Effect of electrode wear on weld nugget formation in resistance spot welding of magnesium alloy

The effect of electrode wear on the formation and growth of weld nugget in resistance spot welding of AZ31B Mg alloy was studied by an axisymmetric finite element model, employing a contact resistance model based on the micro-contact theory. The results show that electrode wear causes the growth of electrode tip diameter, which leads to the current density and temperature at the sheet/sheet interface reduced and diameter of nugget decreased, has been shown to be dominant in determining the deterioration in weld quality. Alloying and pitting at electrode surface decrease the electric conduction of electrode, resulting in non-uniform distribution of temperature and current density and contribution to the further damage, at the same time initiate expulsion and electrode sticking during welding process and worse the quality of weld.

激光熔覆光斑形状对铁基涂层组织结构及耐磨性能的影响研究

采用线光斑激光熔覆技术和圆光斑激光熔覆技术在热作模具钢H13钢上制备铁基耐磨涂层,使用XRD、SEM、EDS等对比研究不同光斑形状对铁基涂层的熔覆效率、成分物相、组织结构和耐磨性能的影响。结果表明:采用圆光斑激光熔覆技术和线光斑激光熔覆技术制备的涂层皆为无缺陷涂层,由于线光斑激光熔覆技术具有更大的光斑面积、更快的扫描速度,使得线光斑激光熔覆涂层的熔覆效率是圆光斑激光熔覆涂层的4.4倍,稀释率更小,约为圆光斑激光熔覆涂层的1/5。因为圆光斑的线能量比线光斑的线能量大,导致圆光斑激光熔覆涂层中的马氏体和碳化物的含量高于线光斑激光熔覆涂层中马氏体和碳化物的含量,圆光斑激光熔覆涂层的硬度和耐磨性高于线光斑激光熔覆涂层。

光斑搭接率对激光清洗铝合金阳极氧化膜表面质量及耐磨性能的影响

目的研究激光清洗铝合金表面阳极氧化膜后,光斑搭接率对基材表面质量及磨损性能的影响规律。方法采用纳秒脉冲激光器清洗7075铝合金表面的阳极氧化膜,分析不同激光光斑搭接率(20%~60%)对材料表面形貌、元素含量、表面粗糙度、显微硬度、残余应力和耐磨性的影响,通过研究激光清洗后7075铝合金的表面特征,探究激光光斑搭接率对铝合金表面耐磨性的影响规律。结果随着光斑搭接率的减小,被清洗表面的显微硬度、粗糙度均呈现先减少后增大的趋势,残余应力呈现下降趋势。当光斑搭接率为46.7%~60%时,试样表面存在烧蚀形成的凹坑,导致粗糙度增大。当光斑搭接率为20%时,氧元素的含量较高,氧化膜去除不完整,达不到清洗要求。当激光光斑搭接率为33.3%时,激光清洗能够有效去除7075铝合金表面的阳极氧化膜,并会形成粗糙度较小、显微硬度较大的熔融热氧化层。结论经不同光斑搭接率清洗后,清洗表面磨损机制主要以磨粒磨损和剥层磨损为主,在光斑搭接率为33.3%时,表面清洗效果较好,同时清洗后的表面生成的熔融热氧化层可以提高耐磨性,此时样件表面磨损量达到最低值,这为铝合金清洗后重新使用提供了可行性。

两种航空润滑油润滑性能对比研究

利用ASTM D4636标准氧化安定性模拟氧化装置,对国产某型航空润滑油和进口航空润滑油50-1-4Φ在不同温度下进行模拟氧化试验,对比分析氧化后2种润滑油的运动黏度、抗磨性能和承载能力的变化规律。结果表明:在175℃氧化温度以下,2种润滑油的运动黏度均比较稳定,仅随温度小幅增加,可以长期使用;在200℃氧化温度以上,2种润滑油的运动黏度随温度变化幅度较大,均不能长期使用;在超高温度环境中,航空润滑油可能出现黏度下降的情况,将不利于流体润滑油膜的产生,其中国产某型航空润滑油更能适应短时间的超高温环境;氧化作用对2种润滑油的抗磨性能影响不大,氧化后的国产某型航空润滑油抗磨性能略高于50-1-4Ф;氧化作用有利于2种润滑油承载能力的提高,氧化后的国产某型航空润滑油的承载能力比50-1-4Ф更强。

