2024-T3鋁合金電阻點(diǎn)焊

http://www.***.*** -1- 鋁合金電阻點(diǎn)焊電極延壽技術(shù)的研究 李青松，羅震，王惜寶，史濤，劉丹 天津大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，天津（300072） e-mail：lqs_8_8_8@163.com 摘要：鋁及其合金具有強(qiáng)度高、耐腐蝕、易加工成型、可以反復(fù)回收利用等優(yōu)點(diǎn)，在汽車 工業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。在鋁合金點(diǎn)焊過(guò)程中接頭強(qiáng)度的波動(dòng)、表面成型差、表面清理工 藝復(fù)雜、飛濺多以及電極使用壽命短等問(wèn)題都影響了鋁合金點(diǎn)焊工藝的推廣，而在焊接過(guò)程 中，電極燒損又是導(dǎo)致這些問(wèn)題的主要原因，也就是說(shuō)，電極的燒損問(wèn)題是影響鋁合金點(diǎn)焊 的一個(gè)重要問(wèn)題。 本文以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)探討了鋁合金電阻點(diǎn)焊時(shí)電極發(fā)生燒損的機(jī)理及其影響因素，為進(jìn)一步解 決電極燒損問(wèn)題提供了一些理論依據(jù)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)尋找一種較好的能涂敷在鋁合金表面的物 質(zhì)，這層物質(zhì)涂層能使點(diǎn)焊鋁合金時(shí)銅電極的使

"小邊距"點(diǎn)焊2024鋁合金是航空、航天器點(diǎn)焊生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常遇到的情況,不可避免。研究此種條件下點(diǎn)焊過(guò)程動(dòng)態(tài)參數(shù)的行為特征與接頭形貌、力學(xué)性能以及顯微組織之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,為實(shí)現(xiàn)在線判識(shí)焊點(diǎn)質(zhì)量提供可靠的理論依據(jù)。研究發(fā)現(xiàn)小邊距焊點(diǎn)的外觀與標(biāo)準(zhǔn)焊點(diǎn)相比無(wú)明顯異樣,但其熔化核心的形狀以及顯微組織存在明顯區(qū)別。力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果表明:隨著邊距的減小,焊點(diǎn)的負(fù)荷能力有所下降。在邊距足夠小的條件下點(diǎn)焊,容易產(chǎn)生噴濺或未焊透缺陷。分析所采集的動(dòng)態(tài)參數(shù)行為特征,得知小邊距點(diǎn)焊時(shí)的動(dòng)態(tài)電阻減小、焊接電流增加、熱膨脹位移量減小等監(jiān)測(cè)信息與上述焊點(diǎn)質(zhì)量信息之間存在必然的關(guān)聯(lián)。

采用熱補(bǔ)償電阻點(diǎn)焊的方法焊接鋁合金a5052板,分析了焊接電流、焊接時(shí)間及電極壓力等焊接參數(shù)對(duì)熔核尺寸與接頭抗剪強(qiáng)度的影響,并分析了接頭抗正拉強(qiáng)度與焊接電流的關(guān)系。鋁合金的熱補(bǔ)償電阻點(diǎn)焊接頭抗剪力及熔核直徑隨焊接時(shí)間延長(zhǎng)而增大,隨電極壓力的增大而減小。當(dāng)焊接電流為12ka時(shí),接頭拉剪力達(dá)到最大值,約5.5kn。試驗(yàn)結(jié)果表明,采用熱補(bǔ)償電阻點(diǎn)焊方法焊接鋁合金,能在較低的焊接電流條件下獲得具有較大熔核與較高抗剪強(qiáng)度的點(diǎn)焊接頭。因此,對(duì)于鋁合金點(diǎn)焊,熱補(bǔ)償電阻點(diǎn)焊方法是有效的。

鋁合金及其電阻點(diǎn)焊工藝的應(yīng)用日益廣泛,對(duì)其性能和質(zhì)量也提出了更高的要求.鑒于點(diǎn)焊熔核的宏觀性能由其微觀結(jié)構(gòu)決定,通過(guò)改變?nèi)酆说奈⒂^組織結(jié)構(gòu)來(lái)強(qiáng)化熔核質(zhì)量,從而提高焊點(diǎn)性能.選用碳納米管作為鋁合金點(diǎn)焊熔核的添加介質(zhì),對(duì)點(diǎn)焊試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試、顯微組織結(jié)構(gòu)觀察和成分分析.結(jié)果表明,在鋁合金熔核中添加碳納米管后,熔核的晶粒尺寸明顯減小,碳納米管均勻分布在熔核中,能顯著提高熔核的硬度和強(qiáng)度.經(jīng)過(guò)進(jìn)一步分析認(rèn)為碳納米管的強(qiáng)化機(jī)制主要為位錯(cuò)增殖、載荷傳遞、約束變形以及細(xì)晶強(qiáng)化.

