电阻焊电极材料热变形行为的研究

金属材料的热膨胀及热变形行为研究一、引言金属材料的热膨胀及热变形行为是金属材料研究的重要内容之一。

本文将从理论研究和应用上分别介绍金属材料的热膨胀和热变形行为。

二、金属材料的热膨胀行为研究金属材料的热膨胀是指金属材料受热后的长度、体积发生的变化。

在实际生活和工程应用中，金属材料常常受到温度变化的影响，因而其热膨胀行为的研究至关重要。

2.1 热膨胀理论热膨胀是由于物质分子运动引起的。

当物质受到热能的影响时，其内部分子会发生振动，振动幅度越大，热膨胀就越大。

因此，同样一份材料在不同温度下，其热膨胀会有所不同。

2.2 金属材料热膨胀的影响因素金属材料的热膨胀受到多种因素的影响，例如温度变化、材料本身的热膨胀系数、形状、尺寸以及内部结构等因素。

对于同一种材料，在不同的温度下，热膨胀系数也不尽相同。

2.3 金属材料热膨胀的应用热膨胀是金属材料制造中不可忽略的因素之一，例如在长度测量、工艺设计和材料制造中，都需要对金属材料的热膨胀行为进行精确控制和计算。

此外，在电子元器件的设计和生产中，也需要精确控制金属材料在高温环境下的热膨胀，以确保元器件的工作正常。

三、金属材料的热变形行为研究金属材料在高温下，由于内部分子的热运动和金属的结构变化，会出现热变形现象。

金属材料的热变形行为研究对于金属材料的加工和应用非常重要。

3.1 金属材料的热变形类型金属材料的热变形包括热膨胀、晶粒长大、塑性变形、蠕变等。

其中，热塑性变形是指金属在高温下，受到外力作用后形状产生变化，而又能回到原始形状的现象。

蠕变则是指金属在高温下，受到外力作用后形状被永久改变的现象。

3.2 金属材料热变形的影响因素金属材料热变形受到多种因素的影响，例如温度、应力、时间、材料本身性质等。

在高温下，热变形更容易发生，因此需要对不同材料在不同温度下的变形规律进行研究。

3.3 金属材料热变形的应用金属材料的热变形行为对于金属加工和金属材料应用非常重要。

在金属制造和加工中，需要根据金属材料的热变形特性来选择加工工艺和操作条件。

电焊条用线材的热影响区与焊接变形分析热影响区和焊接变形是电焊过程中常见的问题，它们对焊接质量和工件性能有着重要的影响。

本文将分析电焊条用线材的热影响区和焊接变形的原因，并提出相应的解决方法，旨在优化焊接过程，提高焊接质量。

1. 电焊条用线材的热影响区在电焊过程中，焊接热量可以逐渐传递到焊接件周围的材料中，导致热影响区的形成。

热影响区是指焊接区域及其附近材料发生的温度变化区域。

电焊条用线材的热影响区对焊接接头的性能、组织和力学性能等都有着直接影响。

1.1 热影响区的形成原因热影响区的形成主要与焊接过程中的热输入和热输出有关。

焊条材料的选择、焊接电流、焊接速度等参数都会影响热输入的大小。

而材料的导热性能、散热条件、环境温度等因素会影响热输出的大小。

1.2 热影响区的影响热影响区的存在会导致焊接接头附近材料的细晶区、熔合区和热影响区等微观区域发生组织相变、晶粒长大和应力分布不均匀等现象，进而影响焊接接头的力学性能和耐腐蚀性能。

2. 焊接变形的原因分析焊接变形是指焊接过程中工件的形状、尺寸和几何特征发生的变化。

焊接过程中产生的热应变和残余应力是造成焊接变形的主要原因。

2.1 热应变焊接过程中，由于焊接热量的输入和输出不均匀，焊接接头受到瞬时的热膨胀和热收缩，产生瞬间应变，从而引起焊接接头的变形。

2.2 残余应力焊接接头在焊接冷却后，由于焊接区域的温度梯度和相变引起的体积变化，会导致残余应力的产生。

这些残余应力会导致焊接接头发生不可逆的塑性变形和变形畸变。

3. 解决热影响区和焊接变形的方法针对热影响区和焊接变形的问题，以下是一些解决方法的推荐：3.1 控制焊接参数合理选择电焊条和线材的材料和规格，确定适当的焊接电流、焊接速度和预热温度，可以有效控制焊接过程中产生的热量，从而减小热影响区的范围。