第二代高品质酯型抗磨剂的工业应用实践

为了达到国Ⅳ、国Ⅴ标准,柴油产品通常需经过深度加氢精制处理,造成其润滑性却不断降低。而使用传统酸型、酯型抗磨剂以提高其润滑性又受到了越来越多的局限。通过酯型抗磨剂的金属含量分析,发现传统酯型抗磨剂中的钠离子质量浓度很高,达到了4 630μg/g,另外还含有少量的钙离子和钾离子,这些离子在抗磨剂中,可能会对柴油的质量有一定的影响。通过酯型抗磨剂的亲水性试验,发现当柴油中加有传统酯型抗磨剂时,油水界面略有浑浊,柴油相是浑浊的;而加有高品质酯型抗磨剂后,油水界面仍然是清晰的,柴油相是透明的。对第二代酯型抗磨剂进行了试验,结果表明高品质酯型抗磨剂完全满足了企业内控指标的要求,柴油产品质量得到了保证。

点焊热镀锌双相高强度钢的电极磨损规律

热镀锌双相高强度钢是适应汽车轻量化与安全性需要而刚刚发展起来的一种新型板材,强度高,抗腐蚀性能好,但点焊时电极磨损严重,不确定性大,对焊点质量造成很大影响。首先确定了点焊强度为600 MPa的热镀锌双相钢的焊接性范围,然后根据焊接性范围确定焊接工艺参数进行电极磨损试验。研究了电极磨损时的电极表面形貌、轴向磨损、端面直径磨损的变化规律,分析了不同电极磨损阶段的轴向磨损对端面直径磨损的贡献率。结果表明初始焊接阶段电极磨损速率较大,点蚀加剧了电极磨损与失效。

汽车用镀锌钢板电阻点焊可焊性的研究

采用剥离试验、扫描电子显微镜和能谱仪等方法对比分析了不同镀层钢板对电阻点焊可焊性工艺窗口和电极磨损的影响规律。结果表明,与纯锌镀层钢板相比,锌铁合金镀层钢板的点焊工艺窗口要宽33%左右;连续点焊电极寿命约长4 000点,原因在于纯锌镀层更容易与电极帽中的铜发生合金化反应。

伺服焊枪点焊压痕深度在线提取与电极磨损对焊点质量的影响

首先研究利用伺服焊枪在线提取压痕深度的可行性.结果分析表明,回程误差是造成测量压痕深度总体偏低的原因,误差补偿后的伺服焊枪精度完全能够满足压痕深度测量要求.进而分析了点焊镀锌板的电极磨损对压痕深度与焊点质量的影响.应用神经网络方法建立了包含电极磨损因素在内的焊点质量与压痕深度评价模型,为基于伺服焊枪压痕深度提取的焊点质量在线评价提供了技术支持.

新型工业材料的点焊工艺研究现状

概述了镀锌钢板和铝合金这两种新型工业材料的点焊工艺特点以及国内外在这方面的研究现状 。

高强耐磨铝黄铜(KK5)硬质点的研究

通过光学金相显微镜、扫描电镜及能谱分析、硬度测定,系统地研究了高强度耐磨铝黄铜合金(KK5)铸件中出现的大块状硬质点,分析了该硬质点产生的根源,并提出了相应的预防措施,经过生产实际验证,取得了良好的效果。

润滑剂抗磨性能测量的图像处理系统

根据钢球磨斑显微图像的特点,研究图像的预处理、分割和特征计算的处理过程,并开发出润滑剂抗磨性能测量的图像处理系统。采用最小误差法选取阈值进行分割,并结合形状因子分析法去除非磨斑目标,完成对分割后磨斑图像的识别。实验结果表明,采用计算机进行图像采集和自动处理,提高了测量的精度和自动化水平。

热镀锌高强钢点焊的电极磨损机理分析

热镀锌高强钢点焊的电极端面合金化作用机制复杂、电极磨损严重.进行磨损电极的元素成分与金相试验分析,研究电极端面合金化作用机制与微观组织演变规律,揭示其电极磨损机理.结果表明,在合金层中发现镀层中的Zn,Al元素,锌、铝与铜在不同温度与含量情况下形成不同相合金,使电极端面导电、导热能力变差,镀层中铝的存在是电极磨损严重的一个主要原因.电极端面的点蚀区域由于较高的温度与压力作用,很容易产生微裂纹,熔化的镀锌层金属元素沿微裂纹渗入电极内部,加速电极失效.电极再结晶区域发生组织再结晶,由柱状晶转变为等轴晶,使电极硬度降低,抗塑性变形能力变差.

钢芯铝绞线沿振动波形方向磨损研究

通过实验模拟了LGJ150/25型钢芯铝绞线在8%拉断张力下,3种不同振动周次下的微风振动磨损.采用扫描电子显微镜(SEM)和DMR多功能显微镜对铝线股磨痕进行形貌观测及尺寸测量.结果表明,试验后导线的磨损区域出现椭圆状磨损斑,在相同振动频率和张力作用下,磨损斑的尺寸主要受导线振幅、振动角、线股接触应力和振动次数的影响.试验结果对钢芯铝绞线微风振动磨损特性的深入研究具有重要的指导意义.

