一、铝合金点焊电极端面温度数值模拟（论文文献综述）
张月莹[1]（2021）在《钢/铝异种材料电阻点焊的研究》文中指出在环境问题日趋严重的今天,轨道客车、汽车等产业面对的困难也越来越多。如今,能实现节能减排的有效对策就是汽车轻量化和轨道客车的轻量化,而增加轻量化材料的使用量是能够达到汽车轻量化目的的直接有效的手段。那么钢/铝异种材料的焊接就是眼前即刻就要解决的难点问题。在物理、化学等方面,钢和铝存在较大差异,使得钢/铝异种材料的焊接性极差,焊接接头的力学性能很难达到实际使用标准。钢/铝焊接性问题是制约汽车轻量化技术取得进展的科学技术问题之一。电阻点焊是应用较为广泛的焊接技术。因此,研究钢/铝异种材料电阻点焊,有实际应用价值和理论意义。首先本文研究了SUS301L不锈钢（16Mn低合金钢）/6063-T6铝合金异种材料电阻点焊接头,由其微观组织特点及力学行为可知,不锈钢（16Mn钢）/铝合金电阻点焊接头主要由铝合金熔核、不锈钢（或16Mn钢）熔核和钢/铝界面层组成,本质为熔-钎焊接头。胞状晶、胞状树枝晶、树枝晶和少量等轴树枝晶是铝合金熔核的主要晶体结构;柱状的奥氏体晶粒是不锈钢熔核的主要组成;16Mn钢熔核主要由马氏体、珠光体和贝氏体组成。在点焊过程中,液态铝合金在固态不锈钢（或16Mn钢）表面润湿、铺展并发生Fe、Al原子的互扩散以及界面反应,在钢/铝界面形成Fe-Al金属间化合物（IMC）层。钢/铝界面层为双层结构:舌状Fe2Al5层（靠近不锈钢（或16Mn钢））;针状Fe Al3层（铝合金熔核侧）。在拉剪力作用下不锈钢（16Mn钢）/铝合金点焊接头有两种断裂模式（结合面断裂和纽扣断裂）。本试验条件下不锈钢/铝合金点焊接头的裂纹主要在界面IMC层萌生、扩展（结合面断裂模式）。而16Mn钢/铝合金接头,当铝熔核直径小于5.8 mm时,为结合面断裂模式;当铝熔核直径大于5.8 mm时,裂纹主要沿着铝熔核及其热影响区萌生、扩展（纽扣断裂模式）。铝合金熔核和脆硬的界面IMC层是恶化钢/铝接头力学性能的主要原因。研究焊接参数和电极形貌两方面焊接工艺因素对不锈钢/铝合金电阻点焊接头的影响规律。在采用F型电极时,接头铝熔核直径、压痕率以及IMC层厚度随着焊接电流（或焊接时间）的增加而增加;而接头拉剪力随之增加则先增大后减小。在焊接电流4 k A-7 k A（焊接时间100 ms-200 ms）区间,熔核直径的增加导致了接头拉剪力的增大;在焊接电流（焊接时间）继续增加时,接头拉剪力减小,导致这一现象的主要因为是较厚的IMC层和铝熔核中的缩孔。当焊接电流、焊接时间和电极压力分别取值为7 k A、200 ms和2 k N时,接头熔核直径、压痕率、IMC层厚度、接头拉剪力分别为为5.4 mm、30.1%、2.3μm、1.8 k N。研究结果表明,优化电极（与钢侧接触的电极是直径10 mm的圆形电极,与铝合金侧接触的电极为半径35 mm的球形电极）更利于改进钢/铝接头表面质量、组织和性能。并且在焊接电流、焊接时间和电极压力分别为13 k A、300 ms和3 k N的优化焊接参数条件下,获得了熔核直径7.2 mm、压痕率10.9%、IMC层厚度1.4μm及接头拉剪力3.6 k N的钢/铝接头。比F型电极的熔核直径和拉剪力分别提高了33.3%和100.0%,压痕率降低了63.8%。在F型电极条件下采用纳米粉末添加法研究金属（非金属）元素:Cu、Si、Zn、Ti对不锈钢/铝合金点焊接头的影响规律。Cu、Si、Zn和Ti均对接头组织及力学性能有显着的影响:Cu、Si在促进液态铝在固态钢表面润湿铺展性的同时抑制界面金属间化合物的生长,提高了接头拉剪力;Zn在抑制界面反应的同时改善金属间化合物层的性质(生成Fe2Al5Zn0.4),提高了接头的力学性能;Ti使晶粒细化,与Fe形成新物相（Fe2Ti）抑制了IMC的生成,提高接头的力学性能。分别添加1.51 mg Cu、5.78 mg Si、0.97 mg Zn或0.62 mg Ti粉末,钢/铝电阻点焊接头拉剪力分别为3.07 k N、3.55 k N、2.74 k N、2.68 k N,比未添加合金元素的接头拉剪力（1.80 k N）分别提高了70.56%、97.22%、52.22%、44.40%。因此,金属（非金属）粉末添加法是提高不锈钢/铝合金接头拉剪力的重要手段。通过ANSYS软件建立不锈钢/铝合金点焊过程的有限元模型（轴对称）,研究其热过程。结果表明,采用F型电极在焊接参数为焊接电流7 k A、电极压力2k N时,钢/铝点焊接头界面上的温度在200 ms时达到最大值（913℃）;此时,熔核直径达到最大值（5.5 mm）,与试验结果（5.4 mm）相吻合。在热循环曲线的基础上研究不锈钢/铝合金点焊过程中的钢/铝界面反应机制,通过界面金属间化合物生长的热力学分析可知钢/铝界面反应过程中Fe2Al5率先生成,随后再生成Fe Al3。最后,探讨了Cu、Si、Zn和Ti的作用方式及钢/铝界面层的冶金反应过程。Cu、Si、Zn和Ti作用下界面层的生长可归纳为四个阶段:熔化,溶解扩散,形成长大和凝固。
谢俊林[2]（2021）在《点焊工艺对不锈钢点焊压痕影响及降低压痕方法研究》文中指出近年来城市发展对城市轨道交通的需求极大促进了不锈钢轨道客车制造业的发展。不锈钢轨道客车车体是由数万个电阻点焊焊点组焊而成的焊接结构,在点焊成型加工过程中保证点焊接头的内在及外观质量对满足不锈钢车体结构强度及表面美观度要求具有重要意义。本文针对不锈钢轨道客车常用的SUS301L不锈钢薄板,分别从控制点焊工艺参数和改变电极结构角度研究了降低电阻点焊接头表面压痕的方法。针对传统的球面电极电阻点焊工艺设计点焊工艺对照试验,检测点焊接头表面压痕数据并利用MATLAB设计算法进行数据处理,生成平均压痕深度H曲线、压痕面积S曲线和压痕三维图像,直观反映出焊接电流、通电时间、电极压力分别对点焊接头表面压痕的影响。结合最大拉剪力曲线制定能使点焊接头保证足够力学性能并尽可能降低表面压痕的最佳点焊工艺参数。利用ABAQUS有限元软件建立球面电极电阻点焊压痕数值模型,利用该模型得到的模拟平均压痕深度H*、模拟压痕面积S*与平均压痕深度H、压痕面积S在一定误差范围内保持一致,实现了利用计算机对球面电极电阻点焊工艺表面压痕的验证和预测。设计一种新的环状熔核电阻点焊工艺,利用ABAQUS有限元软件对环状熔核电阻点焊工艺进行模拟仿真,通过对点焊过程中电流密度和温度场的变化情况分析揭示了环状熔核电阻点焊工艺的形核机理,验证了设计环状熔核电阻点焊工艺的猜想,即通过改变电流分布以保证在不缩小熔核直径的前提下减小热输入从而降低表面压痕。针对环状熔核电阻点焊工艺设计点焊工艺对照试验,结果表明相对于传统的球面电极电阻点焊工艺,该工艺能够大幅减小平均压痕深度但对压痕面积没有显着影响。进一步研究点焊电流和通电时间对表面压痕影响,结合熔核形貌和最大拉剪力曲线制定合理的环状熔核电阻点焊工艺参数以进一步降低压痕。分析环状熔核电阻点焊接头的熔核形貌,结果表明当热输入较大时,随热输入增大点焊接头将首先生成环状熔核,后经环状熔核同时向内和向外扩展,最终形成较扁的圆形熔核,当热输入不足时环状熔核包围的母材不能全部熔化,最终只能保持环状熔核。环状熔核电阻点焊工艺还能够在保持点焊接头力学性能的前提下显着降低熔透率。