3.2 采用适当的焊接顺序通过分多道焊或者采用交替焊接顺序，可以有效减小焊接接头的热影响区，降低残余应力的产生，从而减小焊接变形。

金属材料高温变形行为模拟与失效分析方法高温变形行为模拟与失效分析是金属材料研究中的重要课题之一。

在高温环境下，金属材料的性能和行为会发生显著的变化，因此需要进行相应的模拟和分析，以便更好地理解、预测和控制材料的高温变形和失效行为。

本文将介绍金属材料高温变形行为模拟与失效分析的方法。

一、高温变形行为模拟方法1. 热变形试验热变形试验是研究金属材料高温变形行为的重要实验手段。

它通过在高温条件下进行材料的拉伸、压缩、扭转等变形试验，来模拟和研究材料在高温下的变形行为。

常用的热变形试验方法有热拉伸试验、热压缩试验和热扭转试验等。

2. 热力学建模热力学建模是利用物理、数学和计算机模拟等方法，建立金属材料高温变形行为的数学模型。

通过对材料的热力学性质、塑性行为和组织变化等进行建模和仿真，可以预测材料在高温下的变形行为。

常用的热力学建模方法有有限元分析、计算流体力学等。

3. 材料本构模型材料本构模型是用来描述金属材料高温变形行为的数学模型。

它通过对材料的应力-应变关系进行建模，来模拟和预测材料在高温下的变形行为。

常用的材料本构模型有弹性模型、塑性模型和粘塑性模型等。

二、失效分析方法1. 断裂力学分析断裂力学分析是研究金属材料高温失效行为的重要方法之一。

它通过对材料的断裂行为进行力学分析，来研究和揭示材料在高温下的失效机制。

常用的断裂力学分析方法有线性弹性断裂力学、塑性断裂力学和破裂力学等。

2. 组织分析金属材料的组织对其高温变形和失效行为有着重要的影响。

因此，通过对材料的组织进行观察和分析，可以揭示其高温变形和失效机制。

常用的组织分析方法有金相显微镜观察、扫描电镜观察和透射电镜观察等。

3. 数值模拟数值模拟是利用计算机和数值计算方法，对金属材料高温变形和失效行为进行模拟和分析的方法。

通过建立相应的数学模型和计算模型，可以预测材料在高温下的变形和失效行为。

常用的数值模拟方法有有限元分析、计算流体力学和分子动力学模拟等。

焊接接头的变温热疲劳行为与寿命预测引言：焊接接头是工程结构中常见的连接方式，其质量和性能直接影响着工程的安全和可靠性。

在实际工作中，焊接接头常常会受到温度变化的影响，从而引起变温热疲劳行为。

了解焊接接头的变温热疲劳行为并进行寿命预测，对于工程结构的设计和维护具有重要意义。

一、焊接接头的变温热疲劳行为1. 热循环载荷引起的变温热疲劳焊接接头在工作过程中常常会受到温度的周期性变化，这种变化会引起焊接接头的热循环载荷。

热循环载荷会导致焊接接头内部产生应力集中和塑性变形，从而引起热疲劳损伤。

2. 温度梯度引起的变温热疲劳焊接接头在冷却过程中，由于焊接接头不同部位的冷却速度不同，会导致焊接接头产生温度梯度。

温度梯度会引起焊接接头的热应力和变形，从而引起热疲劳损伤。

二、焊接接头寿命预测方法1. 经验法经验法是一种常用的焊接接头寿命预测方法。

根据实际工程经验和试验数据，结合焊接接头的材料和工况条件，通过经验公式或图表，对焊接接头的寿命进行预测。

这种方法简单快捷，适用于一些简单的工程结构。

2. 数值模拟法数值模拟法是一种基于有限元分析的寿命预测方法。

通过建立焊接接头的有限元模型，考虑材料的本构关系和工况条件，对焊接接头的应力、应变和温度分布进行数值模拟。

然后根据材料的疲劳性能曲线，对焊接接头的寿命进行预测。

这种方法可以考虑更多的影响因素，预测结果更加准确。

三、焊接接头寿命预测的影响因素1. 材料性能焊接接头的材料性能对其热疲劳寿命有着重要影响。

材料的强度、韧性和疲劳性能等因素都会影响焊接接头的寿命。

2. 工况条件焊接接头的工况条件也是影响其寿命的重要因素。

工况条件包括温度变化范围、循环次数、应力水平等。

