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.     

电阻点焊熔核尺寸的RBF网络模型

以接头质量在线监控为目的,对电阻点焊电极电压和焊接电流等信号进行了时域特征分析,研究了电压、电流信号的周波幅值、峰值、有效值以及接头等效电阻、加热功率的估计方法.利用周波参数时间序列构造RBF神经网络输入向量,进行了点焊接头熔核尺寸预测.结果表明,采用归一化处理后的电流和电压有效值周波序列联合构造输入向量,经样本训练能有效地预测接头熔核尺寸,熔核直径平均验证误差为5.50%,熔核高度的平均验证误差为3.83%,比单独采用动态电阻、加热功率等参数具有更好的精度.     

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。     

永磁体作用下电阻点焊熔核中的电磁场分布规律

采用数值模拟方法研究了外加永磁体磁场作用下,电阻点焊熔核内的外部磁场、感应磁场及复合磁场强度及其磁场力的分布规律,并对熔化金属的流体流动模式进行了定性分析.结果表明,在外加磁场作用下,点焊熔核内的复合磁场分布以感应磁场为主导,从熔核中心至边缘逐渐增强,其径向磁感应强度分量随着永磁体工作距离增加而逐渐减小.熔核内同时存在由感应磁场生成的位于电极轴对称平面内的磁场力,以及由外加磁场引起的垂直于该平面的磁场力.在该正交磁场力的作用下,熔核内的熔化金属在电极轴对称平面及垂直于该平面的圆周方向同时进行高速流动,并呈现出沿熔核直径方向向外冲击的趋势.     

Ti—TiC激光熔覆层的形成及其表征

为分析激光熔覆法制备TiC／Ti复合材料显微形貌的成因,对功率密度为21．2kW／cm^2、扫描速度15mm／s的CO2激光作用下的Ti-6A1—4V合金表面进行了Ti＋TiC激光熔覆实验,并对其熔覆层温度波动进行了分析。采用XRD、SEM对Ti-4-TiC熔覆层进行表征,并测定熔覆层的显微维氏硬度。分析表明：用激光熔覆制备TiC／Ti复合材料时,熔覆层在数毫秒内熔化,并以约10^4℃／s速率初始冷却。熔覆层的维氏硬度高达10．8GPa,Ti填充杂乱的TiC枝晶间。熔覆层与基体具有良好的冶金结合,且热影响区厚度与经验计算值相近。     

基于视觉传感的激光-MIG复合焊熔透闭环控制

在对接焊中,坡口同隙的波动会导致焊接熔透状态的变化,为保证稳定的熔透,需要对焊接熔透状态进行实时检测和控制.针对CO2激光-MIG复合对接焊,建立了基于视觉传感和DSP的熔透状态实时检测与控制系统,获取了清晰的熔池背面图像,经过适当的处理得到了熔池背面熔宽的信息,并通过调节焊接速度或控制电弧电流,对熔透状态进行了控制.结果表明:即使在间隙明显波动的情况下也获得了熔透可靠、背面熔宽均匀的焊缝,从而实现了复合对接焊熔透状态的闭环控制.     

铝合金激光熔覆

采用大功率激光在铸铝合金的表面熔覆镍基合金粉末,熔覆材料是Ｎｉ６０,Ａｌ包Ｎｉ和Ｎｉ包Ａｌ粉末,基体是ＺＬ１０８。通过研究选出最佳工艺参数范围,对熔覆层进行了宏观和显微组织观察及性能测试。结果表明,Ｎｉ６０熔覆层具有良好的耐磨性和使用性。     

铝合金激光熔覆的最佳能量密度选择

铝合金密度小、熔点低、为了把较高熔点的耐磨合金层熔覆到其表面上，而又不让界面上的熔铝上浮以损害涂层强度，激光重熔的能量密度选择十分重要，这里用一系列能量密度进行了重熔试验，对其重熔层的性能，组织，成份及表面状况进行测试和分析，研究了铝合金基体上熔覆Ｎｉ－Ｃｒ层时激光能量密度对熔覆层质量的影响。     

激光熔覆NiCrBSi合金涂层的裂纹形成机理

从微观组织研究了激光熔覆NiCrBSi镍基涂层的裂纹形成机理,分析了涂层显微组织、裂纹形貌和断口成分.结果显示：Ni60涂层具有高裂纹敏感性,即使涂层与基体热膨胀系数差异较小,涂层也容易开裂.原因是：① Ni60涂层包含大量的粗大硬质初生相和硬质共晶组织以及较少的韧性相,具有高的脆硬性; ② 断口聚集含Ca、S、Si等元素的熔渣;③ 粗大的硬质相妨碍了液体金属的自由流动,造成金属基体的不连续性;④ 粗大硬质相晶界处的液膜易在拉应力作用下破裂,形成缩孔或微裂纹,从而成为裂纹源.此外,裂纹在顶端起裂并向下扩展,裂纹多沿粗大硬质相晶界扩展,具有典型的凝固裂纹特征.     

