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AZ31B镁合金电阻点焊研究

郎波  
【摘要】: 本文对AZ31B镁合金薄板的电阻点焊进行了系统的研究。结果表明,焊接时间、焊接电流和电极压力对熔核尺寸、接头的微观组织和力学性能有明显影响。当焊接时间(1-16个周波)延长的时候,熔核直径增加,微观组织粗化,但无喷溅发生,当焊接时间大于6个周波时,能够获得2930-3050 N的接头强度;当焊接电流(15-23 kA)增加的时候,熔核直径增大,接头强度随之增加,但过高的焊接电流(25-27 kA)会导致热输入过大,而引起熔核金属喷溅,导致接头强度下降;当电极压力在1.5-4.5 kN变化时,电极压力降低,熔核直径增加,接头强度随之上升,但电极压力过低(1.5 kN)会引起熔核金属喷溅。对镁合金点焊过程中的焊接性特点进行了深入细致的研究,试验表明,采用相对低的焊接热输入(相对短的焊接时间、小的焊接电流或者高的电极压力)能有效抑制接头中出现热裂纹、缩孔和喷溅,加强工件表面和电极表面的清理可以有效延长电极的使用寿命。应用二次回归正交组合设计法,建立点焊接头熔核直径和拉剪力的回归方程,并探讨了焊接参数对熔核直径和拉剪力的影响规律。利用Matlab软件编程,得到最优的焊接参数,即4.7kN的电极压力,28kA的焊接电流和4个周波的焊接时间,此时熔核直径和接头拉剪力分别为6.8mm和3256N。应用轴对称有限元模型研究电阻点焊接头中温度场分布,进而预测熔核尺寸及其生长过程,所得的有限元结果与试验结果基本一致。 经过以上研究,对镁合金点焊焊接性问题有了进一步认识,基本解决了镁合金点焊过程中的一些常见问题,为镁合金电阻点焊的实际应用提供了可靠而详实的理论依据。


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