三層板點(diǎn)焊工藝參數(shù)優(yōu)化的研究與應(yīng)用.pdf

1、電阻點(diǎn)焊在汽車車架制造的焊接中有著廣泛應(yīng)用。由于點(diǎn)焊熔核形成過(guò)程的不可見(jiàn)性和焊接過(guò)程的瞬時(shí)性給點(diǎn)焊過(guò)程質(zhì)量監(jiān)控與工藝參數(shù)的優(yōu)化造成困難，尤其是三層板特殊情況下的點(diǎn)焊，其工藝過(guò)程的復(fù)雜性與接頭質(zhì)量的波動(dòng)性更為突出。點(diǎn)焊工藝研究的方法可以分為工藝試驗(yàn)法和模擬分析法，這兩種方法各有其優(yōu)越性又相互補(bǔ)充。焊接是一個(gè)牽涉到電弧物理、傳熱、冶金和力學(xué)的復(fù)雜過(guò)程。一旦各種焊接現(xiàn)象能夠?qū)崿F(xiàn)計(jì)算機(jī)模擬，我們就可以通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來(lái)確定焊接各種結(jié)構(gòu)和材料時(shí)的最

2、佳設(shè)計(jì)、最佳工藝方法和焊接參數(shù)。正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中一種優(yōu)良的方法，它是指用正交表合理地安排實(shí)驗(yàn)，利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的原理科學(xué)地分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，處理多因素實(shí)驗(yàn)的科學(xué)方法。采用數(shù)值模擬研究方法和正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的研究方法取代點(diǎn)焊工藝實(shí)驗(yàn)不僅具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，而且對(duì)于點(diǎn)焊缺陷預(yù)測(cè)與焊點(diǎn)質(zhì)量控制具有理論指導(dǎo)意義與實(shí)際應(yīng)用前景。 本文在總結(jié)前人的工作基礎(chǔ)上，采用ANSYS有限元軟件，對(duì)三層等厚低碳鋼板的點(diǎn)焊過(guò)程進(jìn)行了熱電、熱力數(shù)值模擬分析。針

3、對(duì)點(diǎn)焊接頭的幾何特點(diǎn)和點(diǎn)焊過(guò)程的加熱特點(diǎn)建立有限元分析模型，包括邊界條件設(shè)定、網(wǎng)格劃分及單元選擇。對(duì)焊接熔核過(guò)程進(jìn)行了三維實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)模擬的研究，而且結(jié)果與傳統(tǒng)的分析結(jié)果相吻合。 本文介紹了正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原理及方法，采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法科學(xué)地安排試驗(yàn)過(guò)程，研究了焊接工藝參數(shù)與電阻點(diǎn)焊接頭抗拉剪強(qiáng)度及其斷裂特征的關(guān)系，從中可獲得接頭最佳力學(xué)性能和工藝性能，本研究可為選擇電阻點(diǎn)焊的最佳工藝方案提供依據(jù)。 本文通過(guò)對(duì)汽車高強(qiáng)結(jié)構(gòu)鋼

4、三層等厚板進(jìn)行單段和雙段電流電阻點(diǎn)焊,并對(duì)焊件進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)和斷面試驗(yàn),研究了兩種焊接方法以及單因素變化(焊接電流、焊接時(shí)間及電極壓力) 對(duì)焊接質(zhì)量的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明三層板采用雙段電流點(diǎn)焊方法質(zhì)量明顯好于單段電流點(diǎn)焊。本研究可為選擇電阻點(diǎn)焊的最佳工藝方案提供依據(jù)，并明顯改善了現(xiàn)場(chǎng)工藝的生產(chǎn)質(zhì)量。 運(yùn)用數(shù)值模擬和正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)二者相結(jié)合的方法，可以互相驗(yàn)證，互相支持，很大程度的節(jié)約了生產(chǎn)成本，使得提高三層板點(diǎn)焊質(zhì)量的方法科學(xué)快捷