够将接头疲劳寿命从中短寿命区提升至无限寿命区;在选取最优区间的预拉载荷后,焊点内部残余拉应力在受力方向减小较多,能够低于100 MPa,垂直受力方向也能够降至1/3。     

镁合金电阻点焊接头的拉剪断裂

采用体视显微镜、激光共聚焦扫描显微镜(CLSM)和扫描电镜(SEM)等设备研究了镁合金电阻点焊接头的断裂模式和断口形貌。结果表明,在拉剪试验中,接头断裂模式主要有两种,即结合面断裂和纽扣断裂。熔核内的结晶裂纹对结合面断裂接头性能影响较大,而对纽扣断裂接头性能影响不大。对于纽扣断裂,裂纹在熔核的胞状树枝晶区萌生,而后沿着熔核周围的胞状树枝晶区迅速扩展,并沿板厚方向依次通过热影响区和母材。结合面断裂断口表面具有金属光泽,且较为平整。而纽扣断裂断口形貌在不同位置上具有不同的特点,这些特点与不同位置所受的应力状态有关。     

汽车车身点焊接头质量超声检测技术

介绍了利用超声波检测汽车车身点焊接头质量的基本原理、回波特点，以及传感器技术。并通过实例证明，该方法检测结果可靠，不仅能对汽车车身点焊接头进行百分之百的快速检测，而且适用于任何金属薄板点焊接头质量的检验。     

变幅载荷作用下点焊焊接接头的疲劳损伤

对拉剪点焊试样进行了多级变幅疲劳加载,载荷块分别为低-高、高-低和低-高-低形式,测量了疲劳破坏过程中的固有频率.基于疲劳寿命试验结果和固有频率随疲劳寿命的变化,分析了点焊结构疲劳损伤累积的特点和加载次序对疲劳寿命的影响.结果表明,载荷块形状,即加载次序对疲劳寿命的影响并不明显,使用线性疲劳累积损伤理论预测的疲劳寿命接近实际疲劳寿命.依据固有频率的变化,可以监测疲劳寿命过程中出现的损伤,并确定损伤的程度.按照损伤力学中损伤随寿命的演化规律,可进行疲劳寿命预测,寿命预测结果与试验疲劳寿命吻合较好.     

焊接电流对镀铝锌钢板点焊接头质量的影响

0．8mm镀铝锌钢板点焊时，影响其质量的主要焊接参数是焊接电流。本文在其它焊接参数不变的情况下，试验测试了焊接电流大小对接头质量的四个重要指标（即接头抗剪力、熔核直径、熔透率和表面压痕深度）的影响。结果表明，焊接电流小时，会产生未熔合或熔核尺寸太小，导致接头抗剪力低；电流太大时，造成飞溅，使表面压痕深度过大，致使镀层遭到破坏，降低接头的抗蚀性。适宜的焊接电流为7．5～9．0kA。     

结构应力法预测点焊试件疲劳寿命

基于局部结构应力点焊疲劳寿命预测方法对电阻点焊进行疲劳寿命预测。使用壳单元、CWELD点焊连接单元、刚性梁单元建立电阻点焊拉剪试样有限元模型。运用商业有限元软件Nastran做线弹性分析,输出CWELD单元的节点平衡力,将有限元线弹性分析结果导入疲劳分析软件中完成点焊疲劳寿命的估算。疲劳寿命预测结果与疲劳实验结果对比表明,不同载荷下的点焊疲劳寿命预测结果与实验寿命有良好的一致性。     

Fatigue behaviour and life estimation of Mg/Al ultrasonic spot weld bonding welds

Mg/Al dissimilar joints with favourable static and dynamic mechanical properties were obtained utilising ultrasonic spot welding and ultrasonic spot weld bonding technology. The fatigue behaviour, fatigue failure mode, and typical fatigue fracture surface morphology of Mg/Al ultrasonic spot welding and ultrasonic spot weld bonding joints were compared and observed to get a better understanding of the fatigue failure mechanism. In general, the Mg/Al ultrasonic spot weld bonding joint exhibited better fatigue performance than the ultrasonic spot welding joint. The two kinds of joints presented different fatigue failure modes with decreasing applied load level. A fatigue life prediction model was established, and the fatigue life prediction results were in good agreement with the experimental fatigue results.     

