430铁素体不锈钢电阻点焊工艺性能

采用机器人中频直流伺服焊枪点焊系统对1.2mm厚的AISI 430不锈钢薄板进行了点焊试验,研究了焊接电流对点焊接头力学性能、熔核直径、微观形貌、显微硬度以及拉剪断裂模式的影响规律.结果表明:随着焊接电流的增大,430不锈钢点焊接头抗剪强度增大,当电流达到10kA时,点焊出现飞溅现象,导致接头强度降低.接头熔核区由粗大的铁素体组成,带有少量的马氏体组织和碳化物沉淀.熔核区硬度高于母材区和热影响区,当熔核直径大于4.8mm时,接头主要发生纽扣断裂;当熔核直径小于4.8mm时,接头主要发生界面断裂,且一般为脆性断裂.     

外加磁场对TA1工业纯钛电阻点焊连接质量的影响

针对TA1工业纯钛在电阻点焊时极易与氧气发生反应而导致接头局部脆化的情况,引入了外加横向磁场以改善其电阻点焊接头的连接质量.实验使用材料为1 mm厚的TA1工业纯钛薄板,在220 kW的逆变直流电阻点焊设备上进行.电极采用端部直径为6 mm的锥形电极头.外加磁场由一对环形钕铁硼永磁铁N40产生.上、下永磁体S极相对,沿电极臂中心线呈轴对称安装.上、下永磁体距两试件的接触面为9 mm.以熔核尺寸和接头在拉剪测试中表现出的峰值载荷为指标,分析了外加横向磁场对TA1工业纯钛电阻点焊连接质量的影响.并且测量了点焊接头截面的显微硬度以判断熔核边缘的氧化程度.结果表明,在同等热输入前提下,外加磁场不影响TA1熔核内部的结晶形态,但能够有效增加熔核直径,改善TA1点焊接头的承载能力.并且在热输入较小的条件下,外加磁场对熔核直径生长的作用更明显.当接头熔核尺寸相近时,施加外部横向磁场的点焊过程所需热输入量更小.这也导致了在同等熔核尺寸和峰值载荷前提下,有外加磁场下的点焊接头断裂模式呈现对称纽扣断裂模式,无磁场的点焊接头呈现单侧纽扣断裂模式.同时外加磁场作用下的点焊接头拉伸断口的韧窝尺寸更大,表现出更好的塑韧性,这是因为较小的热输入能降低熔核边缘区域的氧化程度.     

热成形钢/T型镀锌螺母的电容储能凸焊接头组织及性能

文中探究了热成形钢USIBOR1500与T型镀锌螺母储能凸焊工艺,研究了焊接电压对凸焊接头几何属性和力学性能的影响规律,并分析了凸焊接头的组织演变、硬度分布、失效断裂模式以及断口形貌.结果表明:随着焊接电压的升高,焊点直径变化较小,熔核直径先增大后减小,接头推出强度先升高后降低;凸焊接头的断裂模式为界面断裂模式、拔出断裂模式和拔出-界面断裂模式;界面断裂为准解理断裂,拔出断裂和拔出-界面断裂同时具有滑移分离断裂和解理断裂;热影响区软化发生在热成形钢侧不完全淬火区和回火区.     

超高强度热成形钢电阻点焊的数值模拟

摘要：
利用SORPAS软件对超高强度热成形钢板建立了描述点焊熔核形成过程的轴对称有限元模型.通过数值模拟，定量揭示了热成形钢点焊过程中温度场、熔核直径等过程量的变化规律.对比模拟计算与实测结果表明，该模型是可行的，可为超高强度热成形钢的电阻点焊提供指导. 关键词：
超高强度热成形钢； 电阻点焊； 数值模拟； 熔核直径； 温度场 中图分类号： TG 453.9
文献标志码： A     

马氏体钢与高强低合金钢电阻 点焊组织结构演变分析

本文研究了马氏体钢与高强低合金钢电阻点焊接头微观组织结构演变,对厚度为1.2 mm的MS1400、HSLA420进行电阻点焊试验,通过改变焊接时间、电流、压力得到拉剪试样,利用力学性能试验机进行拉剪试验,通过产生拔出失效模式来确定较优的点焊工艺参数.分析较优参数下的焊件熔核区及两侧热影响区微观组织,发现熔核区完全马氏体化;热影响区则主要为铁素体、马氏体、粒状贝氏的混合组织;对接头进行硬度测试,发现各区域组织变化与显微硬度分布曲线基本一致.     

