铝合金回填式搅拌摩擦点焊负载测量分析

利用测力传感器对6082-T6铝合金回填式搅拌摩擦点焊过程中的Z向负载进行了测量,研究了搅拌摩擦点焊过程中不同焊接工艺参数(轴肩转速、搅拌针转速、扎入/回抽时间和扎入深度等)对负载的影响.结果表明,铝合金搅拌摩擦点焊试验中负载曲线可分为压紧环下压区、轴肩扎入区、搅拌针回填区和搅拌头卸载区四个部分.试验负载随轴肩(或搅拌针)转速的增大出现波动下降的趋势;焊接负载随轴肩扎入/回抽时间的增加而逐渐降低;焊接负载也随轴肩扎入深度的变化而变化,但没有发现特定影响规律.     

2024-T42铝合金点焊接头性能研究

为改善高强铝合金接头连接性能,提高焊接质量,研究了2024-T42铝合金回填式搅拌摩擦点焊(RFSSW)、电阻点焊和铆接3种不同接头的连接性能,采用显微组织观察试验、拉伸试验、拉剪试验和显微硬度试验等方法,对接头组织和性能进行表征与分析.结果 表明:RFSSW接头的力学性能最优,拉剪性能达到7.23 kN,较铆接和电阻...     

钢/铝回填式搅拌摩擦点焊接头界面形貌和组织研究

采用回填式搅拌摩擦点焊实现了钢和铝合金板的连接。利用光学显微镜、扫描电子显微镜和电子探针X射线显微分析仪等设备观察了钢/铝点焊接头的界面形貌,并分析了钢/铝点焊接头的力学性能与界面形貌的关联机制。结果显示,钢/铝点焊接头的断裂类型为钮扣断裂,力学性能较好。钢/铝点焊接头结合良好,未见明显的焊接缺陷。在钢/铝点焊接头界面处可以观察到钩状结构和漩涡结构,这些结构提供机械互锁效果,有利于母材的结合。钢/铝点焊接头界面处形成了主要元素为Al、Fe和Si的金属间化合物层。有效的冶金结合和机械结合是钢/铝点焊接头性能良好的主要原因。     

6082-T6铝合金回填式搅拌摩擦点焊接头的性能

针对2mm的6082-T6铝合金薄板进行回填式搅拌摩擦点焊,研究搅拌套的旋转速度及下扎深度对力学性能的影响规律,并对接头的横截面及断口形貌进行观察和分析.结果表明:当采用合适的焊接参数时,回填式搅拌摩擦搭接点焊的接头成形美观.点焊接头剪切强度随着搅拌头转速和下扎深度的增加均呈先增大后减小的趋势,剪切断口的断裂形式为韧性断裂.     

7475铝合金回填式搅拌摩擦点焊接头链状孔洞研究

7475铝合金具有出色的力学性能,被广泛应用于航空航天领域.使用回填式搅拌摩擦点焊进行焊接能够有效地消除传统搅拌摩擦点焊接头中的匙孔,使力学性能得到大幅提高.但是,对于如7000系高强铝合金进行回填式搅拌摩擦点焊实验时,依然存在力学性能不良、得不到良好焊点的问题,这是由于在对高强铝合金进行回填式搅拌摩擦点焊时,需要更大的热输入才能使母材受搅拌作用形成塑性材料.当焊接热输入较大时,焊点内易产生裂纹和孔洞等缺陷从而影响焊点的力学性能.本研究采用激光共聚焦显微镜、电子扫描显微镜(SEM)对链状孔洞的形貌特点进行了系统的分析,并对链状孔洞的产生原因进行了分析讨论,同时进行了一系列工艺参数实验研究工艺参数对焊点内链状孔洞的影响.研究结果表明,7475铝合金回填式FSSW焊点在较高热输入情况下搅拌区(SZ)内存在对称分布且呈现链状的孔洞,链状孔洞的方向与焊接过程中塑性材料的流动方向一致,这是由于焊接过程中焊具的搅拌以及焊接温度的不断提高,母材中原本存在的金属间化合物(IMC)被焊具打碎并随着材料流动方向汇聚在SZ内,当SZ内温度达到共晶温度时,IMC与Al发生了共晶反应造成了熔化.此外,随着搅拌套下压深度增加,链状孔洞密集程度上升;随着搅拌套运动速率增加,链状孔洞密集程度下降;随着焊具旋转速度的增加,链状孔洞密集程度上升.     