對(duì)2034-t3鋁合金孔板試件進(jìn)行了高低周復(fù)合疲勞性能試驗(yàn),研究高低周循環(huán)次數(shù)比對(duì)復(fù)合疲勞壽命的影響,建立了高低周循環(huán)次數(shù)和應(yīng)力幅比與高低周復(fù)合疲勞壽命之間的關(guān)系式,并對(duì)現(xiàn)有損傷累積模型的適用性進(jìn)行了分析討論。試驗(yàn)和分析結(jié)果表明:隨著高低周循環(huán)次數(shù)增大,復(fù)合疲勞壽命有顯著的降低,復(fù)合疲勞壽命與高低周循環(huán)次數(shù)比呈對(duì)數(shù)線性關(guān)系?，F(xiàn)有的累積損傷準(zhǔn)則對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的預(yù)測(cè)偏于危險(xiǎn),非線性累積損傷準(zhǔn)則優(yōu)于線性累積損傷準(zhǔn)則。

鋼筋電阻點(diǎn)焊 焊點(diǎn)脫落 1．現(xiàn)象 鋼筋點(diǎn)焊制品焊點(diǎn)周界熔化鐵漿擠壓不飽滿，如用鋼筋輕微撬訂，或?qū)?筋點(diǎn)焊制品舉至離地面1m高，使其自然落地，即可產(chǎn)生焊點(diǎn)分離現(xiàn)象。 2．原因分析 (1)焊接電流過(guò)小，通電時(shí)間太短，焊點(diǎn)強(qiáng)度較低。 (2)電極擠壓力不夠。 (3)壓入深度不夠。 3．防治措施 (1)正確優(yōu)選焊接參數(shù)。焊工應(yīng)嚴(yán)格遵守班前試驗(yàn)制度，優(yōu)選合適焊接參 數(shù)，試驗(yàn)合格后方可正式投入生產(chǎn)。點(diǎn)焊熱軋鋼筋時(shí)，除鋼筋直徑較大，焊機(jī) 功率不足而采用電流強(qiáng)度較小(80～160a/mm2)，通電時(shí)間較長(zhǎng)(0．1～0．5s以 上)的規(guī)范外，一般應(yīng)采用電流強(qiáng)度較大(120～360a/mm2)，通電時(shí)間很短 (0．1～0．5s)的規(guī)范。點(diǎn)焊冷處理鋼筋時(shí)，必須電流強(qiáng)度較大，通電時(shí)間很 短。同時(shí)應(yīng)注意鋼筋點(diǎn)焊制品的鋼筋焊接間距，是否會(huì)產(chǎn)生

第五章電阻點(diǎn)焊 5.1概述 點(diǎn)焊是電阻焊的一種,是將被焊工件壓緊于兩電極之間,并通過(guò)電流利用電流流經(jīng)工件 接觸面及鄰近區(qū)域產(chǎn)生的電阻熱將其加熱到熔化或塑性狀態(tài),使之形成金屬結(jié)合的一種方 法,如圖5.1所示。 點(diǎn)焊是一種高速、經(jīng)濟(jì)的連接方法。它適用于制造接頭不要求氣密,厚度小于3mm,沖壓、 軋制的薄板搭接構(gòu)件,廣泛用于汽車、摩托車、航空航天、家具等行業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)。 圖5.1點(diǎn)焊示意圖 5.2點(diǎn)焊的基本原理 5.2.1點(diǎn)焊過(guò)程(焊接循環(huán)) 圖5.2為點(diǎn)焊的基本焊接循環(huán),圖5.33為點(diǎn)焊焊接過(guò)程示表圖。點(diǎn)焊過(guò)程由四個(gè)基本階 段組成。 圖5.2點(diǎn)焊的基本焊接循環(huán)圖5.3點(diǎn)焊焊接過(guò)程示意圖 (1)預(yù)壓階段—將待焊的兩個(gè)焊件搭接起來(lái)，置于上、下銅電極之間，然后施加一定的 電極壓力，將兩個(gè)焊件壓緊。 (2)焊接時(shí)間—焊接電流通過(guò)工件，由

