不锈钢薄板激光点焊工艺对金相组织的影响分析

以厚度为0.5 mm的304不锈钢薄板作为研究对象,通过实验探讨了不同工艺下激光点焊的金相组织、力学性能.经过焊点金相微观组织的观察和焊点拉伸强度的试验,可得出结论:激光点焊焊接质量良好,很少出现气孔、飞溅、焊接裂纹、未熔透、未熔合等焊接缺陷,而且不同的激光功率密度或加热时间,对焊点的形貌、尺寸和金相组织有很大影响; 焊点处的耐腐蚀性强度比母材低,而且大部分焊点拉伸位移达到1.5 mm左右就会断裂,平均拉伸强度比母材低281.2 MPa,但平均屈服强度比母材高,满足不锈钢薄板作为换热器的需求.     

SUS301L板电阻点焊接头的组织和性能

取3.0 mm厚的SUS301L板按国标制成电阻点焊剪切拉伸试样,在ZMD-100型万能材料试验机上对其进行剪切拉伸试验.测定了焊点尺寸和硬度分布, 分析了焊核的微观组织和化学成分,对断口进行了扫描电镜及能谱分析.试验表明,在现有的工艺参数下,该点焊接头的剪切强度满足设计标准和日本工业标准,焊核组织和成分较纯净,焊点的塑性较好.     

材料参数对汽车发动机隔热板冲压成型性能影响

本文利用拉伸试验获得的样本数据,通过冲压性能试验和膨胀性实验,分析汽车用铝合金板材料参数和其成形性之间的对应关系,建立了评估铝合金板胀性成形性和拉深性的指标,为发动机隔热板冲压成形合理选材和预测成形性提供可靠的依据,为其它铝制品零件冲压加工中合理选材和预测成形性提供参考性的依据。     

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.     

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     

焊缝对拼焊板纵向拉伸成形性能的影响规律

基于焊缝和母材应变相等的假设,推导出拼焊板纵向拉伸时平均延伸率与母材材料参数、焊缝材料参数及母材与焊缝初始宽度比之间的关系.在母材材料参数一定时,采用有限元方法分析了焊缝材料参数、初始宽度比对拼焊板纵向拉伸抗拉强度和平均延伸率的影响规律.结果表明,焊缝强度系数K对拼焊板纵向拉伸抗拉强度的影响较为显著,而对平均延伸率影响较小;焊缝硬化指数n对抗拉强度影响很小,对平均延伸率影响较大;初始宽度比对试件拉伸性能的影响存在一个敏感区域(0~20),当初始宽度比大于20时,拼焊板随其变化趋于平缓.     

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。     

基于KSII试验的焊点失效模拟研究

基于8-Hex实体单元束焊点模型,对部件试验中焊点的失效进行模拟.设计了一种KSII点焊试样试验装置,利用该装置分别进行KSII0°和KSII90°试验,确定焊点的失效剪切力和失效轴向力;对比分析了KSII0°试验和点焊搭接试验(Lap-shear)在测量焊点拉剪强度方面的差异;以KSII0°仿真和实验为基础,确定焊点材料属性中的弹性模量和切线模量.基于KSII试验确定的焊点失效模型,进行前纵梁的压溃实验及其仿真.结果表明,基于KSII试验的焊点失效模型有较高的模拟精度.     

热处理对B1500HS钢激光拼焊板力学性能的影响

利用单轴拉伸试验机、扫描电子显微镜、能量色散谱仪、光学显微镜、维氏硬度仪等研究了热处理前后B1500HS钢激光拼焊板的淬火性能.结果表明:热处理前B1500HS钢拼焊板焊缝强度远高于母材区,硬度分布极不均匀;热处理后,B1500HS钢拼焊板的元素分布几乎没有变化,整体强度有了大幅的提高,但塑性下降程度较大,其中横向塑性最差,经维氏硬度测试,发现焊缝至母材区的硬度过渡平滑.硬度值平滑过渡使得应力和应变分布更加均匀,保证了母材和焊缝力学性能的良好连续性,可以显著提高B1500HS钢拼焊板的成形性能.     

车辆点焊结构的非线性力学特性

在点焊接头组织、结构特性分析的基础上,采用局部应力分析方法,研究了点焊搭接结构在拉伸剪切状态下焊点处的非线性力学特性,建立了弹塑性条件下的非线性有限元模型．研究结果表明：应力在焊点上的分布是不均匀的,且存在较明显的应力集中现象。应力集中主要出现在焊点与板的结合面处。与正应力相比,剪应力在边缘部位的应力集中现象更为明显,因此,剪应力应作为车辆点焊结构安全评价的主要判据。     

点焊箱型铜构件轴压性能试验及有限元分析

为研究振动台试验中常用的点焊箱型截面构件的轴向屈曲性能,设计了两种截面尺寸的点焊箱型紫铜构件,对其进行静力轴压试验.试验结果表明,两种构件发生屈曲时材料基本处于弹性状态,但两者存在差异,宽厚比的不同是造成结果差异的主要原因.在此基础上,采用有限元分析软件ABAQUS建立点焊箱型铜构件的有限元模型,与试验对比验证了有限元模型的可靠性.同时,对点焊边界条件下的薄板屈曲进行研究,得到焊点间距与屈曲系数之间的关系.最后,针对宽厚比和焊点间距两个参数,进行数值分析,得到宽厚比和焊点间距对点焊箱型构件受力性能的影响规律.     

汽车内板用冷热冲压薄板成形性对比

因生产工艺不同,薄板坯连铸连轧所生产的0.8～3.o mm的热轧产品与待统冲压用冷轧产品存在着一定的差异.从材料的化学成分、力学性能、扩孔性能等方面与冷轧冲压薄板进行对比研究.研究结果表明,两种材料化学成分相近,热轧SPHE薄板因屈服强度过高,r值过小,致使成形性低于冷轧产品.与汽车用冲压材料要求对比结果表明,SPHE板满足汽车用板冲压要求,可在汽车内板采用热轧材料进行“以热代冷”冲压生产.     