LD10CS铝合金点焊的神经网络质量估测

针对铝合金的电阻点焊，研究了人工神经网络在点焊质量估测中的应用。以LD10CS铝合金为例，分析了铝合金焊接时动态电极电压的变化，提出了以每周波动态电极电压为输入参数，以焊点强度和熔核直径为输出参数的误差传播神经网络对点焊质量进行估测的方法。实验结果表明了该估测方法的可行性，为铝合金点焊的在线质量估测奠定了良好的基础。     

不等厚铝合金板材搅拌摩擦铆焊塑性连接机理研究

为了克服传统铝合金点连接技术存在裂纹、气孔、成形力大和气密性差等不足,实现铝合金板材的高性能点连接,提出了搅拌摩擦铆焊塑性连接新工艺原理,通过理论分析和试验研究,针对不等厚铝合金板材论证了新工艺原理的可行性。首先研究了铝合金板材搅拌摩擦铆焊工艺过程中材料流动行为和温度场分布,重点讨论了转速和持续加热时间对温度变化的影响规律,然后通过控制铆焊热输入量进行了工艺参数优化,并开展了螺纹铆钉式搅拌摩擦铆焊试验研究,最后验证了连接样件横截面材料组织分区与温度场分布的一致性,确定了该工艺的塑性连接机理。结果表明:转速和持续加热时间是影响搅拌摩擦铆焊接头力学性能的关键因素;3mm和4mm厚6061-T6铝合金板材搅拌摩擦铆焊的最优转速范围为1 000～1 400r·min-1,持续加热时间为3～15s;上下板材之间形成冶金结合,塑化材料与螺纹铆钉之间形成机械结合。因此,铝合金板材搅拌摩擦铆焊塑性连接机理符合预期,该新工艺原理有效可行。     

车身用铝薄板搅拌摩擦点焊接头的服役性能研究

结构中的焊点往往同时承受轴向和切向载荷的作用，而焊点的单向力学性能不能反映焊点的真实服役状态. 为此，对比了最优参数下的传统搅拌摩擦焊接（Conventional Friction Stir Spot Welding， CFSSW），无针搅拌摩擦焊接（Probeless Friction Stir Spot Welding， PFSSW）以及扫略搅拌摩擦焊接（Swept Friction Stir Spot Welding， SFSSW）接头的拉剪和剥离力学性能. 针对某小型全铝电动汽车，提出了焊点多工况服役性能的评价指标，并对3种焊点的服役性能进行了比较. 结果表明，最优参数下的SFSSW接头在车身侧围与顶横梁连接区域的服役性能相较于CFSSW和PFSSW分别提高了28.97%和48.86%. 在车身结构的前纵梁连接部分，3种焊点均表现出最高的焊点服役性能. 地板横梁与地板纵梁的连接部分表现出最低的焊点服役性能.由此可知，应适当增加焊点的数量以保证结构的安全性.     

车身制造中电阻点焊飞溅产生的原因及控制方法

目前国内外白车身焊接广泛采用电阻点焊工艺进行焊接，但电阻点焊过程中受到焊接打点位置、角度、母材板间隙、电极和焊接参数等因素影响，不可避免地会产生大量焊接飞溅，尤其近年来车身镀锌板、高强度钢板的使用，导致飞溅问题尤为严重。通过对点焊飞溅产生的原因进行分析，找出白车身焊接过程中产生飞溅的影响因素，并结合生产实际情况提出相应的控制方法，从而降低了飞溅的发生概率，提高了车身焊接品质。     

基于统计分析的铝合金点焊工艺优化与质量判定

采用多传感器同步采集系统实现了铝合金点焊质量监测.通过双因素方差分析优化并确定了铝合金点焊工艺规范.研究发现：位移传感器测量未熔合或未完全熔合焊点位移信号的极差比另外两类焊点低1.0 V左右;点焊电压信号、电极位移信号和电极压力信号包含明显的喷溅特征信息.进而利用统计分析可以实现点焊质量判定与分类.     

浅析汽车焊装的机器人点焊系统

焊装机器人在工业行业有着卓越的发展,焊装机器人在汽车车身上的焊装的应用有着越来越多得发展,国内的汽车车身制造厂开始引进焊装机器人。本文在汽车焊装车间的应用以及机器人的点焊系统上研究,这样不仅提高了自动化水平和生产效率,还使得焊装的机器人有着生产线有着柔软性,并且提高了质量。     

电阻点焊工艺参数正交试验优化设计

在汽车制造工业中大量使用点焊,只有对不同材料选择不同的焊接工艺参数,才能实现优质焊接接头。本文以厚0.8 mm的08Al钢板点焊为研究对象,采用正交试验设计方法科学地安排试验过程,研究了焊接工艺参数与电阻点焊接头抗拉剪强度和断裂特征的关系。试验结果表明:当采用焊接时间为9 cyc,电极压力为1600 N,焊接电流为11.5 kA的参数组合时,可获得接头最佳力学性能和工艺性能。本研究可为选择电阻点焊的最佳工艺方案提供依据。     