不同的工况条件会导致焊接接头的热疲劳行为不同，从而影响其寿命。

3. 焊接工艺焊接工艺对焊接接头的质量和性能有着重要影响。

焊接工艺包括焊接电流、焊接速度、焊接温度等参数。

不同的焊接工艺会导致焊接接头的组织结构和应力分布不同，从而影响其热疲劳行为和寿命。

焊接过程中的热应力与变形控制方法研究摘要：近年来，焊接技术在制造工业中得到了广泛应用。

然而，焊接过程中常常存在热应力和变形的问题，这些问题会对焊接结构的完整性和质量产生不利影响。

因此，热应力和变形的控制成为焊接工程中的重要研究领域。

本研究旨在探讨焊接过程中热应力和变形的形成机理，并通过对各种控制方法的研究，提出有效的控制策略以改善焊接质量。

关键词：焊接；热应力；变形；控制方法一、意义1.1热应力与变形对焊接质量的影响在焊接过程中，由于热输入引起的温度梯度会导致材料的热膨胀和收缩，从而产生热应力和变形。

这些热应力和变形会对焊接结构的完整性和性能产生负面影响，如引起裂纹、变形失真、残余应力等问题。

因此，理解和控制焊接过程中的热应力和变形，对于确保焊接质量及结构的可靠性至关重要。

1.2热应力与变形控制的重要性焊接应力和变形的控制是焊接工艺的关键之一。

通过合理的控制方法，可以有效降低焊接过程中的热应力和变形，提高焊接质量和结构完整性。

同时，减小热应力和变形还能够减少焊接残余应力，提高焊接材料的疲劳寿命和耐蚀性。

因此，研究焊接过程中热应力和变形的控制方法，具有重要的理论意义和实际应用价值。

二、焊接过程中热应力与变形的形成机理2.1焊接热循环及其影响焊接过程中的热循环包括预热、加热、保温和冷却等阶段。

这些阶段中的温度变化引起了材料的热膨胀和收缩，从而产生热应力和变形。

预热阶段可以降低焊接应力和变形，提高焊接质量。

加热阶段是焊接结构形成的过程，其温度变化对焊接质量有重要影响。

保温阶段保证焊接材料达到充分熔化和固化的温度。

冷却阶段决定了焊接后材料的最终状态，控制冷却速率可以减轻热应力和变形。

2.2材料性质对热应力和变形的影响焊接过程中材料的热导率、热膨胀系数、熔点等性质会对热应力和变形产生影响。

不同材料之间的差异性会导致焊缝处出现应力集中现象，从而增加了热应力的产生。

材料的热导率决定了热能传导的速度，高热导率材料能够更有效地分散热量，降低热应力和变形。

关于滑移导轨电阻焊接问题及解决方案为了减轻汽车车身质量,提高汽车的安全性及延长使用寿命,在汽车车身制造过程中,电阻点焊是主要的焊接工艺,其焊点质量的好坏对保证车身装配质量、控制车体误差有重要影响但无论采用何种材料和工艺,在电阻点焊过程中,飞溅及变形均是影响点焊质量的主要问题。

已往主要从调节焊接参数(如电流、点焊时间或压力等)方面来降低电极磨损及延长电极寿命,希望以此来降低飞溅及变形带来的危害，通过分析电阻点焊熔核飞溅和翘曲变形产生的机理，设计了一种具有防止飞溅和减少翘曲变形的复合电极。

在电焊电极端部设置一个增强护套可有效抑制点焊过程中出现的飞溅现象，并可显著减少工件表面的压痕深度及翘曲变形量。

主要从点焊电极形状及外套材料的角度,设计防飞溅和翘曲变形的电阻点焊复合电极, 解决车身点焊过程中焊接飞溅和变形问题。

分析点焊熔核飞溅和翘曲变形产生的机理：电阻点焊过程中,在电流焦耳热的作用下,焊接区中心部位的金属首先熔化并形成液态熔核区,液态熔核周围是高温固态金属,在电极压力作用下产生塑性变形和强烈再结晶,形成包裹着液态金属的高温塑性金属环,简称塑性环。

熔核飞溅的产生是因为塑性环被挤破导致内部熔化金属外泄而引起的。

塑性环破裂的模式有两种:第1种情况是随着焊接通电时间的延长，液态溶核区和塑性环都不断涨大，当塑性环的直径超出电极头的尺寸后，两电极头中间只有液体溶核，在电极压力作用下，液体溶核将失去约束挤破塑性环而发生飞溅；第2种情况是由于焊接电流过大导致液体溶核的生长大于塑性环的扩展速度，从而将塑性环挤破产生飞溅。