不同搭接顺序下三层板电阻点焊接头力学性能

汽车侧撞区前围横梁及A柱斜支撑通常为热冲压成形零件,前围板则采用成形性极好的深冲软钢薄板冲压而成,此区域形成了典型的差强差厚三层板电阻点焊接头.前期研究中表明强强、强弱界面承载差异极大造成焊点整体承载能力严重下降,本文则侧重研究不同搭接顺序对焊点整体力学性能的影响.以B1500HS-1.4 mm、B1500HS-1.6 mm两种热成形钢和DC06-0.8 mm软钢3种差强差厚材料为研究对象,对比强强弱和强弱强两种不同搭接顺序的电阻点焊接头不同界面下的接头力学性能,并对两种电阻点焊接头熔核形成过程、熔核区显微组织、界面熔核尺寸以及显微硬度进行了对比研究与分析.结果表明:不同搭接顺序下的点焊接头具有不同的接头抗剪峰值载荷和断裂能量,点焊接头熔核过程显微组织形成过程揭示了强弱强搭接顺序下的点焊接头承载能力提高机理.最后,给出A柱侧撞区域强弱强搭接的合理设计,从而提高车身整体耐撞性能.     

非等厚不锈钢板电阻点焊的熔核偏移

针对非等厚不锈钢板点焊熔核偏移的问题,采用3种电极组合方式对非等厚不锈钢板进行点焊,测量了接头断面相关特征尺寸,探讨了熔核偏移对接头性能的影响,分析了电极组合方式对熔核偏移的影响。研究结果表明:非等厚不锈钢点焊时采用反焊法能使其绝对偏移量减小,采用正焊法能使薄板与厚板两侧的焊透率较接近。熔核绝对偏移量、相对偏移量对接头抗剪力影响较小。     

非等厚不锈钢板电阻点焊的熔核偏移

针对非等厚不锈钢板点焊熔核偏移的问题,采用3种电极组合方式对非等厚不锈钢板进行点焊,测量了接头断面相关特征尺寸,探讨了熔核偏移对接头性能的影响,分析了电极组合方式对熔核偏移的影响。研究结果表明:非等厚不锈钢点焊时采用反焊法能使其绝对偏移量减小,采用正焊法能使薄板与厚板两侧的焊透率较接近。熔核绝对偏移量、相对偏移量对接头抗剪力影响较小。     

不等厚高强度钢H220YD/DP590GA电阻点焊接头的组织和性能

针对不等厚H220YD/DP590GA先进高强度钢焊接时出现的薄板变形严重、力学性能差等问题,在大量前期实验的基础上,选取最优的主焊接工艺参数进行电阻点焊实验,并利用拉剪测试、金相组织分析等手段对试样进行组织和性能研究.结果表明,焊接接头受焊接热影响,使得H220YD钢铁素体晶粒尺寸变大,DP590GA钢板母材的岛状马氏体演变成板条状马氏体,其失效形式为钮扣状断裂.     

7075铝合金点焊接头的组织及性能分析

采用中频逆变直流点焊机进行7075铝合金点焊焊接试验,并对焊接接头的显微组织和力学性能进行研究.结果表明:焊接接头结构分为熔化区、部分熔化区和热影响区,其熔核的部分熔化区组织为柱状晶,熔化区组织为等轴晶,热影响区及母材仍保持轧制组织形态,而且焊接接头内存在枝晶偏析;7075铝合金点焊接头的熔核硬度较低;在所用的试验条件下,7075铝合金点焊接头均在界面断裂,断裂形式为准解理脆性断裂,且塑性、韧性较差,其原因在于焊接接头的强度低于母材,以及熔化区铝合金元素偏析严重.     

SPCC钢与NdFeB永磁体的激光点焊

在电子、汽车及音响器件的制造中,稀土永磁材料NdFeB与钢构件之间连接通常采用机械连接或粘接的方法,而关于钢与磁材料焊接的研究与应用还未见报道.为实现钢磁异质材料之间快速和高质量的连接,该文探索采用激光点焊方法连接SPCC钢与NdFeB永磁体,并对接头的形成过程、硬度、强度和断裂行为进行了研究.结果表明:激光点焊过程中,两种母材受热快速熔化、混合、凝固形成接头;接头中硬度分布不均匀,热影响区的硬度比NdFeB母材低,熔核内熔核线附近区域硬度最高,熔核中部硬度最低;接头断裂应力可达到磁体强度的75%;熔核与磁体界面上容易出现热裂纹,结合较弱,因此剪切试验中接头主要从这一区域发生断裂,断裂为晶间断裂,是典型的脆性断裂.     

