当前位置:主页 > 科技论文 > 金属论文 >

汽车用铝合金焊件的点焊质量分析

发布时间:2018-07-06 18:15

  本文选题:铝合金 + 点焊 ; 参考:《武汉工程大学》2015年硕士论文


【摘要】:铝合金具有密度小、强度高、良好的耐腐蚀性、易加工成型及资源丰富和可回收利用等优点,在航空航天、汽车制造、船舶及化学工业中已广泛应用。随着工业经济的飞速发展,对铝合金焊接结构件的需求日益增多,使铝合金的焊接研究也随之深入。电阻点焊是汽车制造厂在流水线上对整体式车身进行焊接时最长用的一种方法。而电阻点焊是集热、电、结构多物理场耦合的复杂过程,由于其焊接的瞬时性和不可见性,实验时,无法观测到整个熔核的形成过程;另外,铝合金具有易导电低电阻的特点,因此生成的焊点质量很差。铝合金电阻点焊数值模拟研究焊接机理是解决点焊问题的关键。本文以1.6mm厚的铝合金为对象,研究了铝合金电阻点焊的焊接机理。首先,基于有限元法,建立了电阻点焊的预压接触轴对称y有限元模型,确定热电瞬态分析时的初始导电区域;然后,运用序贯耦合法和热弹塑性理论全面分析了铝合金电阻点焊的热电瞬态机理和热弹塑性机理,通过对焊接区温度场分析,得到了熔核形状和尺寸。而在多点焊时,已焊焊点不可避免对在焊焊点存在分流现象,导致在焊焊点的热功率,降低焊接接头强度,本文通过对铝合金焊件在不同的点焊间距下进行数值模拟,发现随着点焊间距的增加,分流所占比例降低,熔核尺寸减小较慢,并以满足熔核焊透率为条件,得到在焊接电流为38KA,通电时间为0.166s时,1.6mm的铝合金工件最小点焊间距为17mm,这为点焊间距的选取提供理论依据。最后,通过对与上述数值模拟相同工艺参数的铝合金焊件进行静态拉剪试验,发现试样失效时多点焊的最大拉剪力与理论值相比有所衰减,且随着点距的减小,衰减的越快,从宏观上证明点焊分流对焊接接头强度的影响;将数值模拟得到的熔核截面形状与实验结果比较,两者基本一致,验证了数值模拟的正确性。
[Abstract]:Aluminum alloy has many advantages such as low density, high strength, good corrosion resistance, easy processing and forming, rich resources and recycling. It has been widely used in aerospace, automobile manufacturing, ship and chemical industry. With the rapid development of industrial economy, the demand for aluminum alloy welding structure is increasing day by day. Resistance spot welding is the longest method used by automobile factory to weld integral body on assembly line. The resistance spot welding is a complex process of collecting heat, electricity and structure with multiple physical field coupling. Because of its instantaneous and invisible welding, it is impossible to observe the forming process of the whole nugget in the experiment, in addition, the aluminum alloy has the characteristic of easy conducting and low resistance. The resulting solder joint is of poor quality. Numerical Simulation of Resistance spot Welding of Aluminum Alloy Welding Mechanism is the key to solve spot Welding problem. In this paper, the mechanism of resistance spot welding of 1.6mm thick aluminum alloy is studied. Firstly, based on the finite element method, the prepress contact axisymmetric y finite element model of resistance spot welding is established to determine the initial conduction region in transient analysis. The thermoelectric transient mechanism and thermoelastic-plastic mechanism of resistance spot welding of aluminum alloy were analyzed by using the sequential coupling method and thermoelastic-plastic theory. The shape and size of the nugget were obtained by analyzing the temperature field of the welding zone. However, in multi-spot welding, the phenomenon of shunt of welded joints is inevitable, which leads to the thermal power of welding joints and reduces the strength of welded joints. In this paper, the numerical simulation of aluminum alloy welds with different spot welding spacing is carried out. It is found that with the increase of spot welding distance, the proportion of flow decreases, the nugget size decreases slowly, and the penetration rate of nugget welding is satisfied. When the welding current is 38KAand the electric time is 0.166s, the minimum spot welding distance of 1.6 mm aluminum alloy workpiece is 17mm, which provides a theoretical basis for the selection of spot welding distance. Finally, through static tensile shear test of aluminum alloy welds with the same process parameters as the above numerical simulation, it is found that the maximum tensile shear force of multi-spot welding decreases compared with the theoretical value when the specimen fails, and the faster the attenuation is with the decrease of the distance between the points. The effect of spot welding flow on the strength of welded joints is proved from macroscopic view, and the numerical simulation results are compared with the experimental results, and the correctness of the numerical simulation is verified.
【学位授予单位】:武汉工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TG453.9

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 曹彪,曾敏,朱祥彪;精密逆变电阻点焊的应用[J];电焊机;2003年01期