根据上述分析可知，电阻点焊产生飞溅的根源是因为塑性环的破裂所引起的。

翘曲变形是由于点焊加热时，焊接区局部温度快速上升，材料发生软化，电极头压入母材引起较大的塑性变形而导致。

解决方案1：复合电极：根据上述分析可知，在焊接过程中保证塑性环不破裂是防止飞溅发生的关键。

点焊电极的主要作用是保持电流密度均衡，集聚焊点处的电流及保持焊接过程中热量平衡。

第31卷第11期2010年11月焊 接 学 报TRANSACTI ONS OF T HE C H I N A W ELDI NG I N STI TUTI ONV o.l 31 No .11N ove mber 2010收稿日期:2009-06-28交流电阻点焊中电极位移波动特征的分析王先锋, 孟国香, 谢文华, 冯正进(上海交通大学机械与动力工程学院,上海 200240)摘 要:利用改进的交流电阻点焊监控系统采集电极位移和焊接电流,经分析认为电极位移曲线上的波动是由50H z 的交流电阻热脉冲引起的.利用电阻点焊中的洋葱环现象分析了电极位移波动特征的机理,认识到电极位移在熔核形成前以热膨胀为主,在熔核形成后以相变膨胀为主,并且都具有波动特征.利用焊接电流曲线提供的晶闸管触发角和导通角依次计算功率因数角、动态电阻和动态电阻热.通过位移波动周波峰值与动态电阻热的对比分析,发现位移波动周波峰值在点焊过程中对热膨胀与相变膨胀有较强的敏感性,能用来反应熔核形成过程的不同阶段.关键词:电阻点焊;电极位移;波动特征;热膨胀;相变膨胀中图分类号:TG 115.28 文献标识码:A 文章编号:0253-360X (2010)11-0109-04王先锋0 序 言交流电阻点焊以其高效率、低成本、高自动化程度等优点,在工业生产中有着相当广泛的应用.由于电阻点焊熔核的形成过程具有不可观性和瞬时性,使得电阻点焊的质量难以监控.电极位移监控方法是一种比较直观地监测熔核大小的方法,能够对点焊过程中的工件表面质量状况差、分流、磨损、喷溅等情况进行故障诊断[1],并利用电极位移曲线及其特征进行点焊质量的控制[2,3].但在研究过程中,很少有人对电极位移曲线中出现的位移波动进行研究,或认为是噪声信号,进行降噪、滤波处理.文中通过点焊试验与数据分析并结合前人的研究成果,来研究交流电阻点焊中电极位移曲线的波动特征及其在熔核形成过程中的变化.1 电阻点焊监控系统及工艺试验电阻点焊监控系统是在固定式交流点焊机ME -DAR(DN 35)的基础上开发的,包括基于工控机的数据采集与控制系统,晶闸管触发电路,网压同步电路,气缸控制电路,电极位移传感器,电流传感器等,其试验原理框图如图1所示.数据采集与监控系统是采用LabV I E W 软件开发的,并通过多功能数据采集卡N I PC I 6221M 与各功能模块进行信号交流.图1 电阻点焊试验原理框图Fig 1 Illustra ti o n o f spo t we lding experm i en t a l syst em图1中电极位移传感装置采用德国海德汉公司的H E I D ENHA I N SPECTO 系列长度计进行电极位移的检测.该系列长度计是基于光电扫描增量式刻度尺的测量原理,具有精度高、精度稳定的特点.位移传感器的输出选用TTL 方波信号,具有较强的抗干扰性能,其准确度为 1 m,响应频率最大为200k H z ,满足点焊的测量精度与实时性要求.初级回路的焊接电流用霍尔电流传感器进行测量.点焊工艺试验是以美国RWMA 推荐的低碳钢点焊A 类工艺为基础对厚度为1mm 的冷轧低碳钢(牌号为DC01)进行搭接电阻焊试验.焊接时采用端面直径为6.8mm 的锥台形电极,电极力为2.25kN,SCR 触发电路控制电压为5V,焊接时间为10周波,采样频率为10k H z ,其点焊试验的采集数据如图2所示.110 焊 接 学 报第31卷图2 点焊工艺试验的采集数据Fig 2 A cqu isition da t a o f we lding sam p l e2 电极位移波动特征及其机理2.1 电极位移的波动特征从图2点焊工艺试验的采集数据可以看到,当焊接电流开启时,电极位移曲线上有波动,而当焊接电流停止时,这种波动消失.将位移曲线局部放大,如图3所示,每个位移波动称为一个位移波动周波,包括波峰、波谷、上升沿和下降沿.上升沿的纵向距离称为位移波动周波的峰值.由图3可知,位移曲线上的这种波动周期为10m s ,即半个周波.由此可知,这种波动是由50H z 的焊接电流引起的.文献[4]在研究点焊接触电阻的变化时提到,用同一台点焊机进行点焊,当使用中频直流(M FDC )电源时,没有高峰值电流与机械振动,而用交流电源时则有,从而引起接触电阻下降速度的不同.由此可以推断,交流电阻点焊时的机械振动是由50H z 的交流电阻热脉冲引起的,也就是文中点焊试验中所采集的电极位移曲线上的波动特征.图3 电极位移曲线的局部放大Fig 3 Loca l en l a rg ing disp l a cem ent curve2.2 电极位移波动的机理文献[5]在焊接时间比较长的熔核剖切面的宏观组织中发现了环行花纹,并被称为洋葱环.洋葱环的形成过程:在正常的焊接工艺里,随着焊接时间增加,熔核尺寸逐渐增大;但经过一定时间后,达到了饱和,尽管继续通电,反而产生冷却凝固,使熔核的液态部分缩小.因为用的是交流电,冷凝过程中,电流在峰值附近时凝固区再次熔化,即使未达到再次熔化,也使凝固速度减慢;而在电流接近于零的附近时,凝固速度非常快.环行花纹就是在每半周中重复这种现象的凝固金属的溶质或溶质的浓度发生变化所造成的.而在正常的点焊过程中,由于没有这种持续加热的冷却过程,因而其熔核的宏观切面没有洋葱环.图4a 为普通焊接时焊核的低倍组织形貌,图4b 为普通焊接时的电流波形,图4c 为断电二分之一周时焊核的低倍组织形貌,图4d 为断电二分之一周时的电流波形.