DP590双相钢电阻点焊熔核形成过程的数值模拟

基于SORPAS软件,针对DP590双相钢建立了描述点焊熔核形成过程的轴对称有限元模型,通过数值模拟定量揭示了双相钢点焊熔核的生长以及焊接热输入对熔核形成的影响,进而预测了典型点焊规范参数下的熔核尺寸,并通过实验验证了所建模型和计算结果的可靠性.结果表明:在一定的电极压力和焊接电流条件下,随着加热时间增加,点焊熔核经历了塑性粘连-产生熔核-熔核迅速长大-熔核缓慢长大的过程;随着点焊热输入的增加,熔核中心的最高加热温度升高,熔化温度以及奥氏体化温度以上的停留时间均延长,有利于奥氏体的均匀化以及熔核长大;由于数值模拟时对点焊飞溅考虑不足,使得在焊接电流较大时,计算所得熔核尺寸明显大于实测值,而在中、小焊接电流时熔核尺寸的模拟结果与实验结果较吻合.研究结果对汽车轻量化生产中双相钢的焊接具有指导意义.     

铝-铜合金回填式搅拌摩擦点焊接头 连接机理与断裂模式分析

为了提高飞机蒙皮连接强度,采用回填式搅拌摩擦点焊(RFSSW)技术对飞机蒙皮材料2524-T3进行了焊接试验。采用体式显微镜和金相显微镜对接头组织进行观察,通过拉剪试验和拉脱试验对接头进行力学性能测试,对断口进行扫描分析。结果表明:接头成形良好,无明显缺陷,RFSSW接头在热机耦合作用下,焊点形成4个不同显微组织区域;RFSSW接头力学性能普遍高于铆接,焊接接头剪切性能达到7.233 kN,较铆接提高113.4%,焊接接头拉脱性能达到3.172 kN,较铆接提高6.16%;接头断裂呈现为焊核剥离断裂和塞型断裂两种模式,当接头下扎深度较浅,焊点内部搅拌不足时产生焊核剥离断裂,随着套筒下扎深度的增加,塞型断裂由上板塞型断裂转变为下板塞型断裂,拉剪和拉脱焊核剥离断裂均为韧性断裂,塞型断裂均为混合型断裂。通过对回填式搅拌摩擦点焊接头力学性能的分析,为搅拌摩擦点焊代替铆接在航空结构件上的应用提供理论和技术基础。     

Al2O3颗粒增强铝基复合材料储能焊接头微观组织及性能

对0.3 mm厚Al2O3颗粒增强铝基复合材料薄板进行了储能点焊连接研究试验。发现其微型点焊接头由熔核区、热影响区和熔核向热影响区过渡的熔合区（线）组成。由于储能焊极短的焊接时间,大的冷却速率达到106 K/s,使得熔核组织显著细化,具有快速凝固特征。熔核中增强相Al2O3颗粒发生偏聚现象,在熔核边缘区域出现了气孔缺陷。当焊接电容C=6600μF、电压U=80 V、电极压力F=18 N时,获得较高力学性能的焊接接头。     

不同铝热剂对镁/钢点焊接头组织和性能的影响

采用粉末铝热剂介入型电阻点焊技术,研究了不同铝热剂粉末(Al+Fe_2O_3,Al+Cr_2O_3和Al+CuO)对电阻点焊显微组织和力学性能的影响.结果表明,镁/钢点焊接头主要由熔核区(FZ),热影响区(HAZ)和母材(BM)组成.镁合金一侧熔核主要由胞状树枝晶和等轴晶/等轴树枝晶组成,在熔核边缘具有明显的联生结晶特点,且晶体生长方向近似垂直于熔合线.由于铝热剂降低了熔核中心周围区域温度梯度,并可以作为异质形核点,从而促进等轴树枝晶的形核和长大.添加铝热剂Al+Fe_2O_3,Al+Cr_2O_3和Al+CuO后,点焊接头的拉剪强度分别比直接点焊接头提高了16.4%,34.6%和31.3%.     

