不等厚鋁合金點焊數(shù)值模擬及熱補(bǔ)償法工藝分析.pdf

1、在一些工業(yè)領(lǐng)域中,電阻點焊是鋁合金材料連接的一種比較普遍的焊接方法,其中會涉及到不等厚鋁合金的點焊,而點焊得到的熔核存在易向厚板偏移、表面質(zhì)量差和電極壽命低等缺陷。電阻點焊是一個高度非線性,存在著大量不確定因素、熔核形成的不可見性和焊接過程的瞬時性,對點焊質(zhì)量的控制和過程的檢測難度增加。因此,本文采用有限元模擬軟件ANSYS對不等厚鋁合金LY16的點焊形核過程進(jìn)行模擬,以期達(dá)到改善不等厚鋁合金在電阻點焊中產(chǎn)生的熔核偏移的效果。
　

2、　首先,建立了不等厚鋁合金點焊預(yù)壓模型,通過觀察分析工件和電極以及工件與工件的等效應(yīng)力分布云圖,得出點焊過程中的接觸區(qū)域范圍,為熱、電分析奠定了基礎(chǔ);同時還研究了不同電極壓力下預(yù)壓接觸分布云圖,通過分析預(yù)壓過程中應(yīng)力曲線變化圖,可知電極壓力為4KN為最優(yōu)壓力。
　　其次,建立了二維點焊溫度場熱電的有限元模型,在分析過程中考慮了接觸電阻、相變潛熱、電極水冷和表面空氣散熱的影響,通過改變錐臺形電極端面尺寸、焊接時間和焊接電流對不等厚鋁

3、合金點焊進(jìn)行模擬,最后得出最優(yōu)的工藝參數(shù)是焊接電流為33KA、電極壓力為4KN、焊接時間為2cyc、錐臺形電極端面尺寸為8mm+8.6mm。采用與模擬相同的點焊工藝參數(shù)進(jìn)行實物焊接,通過測量試樣的焊透率、熔核大小及接頭拉剪力,發(fā)現(xiàn)模擬結(jié)果和試驗結(jié)果極其相似,并得出了最優(yōu)工藝參數(shù)下形成的接頭拉剪力達(dá)到了4.125KN。
　　最后,采用熱補(bǔ)償法改善不等厚鋁合金點焊時產(chǎn)生的熔核偏移,通過添加0.1mm和0.2mm的工藝墊片,研究不同工藝