对比图4a 和图4c 可以看出,当焊核开始冷凝时断电半周,然后又恢复通电后所得的环行花纹,其仅在断电半周处环的间隔才变宽,这就证实了原先的设想,环行花纹是由于每半周波的重复冷却、加热而造成的.图4 焊核内产生的环行花纹F ig 4 C ircu lar patt e rn p roduced in nugge t从洋葱环现象可以推断出,在熔核形成后长大的过程中,由于交流电阻热脉冲的作用,当焊接电流接近零时,熔核外围的熔化区将会凝固或熔化速度放慢;当焊接电流接近峰值时,熔核外围金属的熔化速度将会增加.由于低碳钢的熔化状态与固态的密度不同,被电极夹持的工件厚度将会随之变化,即当焊接电流接近峰值时增加,而当焊接电流接近零时减少,从而导致电极位移曲线发生波动.在基于电极位移的电阻点焊监控系统中,当提取位移实时信号来反应熔核尺寸时,以提取每个位移波动周波峰值处的电极位移值最为精确.因在峰值处熔核熔化第11期王先锋,等:交流电阻点焊中电极位移波动特征的分析111到最大,而在谷值点熔核有可能已经部分凝固.由电阻热而导致的金属膨胀为热膨胀,而由相变产生的热膨胀为相变膨胀.由上面的分析可以进一步推断在熔核形成前,电极位移主要以热膨胀为主;而在熔核形成后,电极位移主要以相变膨胀为主.基于同样的原理,金属的热膨胀过程同样出现波动现象,从而导致有交流电通过工件时,电极位移曲线有波动,相反则没有.3 计算与分析在点焊过程中,由于交流电阻热脉冲的作用,使熔核的最高温度曲线也呈波浪形上升[6],从而导致电极位移曲线的波动.根据电极位移波动的机理,由图3可知,当焊接电流较大时,位移波动周波处于上升沿,而当焊接电流趋于零时,位移波动周波处于下降沿.因此位移波动周波的波动反应出交流电阻热的变化,而其峰值最能体现位移波动的幅度.因此,当知道产生的动态电阻热时有利于分析位移波动特征.3.1 动态电阻热的计算由于点焊试验中还采集了初级回路的焊接电流,根据文献[7]的方法,可以计算出每个焊接半周波的动态电阻.具体计算步骤如下.工艺试验中焊接电流与电极位移信号均以网压同步电路提供的触发信号进行同步采样,因此可以由焊接电流的波形提供各半周波的触发角和导通角,根据触发角,导通角和功率因数角的关系式(1),用数值逼近求根方法获取各半周波的功率因数角,再根据式(2)计算出各半周波的初级回路的动态电阻,即sin( + - )-si n ( - )exp- /tan =0(1)R m = L cot m(2)式中: 为触发角; 为导通角; 为功率因数角; m 为各半周波的功率因数角;R m 为各半周波的初级回路的动态电阻;L 为电阻点焊装置的电感; 为电源的角频率.假定被焊工件的厚度是均匀的,则L 为恒定数.由于这里只作定性分析,设 L =1,则式(2)变为R m =co t m(3)知道各半周波的动态电阻后,可计算相应的动态电阻热为Q m =I 2mR m t m(4)式中:Q m 为各半周波的电阻热;I m 为各半周波的焊接电流有效值,可由采集的焊接电流波形根据均方根算法获得;t m 为半周波时间0.01s .3.2 位移波动周波峰值与动态电阻热等参量的对比分析以点焊半周波为单位,将图2所示焊接样本的位移波动周波峰值、动态电阻热、焊接电流有效值和动态电阻的曲线放在一起进行对比分析,如图5所示.图5 位移波动周波峰值和动态电阻热与焊接电流有效值以及动态电阻的曲线图F ig 5 Curves o f d isp l a cem ent fluctuation peak ,dy -nam ic re sist ance hea ,t we l d ing cu rren t and dy -nam ic re sist ance112焊 接 学 报第31卷由图5可知,虽然位移波动周波的波动反应交流电阻热的变化,但是其峰值与动态电阻热并没有线性相关性,与焊接电流有效值以及动态电阻也无线性相关性(这进一步说明电极位移曲线的波动不是由电磁波引起的干扰信号).从焊接电流有效值曲线来看,由于焊接电流的大小主要由晶闸管触发角控制的,因此在焊接过程中,其半周波有效值的相对变化很小.工件间的接触电阻由于受电阻热的作用初始变化较大,从而使动态电阻曲线在初始阶段发生较大变化.而动态电阻热是焊接电流与动态电阻综合作用的结果,由于焊接电流较稳定,因此动态电阻热曲线与动态电阻曲线有较大的相关性.动态电阻热在初始阶段处于上升趋势,而位移波动周波峰值却由较大值迅速下降,这是由于在熔核形成之前,电极位移以金属热膨胀为主.而随着焊点温度的升高,低碳钢线膨胀系数的增量迅速减小,从而使热膨胀增量也迅速变小.之后,动态电阻热基本维持稳定,而位移波动周波峰值开始增加,这是由于熔核形成之后,电极位移以金属相变膨胀为主.而随着焊点温度的升高,低碳钢相变膨胀的速度越快,从而使位移波动周波的峰值变大.当位移波动周波峰值达到局部最大时,熔核的成长速度达到最大.之后由于受工件厚度的限制,熔核越大,温度越高,散热越快,致使相变膨胀伸缩幅度减小,熔核长大的速度逐步下降.相应地,位移波动周波峰值也相应地下降.图5中,位移波动周波峰值曲线在第5个半周波时达到最小,之后开始增加,进入以相变热膨胀为主的阶段.因此可以认为位移波动周波峰值在初始阶段达到最小时熔核开始形成,而之后进入熔核长大阶段.这与用动态电阻达到峰值前后来划分熔核的形成阶段与长大阶段基本上是一致的[3],因为此时的动态电阻也达到最大.4 结 论(1)对电阻点焊监控系统采集的电极位移曲线的波动特征进行了分析,电极位移曲线的波动周期为半个周波,是由50H z的交流电阻热脉冲引起的机械振动.(2)由电阻点焊的洋葱环现象推断出熔核在形成与长大的过程中同样存在着由于交流电阻热引起的焊点的波浪式热膨胀与相变膨胀,从而导致电极位移曲线的波动特征.(3)利用电阻点焊系统采集的焊接电流曲线分别计算了以半周波为单位的焊接电流有效值、动态电阻、动态电阻热,并分析了它们之间的相互关系.