Q＆P980CR钢电阻点焊工艺优化及数值模拟研究
发布时间：2022-07-09 16:33
汽车轻量化成为汽车研发与制造的重要目标。采用高强钢板可以在满足汽车车身强度和刚度要求的同时,减小车身所用钢板厚度,从而实现轻量化车身。Q＆P钢（Quenching and Partitioning）由于兼具高强度和良好成形性的优势,成为汽车结构件的极佳选择。在汽车制造业中,由于电阻点焊具有生产效率高、易于实现自动化等优点而成为汽车车身结构件连接中应用最广泛的工艺方法。然而Q＆P钢在电阻点焊的实际应用中,由于母材的碳当量（Carbon equivalent number,Ceq）较高,焊后接头淬硬组织较多,从而导致其焊点塑性较差,并严重影响焊点的力学性能,制约了其在车身制造中的实际应用。因此,开展Q＆P钢电阻点焊的工艺和性能优化研究,对进一步推进Q＆P钢的广泛应用具有极高的实际意义。本文以1.2mmQ＆P980CR钢板为研究对象,分别采用工频交流和中频逆变两种焊接模式进行多组点焊工艺试验,研究Q＆P的点焊工艺过程参数对焊点性能的影响规律。在实验获得的较佳焊接工艺参数范围内,焊接电流对接头力学性能和熔核尺寸的影响最大,而电极压力的影响最小;总体而言,在相同的焊接电流下,中频逆变模式的焊点拉...
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 Q&P钢介绍
1.2.1 Q&P钢加工工艺
1.2.2 Q&P钢显微组织
1.3 Q&P钢电阻点焊研究
1.3.1 电阻点焊特点及应用
1.3.2 先进高强钢(AHSS)电阻点焊研究现状
1.3.3 Q&P钢电阻点焊研究现状
1.3.4 Q&P980 钢点焊主要问题及难点
1.4 数值模拟在电阻点焊中的应用及研究现状
1.4.1 数值模拟在电阻点焊过程分析中的应用
1.4.2 电阻点焊数值模拟研究现状
1.5 研究内容和意义
第二章 实验材料、设备及分析仪器
2.1 实验材料及试样规格
2.1.1 实验材料
2.1.2 试样规格
2.2 试验设备与仪器
2.2.1 焊接设备
2.2.2 其他设备
2.3 电阻点焊试验过程和方法
2.4 SORPAS软件数值模拟
2.4.1 SORPAS简介
2.4.2 边界条件及材料属性
2.5 本章小结
第三章 Q&P980 钢板电阻点焊工艺及性能研究
3.1 工艺参数对Q&P980 钢点焊接头力学性能及熔核尺寸的影响
3.1.1 焊接电流对点焊接头力学性能及熔核尺寸的影响
3.1.2 焊接时间对点焊接头力学性能及熔核尺寸的影响
3.1.3 电极压力对点焊接头力学性能及熔核尺寸的影响
3.2 Q&P980 钢点焊接头显微组织分析
3.2.1 点焊接头的宏观缺陷
3.2.2 点焊接头微观组织分析
3.3 Q&P980 钢点焊接头显微硬度分析
3.4 Q&P980 钢点焊接头拉剪断裂失效方式
3.5 本章小结
第四章 Q&P980 钢电阻点焊过程模拟及工艺优化方案设计
4.1 Q&P980 钢点焊接头温度场模拟
4.1.1 典型参数下点焊接头区域温度场分布
4.1.2 焊接工艺参数对点焊接头区域温度分布的影响
4.2 Q&P980 钢电阻点焊其他模拟结果及分析
4.2.1 点焊接头区域冷却速度
4.2.2 点焊接头区域接触电阻动态分布
4.3 Q&P980 点焊熔核直径模拟结果和实验结果对比
4.4 Q&P钢电阻点焊后热电流脉冲工艺优化方案设计
4.4.1 Q&P980 钢电阻点焊后热电流脉冲工艺优化方案
4.4.2 基于SORPAS模拟的后热电流脉冲优化方案焊接参数的确定