超高强热成形钢B1500HS的 电阻点焊工艺和接头性能

摘要：
采用工频交流焊机对厚度为1.5 mm的国产超高强热成形钢板B1500HS进行点焊操作,研究其适用性,并对焊接接头的力学性能、显微硬度、微观组织、拉伸断口进行分析.结果表明,热成形钢电阻点焊性能良好,熔核直径和焊点拉剪强度均满足要求,熔核区组织为板条马氏体,拉伸时呈现钮扣状断裂,断口形貌具有塑性韧窝特征,软化区的存在是接头正拉强度显著降低的主要原因.
关键词：
热成形钢板; 电阻点焊; 工频交流; 接头强度
中图分类号： TG 453.9
文献标志码： A     

双相钢拼焊板温拉伸晶粒尺寸模型的建立与应用

在形变温度为550 ～700℃、应变速率为0.000 1～0.100 0 s-1范围内,对B340/590DP双相钢拼焊板进行温单向拉伸试验和金相分析试验,研究双相钢拼焊板变形条件和晶粒尺寸之间的关系.基于Z参数建立了双相钢拼焊板母材和热影响区的晶粒尺寸数学模型,研究温拉伸条件下双相钢拼焊板晶粒尺寸的变化规律.结果表明:应变速率越低、形变温度越高,双相钢拼焊扳动态再结晶现象越明显,母材和热影响区晶粒尺寸越大;将该模型导入ABAQUS软件,通过试验和仿真结果比较,验证了所建晶粒尺寸模型的准确性,通过此模型可以预测不同变形条件下双相钢拼焊板母材和热影响区的晶粒尺寸.     

TTS443电阻点焊多场耦合数值模拟及显微组织研究

建立了热-电-力三场直接耦合的电阻点焊有限元分析模型,实现了对焊接过程中热-电-力三场的变化同时进行计算。模型充分考虑到了材料的热物理性能、接触界面热-电-力三场交互作用的影响。焊核尺寸的数值计算结果与试验结果吻合良好,相对误差小于10%。并在此基础上,研究了焊接热输入对TTS443铁素体不锈钢焊接接头的显微组织的影响。研究结果表明,随着焊接热输入的增加,焊核尺寸增大,焊核长大速率降低;实现对焊接接头热影响区晶粒尺寸的准确预测;微米级TiN颗粒并不能有效阻碍TTS443焊接热影响区的晶粒长大。     

搅拌摩擦焊工艺参数对超薄铝合金板/高强钢搭接焊接头组织及性能的影响

采用复合式搅拌头对0.7 mm厚6010铝合金板和2.0 mm厚DP600钢板进行搅拌摩擦搭接焊,在不磨损搅拌头的同时获得了性能优良的焊接接头。研究了不同焊接工艺参数对铝合金/高强钢焊接接头界面结构及力学性能的影响。结果表明,在搅拌针未进入钢板的情况下,顶锻力是搅拌摩擦焊过程中的关键参数,存在一个实现铝合金/高强钢异种材料搅拌摩擦搭接焊的最小顶锻力。在恒定顶锻力5.0 kN,转速1 200 r/min的焊接条件下得到了最佳性能的焊接接头,拉伸强度达到260 MPa,且断裂发生在铝合金母材区。铝合金/高强钢界面存在一层厚2.0 μm的过渡层。     

铝合金/钢搅拌摩擦焊与冷金属过渡焊搭接接头的拉剪载荷及显微组织分析

分别采用搅拌摩擦焊和冷金属过渡焊进行铝合金与镀锌钢的焊接试验,通过对焊缝截面显微组织、界面层成分及显微硬度的对比分析,研究影响焊接接头拉剪载荷和失效形式的因素。结果表明:搅拌摩擦焊接头的拉剪载荷接近于母材,焊缝晶粒细小、组织致密,显微硬度高于冷金属过渡焊接头,铝合金-钢异种金属界面层的结合为通过"洋葱瓣"状结构的机械咬合和冶金结合,界面层厚度约为20μm,为Al-Zn固溶体;冷金属过渡焊接头的拉剪载荷较铝母材降低了37.8%,在熔合线附近断裂,熔合线附近为柱状晶,焊缝根部存在热裂纹,显微硬度较铝母材的降低了30%,界面层厚度约为5μm,为Al-Fe金属间化合物。