(4)通过位移波动周波峰值与动态电阻热的对比分析,可以用位移波动周波峰值在初始阶段的最小值来划分熔核的形成阶段与长大阶段,并验证了电极位移在熔核形成阶段以热膨胀为主,而在长大阶段以相变膨胀为主.参考文献:[1] 许 君,李永兵,陈关龙.轿车车身电阻点焊质量实时监测系统[J].焊接学报,2006,27(4):41-44.Xu Jun,L iY ongb i ng,Chen Guan l ong.W el d i ng qualit y rea-l ti m e m on i tori ng s yste m f or au to-body asse mb l y[J].Transacti ons of theC h i naW el d i ng Insti tuti on,2006,27(4):41-44.[2] 曾 志,张延松,张小云.基于电极位移的电阻点焊控制器研究[J].中国机械工程,2007,18(15):1830-1832.Zeng Zh,i Zhang Y ansong,Zhang X i aoyun.Research on res i s-tance spot w el d i ng con troll er based on t h e el ectrode d i sp l ace m ent[J].C h i na M echan i cal Eng i neeri ng,2007,18(15):1830-1832.[3] 张鹏贤,张宏杰,陈剑虹,等.基于电极位移信号特征分析的电阻点焊质量监测[J].机械工程学报,2006,42(10):176-181.Zhang Pengx i an,Zhang H ongjie,Chen J i anhong,et a l.Quality m on i tori ng of resistance spot w el d i ng bas ed on electrod e d i sp l ace-m 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w e l d i ng of variab l ecross-secti on samp l e.The contro l dev i ce o f the VPPA w e l d i ngsyste m was constructed based on80C196KC.So it can regu l atew e l ding para m ete rs i n rea-l ti m e and keep the ba lance bet weentherma l and force dynam icall y and reali ze the var i able po laritykeyho l e p l as m a arc verticalw e l d i ng process of variab le cross-sec-ti on alu m i nu m a lloy.K ey word s: var i able po larity p l as m a arc;variab le cro ss-secti on;contro lB razing process of al um ina cera m i c to stee l ZHANGW anhong1,2,L I N i ng1(1.Schoo l o fM a teria l s Sc i ence&Eng-ineering,H enan U n i v ers it y of Science and T echno l ogy,L uoyang471003,H enan,Chi na;2.H enan K ey L aboratory of AdvancedN on-ferrous M eta l s,L uoyang471003,H enan,Ch i na).p97-100Abstrac t: Ce ram ics/m eta ls jo i ning is w i de l y app lied inae rospace and electron ic industry,i nstru m ents,fuel cells fields.A l2O3cera m ic w as brazed to Q235steel i n v acuum w i th acti vefill er a ll oys Cu75T i25,Cu70T i30,Cu80T i20and Cu85T i15,re-spectively.T he bendi ng strength o f each spec i m en and the m-i croha rdness o f the i nte rface w ere tested,and the results sho w ed tha t the Cu75T i25filler w as the best ratio o f fill e rm e ta,l and the opti m u m brazi ng param eters w ere1100 and20m i nu tes.A t the opti m i zed temperature,the active fill e r a lloy m e lts suffi c i en-t ly and fills j o int gap,then mu t ua lly d iffuse i nto cera m ic and stee l si des.T he bond i ng interface i s composed of t hree layers o f reac-ti on laye r formed by m icroporous cera m ics filled w ith li qu i d ac-ti ve a