钢厚板母材及其焊接影响区的Z向拉伸试验

为研究钢结构厚板的Z向性能,针对Q345B结构用钢,在不同板厚,不同尺寸十字形对接焊缝下,进行不同取样位置、方向的取样,在常温和低温下进行简单拉伸试验.分析了不同板厚、焊缝尺寸、取样位置、方向及温度下的屈服强度、极限强度及断面收缩率的变化规律.试验结果表明:随钢板厚度增大,屈服强度fy,极限强度fu和断面收缩率ψ皆降低;Z向取样的fy,fu和ψ皆低于X向取样,焊缝热影响的母材Z向数值比未受焊缝影响的母材Z向的更低;随着温度的降低,fy和fu升高,但是ψ皆降低,结构表现出明显的低温冷脆现象.试验积累了大量Z向拉伸性能的数据,为今后更精确的Z向指标衡量及设计提供了实验依据.     

Q460高强钢材及T形对接接头力学性能研究

为明确高强钢材焊接接头的脆变程度,针对Q460高强钢材及T形对接焊接接头进行试验和数值分析研究。分别从国产Q460钢板母材、热影响区和焊缝处取材,加工19个材性试件,进行单向拉伸试验;加工5个板厚及夹角不同的单面成形全熔透对接焊接T形接头,完成单向拉伸试验;对材性及接头试验结果进行精细化数值模拟,获取Q460钢材基本材性参数、断裂参数和应力-应变关系,分析T形接头试件的破坏模式、抗拉强度及断裂延性指标。研究结果表明:Q460高强钢母材强度符合我国钢结构设计标准要求,焊缝熔敷金属和热影响区塑性变形能力较母材略差。Q460钢T形焊接接头强度符合我国钢结构设计标准要求且有一定安全储备,破坏发生在母材中部,塑性变形能力取决于母材应力状态,基于VGM微观断裂预测理论,能有效预测T形接头断裂性能。     

铝合金覆层板成形极限图

提出一种创新的试验方法研究铝合金覆层板的成形极限图,即采用单拉试验获得成形极限图的左半区域,右半区域采用不同椭圆度的凹模得到不同应力状态下覆层板的成形极限应变,并且在成形极限图中引入方板对角拉伸试验数据,用于预测板材成形过程中起皱缺陷的产生,使成形极限图的预测功能更加完善。同时,进一步研究不同覆板材料和厚度对铝合金目标板材成形极限图的影响。研究结果表明:在覆层板方式下,目标板材成形极限图中的极限临界区向上移动,并向右移动,成形极限增大,并且成形极限图中起皱区域面积减小,抗失稳能力提高。成形过程选择强度系数K较高、加工硬化指数n较大及适当厚度的覆板有助于成形板材成形性能的提高。     

冷轧冲压用高强度汽车板

阐述生产冷轧冲压用高强度汽车板需考虑的冲压性、强度、点焊性及表面处理等方面的要求及相应的制造技术。     

人工神经网络在镀锌钢板点焊性能估测中的应用

将人工神经网络引入镀锌钢板点焊的质量预测中,将实验得到的大量点焊规范参数与相应点焊接头质量的试验数据提供给神经网络学习,通过其非线性映射的泛化能力自动抽取所学习知识的特征,描述点焊规范参数空间与焊点接头质量空间的映射关系。结果表明,学习后的神经网络的预测曲线能够合理地预测焊接电流对镀锌钢板点焊的焊点熔核直径与拉剪强度的影响规律,恰当地反映点焊的基本原理,说明人工神经网络在镀锌板点焊性能估测中的应用是可行的。     

Mn对Al-Mg-Si-Cu铝合金车身板组织和性能的影响

通过拉伸和埃里克森实验以及扫描电镜/能谱、透射电镜和金相分析,研究Mn的质量分数对Al Mg Si Cu铝合金汽车板显微组织、力学性能和成形性的影响·研究表明,随Mn质量分数增加,Al Mg Si Cu汽车板铝合金不可溶结晶相及弥散相粒子数量均增加,不可溶结晶相使合金组织纤维化对板材冲压成形性不利,弥散相粒子阻碍再结晶晶粒长大;提高Mn的质量分数,Al Mg Si Cu汽车板铝合金的强度增加,但延伸率和冲压成形性降低·     

新能源汽车铝合金板的冲压性能与微观组织研究

为进一步拓宽铝合金在新能源汽车中的应用范围,满足新能源汽车轻量化要求,本文通过对6061铝合金材料进行单向拉伸实验和拉深变形实验,研究了铝合金板的冲压成形与组织性能.实验表明,6061铝合金材料在拉伸变形中没有发生明显的屈服现象,晶粒沿着断裂方向拉长,有明显沿晶和穿晶裂纹.在拉深变形中断裂形式为混合型断裂,拉深后圆筒拉...     

基于破裂失效准则的变压边力理论及其工程应用

基于变压边力成形是提高铝合金、高强度钢板等难成形材料成形性能的有效方式之一,构建了圆杯件最优压边力理论模型.将冲压过程中的拉伸载荷表达为工艺参数和材料参数的方程,应用与拉伸载荷有关的破裂准则求解出压边力,从而得出随不同行程变化的最优压边力曲线.模型考虑了材料各向异性、不同冲压深度下板料在凹模圆角处的弯曲角,确保预测的准确性.最后,采用多点液压变压边力压机对得出的最优压边力曲线进行验证.结果表明,该最优压边力曲线可有效提高铝合金的冲压深度.