伺服焊枪点焊镀锌高强钢的电极磨损在线评价

镀锌高强钢点焊的严重、磨损不确定性电极磨损阻碍其在车身制造中进一步应用,进行点焊过程中电极磨损在线评价,对提高车身点焊质量与电极寿命具有重要意义。首先,分析伺服焊枪的电极轴向磨损检测特性及压痕深度在线提取的可行性,实现基于伺服焊枪技术特性的压痕深度提取;其次,通过镀锌高强钢点焊的电极磨损试验获取压痕深度变化规律。结果表明,镀锌高强钢点焊的电极寿命波动范围较大,压痕深度在电极磨损初期阶段变化速率较大,在后期磨损阶段处于稳定波动;当电极端面直径磨损增加超出40%时,电极寿命结束。根据压痕深度随电极端面直径磨损的变化规律及其对熔核质量影响,提出以压痕深度处于稳定波动阶段作为电极修磨的判定标准,减小不确定性电极磨损对焊点质量的影响。

铸铁甘蔗压榨辊壳堆焊研究

应用自制药芯焊丝对铸铁压榨辊壳进行ＣＯ２点堆焊，在壳体上形成大量“菠萝丁”状焊钉；对堆焊处理辊壳力学性能及微观马形貌进行了测试分析；上述成果已初步成功应用于广西糖厂。

热镀锌高强钢点焊的电极磨损对焊点质量的影响

试验研究了热镀锌高强钢点焊的电极磨损规律,同非镀层低碳钢相比,热镀锌高强钢点焊的电极寿命低、点蚀磨损特征变化明显.在此基础上分析电极磨损对焊点质量影响,电极磨损初期阶段,热镀锌高强钢点焊的飞溅严重、焊点表面产生微裂纹程度大,导致焊点质量下降.最后根据电极磨损对焊点微裂纹与熔核直径影响的试验结果,以微裂纹长度不超过0.25 mm的电极端面电流密度为标准,确定电流递增工艺方案,以减小严重电极磨损对焊点质量的影响.

伺服焊枪点焊的电极力控制特性及其对电极磨损的影响

为促进伺服焊枪在车身制造中的应用,对比分析电机驱动伺服焊枪(简称"伺服焊枪")与气动焊枪的电极力控制特性。结果表明,伺服焊枪接触工件时电极所受冲击力小,达到预压力时间短,焊接阶段的电极力波动较小,具有更精确的电极力控制能力。在此基础上进行伺服焊枪和气动焊枪点焊的电极磨损实验,进一步分析电极力变化对电极磨损的影响。结果表明,在完全相同的焊接条件下,由于伺服焊枪良好的电极力控制特性,其电极磨损速率较低。在整个电极磨损周期,伺服焊枪点焊镀锌钢板的轴向磨损随着电极力的增加而增加,但在磨损初期阶段,由于飞溅和点蚀的影响,较小电极力下的轴向磨损反而更大一些。

铝合金连续点焊时电极烧损与焊点表面质量的变化规律

以实验为基础,深入分析了铝合金连续点焊条件下电极烧损的基本规律和特点,揭示了连续点焊过程中表面接触情况和焊点表面成型质量的变化规律,并分析了影响电极烧损的主要因素.结果表明,电极的烧损从一开始就存在,接触不均匀所导致的局部高温熔化是造成电极烧损的主要原因.

工艺参数对载流搅拌摩擦点焊修复模具性能的影响分析

采用不同工艺参数进行H13钢热作模具的载流搅拌摩擦点焊修复,并进行显微组织、力学性能和耐磨损性能的检测与分析。结果表明,随搅拌头旋转速度、焊接电流、焊接时间的增大,修复后模具的力学性能和耐磨损性能均先增大后减小;与全新模具相比,修复后模具的抗拉强度、延伸率可增大27 MPa和2.1%,磨损体积减小37.9%。

城市轨道交通列车轮对磨耗模型研究

为实时掌握城市轨道交通列车轮对在列车运行过程中的磨耗情况,结合某地铁线网下实际轮/轨参数,建立机车及轨道多体动力学模型,以仿真实际的轮轨接触作用。将动力学模型输出的轮轨接触变量与接触斑分析算法相结合,实现接触斑内滑动矢量的计算及黏滑区的界定。利用Archard磨耗模型分析接触斑滑动区,以获得接触斑内垂直磨耗情况。最后以接触变量分析—磨耗计算—型面更新为主体结构,采用多次循环的轮对磨耗仿真流程模拟轮对的磨耗过程,完成轮对磨耗模型的建立。将模型输出的轮对型面与实测型面进行对比,验证了模型的准确性。