lloy,T-i Cu a lloy layer and steel si de d iffused l ayer.XRDanalysis shows that A l Cu4,Cu3T i O4,T i C,T i F e2phases f o r m i nthe bondi ng zone,and t he m icro structure o f bond i ng area is dense and t here are no de fects.A ccordi ng l y a good m eta ll urg i ca l comb i nati on of ce ra m ic/stee l is ach i eved.K ey word s: ac ti ve brazi ng;Cu75T i25;A l2O3cera m ics;Q235stee;l i n terfaceInfluence of boundary conditi on on h igh frequency i nducting p late bending Z HOU H ong1,2,L I G an2,Z HU H ongjuan1 (1.Schoo l of N av alA rch itect ure and O cean Eng i nee ri ng,Jiang-s u U n i versity of Science and T echno l ogy,Zhen jiang212003, Ji ang s u,Chi na;2.Schoo l of N aval A rch itect ure,O cean and C i v il Eng i neering,Shangha i Jiao Tong U n i versity,Shangha i 200030,Ch i na).p101-104Abstrac t: The p l ate bend i ng process by high frequency induction heati ng appara t us w as analyzed w ith AN S Y S so ft w are based on t he ther m a-l e lastic-plastic fi n i te e l em ent ana lysis for the m il d stee l p l a te.N u m erical resultsw ere used to qua litatively an-a lyze the infl uences of t he changes o fm ater i a l and panel bounda-ry cond iti on on t he te m pera t ure field,fi nal shrinkag e and angu lar d i stortion,wh i ch can prov ide the d i g ita l suppo rt f o r au t om atic m ach i n i ng o f sh i p plates.T he res u lts show ed tha t t he tota l stress in p l a te w oul d i ncrease,l ow-stress zone w ould decrease and the transve rse shr i nkage wou l d i ncrease when the constra i nt po i nts increased at t he edges of the long itude directi on.A t the sameti m e,t he long itud i na l shri nkage and t he transv erse angu l a r dis-torti on a re opposite to t he transve rse shr i nkag e trend.But the long itud i nal angular dist o rti on decreases fi rstl y,and then i ncrea-ses w ith t he i ncrease of constra i nt po i nts a t t he edges of the l ong-i tude d irec ti on.W it h the constra i nt be i ng streng t hened,the dis-p l ace m ents at different d i recti ons decrease.K ey word s: h i gh-frequency i nduction heati ng;curved p l a te bend i ng;resi dua l plasti c strain;ther m a-l e l astic-p l astic f-i n ite ele m entReconstruction of e m ission coeffic ien ts for w elding arc based on iterati ve a l gor ithm X I ONG Jun,Z HANG G uang j un, HU Y utang(State K ey L aboratory of A dvanced W e ldi ng P roduc-ti on T echno logy,H arbi n Institute of T echno logy,H a rbin 150001,Ch i na).p105-108Abstract: T his i nvestigati on