2 徐进,牛占文,廉金瑞,李宝清,吴志生;电阻点焊过程数值模拟的研究与进展[J];焊接技术;2003年01期

3 李兴霞,朱锦洪,贺俊光;电阻点焊的单片机控制器研究[J];焊接技术;2004年03期

4 管功湖;电阻点焊单片机控制器的研制[J];台州学院学报;2004年03期

5 张宏亮,袁旭军,刘成良;交流电阻点焊机限容系统[J];机电一体化;2005年03期

6 陶汪,陈彦宾,李俐群,吴林;304不锈钢激光点焊工艺研究[J];应用激光;2005年04期

7 史建涛,马跃洲,陈剑虹;基于电极位移信号的电阻点焊质量预测模型[J];电焊机;2005年02期

8 杨海宽;;电阻点焊机在事故修复中的应用[J];汽车维修技师;2006年01期

9 郑振太;单平;胡绳荪;罗震;;大电阻介质下的铝合金电阻点焊[J];焊接学报;2006年07期

10 李永兵;林忠钦;来新民;陈关龙;;电阻点焊熔核形成过程磁流体动力学分析[J];焊接学报;2006年07期

相关会议论文 前10条

1 邸桂琳;;飞机钛合金电阻点焊生产中压痕深度控制研究[A];第十届沈阳科学学术年会论文集(信息科学与工程技术分册)[C];2013年

2 杨清智;;智能化中频逆变电阻点焊系统在企业内的应用[A];2007年全国机电企业工艺年会《星火机床杯》工艺创新发展绿色制造节约型工艺有奖征文科技论文集[C];2007年

3 张延松;P.C.Wang;陈关龙;;车身电阻点焊电极修磨时刻的在线判别方法[A];第十五次全国焊接学术会议论文集[C];2010年

4 玄文博;罗震;李洋;凡乃峰;;基于迭代Tikhonov正则化方法的电阻点焊熔核反演成像研究[A];第十五次全国焊接学术会议论文集[C];2010年

5 凡乃峰;罗震;李洋;玄文博;;用共轭梯度正则化方法研究电阻点焊熔核反演成像[A];第十五次全国焊接学术会议论文集[C];2010年

6 刘培基;苏瑾;呼延新岗;;无压痕电阻点焊[A];第二届中国北方焊接学术会议论文集[C];2001年

7 方平;黎华;;基于动态电参数分析的电阻点焊质量判别研究[A];第十一次全国焊接会议论文集(第2册)[C];2005年

8 张建勋;雷兵飞;;电阻点焊过程数值模拟与仿真分析技术[A];第十一次全国焊接会议论文集(第2册)[C];2005年

9 张勇;谢红霞;马铁军;李鹏雁;;不锈钢电阻点焊熔核冷却速度的计算[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年

10 田健;翟秋亚;陈凯;徐锦锋;;应用高熵合金箔带电阻点焊钛/钢的试验研究[A];第四届数控机床与自动化技术高层论坛论文集[C];2013年

相关重要报纸文章 前4条

1 全荣;有助于车身轻量化的新一代电阻点焊技术[N];世界金属导报;2013年

2 记者 张彬彬;为中国产业工人摘得科技大奖[N];吉林日报;2012年

3 本报记者 陈楚;自主创新助一汽自主腾飞[N];中国商报;2012年

4 记者 宗宝泉;一汽点焊工探囊国家科技进步奖[N];科技日报;2012年

相关博士学位论文 前10条

1 沈琦;高强钢磁控电阻点焊机理与工艺方法研究[D];上海交通大学;2012年

2 刘静;不锈钢电阻点焊质量超声波定量及智能化检测研究[D];吉林大学;2015年

3 文静;电阻点焊质量监测智能化及系统研究[D];吉林大学;2010年

4 张鹏;双相钢电阻点焊性能特征与焊接机理研究[D];华中科技大学;2010年

5 王先锋;基于电极振动的电阻点焊质量监测方法与机理研究[D];上海交通大学;2011年

6 梁彩平;管—板单面电阻点焊环形熔核形成过程及性能研究[D];上海交通大学;2008年

7 李洋;电阻点焊形核基础问题及焊点质量强化研究[D];天津大学;2014年

8 曹海鹏;铝合金点焊工艺设计及质量控制智能化研究[D];吉林大学;2005年

9 韩敬华;铝合金电阻点焊分形接触电阻及对质量影响的研究[D];天津大学;2009年

10 郎波;AZ31B镁合金电阻点焊研究[D];吉林大学;2008年

相关硕士学位论文 前10条

1 范亚楠;电阻点焊电流参数信息监测及分析研究[D];吉林大学;2012年

2 罗保发;电阻点焊组织预测和质量控制研究[D];天津大学;2008年

3 田雪艳;带有联结件的电阻点焊新工艺研究[D];内蒙古农业大学;2009年

4 薛志清;铝合金电阻点焊熔核截面反演成像研究[D];天津大学;2009年

5 葛凤;电阻点焊熔核组织预测与微观形貌的研究[D];天津大学;2010年

6 李洋;基于磁场的电阻点焊熔核反演成像的研究[D];天津大学;2010年

7 史建涛;基于电阻点焊过程信号的点焊质量监控方法研究[D];兰州理工大学;2005年

8 叶茂;基于有限元的电阻点焊形核全过程的反问题研究[D];天津大学;2006年

9 杨敬雷;铝合金电阻点焊过程的数值模拟[D];河北工业大学;2007年

10 陈明;中频逆变电阻点焊电源的研制[D];安徽理工大学;2010年



本文编号:2103684

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/jinshugongy/2103684.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户56a8d***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com