宋王跃[3]（2021）在《环形电极下镀锌钢板及钢/铝点焊技术研究》文中指出在汽车制造业中电阻点焊扮演着重要的角色,其接头连接质量严重影响着汽车的安全性。现如今,车身轻量化的提出使得耐腐蚀性金属、轻质合金及高强钢在车身上越来越多的被采用,对电阻点焊工艺提出了更高的要求。普通电极焊接时在焊点的中心区域集聚能量,造成能量集中,易产生焊接喷溅及压痕过深等缺陷。为了更好的适用新型金属材料的点焊连接,本试验采用新型复合环形端面电极,简称环形电极。其在普通电极的基础上将陶瓷棒镶嵌在电极端面,从而利用陶瓷的不导电性,控制电流的流通路径,降低中心区域的能量密度。本课题研究环形电极下镀锌钢板、DP980同质金属及钢/铝异质金属的点焊连接,对轻量化车身上新型金属的连接不仅具有指导作用,还为优化电极和电阻点焊连接工艺的发展提供理论指导,具有重要的现实意义。首先采用环形电极对1.0mm厚的镀锌钢板开展电阻点焊试验,探究不同焊接参数（焊接电流、焊接时间和电极压力）下点焊接头的表面形貌、压痕深度、熔核直径和熔核横截面形貌,研究采用环形电极下焊接参数对不同金属材料点焊接头的熔核形态和力学性能的影响。研究结果表明:在镀锌钢板点焊试验中,环形电极控制能量分布的效果显着,并改变了熔核的生长方式。普通电极下熔核首先在焊点中心区域生成,并随着热输入的增加,熔核向四周生长。而环形电极下熔核首先在焊点处生成环形熔核,并随着热输入的增加环形熔核同时向内外两侧生长,可一定程度的增加熔核直径。利用环形电极能够控制能量分布的能力,对钢/铝异种金属点焊连接开展试验。研究结果表明:虽然在工件表面环形电极能够显现出控制能量分布的能力,但由于钢（镀锌钢板）和铝（Al5754）的热物理性能和化学冶金特性存在很大差别,使得环形电极在工件-工件接触面间熔核的生长过程中没能很好的控制能量分布,并且钢/铝点焊接头在进行力学性能试验时,接头产生拔出断裂均表现为铝侧熔核被拔出。采用组合式电极对DP980进行电阻点焊试验,由于采用普通电极与环形电极组合的形式,从熔核的分布形态可以看出,环形电极控制能量分布的能力被弱化,并且发生了熔核偏移现象,使的熔核偏向环形电极一侧。利用环形电极这一特性,在进行不等厚板材焊接时,薄板侧可采用环形电极,降低熔核偏移。另外,在进行力学性能试验时,接头产生拔出断裂多表现为普通电极一侧的熔核被拔出,也进一步表明环形电极能降低焊点中心区域的温度,并增大熔核尺寸的能力。除试验外,建立DP980点焊数值模拟有限元模型,通过试验与仿真的结合,进一步研究熔核的成形过程。
潘小强[4]（2020）在《低碳钢薄板点焊过程及接头组织性能研究》文中进行了进一步梳理电阻点焊易集成控制而效率高,是汽车企业常用的焊接工艺。低碳钢在车身制造中具有长期积累的成本优势。由于点焊形核过程处于封闭状态下,且发生毫秒之间,借助有限元分析能很好地研究点焊过程。本文通过将试验研究与有限元技术相结合,以低碳钢薄板为研究对象,对电阻点焊的形核过程,以及工艺因素对接头组织性能的影响展开探究,为低碳钢点焊工艺参数制定提供一定经验。在实验方面,对不同参数下低碳钢点焊接头的显微组织、力学性能、断口形貌等分析,结果表明:不同参数下低碳钢熔核区组织都以板条马氏体为主,热影响区组织以板条马氏体和铁素体为主;增大焊接电流、通电时间,熔核尺寸、抗剪切强度越大。焊接热输入过大时,容易产生飞溅,硬度值、抗剪切强度下降。运用响应面法,建立点焊接头抗剪切强度与工艺参数的二阶响应模型,结果表明焊接电流和焊接时间影响非常显着,电极压力不显着。当焊接电流为9.42 k A、焊接时间为164.07 ms、电极压力为2.32 k N,抗剪切强度取得极值为7.416 k N。有限元方面,建立了等厚低碳钢薄板与锥形电极接触模型,分析了预压阶段的应力分布,研究表明电极压力的改变对各接触面的应力分布曲线及峰值位置无明显影响。建立了低碳钢薄板点焊热电模型,分析点焊过程中的温度场、电场变化,研究表明:通电加热初期,电流密度峰值位置对焊接电流的改变不敏感。电流分布影响热通量密度,从而影响热量生成及温度场,温度梯度反过来影响电流分布。增加焊接电流和焊接时间,熔核区最高温度以及模拟所得熔核直径越大。
张敏[5]（2018）在《钢铝异种金属电阻点焊接头性能与界面行为的研究》文中研究说明资源紧缺和环境危机是当前全球制造业共同面对的两大严峻问题,汽车制造业作为作为世界上规模最大、最重要的产业之一,已经在往“轻量化制造”和“新能源”的方向发展。在汽车轻量化的进程中,钢铝一体化车身结构不失为一个首选方案,而电阻点焊由于其高效率、高自动化程度、适应性好、成本低等优点,仍作为汽车白车身制造中不可或缺的关键技术之一。然而,钢和铝的热物理性能相差较大,在焊接时极易产生脆硬的界面反应物（intermetallic compound,IMC）而发生失效,阻碍钢铝一体化车身结构的发展。由此,实现钢铝异种金属的电阻点焊连接、获得稳定可靠的点焊接头,对推进汽车轻量化的进程有着重大的意义。本文以1.2mm厚DP590高强镀锌钢板材和1.2mm厚6061-T6铝合金板材作为研究对象,采用自主设计的不同端面形状电极——环形电极（ring-spherical electrode,RSE）和球形电极（spherical electrode,SE）,采用铝板在上接正极、钢板在下接负极的叠放次序在不同的焊接条件下进行多组点焊实验,并提出用去量纲化的变异系数（coefficient of variation,C.V）作为判断钢铝异种金属电阻点焊接头稳定性的指标,结合电阻点焊专业模拟软件SORPAS的结果,综合分析不同焊接条件下异种金属点焊性能和界面行为的差异机理。在电极端面形状影响的研究中发现,自主设计的RSE型电极在单脉冲条件下获得的点焊接头相比SE型电极在熔核直径、接头强度及其变异系数、断裂模式等方面具有更为优良的性能,且在两种电流模式下的点焊接头裂纹风险因子（cracking risk factor,CRF）值均比SE型电极点焊接头的CRF值低,这意味着电极端面的环状设计对降低点焊接头开裂倾向性有积极作用。本文研究了不同电流模式对钢铝点焊的界面行为及接头强度的影响规律。采用单脉冲时RSE型电极点焊接头IMC厚度小于2μm且分布均匀;SE型电极点焊接头IMC厚度大于2μm、呈锯齿状分布,其接头强度和稳定性均较低。相比于单脉冲,多脉冲模式下增加了RSE型电极点焊接头拉剪强度变异系数,不利于接头强度稳定性;多脉冲下界面温度曲线呈“脉冲性”变化,对形成较厚的IMC层有促进作用,其点焊接头界面IMC厚度分布较为均匀,厚度比单脉冲模式下厚约1.95.7μm,不利于接头强度升高。在附加锻压力影响研究中发现,附加锻压力后钢铝点焊接头的最大拉剪载荷提高63.8%,在电流较小时,一定范围内合适的高锻压力可以提升接头的抗拉剪能力,而锻压力过大会造成焊点表面的压痕率增加,对焊点的合格不利;因此,合适的附加锻压力对点焊接头强度有积极影响。相同熔核直径范围内,钢表面不同状态下的点焊接头拉剪载荷高低排序为:有镀锌>无镀层>喷丸,这主要与界面反应物有关。喷丸处理对改善钢铝点焊接头性能没有积极作用,是因为喷丸处理使得钢铝界面产生了较厚的IMC;无镀锌层的钢铝点焊接头拉剪载荷和熔核直径均降低;有镀层状态下点焊接头强度较高,其点焊性能更优。针对1.2mm厚的DP590镀锌钢与6061-T6铝合金电阻点焊,采用自主设计的氧化铝-铜RSE型电极,在单脉冲（焊接时间300ms,焊接电流12.013.0kA,电极压力3500N）的情况下可获得较高的点焊接头拉剪载荷和较薄的界面IMC,且接头的裂纹风险因子较小;附加锻压力（0.260.28MPa）后可显着提高接头的拉剪强度。
石强[6]（2017）在《点焊镀锌高强钢点蚀对熔核形成的影响》文中进行了进一步梳理镀锌高强钢是一种具有强度高、抗腐蚀性好以及良好的冲压性能的先进高强钢材料,能够满足汽车轻量化与安全性需要,在车身制造中逐渐得到广泛应用。同普通低碳钢相比,镀锌高强钢点焊的点蚀磨损特征变化明显,对熔核形成产生较大影响。因此研究镀锌高强钢点焊时点蚀对熔核形成的影响具有重要的意义。为了解决点蚀对熔核产生的不利影响,本文以镀锌高强钢点焊过程为研究对象,从电极点蚀入手进行分析。首先,分析了点焊预压过程中点蚀对电极-钢板-电极间的接触电阻、接触热阻的影响规律。通过结构模型预压过程的数值分析,得到了点蚀对接触应力分布的影响规律。点蚀增大了工件间的接触电阻,减小了热导率,改变了接触应力分布情况,在点蚀边缘区域产生明显的应力集中,而且随着点蚀位置的变化,应力集中的位置也相应的发生变化。其次,建立点蚀对熔核形成影响的关系模型,分析点蚀对电极与工件以及工件与工件之间接触面积变化、电流密度分布、温度分布的影响,揭示镀锌高强钢点焊的点蚀对熔核形成影响的机理,为焊接参数优化、工艺优化提供理论基础。点蚀增大了工件间的实际接触面积,减小了电流密度,使生成的熔核直径减小。点蚀的产生改变了电流密度的分布,温度的分布,更加不利于熔核的形成。随着点蚀面积的增大,形成环状熔核几率增加。最后,采用与模拟一致的工艺参数对镀锌高强钢进行点焊实验,制作焊点金相试验样件,测量熔核直径。实验结果与模拟情况吻合良好,验证了点蚀对熔核形成的影响。通过分析点蚀时焊接参数改变对熔核产生的影响优化焊接参数,消除点蚀引起的不利影响,为焊接参数优化、工艺优化提供理论基础。
