高强度钢22MnB5螺母凸焊的储能焊工艺特性研究
发布时间：2023-04-07 03:53
螺母凸焊是汽车焊装工艺中的一项关键技术,其焊接质量的好坏与稳定性的高低直接影响产品质量、零件装配精度乃至整车的可靠性与安全性,因此,研究汽车钢板螺母凸焊工艺具有重要的应用价值与工程意义。本文以M8六角法兰焊接螺母和高强度钢22MnB5为研究对象,根据螺母凸焊的生产现状与焊接质量问题,研究了螺母凸焊工艺的储能焊工艺特性,为解决汽车钢板螺母凸焊质量不稳定的焊接难题,提供了一种较为可靠的方法与途径。本文研究了焊接参数对螺母凸焊接头力学性能与熔核尺寸的影响,结果表明,随着电极压力的增大,螺母顶出力与熔核尺寸呈现先增大后减小的趋势;随着焊接电压的增大,螺母顶出力与熔核尺寸呈现先增大后减小的趋势;随着电容容量的增大,螺母顶出力与熔核尺寸呈现增大趋势,电容容量对焊接时间有直接影响,当电容容量不小于36 mF时,焊接时间达到饱和时间26 ms。焊接参数推荐范围为电极压力等于11 kN13 kN、焊接电压等于390 V420 V、电容容量等于36 mF40 mF。分析了典型螺母凸焊接头显微组织结构特点,结果表明,接头区域可分为熔核区(FZ...
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 螺母凸焊概况及研究现状
1.2.1 凸焊工艺原理与特点
1.2.2 螺母凸焊的研究现状
1.3 电容储能焊概况及研究现状
1.3.1 电容储能焊原理与特点
1.3.2 电容储能焊的研究现状
1.4 课题来源、主要内容及技术路线
第二章 试验材料、设备及方法
2.1 试验材料
2.1.1 试验材料组织与性能
2.1.2 样品规格
2.2 电容储能焊设备
2.3 试验仪器与工具
2.3.1 螺母顶出力试验
2.3.2 硬度测试试验
2.3.3 熔核尺寸与微观组织试验
2.3.4 有限元分析软件
2.4 本章小结
第三章 焊接参数对接头力学性能与熔核尺寸的影响
3.1 焊接参数的确定
3.2 电极压力的影响
3.2.1 电极压力对接头力学性能与断裂模式的影响
3.2.2 电极压力对熔核尺寸的影响
3.2.3 不同电极压力下接头区域动态电阻的变化曲线
3.3 焊接电压的影响
3.3.1 焊接电压对接头力学性能与断裂模式的影响
3.3.2 焊接电压对熔核尺寸的影响
3.3.3 不同焊接电压下接头区域动态电阻的变化曲线
3.4 电容容量的影响
3.4.1 电容容量对接头力学性能与断裂模式的影响
3.4.2 电容容量对熔核尺寸的影响
3.4.3 不同电容容量下接头区域动态电阻的变化曲线
3.5 本章小结
第四章 螺母凸焊接头微观组织与断口形貌特征
4.1 焊接接头组织结构特点
4.2 焊接接头元素分布规律
4.3 焊接接头硬度分布规律
4.4 螺母凸焊接头断口形貌分析
4.4.1 断裂模式及其裂纹路径
4.4.2 界面断裂
4.4.3 部分熔核拔出断裂
4.4.4 完全熔核拔出断裂
4.5 本章小结
第五章 基于正交试验与遗传算法的焊接质量回归模型
5.1 正交试验
5.1.1 正交原理
5.1.2 正交试验设计及结果
5.2 遗传算法基本原理
5.3 建立非线性多元回归数学模型
5.4 基于遗传算法的回归模型求解与检验
5.5 本章小结
第六章 基于ANSYS的螺母凸焊熔核形成过程数值模拟
6.1 螺母凸焊过程及凸焊工艺的选取
6.2 预压阶段接触行为有限元分析
6.2.1 预压阶段有限元分析假设条件
6.2.2 预压阶段有限元理论及接触分析
6.2.3 几何模型、网格划分及边界条件
6.2.4 材料力学性能参数
6.2.5 螺母凸焊过程预压接触结果分析与讨论
6.3 通电阶段熔核形成过程有限元分析
6.3.1 通电阶段有限元分析假设条件
6.3.2 通电阶段基本控制方程
6.3.3 几何模型、网格划分及边界条件
6.3.4 材料热物理参数
6.3.5 接触电阻
6.3.6 螺母凸焊熔核形成过程温度场结果分析
6.4 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
本文编号：3785036
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 螺母凸焊概况及研究现状
1.2.1 凸焊工艺原理与特点
1.2.2 螺母凸焊的研究现状
1.3 电容储能焊概况及研究现状
1.3.1 电容储能焊原理与特点
1.3.2 电容储能焊的研究现状
1.4 课题来源、主要内容及技术路线
第二章 试验材料、设备及方法
2.1 试验材料
2.1.1 试验材料组织与性能
2.1.2 样品规格
2.2 电容储能焊设备
2.3 试验仪器与工具
2.3.1 螺母顶出力试验
2.3.2 硬度测试试验
2.3.3 熔核尺寸与微观组织试验
2.3.4 有限元分析软件
2.4 本章小结
第三章 焊接参数对接头力学性能与熔核尺寸的影响
3.1 焊接参数的确定
3.2 电极压力的影响
3.2.1 电极压力对接头力学性能与断裂模式的影响
3.2.2 电极压力对熔核尺寸的影响
3.2.3 不同电极压力下接头区域动态电阻的变化曲线
3.3 焊接电压的影响
3.3.1 焊接电压对接头力学性能与断裂模式的影响
3.3.2 焊接电压对熔核尺寸的影响
3.3.3 不同焊接电压下接头区域动态电阻的变化曲线
3.4 电容容量的影响
3.4.1 电容容量对接头力学性能与断裂模式的影响
3.4.2 电容容量对熔核尺寸的影响
3.4.3 不同电容容量下接头区域动态电阻的变化曲线
3.5 本章小结
第四章 螺母凸焊接头微观组织与断口形貌特征
4.1 焊接接头组织结构特点
4.2 焊接接头元素分布规律
4.3 焊接接头硬度分布规律
4.4 螺母凸焊接头断口形貌分析
4.4.1 断裂模式及其裂纹路径
4.4.2 界面断裂
4.4.3 部分熔核拔出断裂
4.4.4 完全熔核拔出断裂
4.5 本章小结
第五章 基于正交试验与遗传算法的焊接质量回归模型
5.1 正交试验
5.1.1 正交原理
5.1.2 正交试验设计及结果
5.2 遗传算法基本原理
5.3 建立非线性多元回归数学模型
5.4 基于遗传算法的回归模型求解与检验
5.5 本章小结
第六章 基于ANSYS的螺母凸焊熔核形成过程数值模拟
6.1 螺母凸焊过程及凸焊工艺的选取
6.2 预压阶段接触行为有限元分析
6.2.1 预压阶段有限元分析假设条件
6.2.2 预压阶段有限元理论及接触分析
6.2.3 几何模型、网格划分及边界条件
6.2.4 材料力学性能参数
6.2.5 螺母凸焊过程预压接触结果分析与讨论
6.3 通电阶段熔核形成过程有限元分析
6.3.1 通电阶段有限元分析假设条件
6.3.2 通电阶段基本控制方程
6.3.3 几何模型、网格划分及边界条件
6.3.4 材料热物理参数
6.3.5 接触电阻
6.3.6 螺母凸焊熔核形成过程温度场结果分析
6.4 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
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