5083铝合金电阻点焊接头成型及电极失效研究

发布时间：2021-12-15 18:24

　　随着运输行业的迅速发展,铝合金电阻点焊被广泛应用于汽车自动化及轨道车辆产品的生产。但是铝合金电阻点焊过程中主要存在电极磨损太快和点焊形核质量不稳定两个问题。而这些问题导致电极频繁更换及焊点成型不稳定,影响了产品生产效率及焊接质量。因此,研究铝合金电极失效及其点焊过程中焊点成型至关重要。本文通过CrZrCu合金和氧化铝弥散铜作为点焊电极,通过金相显微镜、扫描电镜、EDS及示波器对铝合金连续点焊过程中焊点成型、电极与工件的状态及电流电压进行研究分析。探讨了铝合金连续点焊过程中电极失效机理及形核。试验结果表明:CrZrCu合金电极的电极寿命约为102,而氧化铝弥散铜的电极寿命约为151,其电极寿命比普通电极提高了50%,这主要是由于氧化铝弥散铜的软化温度比普通CrZrCu合金高。电极失效主要是由于电极的塑性变形和电极表面坑蚀造成的。电极失效机理为电极在连续点焊状态下,受到热和力的作用电极端面发生塑性变形而增大,减小了工件间电流密度;与此同时,在电阻热作用下,电极与工件发生共晶反应,合金化产物使其接触面电阻值增大,焊接过程中电极与工件间的产热增加引起形核增大增厚;当形核厚度增厚到全焊透时,工件...

【文章来源】： 河北科技大学河北省

【文章页数】：66 页

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 前言
    1.2 铝合金电阻点焊存在的问题
        1.2.1 铝合金电阻点焊性能研究
        1.2.2 对铝合金电阻点焊电极失效研究
    1.3 研究内容
第2章 试验材料、设备及方法
    2.1 试验材料
        2.1.1 板材材料
        2.1.2 电极材料
    2.2 试验设备及参数
        2.2.1 电阻点焊机及焊接参数
        2.2.2 电流电压测试设备
        2.2.3 点焊接头及电极测试设备
        2.2.4 力学性能测试设备
    2.3 试验方法及测试
        2.3.1 电极压痕的记录
        2.3.2 电流电压测量
        2.3.3 金相试样
        2.3.4 剪切拉伸试验
        2.3.5 扫描试验
    2.4 本章小结
第3章 CrZrCu合金电极失效及焊点成型
    3.1 CrZrCu合金电极寿命
    3.2 电极表面形貌变化
        3.2.1 电极宏观形貌
        3.2.2 电极表面扫描
        3.2.3 EDS扫描结果
    3.3 电阻点焊的原理
    3.4 电极与工件接触状态
        3.4.1 电极压痕
        3.4.2 电极直径变化
        3.4.3 电极接触面积变化
    3.5 初始电阻
    3.6 焊点成型
        3.6.1 焊点表面成型
        3.6.2 焊点微观组织
        3.6.3 电极与工件接触位置金相组织
        3.6.4 熔核直径变化
    3.7 本章小结
第4章 氧化铝弥散铜电极失效及焊点成型
    4.1 剪切拉伸结果
    4.2 电极表面形貌变化
        4.2.1 电极表面宏观形貌
        4.2.2 电极表面扫描
        4.2.3 EDS扫描结果
    4.3 电极与工件接触状态
        4.3.1 电极压痕
        4.3.2 电极直径变化
        4.3.3 电极接触面积变化
    4.4 初始电阻
    4.5 氧化铝弥散铜电极焊点成型
        4.5.1 工件表面成型
        4.5.2 焊点微观组织
        4.5.3 电极与工件接触位置金相组织
        4.5.4 氧化铝弥散铜电极熔核直径
    4.6 本章小结
第5章 电极失效机理及结论验证
    5.1 电极失效机理
        5.1.1 普通电极失效机理
        5.1.2 氧化铝弥散铜电极失效机理
    5.2 形核的影响因素
        5.2.1 合金化产物对形核影响
        5.2.2 形核偏移影响
    5.3 电极失效机制验证
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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[2]铝合金结构在我国的应用研究与发展 [J]. 张其林.  施工技术. 2018(15)
[3]电极形状对AA5182铝合金电阻点焊性能的影响 [J]. 张敏,孔谅,王敏.  焊接学报. 2018(04)
[4]TiB2-ZrB2/Ni涂层电极点焊镀锌钢板失效过程分析 [J]. 肖瑶,李智,覃富城,王冲,董仕节,罗平.  表面技术. 2018(01)
[5]航空铝合金的发展回顾与展望 [J]. 孟令汐.  现代经济信息. 2017(21)
[6]特种铝及铝合金型材和管材的发展现状与趋势 [J]. 吕宝元,刘煌萍,黎柏松,刘静安,何梅琼.  铝加工. 2017(05)
[7]电阻点焊飞溅问题分析 [J]. 李钦.  中国战略新兴产业. 2017(24)
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硕士论文
[1]5A06铝合金电阻点焊接头组织及力学性能的研究[D]. 任树杰.太原科技大学. 2016
[2]基于SYSWELD的镁合金AZ31B电阻点焊数值模拟[D]. 张玉凤.河北科技大学. 2010
[3]2519A铝铜合金焊接性研究[D]. 徐东宏.哈尔滨工业大学. 2010
[4]铝合金点焊电极端面铜铝合金化过程物理模拟研究[D]. 陈素玲.太原科技大学. 2009
[5]铝合金点焊电极的延寿技术研究[D]. 刘丹.天津大学. 2006



本文编号：3536923