华昊[7]（2016）在《AA5182直流电阻点焊可焊性的影响因素及其机理研究》文中研究指明电阻点焊作为金属连接的常用办法,其生产效率高、污染小、机械自动化程度高,在汽车领域得到了广泛应用。近年来,降低汽车自重和其自身油耗成为广大汽车厂商的一个重要技术问题。采用铝和铝合金制造汽车零部件相比钢材料具有明显的减重节能效果。但由于铝及其合金本身的物理性能,造成铝及铝合金电阻点焊存在很多问题。例如铝合金化学性质活泼,在其表面容易形成复杂致密的氧化膜,影响焊接质量;铝合金优良的导电导热性造成铝点焊需采用硬规范焊接;另外,受线膨胀系数大的影响,焊接时易产生翘曲变形;由于点焊过程中在电极端面的出现剧烈铜铝合金化,使得铝合金点焊的电极寿命仅40-50点,上诉问题限制了铝点焊的大规模工业化应用。铝合金电阻点焊多采用中频直流点焊工艺,目前关于电流模式差异对于铝点焊接头质量的影响的研究见诸报道的甚少,对于铝点焊的工艺评价也没较为统一的指标可以借鉴。本文针对1mm+1mmAA5182铝合金中频直流电阻点焊,提出了不同点焊过程的工艺窗口、接头强度、电极寿命等指标,从电流模式、电极材料以及电极形状等因素对工艺窗口、强度试验和电极寿命的影响进行阐述,借助金相分析、SORPAS模拟和XRD等手段,对各点焊过程的特征及机理进行分析和研究,较全面地探索铝合金电阻点焊的工艺优选方法。在电流模式对铝点焊的影响研究中,本文采用单脉冲和多脉冲两种电流模式。研究显示,多脉冲点焊工艺窗口的电流上下限更高,具有更宽的工艺窗口。单脉冲点焊获得焊件的拉伸强度总体要更高。通过对两种接头微观裂纹的金相统计发现,单脉冲焊点的微观裂纹数与多脉冲焊点的比较接近,但是前者的裂纹长度更短。SORPAS模拟显示多脉冲点焊时接头在熔核中心处、熔合线与铝板界面交界处的裂纹风险因子CRF均高于单脉冲点焊的接头。多脉冲点焊电极寿命34点,单脉冲点焊电极寿命达64点。多脉冲焊接完成单个焊点所需的热输入值更大,电极处于高温状态的时间更长,电极铜铝合金化反应更为显着。在电极材料对铝点焊的影响研究中,分析了传统CrZrCu电极材料和氧化铝弥散增强铜（Al2O3/Cu）基复合材料的电阻点焊特征。研究显示,Al2O3/Cu电极点焊的工艺窗口的电流上下限略高,但与CrZrCu相差不大。Al2O3/Cu电极点焊获得焊件的拉伸强度在4-5mm熔核范围内要更高,在熔核直径5-6mm范围内拉伸强度快速下降,要弱于CrZrCu电极点焊焊件。在熔核直径5-6mm范围里,两种电极点焊的焊点微观裂纹数比较接近,但Al2O3/Cu电极焊点熔核的裂纹长度更长,导致接头强度下降。Al2O3/Cu电极点焊寿命达73点。在完成单个焊点时,后者热输入值更大,电极处于高温状态的时间更长,电极却有更好的寿命表现,这是由于Al2O3/Cu电极具有更好的导热性和高温强度。一定程度上延长了电极寿命,但是优势并不显着。在电极形状对铝点焊质量的影响研究中,以CrZrCu电极材料为基础,采用自主设计的球面电极,研究表明,球面CrZrCu电极点焊的工艺窗口的电流上下限和传统平端面CrZrCu电极点焊相近,但在焊接时间上有所收缩。球面CrZrCu电极点焊获得焊点的拉伸强度总体要更高。金相分析发现其焊点的微观裂纹数目较少、长度较短,从而提高了接头拉伸强度。SORPAS模拟显示球面CrZrCu电极点焊的接头在熔合线与铝板界面交界处的裂纹风险因子CRF要高于平端面CrZrCu电极点焊的接头,在熔核中心处的CRF则较高,但由于拉伸试验中熔核热影响区HAZ处的裂纹对拉伸性能影响更大,因而球面CrZrCu电极点焊接头拉伸强度更好。球面CrZrCu电极点焊达78个焊点时尚未进入电极烧损的第二阶段,有着良好的电极寿命。针对AA5182铝合金中频直流电阻点焊,采用单脉冲电流模式、自主设计的球面CrZrCu电极,可以在较小的能量输入条件下获得较高的焊点强度,裂纹风险因子较小,焊点的裂纹呈现短且小特征,电极寿命明显优于其他焊接方法。本方法实现了焊点强度、点焊能耗、电极寿命等指标的综合优化,为铝合金电阻点焊的实际生产应用提供了理论基础。
陈素玲,朱小兵,窦红强[8]（2014）在《铝合金点焊电极端面铜铝合金化机理研究》文中研究说明针对铝合金电阻点焊过程中出现的电极烧损及使用寿命短的问题,采用物理模拟的方法,从点焊电极端面铜铝合金化的宏观及微观形貌、成分等方面,进行了铝合金点焊电极端面铜铝合金化反应的行为、铜铝金属间化的形成过程以及铜铝合金化机理等研究。结果表明:电极端面与工件接触界面发生铜铝合金化反应是铝合金点焊电极烧损的主要原因;同时发现,温度和时间是影响铜铝合金化反应的两个重要因素,且铝合金高温点焊时,电极端面反应生成了共晶合金（Al+Cu Al2）,而Cu Al2相和铜基体扩散,将形成硬而脆的金属间化合物Cu9Al4和Cu Al4。
李晶晶[9]（2014）在《不等厚铝合金点焊数值模拟及热补偿法工艺分析》文中认为在一些工业领域中，电阻点焊是铝合金材料连接的一种比较普遍的焊接方法，其中会涉及到不等厚铝合金的点焊，而点焊得到的熔核存在易向厚板偏移、表面质量差和电极寿命低等缺陷。电阻点焊是一个高度非线性，存在着大量不确定因素、熔核形成的不可见性和焊接过程的瞬时性，对点焊质量的控制和过程的检测难度增加。因此，本文采用有限元模拟软件ANSYS对不等厚铝合金LY16的点焊形核过程进行模拟，以期达到改善不等厚铝合金在电阻点焊中产生的熔核偏移的效果。首先，建立了不等厚铝合金点焊预压模型，通过观察分析工件和电极以及工件与工件的等效应力分布云图，得出点焊过程中的接触区域范围，为热、电分析奠定了基础；同时还研究了不同电极压力下预压接触分布云图，通过分析预压过程中应力曲线变化图，可知电极压力为4KN为最优压力。其次，建立了二维点焊温度场热电的有限元模型，在分析过程中考虑了接触电阻、相变潜热、电极水冷和表面空气散热的影响，通过改变锥台形电极端面尺寸、焊接时间和焊接电流对不等厚铝合金点焊进行模拟，最后得出最优的工艺参数是焊接电流为33KA、电极压力为4KN、焊接时间为2cyc、锥台形电极端面尺寸为8mm+8.6mm。采用与模拟相同的点焊工艺参数进行实物焊接，通过测量试样的焊透率、熔核大小及接头拉剪力，发现模拟结果和试验结果极其相似，并得出了最优工艺参数下形成的接头拉剪力达到了4.125KN。最后，采用热补偿法改善不等厚铝合金点焊时产生的熔核偏移，通过添加0.1mm和0.2mm的工艺垫片，研究不同工艺参数对焊接接头力学性能的影响，并分析了接头宏观金相图和微观组织，得出了在添加0.1mm垫片时，焊接电流为20KA，焊接时间为8cyc，焊接压力为3.3KN的规范下进行点焊时，获得的接头性能最优，拉剪力为4.031KN。
