基于声发射信号的铝合金点焊裂纹神经网络监测

铝合金热加工过程的冶金行为比较复杂,在电阻点焊快速加热和冷却条件下,极易产生裂纹缺陷。基于虚拟仪器技术,以Lab VIEW为软件平台,结合Matlab数值分析软件,构建了电阻点焊过程声发射信号采集分析及铝合金点焊裂纹监测系统。以2A12铝合金电阻点焊熔核冷却结晶过程,即点焊焊接循环维持阶段的声发射信号为研究对象,提取与声发射信号强度相关的振铃计数、能量、有效电压及5层小波分解125～250 k Hz频带能量系数4个特征参数作为输入矢量,裂纹作为输出矢量,建立3层BP神经网络铝合金点焊裂纹的监测模型,并利用测试样本对该模型进行验证。结果表明,裂纹监测的正确率达到89.1%,为监测铝合金电阻点焊裂纹提供了一种有效的方法。

铝合金电阻点焊接头缺陷的搅拌摩擦修复

针对铝合金电阻点焊极易产生裂纹、缩孔等缺陷的问题,提出了基于无针搅拌摩擦热力耦合效应修复铝合金电阻点焊接头缺陷的方法.通过改变搅拌头转速和摩擦停留时间等参数,研究了热力耦合效应对裂纹及缩孔缺陷的修复效果和影响规律.结果表明,在合适的搅拌摩擦工艺下,单面处理可实现熔核内条型裂纹的修复,但缩孔缺陷仍然存在,性能没有明显改善;双面下冲处理能有效修复熔核内条型裂纹及缩孔缺陷,接头断裂方式为脆性断裂,最大拉剪力从3.20 kN增加到6.14 kN,证明搅拌摩擦热力耦合效应修复铝合金电阻点焊接头缺陷的方法是可行的.

电阻点焊应变式压力传感器弹性体的设计及应用

针对电阻点焊压力的在线监测,根据电阻点焊电极受力分析结果,提出通过缩短压力传感器与电极间的安装距离、减少受力不平衡带来的测量误差的方法。设计可直接安装在下电极及其电极握杆之间的应变式压力传感器,并对其弹性体进行设计计算。测试结果表明,该传感器能够实时测量电阻点焊过程中的电极压力,及时响应点焊熔核形成过程压力的瞬时变化,可间接预测熔核大小、监测焊接过程中的飞溅。

基于弹性应变能密度的结构损伤与断裂判据

本文针对材料变形损伤与断裂过程进行了文献资料的综述,并在此基础上,总结出了由弹性应变能密度表征的结构损伤与断裂判据。该判据综合应用了连续损伤力学、细观损伤力学和断裂力学的方法,从材料力学性能参数和构件几何要素出发,对结构件的变形损伤和断裂行为进行了数学描述。

2Al2铝合金点焊微裂纹高温愈合行为的研究

选用2Al2高强铝合金,采用三相次级整流电阻点焊机和特定的焊接参数预制内裂纹,然后在2Al2铝合金固溶温度(500℃)下对接头内裂纹进行6 h的高温愈合处理。采用金相显微镜、扫描电镜和室温力学性能测试等手段分析接头的微观组织形貌、裂纹形态及断口形貌,研究接头中裂纹的高温愈合行为及愈合行为对接头力学性能的影响。结果表明,在高温热量作用下,接头微观组织整体均匀化,裂纹产生局部愈合,接头塑性有所改善,接头断裂方式由解理断裂转变为准解理断裂。但经过高温愈合处理后,接头显微硬度和剪切性能均有所下降。