采用熱補(bǔ)償電阻點(diǎn)焊方法進(jìn)行焊接鎂合金板試驗(yàn),并分析了焊接電流、焊接時(shí)間及電極壓力等焊接參數(shù)對(duì)生成熔核的尺度與接頭抗剪強(qiáng)度的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明,采用熱補(bǔ)償電阻點(diǎn)焊方法焊接鎂合金,能在較低的焊接電流條件下獲得具有較大熔核及較高抗剪強(qiáng)度的點(diǎn)焊接頭。因而,采用熱補(bǔ)償電阻點(diǎn)焊方法焊接鎂合金是有效的。

以電阻點(diǎn)焊接頭表面的數(shù)字圖像作為信息源,探索了一種新的點(diǎn)焊接頭質(zhì)量無(wú)損檢測(cè)方法。首先通過(guò)圖像特征分析,將焊點(diǎn)表面圖像劃分為三個(gè)特征區(qū)域,提取三個(gè)同心圓的面積作為表征接頭熔核面積的特征參量。其次,以提取的特征值作為輸入向量,以接頭橫截面處的熔核面積作為評(píng)判標(biāo)準(zhǔn),建立點(diǎn)焊接頭熔核面積的svm(支持向量機(jī))等級(jí)分類模型。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該模型可以有效地對(duì)熔核面積進(jìn)行預(yù)測(cè)分類,實(shí)現(xiàn)了對(duì)電阻點(diǎn)焊接頭質(zhì)量的無(wú)損評(píng)判,經(jīng)驗(yàn)證其準(zhǔn)確率可達(dá)96.667%。

電阻點(diǎn)焊質(zhì)量判定標(biāo)準(zhǔn) 1單一焊點(diǎn)質(zhì)量判定標(biāo)準(zhǔn) 1.1焊點(diǎn)按下列標(biāo)準(zhǔn)評(píng)判 1.1.1結(jié)構(gòu)焊點(diǎn)按照1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、1.10的要求評(píng)判。 結(jié)構(gòu)焊點(diǎn)是指那些影響產(chǎn)品性能的焊點(diǎn)。所有焊點(diǎn)都是結(jié)構(gòu)焊點(diǎn)，除非焊接圖紙 上有工藝焊點(diǎn)的特別說(shuō)明。所有結(jié)構(gòu)焊點(diǎn)都必須指定其焊點(diǎn)類型。 1.1.2工藝焊點(diǎn)按照1.3、1.4、1.7、1.10的要求評(píng)判。工藝焊點(diǎn)是指那些使產(chǎn)品 便于在工藝上進(jìn)行組合的焊點(diǎn)，沒(méi)有結(jié)構(gòu)性能上的要求。工藝焊點(diǎn)必須得到產(chǎn)品 工程部門的批準(zhǔn)并在焊接圖紙上說(shuō)明。 1.2虛焊：指無(wú)熔核或熔核尺寸小于規(guī)定值。一個(gè)撕裂點(diǎn)或熔核的實(shí)測(cè)尺寸如果 大于等于下表所列數(shù)值則判定該焊點(diǎn)為合格，否則為不合格。 電阻點(diǎn)焊熔核的最小直徑 gmt（mm）熔核最小直徑（mm） 0.40-0.593.0 0.60-0.793.5 0.80-1.394.

鋼筋電阻點(diǎn)焊質(zhì)量檢驗(yàn)記錄 工程編號(hào)：檢驗(yàn)部位： 類 別 序 號(hào) 檢查項(xiàng)目質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 單 位 施工單位自檢記錄 監(jiān)理（建設(shè)） 單位驗(yàn)收記錄 主 控 項(xiàng) 目 1焊工技能☆ 從事鋼筋焊接施工的焊工必 須持有焊工考試合格證，才 能上崗操作 2鋼筋級(jí)別☆ 符合設(shè)計(jì)要求和現(xiàn)行有關(guān)標(biāo) 準(zhǔn)的規(guī)定 3焊前試焊☆模擬施工條件試焊必須合格 4 鋼筋焊接接頭 的機(jī)械性能☆ 必須符合jgj18的規(guī)定 5鋼筋低溫焊接頭應(yīng)符合jgj18的規(guī)定 以 一 般 項(xiàng) 目 1焊點(diǎn)處外觀質(zhì)量 焊點(diǎn)處熔化金屬均勻；無(wú)脫落、 漏焊、裂紋、多孔性缺陷及明 顯燒傷 2焊點(diǎn)壓入深度 熱軋鋼筋為0.3倍～0.45倍較小 鋼筋直徑，冷拔低碳鋼絲為0.3 倍～0.35倍較小鋼筋直徑 mm 施工單位 檢查結(jié)果 項(xiàng)目專業(yè)質(zhì)量檢查員：項(xiàng)目專業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人：年月日 監(jiān)理（建設(shè)）單位 驗(yàn)收結(jié)論 專業(yè)監(jiān)理工程師： （建