镀锌钢板点焊过程的有限元模拟

采用ANSYS软件对镀锌钢板点焊过程进行数值模拟．该模拟过程对镀锌层的存在，特别是对接触电阻的影响给予了重视，建立了轴对称2-D模型，采用热、电耦合计算方法，输入不同焊接条件，得到最终的温度场分布图，并算出熔核直径．将得到的有限元模拟结果与实验结果相对照，发现两者较为吻合．该有限元程序可以用于焊点质量预测以及电极磨损下的焊点质量初步预测，作为焊接参数设置及焊接质量判断的辅助依据，其结果可部分替代实际生产中的焊点破坏试验．     

基于电极位移信号的点焊模糊推理系统模型

采集电阻点焊过程中的焊接电压、焊接电流和电极位移信号,提取过程信号特征,使用模糊推理工具,建立电阻点焊过程的喷溅识别系统,然后分别使用电极位移和动态电阻信号建立电阻点焊质量评估的模糊推理系统.研究结果表明,喷溅识别系统具有结构简单、识别准确度高的优点.根据喷溅识别结果分别使用相应的模糊推理系统模型,可对发生喷溅和未发生喷溅时的电阻点焊过程进行质量评估.     

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.     

Study on the resistance spot welding technology of 22MnMoB hot stamping quenched steel

In this paper, the spot welding technology of a new kind of 22MnMoB hot stamping quenched steel sheet was systematically studied by power frequency spot welder. Through a series of technology and test experiments, we have obtained the optimal spot welding technological parameter condition. According to the results, the relations among spot welding technological parameter, welding nugget, mechanical property and fracture mode were discussed. The effects of all the welding parameters such as welding current, welding time and electrode force on the quality of joint can be boiled down to one thing--the diameter of welding nugget. The experimental results showed that welding nugget diameter determines the mechanical property of spot welding joint and the relation between welding nugget diameter and the mechanical property of joint presents a kind of linear mathematic representation. There are two typical fracture models of 22MnMoB hot stamping quenched steel sheet, i.e., interracial fracture and nugget pullout. Other than mild steel or normal high strength steel, in the shearing tensile test, hot stamping quenched steel has a great tendency to fail in interfacial mode due to the effects of high strength matrix structure, welding soft zone and the porosity level of fusion zone.     

改进的Sage-Husa算法在提高激光位移传感器精度中的应用

激光三角法测距位移传感器因其具有非接触测量、测量速度快等特点,所以在测量与检测领域有广泛的应用。为了提高激光位移传感器的测量精度,从传感器测距原理入手分析影响系统测量精度的诸多因素,提出一种避免死循环的Sage-Husa滤波算法提高测量精度。最后结合LS—100CP型激光位移传感器与MATLAB进行实验仿真,同时与常规的Kalman滤波算法相比较,得出改进的Sage-Husa滤波算法精度较高且在激光三角法测量中的应用切实可行,有较好的实用价值。     

Expulsion characterization in resistance spot welding by means of a hardness mapping technique

Expulsion is an undesired event during resistance spot welding because the weld quality deteriorates. It is the ejection of molten metal from the weld nugget which usually occurs due to applying a high current for a short welding time. Expulsion has a significant impact on the final yield strength of the weld, thus the detection and characterization of expulsion events is significant for the quality assurance of resistance spot welds. In this study, hardness mapping, using a scanning hardness machine, was used as a quality assurance technique for resistance spot welding. Hardness tests were conducted on a resistance spot welded sample to prepare a hardness map. The test results showed good correlation between the hardness map and metallographic cross sections. The technique also provided further fundamental understanding of the resistance spot welding process, especially regarding the occurrence of expulsion in the nugget.     

基于激光测距的船体分段焊缝自主寻位

采用激光测距传感器扫描船体格子间型结构件工件的各个侧面,得到特征点,经算法处理生成离线机器人程序.基于该焊缝寻位方法,将柔性化的焊缝寻位技术集成于机器人平台载体,并利用C#语言开发了一套可用于格子间型件焊缝寻位的软硬件系统.该系统能精确地实现焊缝轨迹的自主寻位,系统精度为0.4mm,重定位精度为0.16mm.实现了格子间型件非接触式快速寻找焊缝的功能,大大缩短了焊缝寻位时间.     

FPGA在激光一维位移测量系统中的应用研究

针对目前结构健康监测中对一维位移测量系统的要求 ,讨论了利用 FPGA器件实现一维激光位移测量系统硬件处理核心电路 ,将传感器驱动、光斑中心位置计算及计算机接口集成到一个芯片中 ,实现了测量速度的提高和系统的小型化 ,从而满足了位移测量中现场动态测量需要     

Rogowski电流传感器及其在电阻焊数据采集中的应用

Rogowski线圈电流传感器由均匀密绕的挠性空心线圈和积分器构成,由于其原理和结构特点,特别适合于电阻焊次级电流的测量.讨论了Rogowski线圈工作原理、积分器设计及误差、传感器电路模型和灵敏度的频率响应,设计了用于电阻焊测量的电流传感器,据此研制出ADuC812单片机为核心的电阻焊数据采集系统,并进行了低碳钢板搭接点焊试验和电压电流等信号的采集.初步分析认为,焊接电压、电流信号及接头动态电阻、输入功率与熔核形态密切相关,可用于电阻点焊接头质量的在线监控.     

半导体激光（红光）相干性的研究

通过实验研究分析了一种波长为６７０ｎｍ的半导体激光的相干性，证明这种激光器也可以作为一种相干光源加以利用。