attempted to retr i eve the e-m i ssi on co efficients o fw e l d i ng arc by an a l g ebra i c reconstructi on technique(ART).T he ART a l go rith m w as prog ramm ed w ith M ATLAB language,and a d i sp laced G aussian m ode lw as used to va li date the e fficiency of t he progra m.T he intensities of a free burning a rc w ere acqu ired by t he i m ag i ng m ethod.The em iss i on coe fficients we re reconstructed by the dev eloped ART progra m, and t he resu lts we re co m pa red to tha t reconstructed by t he ex ten-si ve l y used A be l inversion.The results sho w tha t the ART a l go-rith m has a h i gh prec i s i on and can be used for the reconstructi on o f e m ission coe ffi c ients of w eldi ng arc.K ey words: w eldi ng arc;spectroscopic diagnosis;em is-si on co efficien t;ART a l gor it hmAnal ysis on e l ec trode d isp l ace m en t f l uc tuation characteris-tics in AC resistan ce spot we l d i n g W ANG X i anfeng, M E NG Guox i ang,X I E W enhua,FENG Zheng ji n(Schoo l o fM e-chan ica l and Powe r Eng i nee ri ng,Shanghai Jiao T ong U n i versity, Shangha i200240,Ch i na).p109-112Abstract: T he si gnals o f electrode disp l ace m ent and w e l ding current w ere sa m pled by the i m proved mon it o ri ng system o f AC res i stance spo t w eldi ng(R S W).The fl uctuati on charac-ter i sti cs of t he e lectrode displace m en t were analyzed,and it w as concluded t hat t he displace m en t fl uctuati on w as caused by50H z A C resistance hea t pulse.T he m echanis m of electrode d i sp lace-m ent fluc t uation w as analyzed by on i on phenom enon i n RS W, and t he resu lts sho w ed t hat t he electrode disp l ace m entw as m ai n-ly caused by ther m a l expansi on before t he nugge t for m ation and by phase transiti on expansion a fter that,and there w ere t he fluc-tua tion character i sti cs i n both expansi on.T he power factor an-g le,dyna m ic resi stance and dyna m i c res i stance hea tw ere calcu-lated w ith the fir i ng ang le and conduction ang le prov ided by the w e l ding current curve.Through t he com parative analysis on the peak o f the displace m ent fl uctuati on cy cle and the dyna m ic re-si stance heat,it w as found that the for m er w as sensitive to the the r ma l and phase transiti on expansion,and can be used to re-fl ect the d ifferent stag es of the nugget for m ati on process.K ey word s: resistance spo t w eldi ng;e lectrode d i sp lace-m ent;fluct uation character i stics;t her m a l expansi on;phase tran-siti on expansion。