低碳钢不等厚多层板点焊熔核形态影响因素的研究

【摘要】低碳钢不等厚多层板电阻点焊，由于总体厚度和堆砌方式的不同，使得接头形式十分复杂，当厚板位置不同时，由于板厚的因素，会使电极与板接触的压力、电流密度以及散热状态发生变化，多点焊时易产生严重的分流和飞溅现象，这样就增加了获得优质熔核的难度和熔核生长的不确定性。通过对不等厚多层板点焊时熔核生长方式的研究，并结合熔核最终质量评价，探究控制方式、总体厚度和接头堆砌方式对点焊熔核生长形态的影响规律，并且对比恒流和IDRC两种控制方式在增加预热工艺后，对不等厚三层板焊接效果的影响，进而找出焊接不等厚多层板时最合理的焊接工艺方式。研究结果表明，在接头总厚度一定的情况下，接头堆砌方式的不同对总体热输入不会产生大的影响，焊后获得两界面焊点总大小相差不大，但形核顺序和焊点分布状况有明显的变化。这是因为恒流控制中，总回路电流会保持一个恒定不变的状态，即流经三层板的总电流不变，这就导致焊接总热量不会发生明显的变化，熔核生长程度也比较相近，但在焊接过中由于厚板位置的变化会导致接触面两侧电阻值随之改变，每个接触面形核所需热量也会重新分布，最终造成两界面焊点大小和起始形核位置的改变；通过对比不同控制方式在类似参数下的焊接结果发现，简单定时法对不等厚三层板焊接适应性最差，恒流和IDRC法都较为优异，尤其是在IDRC监控模式下能够在相对偏弱的工艺参数下得到优质的焊接接头；在对恒流和IDRC两种监控方式中增加预热工艺后发现，预热会非常明显改善接头散热和析热能力，使其在相同参数下得到更加优质的熔核，后期热量快速增大却非常平缓，很好的避免了飞溅发生，但是对于接头不对称堆砌方式而言偏核现象愈加突出；在IDRC监控方式下，预热虽然没有对接头熔核直径有大的增幅，但却有效的缩短了焊接时间，优化了焊接过程，并且能够在较弱的规范下得到优质焊接接头，对提升焊接效率获得优质焊接接头有积极的作用，此外，预热还有效的改善了不对称接头中熔核偏移的现象，两界面焊点直径更加接近，这也说明了预热改善了焊接过程中接头的热量变化，使焊接过程热量更加均匀化。对熔核形态的研究发现，熔核形成的孕育期长短和接头的总体厚度有关，总厚度越大，形核所需热量越大、焊接时间越长；接头结构对称分布的等厚及不等厚三层板的点焊接头，中间板的厚度能否达到1.5mm，对熔核的最初形成位置有重要的影响；非对称结构的不等厚三层板的点焊接头，熔核将首先出现在外侧薄板与中间板的界面处；对于所有接头组合的三层板点焊接头，若熔核能够充分生长，最终熔核的整体形态是对称的，其对称轴基本位于整体三层板接头总厚度的1/2处。
【作者】张龙；
【导师】李桂中；
【作者基本信息】吉林大学，材料加工工程，2014，硕士
【关键词】低碳钢；不等厚多层板点焊；动态过程测试；熔核形态分析；

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