张伟华[10]（2011）在《铝合金/高强钢异种金属电阻点焊研究》文中进行了进一步梳理随着高强钢、铝合金轻量化材料在汽车制造中应用量的增加,铝合金/高强钢异种金属连接科学技术便成为亟待解决的问题。由于铝合金与高强钢异种金属间物理性能存在显着的差异,且Fe在Al中的固溶度极低,导致铝合金/高强钢异种金属的焊接性极差,焊接接头中容易产生缩孔、裂纹等缺陷及硬脆的金属间化合物,大幅度降低了接头的力学性能,这已成为铝合金与高强钢在汽车制造中更广泛应用的主要技术瓶颈之一。本文开展6088-T66铝合金/H220YD高强钢异种金属电阻点焊研究,首先较系统地研究了铝合金/高强钢异种金属电阻点焊接头的组织与性能。研究结果表明,铝合金/高强钢点焊接头主要由铝合金熔核和热影响区组成,本质上属于熔钎焊接头。铝合金与高强钢之间存在着明显的界面,界面处形成了厚度不均匀的金属间化合物层,其主要相组成为靠近高强钢侧的Fe2Al5和靠近铝合金侧的Fe4Al13。铝/钢界面区的硬度分布是不均匀的,界面金属间化合物层的纳米硬度值显着高于两侧区域。点焊接头在拉剪试验中主要以结合面断裂方式破坏,铝合金熔核在铝/钢界面区与高强钢分离。裂纹首先在靠近高强钢侧铝/钢界面金属间化合物层（Fe2Al5）内部及金属间化合物层与高强钢界面处萌生,随后易沿着金属间化合物层扩展。研究了点焊过程中铝/钢界面反应机制,通过热力学与动力学分析揭示了界面金属间化合物层的生长过程。与Fe4Al13和FeAl相比,Fe2Al5具有相对更高的生长动力学系数,它在界面反应过程中的生长速度高于另外两相的生长速度。较为系统地研究了点焊参数（焊接电流、焊接时间和电极压力）对铝合金/高强钢电阻点焊接头组织及力学性能的影响规律。结果表明,点焊接头的拉剪力大小与焊接电流、焊接时间和电极压力相关,而点焊接头熔核直径及铝/钢界面硬脆的金属间化合物厚度是决定点焊接头拉剪力的直接因素。在一定熔核直径的条件下（2.4mm-5.7mm）,熔核直径是决定点焊接头拉剪力的主要因素,当界面金属间化合物层达到一定厚度时（5.6μm）,它对接头拉剪力的限制作用才可体现出来。研究不锈钢电极板辅助铝合金/高强钢异种金属电阻点焊接头的组织结构特点及点焊参数对电极板辅助点焊接头组织及性能的影响。电极板辅助铝合金/高强钢异种金属电阻点焊接头压痕较小,未出现与电极的粘连以及外部喷溅等缺陷,接头表面成形质量良好;电极板辅助点焊接头熔核尺寸提高约60%,拉剪力提高约30%;铝/钢界面金属间化合物层厚度也有一定程度的减小。对电极形貌进行优化,得到优化的电极形貌为:高强钢侧为直径φ10mm的圆形平端面电极,铝合金侧为球面半径为R35mm的球形端面电极。随后在在优化电极形貌的基础上对点焊参数进行优化,在优化的点焊参数下（电极压力3.5kN、焊接电流22kA、焊接时间300ms）得到的点焊接头熔核直径为10.1mm、拉剪力为5.4kN、压痕率为16.8%。与采用F型电极的点焊接头相比,熔核直径和拉剪力分别提高了77%和69%,压痕率降低了43%,铝/钢界面金属间化合物层的厚度也有较大幅度的减小。点焊接头拉剪试样的破坏方式为钮扣断裂,与采用F型电极的点焊接头的结合面断裂方式相比有明显的改善。通过加入中间层进行铝合金/高强钢电阻点焊的方式研究了合金元素（Cu和Si）对接头组织及性能的影响,结果表明,Cu和Si元素均对接头组织及性能具有显着的影响。当填加100μm厚铜中间层时,接头中心界面处产生了厚度为1.1μm的具有单层结构的金属间化合物,其Cu含量为5.36wt.%,相组成主要为（Fe,Cu）4Al13。Cu元素的加入对铝合金/高强钢界面反应有一定的抑制作用。拉剪试验结果表明,铝/钢界面附近的CuAl2成为限制点焊接头力学性能的主要因素。当填加300μm厚的4047 AlSi12中间层时,铝/钢界面金属间化合物层具有锯齿状形貌,其厚度为0.9μm,Si含量为4.26wt.%。接头拉剪力最高（6.2kN）,比未加中间层时的拉剪力提高约15%。,拉剪试样为纽扣断裂形式。通过ANSYS有限元模拟软件建立轴对称有限元模型,对采用铝合金/高强钢异种金属点焊过程进行模拟。预压接触行为弹塑性力学分析的结果表明,采用F型电极条件下各接触面（结合面）上的接触压力分布是不均匀的,采用优化电极条件下各接触面（结合面）上的接触压力分布状态较F型电极时有一定程度的改善。对两种电极条件下点焊热过程进行热、电、力多物理场耦合分析,结果表明,F型电极条件下工件与电极的电流密度分布是不均匀的,在点焊参数为电极压力2.5kN、焊接电流9kA、焊接时间250ms时,电流密度在电极端面边缘处出现峰值（3.7×103A/mm2）,接头中心界面处温度最高达973℃;优化电极条件下工件与电极的电流密度分布较F型电极时有明显的改善,当点焊参数为电极压力3.5kN、焊接电流22kA、焊接时间300ms时,电流密度在电极端面边缘处出现峰值（2.71×103A/mm2）,接头中心界面处温度的最高值为925℃。两种电极条件下数值模拟得到的熔核直径（5.9mm、9.7mm）均与试验结果相吻合。
二、铝合金点焊电极端面温度数值模拟（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、铝合金点焊电极端面温度数值模拟（论文提纲范文）
（1）钢/铝异种材料电阻点焊的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.2 钢/铝焊接性的研究 |
| 1.3 钢/铝焊接的研究现状 |
| 1.3.1 钢/铝异种材料固相焊 |
| 1.3.2 钢/铝异种材料钎焊 |
| 1.3.3 钢/铝异种材料熔-钎焊 |
| 1.4 钢/铝界面反应的研究现状 |
| 1.4.1 钢/铝界面反应产物 |
| 1.4.2 钢/铝界面层生长行为 |
| 1.4.3 金属(非金属)元素对钢/铝界面反应的影响 |
| 1.5 主要研究内容 |
| 第2章 试验材料、方法及设备 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 试验设备 |
| 2.3 试验方法 |
| 2.4 试验测试分析方法 |
| 2.4.1 分析接头微观组织 |
| 2.4.2 点焊接头力学性能测试 |
| 第3章 钢/铝电阻点焊接头微观组织特点及力学行为 |
| 3.1 不锈钢/铝合金接头的组织特点及力学行为 |
| 3.1.1 不锈钢/铝合金接头的宏观形貌特点 |
| 3.1.2 不锈钢/铝合金接头的微观组织结构特点 |
| 3.1.3 不锈钢/铝合金接头的力学行为 |
| 3.2 16Mn钢/铝合金电阻点焊接头的组织特点及力学行为 |
| 3.2.1 16Mn钢/铝合金电阻点焊接头的宏观形貌特点 |
| 3.2.2 16Mn钢/铝合金电阻点焊接头的微观组织特点 |
| 3.2.3 16Mn钢/铝合金电阻点焊接头的力学行为 |
| 3.3 钢/铝电阻点焊接头的主要缺陷 |
| 3.3.1 未焊合 |
| 3.3.2 熔核区缩孔和气孔缺陷 |
| 3.3.3 裂纹 |
| 3.3.4 过度压痕 |
| 3.3.5 烧穿孔 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 工艺因素对不锈钢/铝合金点焊接头的影响 |
| 4.1 采用F型电极时焊接参数对不锈钢/铝合金接头的影响 |
| 4.1.1 焊接电流的影响 |
| 4.1.2 焊接时间的影响 |
| 4.1.3 电极压力的影响 |
| 4.2 采用优化电极时焊接参数对不锈钢/铝合金接头的影响 |
| 4.2.1 焊接电流的影响 |
| 4.2.2 焊接时间的影响 |
| 4.2.3 电极压力的影响 |
| 4.2.4 优化参数条件下钢/铝接头的微观组织及力学行为 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 冶金因素对不锈钢/铝合金点焊接头的影响 |
| 5.1 Cu元素的影响 |
| 5.1.1 添加Cu不锈钢/铝合金接头的组织结构特点 |
| 5.1.2 Cu添加量对接头组织及性能的影响 |
| 5.2 Si元素的影响 |
| 5.2.1 添加Si不锈钢/铝合金接头的组织结构特点 |
| 5.2.2 Si添加量对接头组织及性能的影响 |