4.5 本章小结
第五章 Q&P980 钢板电阻点焊工艺优化
5.1 后热电流脉冲优化工艺对点焊接头性能的影响
5.2 焊后锻压力对点焊接头性能的影响
5.3 本章小结
第六章 结论
参考文献
致谢
攻读学位期间的学术成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]镀锌Q＆P980钢电阻点焊接头液态金属脆裂纹的影响因素分析[J]. 孔谅,凌展翔,王泽,王敏,潘华,雷鸣. 焊接学报. 2018(07)
[2]Q＆P钢电阻点焊工艺和搭接接头疲劳性能试验研究[J]. 唐继宗,邹丹青,蒋浩民,陈新平,李淑慧. 热加工工艺. 2014(15)
[3]汽车轻量化及其材料的经济选用[J]. 王利,陆匠心. 汽车工艺与材料. 2013(01)
[4]2mm厚1000 MPa级双相钢板电阻点焊工艺参数的优化[J]. 于燕,陈军,王敏,王凤雪. 机械工程材料. 2011(08)
[5]汽车用先进高强钢的应用现状和发展方向[J]. 李扬,刘汉武,杜云慧,张鹏. 材料导报. 2011(13)
[6]双相钢胶焊与电阻点焊接头性能对比分析[J]. 孙海涛,张延松,来新民,陈关龙. 焊接学报. 2009(10)
[7]DP590GA热镀锌双相钢电阻点焊接头性能[J]. 徐士航,王敏,施天寅,潘华,雷鸣. 电焊机. 2009(10)
[8]中频逆变电阻焊的优势[J]. 刘世权. 现代焊接. 2008(12)
[9]中频逆变电阻焊的优势[J]. 刘世权. 现代焊接. 2008 (12)
[10]汽车轻量化先进高强钢与节能减排[J]. 康永林. 钢铁. 2008(06)
博士论文
[1]白车身参数化建模与多目标轻量化优化设计方法研究[D]. 季枫.吉林大学 2014
[2]双相钢点焊熔核界面撕裂失效机理与控制方法研究[D]. 张小云.上海交通大学 2008
硕士论文
[1]考虑冲压和点焊工艺影响的Q＆P钢疲劳性能试验研究[D]. 唐继宗.上海交通大学 2014
[2]DP1000高强钢点焊工艺及接头组织与性能[D]. 胡银辉.吉林大学 2013
[3]超高强度热成形钢板电阻点焊数值模拟及分析[D]. 郑文.上海交通大学 2013
[4]热成形钢板B1500HS电阻点焊性能研究及工艺优化[D]. 杨柳.上海交通大学 2012
本文编号：3657449
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 Q&P钢介绍
1.2.1 Q&P钢加工工艺
1.2.2 Q&P钢显微组织
1.3 Q&P钢电阻点焊研究
1.3.1 电阻点焊特点及应用
1.3.2 先进高强钢(AHSS)电阻点焊研究现状
1.3.3 Q&P钢电阻点焊研究现状
1.3.4 Q&P980 钢点焊主要问题及难点
1.4 数值模拟在电阻点焊中的应用及研究现状
1.4.1 数值模拟在电阻点焊过程分析中的应用
1.4.2 电阻点焊数值模拟研究现状
1.5 研究内容和意义
第二章 实验材料、设备及分析仪器
2.1 实验材料及试样规格
2.1.1 实验材料
2.1.2 试样规格
2.2 试验设备与仪器
2.2.1 焊接设备
2.2.2 其他设备
2.3 电阻点焊试验过程和方法
2.4 SORPAS软件数值模拟
2.4.1 SORPAS简介
2.4.2 边界条件及材料属性
2.5 本章小结
第三章 Q&P980 钢板电阻点焊工艺及性能研究
3.1 工艺参数对Q&P980 钢点焊接头力学性能及熔核尺寸的影响
3.1.1 焊接电流对点焊接头力学性能及熔核尺寸的影响