釘頭管是一種通過(guò)在光管上焊接釘頭來(lái)達(dá)到增加換熱面積的傳熱元件,是石油化工企業(yè)管式加熱爐中的重要組件。本文通過(guò)金相顯微鏡和掃面電鏡對(duì)釘頭管的電阻點(diǎn)焊工藝進(jìn)行研究,測(cè)量了不同焊接電壓(電流)下焊接接頭接觸面積,對(duì)各參數(shù)的焊接接頭進(jìn)行顯微組織分析,并對(duì)最佳參數(shù)的焊接接頭進(jìn)行斷口分析。結(jié)果表明,在焊接電壓為4.64v,通電時(shí)間為0.44s時(shí),焊接接頭的接觸面積最大(達(dá)106.18mm2,占整個(gè)焊接接頭的93.9%)且未形成焊瘤,接頭的顯微組織最為均勻,斷口為韌窩斷口。

采用攪拌摩擦焊方法對(duì)厚度為1.8mm2024-t4鋁合金薄板進(jìn)行焊接實(shí)驗(yàn),通過(guò)高壓水冷裝置來(lái)控制由殘余應(yīng)力產(chǎn)生的失穩(wěn)翹曲變形,并對(duì)焊縫的微觀組織與力學(xué)性能進(jìn)行了分析。結(jié)果表明:用攪拌摩擦焊方法焊接1.8mm厚的2024-t4鋁合金薄板可得到外表成形美觀、內(nèi)部無(wú)缺陷的平板對(duì)接接頭。在冷卻水壓為0.4mpa、攪拌針旋轉(zhuǎn)速度為2100r/min、焊接速度為120mm/min時(shí),攪拌摩擦焊的焊接接頭強(qiáng)度可達(dá)到377.9mpa,達(dá)到母材強(qiáng)度的80.39%。

目錄 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c任務(wù) 二、基本要求 三、實(shí)驗(yàn)材料和實(shí)驗(yàn)方法 3.12024鋁合金簡(jiǎn)介 3.22024鋁合金成分及主要原材料介紹 3.3實(shí)驗(yàn)所需儀器設(shè)備 3.4實(shí)驗(yàn)原理 3.5合金的熔鑄 3.6試樣的制備 3.7測(cè)試方法 3.8技術(shù)路線 四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 4.1實(shí)驗(yàn)結(jié)果 4.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 五、實(shí)驗(yàn)結(jié)論與心得體會(huì) 5.1實(shí)驗(yàn)結(jié)論 5.2心得體會(huì) 六、參考文獻(xiàn) 一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮腿蝿?wù) 本綜合實(shí)驗(yàn)是在金屬材料本科生完成相關(guān)專業(yè)理論課之后的一次全面 綜合實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，通過(guò)從鋁合金材料設(shè)計(jì)與選擇、制造到性能檢測(cè)的全面訓(xùn) 練，使學(xué)生了解鋁合金材料及其加工的生產(chǎn)全過(guò)程，所學(xué)基礎(chǔ)理論和專業(yè) 理論來(lái)解釋試驗(yàn)中的各種現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和綜合分析問(wèn)題的能 力，特別是學(xué)生的獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案及創(chuàng)新能力。 二．基本要求 1）了解課題所研究鋁合金材料設(shè)計(jì)方法； 2）初步掌握

介紹了2024型合金的發(fā)展、相組成及熱處理工藝制度,指出通常2024型硬質(zhì)合金是四元(al-cu-mg-mn)合金,但合金中含有相當(dāng)多的雜質(zhì)鐵和硅,因而大大地改變了合金的相組成。其熱處理工藝制度及形變制度對(duì)合金的各項(xiàng)力學(xué)性能產(chǎn)生較大影響。