| 5.3 Zn元素的影响 |
| 5.3.1 添加Zn不锈钢/铝合金接头组织特点 |
| 5.3.2 Zn添加量对接头组织及性能的影响 |
| 5.4 Ti元素的影响 |
| 5.4.1 添加Ti不锈钢/铝合金接头组织特点 |
| 5.4.2 Ti添加量对接头组织及性能的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 钢/铝点焊有限元分析及接头界面生长机制 |
| 6.1 钢/铝点焊热过程有限元分析 |
| 6.1.1 点焊热过程的基本控制方程 |
| 6.1.2 点焊热过程有限元模型的建立 |
| 6.1.3 点焊热过程热-电-力耦合分析流程 |
| 6.1.4 点焊热过程的分析结果与讨论 |
| 6.2 不锈钢/铝合金界面层的生长机制 |
| 6.2.1 不锈钢/铝合金界面层生长热力学分析 |
| 6.2.2 界面金属间化合物层生长过程 |
| 6.3 金属(非金属)元素作用下界面层的生长模型 |
| 6.3.1 金属(非金属)元素控制界面层生长的作用方式 |
| 6.3.2 Cu元素作用下过渡层的生长模型 |
| 6.3.3 Si元素作用下过渡层的生长模型 |
| 6.3.4 Zn元素作用下过渡层的生长模型 |
| 6.3.5 Ti元素作用下过渡层的生长模型 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简介及科研成果 |
| 致谢 |
（2）点焊工艺对不锈钢点焊压痕影响及降低压痕方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 电阻点焊工艺技术发展概况 |
| 1.3 电阻点焊数值模拟技术发展及现状 |
| 1.4 电阻点焊表面压痕问题研究现状 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第2章 试验条件及方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 电极结构设计 |
| 2.3 试验装置 |
| 2.4 试验方法 |
| 2.4.1 不锈钢电阻点焊工艺条件 |
| 2.4.2 不锈钢点焊接头拉剪力性能试验 |
| 2.4.3 点焊压痕检测和数据处理方法 |
| 2.4.4 金相试样制备 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 工艺参数对球面电极电阻点焊接头压痕和性能影响 |
| 3.1 点焊电流对接头压痕及性能影响 |
| 3.2 通电时间对接头压痕及性能影响 |
| 3.3 电极压力对接头压痕及性能影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 球面电极电阻点焊压痕数值分析 |
| 4.1 有限元数值分析方法概述 |
| 4.2 球面电极电阻点焊压痕数值模型建立 |
| 4.2.1 建模假设条件 |
| 4.2.2 建立几何模型 |
| 4.2.3 材料属性和接触属性设置 |
| 4.2.4 分析步创建 |
| 4.2.5 边界条件和载荷设定 |
| 4.2.6 网格划分 |
| 4.3 球面电极电阻点焊压痕模拟结果 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 环状熔核电阻点焊工艺对熔核形态及压痕影响研究 |
| 5.1 环状熔核电阻点焊工艺设计及特点 |
| 5.1.1 电流密度分布 |
| 5.1.2 温度场分布 |
| 5.2 环状熔核电阻点焊接头形貌分析 |
| 5.2.1 点焊接头宏观形貌 |
| 5.2.2 点焊接头熔核形貌及熔透率 |
| 5.2.3 环状熔核电阻点焊接头组织分析 |
| 5.3 点焊工艺参数对环状熔核点焊接头压痕和性能的影响 |
| 5.3.1 点焊电流对接头压痕及性能影响 |
| 5.3.2 通电时间对接头压痕及性能影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论和展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及攻读硕士学位期间的科研成果 |
| 致谢 |
（3）环形电极下镀锌钢板及钢/铝点焊技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 钢/铝异质金属点焊研究现状 |
| 1.3 镀锌钢板及高强钢同质金属点焊研究现状 |
| 1.4 电阻点焊 |
| 1.5 研究内容和意义 |
| 2 试验材料、设备与研究方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 试验设备 |
| 2.2.1 电阻点焊机 |
| 2.2.2 焊接夹具 |
| 2.3 研究方法 |
| 2.3.1 焊前准备 |
| 2.3.2 焊点微观分析 |
| 2.3.3 接头力学性能试验 |
| 2.4 基于Abaqus电阻点焊数值模拟 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 环形电极性能研究及焊点缺陷分析 |
| 3.1 环形电极对同质金属点焊连接性分析 |
| 3.1.1 焊接电流对镀锌钢板点焊接头的影响 |
| 3.1.2 焊接时间对镀锌钢板点焊接头的影响 |
| 3.1.3 电极压力对镀锌钢板点焊接头的影响 |
| 3.2 环形电极对异质金属点焊连接性分析 |
| 3.2.1 钢/铝点焊接头宏观形貌分析 |
| 3.2.2 钢/铝点焊接头微观形貌及组织特点 |
| 3.2.3 焊接参数对钢/铝点焊接头力学性能的影响 |
| 3.3 点焊接头的断裂行为 |
| 3.3.1 界面断裂 |
| 3.3.2 拔出断裂 |
| 3.4 点焊接头的缺陷分析 |
| 3.4.1 虚焊 |
| 3.4.2 焊接喷溅 |
| 3.4.3 缩孔 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 组合式电极DP980 点焊接头特性研究 |
| 4.1 焊接电流对DP980 点焊接头的影响 |
| 4.1.1 焊接电流对DP980 点焊接头形貌的影响 |
| 4.1.2 焊接电流对DP980 点焊接头拉剪载荷的影响 |
| 4.2 焊接时间对DP980 点焊接头的影响 |
| 4.2.1 焊接时间对DP980 点焊接头形貌的影响 |
| 4.2.2 焊接时间对DP980 点焊接头拉剪载荷的影响 |
| 4.3 电极压力对DP980 点焊接头的影响 |
| 4.3.1 电极压力对DP980 点焊接头形貌的影响 |
| 4.3.2 电极压力对DP980 点焊接头拉剪载荷的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 电阻点焊数值模拟 |
| 5.1 有限元模型的建立 |
| 5.1.1 问题的简化与描述 |
| 5.1.2 建立钢/铝及DP980 电阻点焊有限元模型 |
| 5.1.3 网格划分 |
| 5.1.4 边界条件及加载条件 |
| 5.2 钢/铝点焊数值模拟结果 |
| 5.2.1 钢/铝点焊数值模拟温度场分析 |
| 5.2.2 钢/铝点焊数值模拟电势场分析 |
| 5.3 DP980 点焊数值模拟结果 |
| 5.3.1 DP980 点焊数值模拟温度场分析 |
| 5.3.2 DP980 点焊数值模拟电势场分析 |
| 5.4 模型验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（4）低碳钢薄板点焊过程及接头组织性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 电阻点焊理论基础 |