3.1.2 焊接时间对点焊接头力学性能及熔核尺寸的影响
3.1.3 电极压力对点焊接头力学性能及熔核尺寸的影响
3.2 Q&P980 钢点焊接头显微组织分析
3.2.1 点焊接头的宏观缺陷
3.2.2 点焊接头微观组织分析
3.3 Q&P980 钢点焊接头显微硬度分析
3.4 Q&P980 钢点焊接头拉剪断裂失效方式
3.5 本章小结
第四章 Q&P980 钢电阻点焊过程模拟及工艺优化方案设计
4.1 Q&P980 钢点焊接头温度场模拟
4.1.1 典型参数下点焊接头区域温度场分布
4.1.2 焊接工艺参数对点焊接头区域温度分布的影响
4.2 Q&P980 钢电阻点焊其他模拟结果及分析
4.2.1 点焊接头区域冷却速度
4.2.2 点焊接头区域接触电阻动态分布
4.3 Q&P980 点焊熔核直径模拟结果和实验结果对比
4.4 Q&P钢电阻点焊后热电流脉冲工艺优化方案设计
4.4.1 Q&P980 钢电阻点焊后热电流脉冲工艺优化方案
4.4.2 基于SORPAS模拟的后热电流脉冲优化方案焊接参数的确定
4.5 本章小结
第五章 Q&P980 钢板电阻点焊工艺优化
5.1 后热电流脉冲优化工艺对点焊接头性能的影响
5.2 焊后锻压力对点焊接头性能的影响
5.3 本章小结
第六章 结论
参考文献
致谢
攻读学位期间的学术成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]镀锌Q＆P980钢电阻点焊接头液态金属脆裂纹的影响因素分析[J]. 孔谅,凌展翔,王泽,王敏,潘华,雷鸣. 焊接学报. 2018(07)
[2]Q＆P钢电阻点焊工艺和搭接接头疲劳性能试验研究[J]. 唐继宗,邹丹青,蒋浩民,陈新平,李淑慧. 热加工工艺. 2014(15)
[3]汽车轻量化及其材料的经济选用[J]. 王利,陆匠心. 汽车工艺与材料. 2013(01)
[4]2mm厚1000 MPa级双相钢板电阻点焊工艺参数的优化[J]. 于燕,陈军,王敏,王凤雪. 机械工程材料. 2011(08)
[5]汽车用先进高强钢的应用现状和发展方向[J]. 李扬,刘汉武,杜云慧,张鹏. 材料导报. 2011(13)
[6]双相钢胶焊与电阻点焊接头性能对比分析[J]. 孙海涛,张延松,来新民,陈关龙. 焊接学报. 2009(10)
[7]DP590GA热镀锌双相钢电阻点焊接头性能[J]. 徐士航,王敏,施天寅,潘华,雷鸣. 电焊机. 2009(10)
[8]中频逆变电阻焊的优势[J]. 刘世权. 现代焊接. 2008(12)
[9]中频逆变电阻焊的优势[J]. 刘世权. 现代焊接. 2008 (12)
[10]汽车轻量化先进高强钢与节能减排[J]. 康永林. 钢铁. 2008(06)
博士论文
[1]白车身参数化建模与多目标轻量化优化设计方法研究[D]. 季枫.吉林大学 2014
[2]双相钢点焊熔核界面撕裂失效机理与控制方法研究[D]. 张小云.上海交通大学 2008
硕士论文
[1]考虑冲压和点焊工艺影响的Q＆P钢疲劳性能试验研究[D]. 唐继宗.上海交通大学 2014
[2]DP1000高强钢点焊工艺及接头组织与性能[D]. 胡银辉.吉林大学 2013
[3]超高强度热成形钢板电阻点焊数值模拟及分析[D]. 郑文.上海交通大学 2013
[4]热成形钢板B1500HS电阻点焊性能研究及工艺优化[D]. 杨柳.上海交通大学 2012
本文编号：3657449
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