2024-T3鋁合金動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)及其平板鳥撞動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析

ty3100質(zhì)量檢驗(yàn)記錄表 鋼筋閃光對(duì)焊、電阻點(diǎn)焊 工程編號(hào)：分項(xiàng)工程名稱：電土驗(yàn)表ⅲ-1 類 別 序 號(hào)檢驗(yàn)項(xiàng)目 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 檢驗(yàn)（實(shí)測(cè)）結(jié)果合格優(yōu)良 一 類 1焊條、焊劑的品 種、性能、牌號(hào) 必須符合設(shè)計(jì)要求 和現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)（規(guī)范） 的規(guī)定 2鋼筋級(jí)別 必須符合設(shè)計(jì)要求 和現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)（規(guī)范） 的規(guī)定 3焊工技能考試合格 4焊前試焊模擬施工條件試焊 必須合格 5 鋼筋焊接接頭的 機(jī)械性能試驗(yàn) 必須符合現(xiàn)行鋼筋 焊接規(guī)程的規(guī)定 二 類 6鋼筋低溫焊接頭應(yīng)符合現(xiàn)行鋼筋焊 接規(guī)程的規(guī)定 7 閃 光 對(duì) 接 焊 外 觀 質(zhì) 量 接頭處外觀質(zhì) 量無(wú)橫向裂紋 與 電 極 接 觸 的 鋼 筋 表 面 ⅰ─ⅲ級(jí) 鋼筋無(wú)明顯燒傷 ⅳ級(jí)鋼筋無(wú)燒傷 低溫對(duì)焊時(shí) ⅰ─ⅲ級(jí)鋼 筋 無(wú)燒傷 接頭處彎 折偏差≤4° 接頭處鋼筋 軸線偏移≤0.1d,且≤

針對(duì)高速列車整車運(yùn)行試驗(yàn)階段中發(fā)現(xiàn)的電阻點(diǎn)焊焊點(diǎn)失效問(wèn)題,采用了化學(xué)成分、宏觀金相、剝離試驗(yàn)及模擬計(jì)算與實(shí)際監(jiān)測(cè)相結(jié)合的分析方法,找出了焊點(diǎn)失效的根源.結(jié)合車輛實(shí)際運(yùn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和問(wèn)題分析結(jié)論,對(duì)失效問(wèn)題進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化,并通過(guò)實(shí)際運(yùn)行證明了分析結(jié)論可靠、結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案切實(shí)可行.

本研究對(duì)齒科鎳鉻合金片進(jìn)行電阻點(diǎn)焊試驗(yàn),通過(guò)焊點(diǎn)斷面金相觀察及拉剪實(shí)驗(yàn),優(yōu)選出最佳參數(shù)值,并通過(guò)觀察金屬光柵試片焊接前后光柵格的改變,確定變形情況。結(jié)果表明此焊接方法適用于口腔修復(fù)中冠-冠,冠一橋間的焊接。

文章敘述了不銹鋼的分類及奧氏體不銹鋼電阻焊時(shí)焊接參數(shù)的選擇與電阻點(diǎn)焊缺陷之間的關(guān)系,闡述了電阻點(diǎn)焊缺陷形成的原因和在實(shí)際生產(chǎn)中采用的修補(bǔ)方法并提出解決方案。

根據(jù)鍍鋅板的物理特性,分析了鍍鋅板焊接的難點(diǎn)。介紹了動(dòng)態(tài)電阻控制的原理和實(shí)現(xiàn)過(guò)程,使用恒功率電阻點(diǎn)焊控制技術(shù)來(lái)解決雙面鍍鋅板的電阻點(diǎn)焊工藝問(wèn)題,保證了焊接質(zhì)量,延長(zhǎng)了電極的使用壽命。

對(duì)利用自動(dòng)數(shù)據(jù)采集技術(shù)獲取的不銹鋼點(diǎn)焊過(guò)程中的動(dòng)態(tài)電阻信息進(jìn)行系統(tǒng)研究。結(jié)果表明,不銹鋼點(diǎn)焊過(guò)程中動(dòng)態(tài)電阻能夠靈敏且有規(guī)律地反映點(diǎn)焊工藝參數(shù)的變化,蘊(yùn)含著豐富的點(diǎn)焊質(zhì)量信息。焊接過(guò)程中動(dòng)態(tài)電阻變化與熔核生長(zhǎng)過(guò)程具有明顯的對(duì)應(yīng)關(guān)系,動(dòng)態(tài)電阻曲線的拐點(diǎn)時(shí)間及終點(diǎn)值等特征量分別與熔核出現(xiàn)時(shí)間和最終熔核尺寸有很強(qiáng)的相關(guān)性。點(diǎn)焊過(guò)程噴濺會(huì)導(dǎo)致動(dòng)態(tài)電阻驟降,其動(dòng)態(tài)電阻變化率曲線在相應(yīng)位置出現(xiàn)尖峰,為噴濺的自動(dòng)識(shí)別提供了依據(jù)。