| 1.2.1 电阻点焊原理 |
| 1.2.2 电阻点焊的优缺点 |
| 1.2.3 电阻点焊的影响因素 |
| 1.2.4 电阻点焊质量检测 |
| 1.2.5 电阻点焊常见几种缺陷 |
| 1.3 低碳钢点焊的研究现状 |
| 1.4 点焊数值模拟的发展现状 |
| 1.5 主要研究意义及内容 |
| 1.5.1 主要研究意义 |
| 1.5.2 主要研究内容及步骤 |
| 第二章 实验材料及方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 点焊实验方法 |
| 2.2.1 焊前材料处理 |
| 2.2.2 点焊实验 |
| 2.3 分析试验 |
| 2.3.1 金相组织分析 |
| 2.3.2 硬度测试 |
| 2.3.3 力学拉剪实验 |
| 2.3.4 断口形貌分析 |
| 2.3.5 响应面法分析 |
| 第三章 工艺参数对低碳钢点焊接头组织及力学性能的影响 |
| 3.1 焊接电流对接头组织及力学性能的影响 |
| 3.2 焊接时间对接头组织及力学性能的影响 |
| 3.3 电极压力对接头组织及力学性能的影响 |
| 3.4 点焊接头剪切断裂模式 |
| 3.5 工艺参数与点焊接头力学性能的响应面分析 |
| 3.5.1 响应面法的简介及特点 |
| 3.5.2 点焊工艺参数的试验设计 |
| 3.5.3 响应模型分析及检验 |
| 3.5.4 模型响应面和等高线图分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 低碳钢点焊的有限元分析 |
| 4.1 低碳钢点焊预压模拟 |
| 4.1.1 预压接触弹塑性理论 |
| 4.1.2 预压模型假设条件 |
| 4.1.3 网格划分及边界条件 |
| 4.1.4 压力及材料力学性能参数 |
| 4.2 预压接触结果分析 |
| 4.2.1 同一电极压力下的结果分析 |
| 4.2.2 不同电极压力下的结果分析 |
| 4.3 低碳钢点焊热电模拟 |
| 4.3.1 热电分析基本控制方程 |
| 4.3.2 模型假设条件 |
| 4.3.3 接触电阻 |
| 4.3.4 热电边界条件 |
| 4.3.5 相变潜热的处理 |
| 4.3.6 材料热电性能数据 |
| 4.4 点焊热电结果分析 |
| 4.4.1 点焊过程温度场分析 |
| 4.4.2 点焊过程电场分析 |
| 4.4.3 点焊工艺参数对温度场和电场影响 |
| 4.5 有限元与试验对比及验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表论文情况 |
（5）钢铝异种金属电阻点焊接头性能与界面行为的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 .绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 钢铝异种金属连接研究现状 |
| 1.2.1 钢铝异种金属点焊的焊接性 |
| 1.2.2 钢铝异种金属热熔合连接的研究 |
| 1.2.3 钢铝异种金属电阻点焊的研究 |
| 1.3 钢铝异种金属连接界面反应研究现状 |
| 1.3.1 钢铝界面反应产物的研究 |
| 1.3.2 钢铝界面反应机理的研究 |
| 1.4 研究内容和意义 |
| 第二章 .实验材料、设备和研究方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验设备、仪器 |
| 2.2.1 焊接及监控设备 |
| 2.2.2 力学性能测试仪器 |
| 2.2.3 点焊接头金相观察仪器 |
| 2.3 点焊工艺方法 |
| 2.3.1 焊接参数 |
| 2.3.2 电极端面形状 |
| 2.3.3 SORPAS模拟软件 |
| 第三章 .电极端面形状对异种金属点焊的影响与机理 |
| 3.1 电极端面形状对钢铝电阻点焊力学性能的影响 |
| 3.1.1 不同电极形状下的电阻点焊接头强度的特点 |
| 3.1.2 不同电极形状下的电阻点焊接头断裂特性 |
| 3.2 电极端面形状对钢铝电阻点焊接头组织的影响 |
| 3.2.1 不同电极形状下的焊接接头的金相分析 |
| 3.2.2 不同电极形状下的电阻点焊接头热值分析 |
| 3.3 电极端面形状对钢铝电阻点焊接头界面的影响 |
| 3.3.1 不同电极形状下的点焊接头界面表征 |
| 3.3.2 不同电极形状点焊的温度场分布模拟 |
| 3.3.3 钢铝异种金属电阻点焊熔核中心温度变化 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 .电流模式对钢铝异种金属点焊的影响与机理 |
| 4.1 电流模式对钢铝电阻点焊力学性能的影响 |
| 4.1.1 不同电流模式下的电阻点焊工艺范围特点 |
| 4.1.2 不同电流模式下的电阻点焊接头强度的特点 |
| 4.2 电流模式对钢铝电阻点焊接头的组织分析 |
| 4.2.1 不同电流模式下的焊接接头的金相分析 |
| 4.2.2 不同电流模式电阻点焊接头热值分析 |
| 4.3 电流模式对钢铝电阻点焊接头界面的影响 |
| 4.3.1 不同电流模式下的点焊接头界面表征 |
| 4.3.2 不同电流模式点焊的温度场分布模拟 |
| 4.3.3 不同电流模式下的熔核中心温度变化 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 .附加锻压力与表面状态对点焊的影响与机理 |
| 5.1 附加锻压力对钢铝电阻点焊性能的影响 |
| 5.1.1 附加锻压力对焊接接头的力学性能的影响分析 |
| 5.1.2 附加锻压力对焊接接头金相和硬度分析 |
| 5.1.3 附加锻压力对焊接接头的界面表征分析 |
| 5.1.4 附加锻压力对点焊过程热、力影响的分析 |
| 5.2 表面状态对钢铝电阻点焊性能的影响 |
| 5.2.1 不同表面状态下焊接接头的力学性能分析 |
| 5.2.2 不同表面状态下焊接接头的界面表征分析 |
| 5.2.3 不同表面状态下异种金属点焊过程热影响的分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 .结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间的学术成果 |
（6）点焊镀锌高强钢点蚀对熔核形成的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景、意义及课题来源 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.1.3 课题来源 |
| 1.2 点蚀对熔核形成影响及工艺优化的研究现状 |
| 1.2.1 点蚀对熔核形成影响的研究现状 |
| 1.2.2 点蚀时点焊工艺优化方法的研究现状 |
| 1.2.3 研究现状总结 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第二章 点蚀对镀锌高强钢点焊预压阶段接触行为分析 |
| 2.1 点蚀对接触电阻影响建模分析 |
| 2.1.1 接触电阻的构成 |
| 2.1.2 接触电阻的计算 |
| 2.2 点蚀对接触热阻影响的建模分析 |
| 2.3 点蚀对电极压力影响分析 |
| 2.3.1 模型的假设条件 |
| 2.3.2 几何模型 |
| 2.3.3 网格划分 |
| 2.3.4 边界条件 |
| 2.3.5 材料力学性能 |
| 2.3.6 模拟结果分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 点蚀对镀锌高强钢点焊熔核形成影响分析 |