下扎深度对回填式搅拌摩擦点焊接头断裂行为的影响

为研究焊接工艺参数对回填式搅拌摩擦点焊(RFSSW)接头断裂行为的影响,以铝合金为例,通过改变焊接过程中套筒的下扎深度对上下板厚度不同的LY12铝合金进行RFSSW试验,从材料流动、原子扩散及接头软化等方面对其接头的断裂机理进行分析,并利用焊点的宏观形貌、显微组织和硬度进行验证。试验及分析结果表明:在RFSSW过程中,当套筒未扎透上板、hook缺陷较平且韧带在整个焊点厚度基本相同时,裂纹主要沿连接强度较弱的搭接面扩展,形成剪切断裂模式;当套筒下扎至下板厚度的15%、hook缺陷向上弯曲且套筒回抽路径产生裂纹缺陷时,裂纹更倾向于沿着原子扩散时间较短的套筒回抽路径扩展,形成剪切塞型断裂模式;随着套筒进一步下扎至下板厚的35%且hook缺陷向下弯曲,裂纹更容易沿着下板中的套筒回抽路径向下扩展;当裂纹扩展到下板的下表面时,形成塞型断裂模式,断口形貌与断裂机理的分析结果相吻合。     

汽车镀锌板点焊规范研究

为提高镀锌钢板点焊接头的质量,文章对厚度不同的普通冷轧钢板和镀锌钢板进行了一组点焊工艺及接点强度试验,并对试验结果进行了计算机回归分析,分别得出了几种材料在不同的焊接电流、焊接时间下的点焊熔核直径或接头拉剪强度变化曲线以及点焊飞溅临界曲线。根据对上述试验结果的分析,提出了锌镀钢板点焊时焊接电流、焊接时间和电极压力等参数的选用原则,并对几种镀锌钢板给出了相应的点焊规范范围。     

电阻点焊电源的发展

文章介绍了点焊供电装置的特点,分析了传统的点焊电源优缺点。结合新技术新工艺的发展,提出了点焊电源的发展方向。     

铝合金无匙孔搅拌摩擦点焊焊缝的腐蚀行为

采用浸泡实验和电化学分析相结合的方法研究6082铝合金和LY12铝合金无匙孔搅拌摩擦点焊焊缝在模拟海水中的腐蚀行为并采用扫描电镜观察腐蚀形貌.结果发现:铝合金在3.5%NaCl溶液中出现点蚀,而且焊缝及母材各区域腐蚀不均匀,其中,HAZ腐蚀最为严重,而WNZ腐蚀最浅,TMAZ和BM的耐蚀性则介于二者之间;另一方面,造成HAZ腐蚀严重的原因是因为其组织受热粗大,化学成分不均匀,富镁β相和富铜θ相沿晶析出分别作为阳极和阴极,导致腐蚀严重,而WNZ受动态再结晶,其组织细小,成分均匀,Mg和Cu元素固溶到晶粒内部,耐腐蚀性能提高.     

基于电阻焊技术的2024-T4铝合金搅拌摩擦点焊匙孔修复

搅拌摩擦（点）焊匙孔在一定程度上影响利用焊缝（点）的力学性能及抗腐蚀性能,因此,研究匙孔填补技术是搅拌摩擦焊领域的一个重要分支。本文以三项次级整流电阻点焊为填补设备,以1.5 mm厚的2024-T4铝合金搅拌摩擦点焊匙孔为填补对象,系统研究了基于电阻焊原理的匙孔填补技术。设计并自制了填补过程动态压力监测装置,并藉此深入分析了塞棒与匙孔间界面消除过程。采用光学显微镜、电子背散射衍射、电子扫描等分析手段,详细分析了填补后接头各区域的微观结构及组织、断口形貌、力学性能等。研究结果表明:采用电阻焊技术填补匙孔的过程可分为三个阶段,塞棒压入并排出空气阶段、塞棒稳定导电阶段及塞棒与匙孔壁冶金结合阶段。其中,塞棒与匙孔壁间的冶金结合形式分为熔化连接和扩散连接,前者发生在填补后接头中部区域,后者发生在上部和下部区域。基于本文实验材料,填补后接头拉剪载荷为7.43 kN,比填补前提高了36.3%.     

铝合金点焊在线监测信息化平台的构建

正铝及铝合金在航空航天领域得到了广泛的应用。电阻点焊由于低成本、效率高、易于实现自动化等优点,成为一种高效、清洁的焊接工艺方法,也是铝合金最主要的加工方法之一。但是,由于铝合金点焊过程中存在着氧化膜、接触电阻以及电极烧损等随机因素的影响,在点焊过程中容易出现飞溅、虚焊、脱焊等缺陷,使焊接工艺及设备的控制难度大,即使有经验的工人严格按照工艺规程操作也难以避免点焊缺陷的发生。目前在铝合金点焊的生产线上还没有一种可靠     

铝合金连续点焊时电极烧损与焊点表面质量的变化规律

以实验为基础，深入分析了铝合金连续点焊条件下电极烧损的基本规律和特点，揭示了连续点焊过程中表面接触情况和焊点表面成型质量的变化规律，并分析了影响电极烧损的主要因素。结果表明，电极的烧损从一开始就存在，接触不均匀所导致的局部高温熔化是造成电极烧损的主要原因。     

点焊中的严格相似理论

本文对点焊过程中的相似理论进行了推导,并对其结果进行了分析和工艺试验。