三層板點焊工藝參數(shù)優(yōu)化的研究與應(yīng)用.pdf

1、電阻點焊在汽車車架制造的焊接中有著廣泛應(yīng)用。由于點焊熔核形成過程的不可見性和焊接過程的瞬時性給點焊過程質(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焊，其工藝過程的復(fù)雜性與接頭質(zhì)量的波動性更為突出。點焊工藝研究的方法可以分為工藝試驗法和模擬分析法，這兩種方法各有其優(yōu)越性又相互補充。焊接是一個牽涉到電弧物理、傳熱、冶金和力學(xué)的復(fù)雜過程。一旦各種焊接現(xiàn)象能夠?qū)崿F(xiàn)計算機模擬，我們就可以通過計算機系統(tǒng)來確定焊接各種結(jié)構(gòu)和材料時的最

2、佳設(shè)計、最佳工藝方法和焊接參數(shù)。正交實驗設(shè)計是實驗設(shè)計中一種優(yōu)良的方法，它是指用正交表合理地安排實驗，利用數(shù)理統(tǒng)計的原理科學(xué)地分析實驗結(jié)果，處理多因素實驗的科學(xué)方法。采用數(shù)值模擬研究方法和正交實驗設(shè)計的研究方法取代點焊工藝實驗不僅具有重要的經(jīng)濟價值，而且對于點焊缺陷預(yù)測與焊點質(zhì)量控制具有理論指導(dǎo)意義與實際應(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，對三層等厚低碳鋼板的點焊過程進行了熱電、熱力數(shù)值模擬分析。針

3、對點焊接頭的幾何特點和點焊過程的加熱特點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。對焊接熔核過程進行了三維實時動態(tài)模擬的研究，而且結(jié)果與傳統(tǒng)的分析結(jié)果相吻合。 本文介紹了正交實驗設(shè)計的原理及方法，采用正交試驗設(shè)計方法科學(xué)地安排試驗過程，研究了焊接工藝參數(shù)與電阻點焊接頭抗拉剪強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焊的最佳工藝方案提供依據(jù)。 本文通過對汽車高強結(jié)構(gòu)鋼

4、三層等厚板進行單段和雙段電流電阻點焊,并對焊件進行力學(xué)性能試驗和斷面試驗,研究了兩種焊接方法以及單因素變化(焊接電流、焊接時間及電極壓力) 對焊接質(zhì)量的影響。試驗結(jié)果表明三層板采用雙段電流點焊方法質(zhì)量明顯好于單段電流點焊。本研究可為選擇電阻點焊的最佳工藝方案提供依據(jù)，并明顯改善了現(xiàn)場工藝的生產(chǎn)質(zhì)量。 運用數(shù)值模擬和正交實驗設(shè)計二者相結(jié)合的方法，可以互相驗證，互相支持，很大程度的節(jié)約了生產(chǎn)成本，使得提高三層板點焊質(zhì)量的方法科學(xué)快捷