| 3.1 模型的基本假设 |
| 3.2 点焊过程的基本方程 |
| 3.2.1 热传导方程 |
| 3.2.2 热弹塑性应力应变关系 |
| 3.2.3 电势方程 |
| 3.3 几何模型、网格划分和边界条件 |
| 3.4 材料性能参数 |
| 3.4.1 接触电阻 |
| 3.4.2 动态电阻方程 |
| 3.4.3 材料属性参数 |
| 3.5 热电力耦合模拟分析 |
| 3.6 结果分析 |
| 3.6.1 点蚀对接触面积的影响 |
| 3.6.2 点蚀对焊接电流的影响 |
| 3.6.3 点蚀对焊接温度的影响 |
| 3.6.4 点蚀对熔核形成的影响 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 镀锌高强钢点焊的焊接工艺参数优化及实验分析 |
| 4.1 焊接工艺参数优化分析 |
| 4.1.1 焊接电流大小对温度分布的影响 |
| 4.1.2 焊接时间对温度分布的影响 |
| 4.1.3 电极压力对温度分布的影响 |
| 4.1.4 点蚀时可焊性窗口分析 |
| 4.2 实验的内容与方法 |
| 4.2.1 实验设备 |
| 4.2.2 实验材料 |
| 4.3 实验结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
| 致谢 |
（7）AA5182直流电阻点焊可焊性的影响因素及其机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 铝合金电阻点焊的研究现状 |
| 1.2.1 汽车工业中铝合金其他的连接方法简介 |
| 1.2.2 铝合金电阻点焊的难点 |
| 1.2.3 铝合金直流电阻点焊工艺研究现状 |
| 1.3 铝合金电阻点焊电极寿命失效机理 |
| 1.3.1 铝合金电阻电焊的电极寿命 |
| 1.3.2 铝合金电阻电焊的电极失效机理 |
| 1.4 铝合金电阻点焊电极延寿技术的研究与进展 |
| 1.4.1 氧化铝弥散增强铜(Al_2O_3/Cu)基复合材料电极 |
| 1.4.2 新型几何设计电极 |
| 1.4.3 电极深冷处理技术 |
| 1.4.4 电极涂层技术 |
| 1.5 研究的主要内容和意义 |
| 第二章 实验材料、设备及研究方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 实验仪器设备 |
| 2.1.2 试样规格与状态 |
| 2.1.3 SORPAS电阻焊仿真模拟有限元分析软件 |
| 2.2 研究方法 |
| 2.2.1 AA5182 直流点焊工艺评价指标及确定方法 |
| 2.2.2 试验结果的分析及机理研究方法 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 电流模式对AA5182 点焊可焊性的影响与机理 |
| 3.1 电流模式对点焊工艺特征的影响 |
| 3.1.1 不同电流模式下的点焊工艺范围特点 |
| 3.1.2 不同电流模式下的电阻点焊接头拉伸强度特点 |
| 3.1.3 不同电流模式下的电极寿命特点 |
| 3.2 不同电流模式下的点焊接头分析与模拟 |
| 3.2.1 不同电流模式下点焊接头金相特点 |
| 3.2.2 基于SORPAS的不同电流模式下裂纹风险因子模拟分析 |
| 3.3 不同电流模式下点焊电极寿命分析 |
| 3.3.1 AA5182 点焊接头热值分析 |
| 3.3.2 不同电流模式下的电极端面失效特征 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 电极材料对AA5182 点焊可焊性的影响与机理 |
| 4.1 Al_2O_3/Cu电极点焊工艺特点 |
| 4.1.1 Al_2O_3/Cu电极的AA5182 电阻点焊工艺范围特征 |
| 4.1.2 Al_2O_3/Cu电极的点焊接头拉伸强度特征 |
| 4.1.3 Al_2O_3/Cu电极的寿命特征 |
| 4.2 Al_2O_3/Cu电极寿命及失效机理 |
| 4.2.1 Al_2O_3/Cu电极的点焊接头金相分析 |
| 4.2.2 Al_2O_3/Cu电极的点焊接头热值分析 |
| 4.2.3 CrZrCu电极端面失效特征分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 电极形状对AA5182 点焊可焊性的影响及其机理 |
| 5.1 AA5182 球面CrZrCu电极点焊工艺特点 |
| 5.1.1 球面电极的点焊工艺范围 |
| 5.1.2 球面电极的点焊接头拉伸强度特征 |
| 5.1.3 球面电极的电极寿命特征 |
| 5.2 球面电极点焊接头模拟及电极失效机理分析 |
| 5.2.1 球面电极的点焊接头金相分析 |
| 5.2.2 基于SORPAS的球面点点焊裂纹风险因子模拟分析 |
| 5.2.3 球面电极点焊接头热值分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 结束语 |
| 6.1 主要工作与创新点 |
| 参考文献 |
| 第七章 致谢 |
| 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文 |
（8）铝合金点焊电极端面铜铝合金化机理研究（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 试验条件及方法 |
| 2 试验结果与分析 |
| 2.1 铜铝试样反应端面的形貌特征 |
| 2.2 铜铝试样反应界面的显微组织 |
| 2.2.1 界面显微组织分析 |
| 2.2.2 X射线衍射物相分析 |
| 3 铜铝合金化反应机理分析 |
| 3.1 铜铝金属间化合物相的形成 |
| 3.2 铜铝合金化反应的机理 |
| 4 结论 |
（9）不等厚铝合金点焊数值模拟及热补偿法工艺分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 点焊数值模拟的研究进展 |
| 1.2.1 点焊数值模拟的研究概况 |
| 1.2.2 点焊模拟中接触电阻的研究概况 |
| 1.2.3 ANSYS 软件的发展与趋势 |
| 1.3 热补偿法的研究概况 |
| 1.4 课题的主要研究内容 |
| 第2章 不等厚铝合金点焊预压模拟分析 |
| 2.1 点焊简介 |
| 2.1.1 点焊基本原理 |
| 2.1.2 点焊影响因素 |
| 2.2 弹塑性理论分析[28] |
| 2.3 不等厚铝合金预压模型的建立 |
| 2.3.1 模型条件的假设 |
| 2.3.2 有限元模型和网格划分 |
| 2.3.3 接触单元的处理 |
| 2.3.4 边界条件以及材料力学性能 |
| 2.4 不等厚铝合金预压模拟结果分析 |
| 2.4.1 预压模拟结果分析 |
| 2.4.2 不同电极压力下的模拟结果与分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 不等厚铝合金点焊数值模拟 |
| 3.1 铝合金点焊模型的基本控制方程 |
| 3.1.1 热传导方程 |
| 3.1.2 电传导方程 |
| 3.2 铝合金 LY16 点焊模型建立 |
| 3.2.1 模拟中相关问题的简化 |
| 3.2.2 网格划分及边界条件 |
| 3.2.3 材料的性能数据 |
| 3.3 点焊模拟中相关技术问题 |
| 3.3.1 铝合金的相变潜热 |
| 3.3.2 接触电阻 |
| 3.4 不等厚铝合金点焊模拟结果 |