超高强钢点焊结构疲劳试验分析

以超高强淬火钢22MnB5为母体的点焊结构为研究对象,分别通过恒压和锻压工艺,利用光学显微镜,运用成组法进行了疲劳试验测试分析,结果表明,锻压和恒压二种工艺的p-S-N曲线显示出前者比后者工艺的疲劳寿命分散性略大及两种工艺的断裂模式基本相同,裂纹在焊核与热影响区交界处发生,并进一步向两侧较对称扩展至母材区,成为裂纹起裂点.异种母材与同种母材的试样发生疲劳断裂的位置相同,均为焊核与内层热影响区的交界处,异种母材的试样在裂纹扩展形态具有不对称性,疲劳失效均发生在低碳钢焊核处,得到三种应力等级下焊点的疲劳寿命变化曲线.     

薄钢板点焊接头超声信号分析

采用水浸超声聚焦直入射法对镀锌薄钢板点焊接头进行了质量评价。详细分析了点焊接头的A扫描信号、B扫描及C扫描图像特征,探讨了沿焊核直径B扫描评价焊点质量方法的可行性。研究结果表明,采用这种方法不但可以定性评价虚焊接头与完好接头,还可以定量计算出上下表面压痕深度及熔核直径。对比沿焊核直径B扫描图像与横截面的金相图像,两者吻合较好,证实了检测结果的准确性。     

SUS304奥氏体不锈钢板点焊接头的超声成像分析

利用超声波水浸聚焦入射法对1 mm厚的SUS304奥氏体不锈钢板点焊接头进行超声C扫描成像检测.分析了不同焊接工艺参数下的C扫描图像特征,甄别了飞溅、焊穿等典型焊接缺陷,并提取其对应的A扫描信号.基于C扫描图像对焊核直径进行了测量,并与焊核切口端面尺寸进行了比较.结果表明,基于超声波水浸聚焦入射法得到的C扫描图像,能有效观测焊核内部形貌特征.焊接电流超过8 kA,电极力小于2 700 N时,超声波C扫描图像中清晰反映出飞溅、焊穿等缺陷,其对应区域的A扫描信号与正常熔核区波形特征有明显差异;借助超声C扫描图像测得的焊核直径为4.39~5.25 mm.     

Removing approach for flashes of friction stir spot welds

A friction stir spot welding tool with a threaded probe and a flat shoulder was made to join 6061-T6 aluminum sheets under various indentation depths, rotational speeds, indentation rates and dwelling times. Two types of flashes, ring-shape and petal-shape, were found and their forming processes were identified. A concept of combining friction stir spot welding and end milling was proposed to make welds and remove flashes simultaneously. Pictures and micrographs were examined to study the effects of processing parameters on the flash thickness, height, and type, and to obtain the maximum flash thickness/cutter width for tool design. Based on experimental results, a welding tool with two flash-removing cutters was developed to remove flashes during welding. The mechanical properties of friction stir spot welds with and without flashes are further examined to evaluate the performance of the proposed welding tool.     

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.     

点焊后TRIP600钢板的疲劳性能

对最佳点焊工艺下强度为600 MPa的TRIP钢接头进行疲劳试验,获得了钢板点焊后接头的S-N曲线,结合硬度分布和疲劳断口形貌结果,分析了点焊后TRIP600钢板的疲劳寿命大幅降低的原因。结果表明,点焊后TRIP600钢板的疲劳极限为75 MPa,仅为母材的15.6%。焊后钢板疲劳裂纹源均产生在熔核周边未焊合的高温热影响区,高温淬火马氏体区与超级贝氏体最高温度回火最低硬度区的交界部位。该区强度最低,极易发生塑性变形,并引起应力集中。此处的淬火马氏体组织粗大,脆性较大,延塑性很低,且存在较大的残余拉应力,以及轴向拉应力和幅向应力的复合应力,使裂纹极易萌生并扩展。     

含焊接缺陷的30CrMnSiNi2A钢焊接件的疲劳寿命估算

本文分析了焊接缺陷对超高强度钢３０ＣｒＭｎＳｉＮｉ２Ａ焊接件疲劳寿命的影响，给出了定理评估含焊接缺陷的焊接件疲劳性能的方法，焊接缺陷可分成类裂纹型和非裂纹型两类，前者的作用与裂纹相当，含这类缺陷的焊接件寿命近似等于裂纹扩展寿命；后者的作用则类似缺口，含这类缺陷的焊接件寿命为裂纹起始与扩展寿命之和，裂纹扩展寿命可用断裂力学的方法计算，始裂寿命则可用材料的始裂寿命公式计算，但在计算中要考虑表面状态修正