| 3.4.1 不同点焊参数条件下的模拟结果与分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 试验验证 |
| 4.1 试验材料 |
| 4.2 电极 |
| 4.3 试验设备 |
| 4.4 试验过程 |
| 4.4.1 试验焊前表面处理 |
| 4.4.2 试验的点焊参数 |
| 4.4.3 试样的金相制取 |
| 4.4.4 焊接接头的拉伸试验 |
| 4.5 试验结果及分析 |
| 4.5.1 验证模拟结果 |
| 4.5.2 正交试验结果 |
| 4.5.3 缺陷分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 热补偿法的工艺分析 |
| 5.1 热补偿法简介 |
| 5.2 试验方法 |
| 5.2.1 试验材料及设备 |
| 5.2.2 试验设计 |
| 5.2.3 电极条件 |
| 5.3 试验结果与分析 |
| 5.3.1 不同工艺参数对接头拉剪力的影响 |
| 5.3.2 接头熔核形貌 |
| 5.3.3 焊接接头组织分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（10）铝合金/高强钢异种金属电阻点焊研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究目的与意义 |
| 1.2 铝/钢异种金属的焊接性 |
| 1.3 铝/钢异种金属焊接（连接）的研究现状 |
| 1.3.1 自冲铆 |
| 1.3.2 爆炸焊 |
| 1.3.3 超声波焊 |
| 1.3.4 磁脉冲焊 |
| 1.3.5 摩擦焊 |
| 1.3.6 搅拌摩擦焊 |
| 1.3.7 激光焊 |
| 1.3.7.1 激光深熔焊 |
| 1.3.7.2 激光熔-钎焊 |
| 1.3.7.3 激光滚压焊 |
| 1.3.8 电弧熔-钎焊 |
| 1.3.8.1 TIG熔-钎焊 |
| 1.3.8.2 MIG熔-钎焊 |
| 1.3.9 电阻点焊 |
| 1.3.10 扩散焊 |
| 1.3.11 钎焊 |
| 1.4 铝/钢异种金属界面反应的研究现状 |
| 1.4.1 铝/钢异种金属界面反应产物 |
| 1.4.2 铝/钢异种金属界面反应机理 |
| 1.4.3 合金元素对铝/钢异种金属界面反应的影响 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第2章 试验材料、方法及设备 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 试验方法及设备 |
| 2.2.1 铝合金/高强钢异种金属的点焊 |
| 2.2.2 点焊接头微观分析 |
| 2.2.3 点焊接头力学性能测试 |
| 2.2.4 点焊过程数值模拟 |
| 第3章 铝合金/高强钢异种金属电阻点焊接头的组织与性能 |
| 3.1 铝合金/高强钢点焊接头宏观结构特点 |
| 3.2 铝合金/高强钢点焊接头微观组织特点 |
| 3.3 铝合金/高强钢点焊接头主要缺陷形式 |
| 3.3.1 界面未焊合 |
| 3.3.2 熔核区缩孔 |
| 3.3.3 界面区裂纹 |
| 3.4 铝合金/高强钢点焊接头的力学行为 |
| 3.4.1 接头硬度分布 |
| 3.4.2 接头拉剪力及断裂行为 |
| 3.5 铝合金/高强钢点焊界面金属间化合物层生长热力学及动力学分析 |
| 3.5.1 界面金属间化合物层生长热力学分析 |
| 3.5.2 界面金属间化合物层生长动力学分析 |
| 3.5.2.1 界面金属间化合物层生长过程 |
| 3.5.2.2 界面金属间化合物层生长动力学方程 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 点焊参数、电极板对铝合金/高强钢异种金属电阻点焊接头组织及性能的影响 |
| 4.1 点焊参数对铝合金/高强钢点焊接头组织及力学性能的影响 |
| 4.1.1 焊接电流的影响 |
| 4.1.2 焊接时间的影响 |
| 4.1.3 电极压力的影响 |
| 4.1.4 熔核直径、界面金属间化合物层厚度与拉剪力之间的关系 |
| 4.2 点焊电极的烧损 |
| 4.3 电极板对铝合金/高强钢点焊接头组织及性能的影响 |
| 4.3.1 电极板辅助铝合金/高强钢电阻点焊接头的宏观组织结构特点 |
| 4.3.2 电极板辅助铝合金/高强钢电阻点焊接头的微观组织结构特点 |
| 4.3.3 点焊参数对电极板辅助铝合金/高强钢点焊接头的组织及性能的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 电极形貌、合金元素对铝合金/高强钢异种金属电阻点焊接头组织及性能的影响 |
| 5.1 高强钢侧电极形貌的影响 |
| 5.2 铝合金侧电极形貌的影响 |
| 5.3 优化电极形貌条件下点焊参数对铝合金/高强钢点焊接头组织及性能的影响 |
| 5.3.1 焊接电流的影响 |
| 5.3.2 焊接时间的影响 |
| 5.3.3 电极压力的影响 |
| 5.3.4 优化点焊参数条件下点焊接头的组织结构特点及断裂行为 |
| 5.3.4.1 接头组织结构特点 |
| 5.3.4.2 接头的断裂行为 |
| 5.4 合金元素对铝合金/高强钢异种金属电阻点焊接头组织及性能的影响 |
| 5.4.1 Cu元素的影响 |
| 5.4.2 Si元素的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 铝合金/高强钢异种金属电阻点焊的有限元分析 |
| 6.1 电阻点焊预压过程有限元分析 |
| 6.1.1 预压阶段弹塑性力学的基本原理 |
| 6.1.2 接触分析 |
| 6.1.3 预压阶段接触分析有限元模型的建立 |
| 6.1.4 采用F型电极条件下点焊预压接触分析结果与讨论 |
| 6.1.5 采用优化电极条件下点焊预压接触分析结果与讨论 |
| 6.2 电阻点焊热过程有限元分析 |
| 6.2.1 电阻点焊热过程的基本控制方程 |
| 6.2.2 电阻点焊热过程有限元模型的建立 |
| 6.2.3 电阻点焊热过程热、电、力耦合分析流程 |
| 6.2.4 F型电极条件下电阻点焊热过程分析结果与讨论 |
| 6.2.5 优化电极条件下电阻点焊热过程分析结果与讨论 |
| 6.3 本章小结 |
| 第7章 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
四、铝合金点焊电极端面温度数值模拟（论文参考文献）
- [1]钢/铝异种材料电阻点焊的研究[D]. 张月莹. 吉林大学, 2021(01)
- [2]点焊工艺对不锈钢点焊压痕影响及降低压痕方法研究[D]. 谢俊林. 吉林大学, 2021(01)
- [3]环形电极下镀锌钢板及钢/铝点焊技术研究[D]. 宋王跃. 大连理工大学, 2021(01)
- [4]低碳钢薄板点焊过程及接头组织性能研究[D]. 潘小强. 广西大学, 2020(07)
- [5]钢铝异种金属电阻点焊接头性能与界面行为的研究[D]. 张敏. 上海交通大学, 2018(01)
- [6]点焊镀锌高强钢点蚀对熔核形成的影响[D]. 石强. 中国石油大学(华东), 2017(07)
- [7]AA5182直流电阻点焊可焊性的影响因素及其机理研究[D]. 华昊. 上海交通大学, 2016(03)
- [8]铝合金点焊电极端面铜铝合金化机理研究[J]. 陈素玲,朱小兵,窦红强. 焊接技术, 2014(12)
- [9]不等厚铝合金点焊数值模拟及热补偿法工艺分析[D]. 李晶晶. 南昌航空大学, 2014(01)
- [10]铝合金/高强钢异种金属电阻点焊研究[D]. 张伟华. 吉林大学, 2011(05)