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车身铝合金板材中频点焊工艺的研究
| 论文题名： | 车身铝合金板材中频点焊工艺的研究 |
| 关键词： | 铝合金板材;汽车车身;点焊工艺;力学性能;金相组织 |
| 摘要： | 材料轻量化是汽车制造业的发展趋势,而铝合金的应用则是轻量化的重要途径之一。目前,我国在轻质材料,如铝合金、镁合金、钛合金、塑料、陶瓷等汽车新材料方面的焊接技术与发达国家相比还有一定的差距。为了提高民族汽车工业的竞争力,研究铝合金等材料的电阻点焊性能已经成了非常迫切的任务。 本课题以北京戴-克汽车公司提供的300C轿车车身专用的6061铝合金为试验材料,采用北京戴-克汽车公司使用的同类型号中频电阻点焊机。首先对0.9mm铝合金板的点焊工艺参数进行优化研究,接着以300C上使用的进口铝合金零件上焊点为比较对象,用相同板材进行点焊试验,并把得到的点焊接头与国外焊点进行力学性能和金相组织对比分析。最后试验研究分析了车身装焊和零件制造中常用的电阻点焊、激光点焊、搅拌摩擦点焊对接头性能和组织的影响。 通过试验发现6061铝合金0.9mm薄板点焊时,当焊接电流为19KA,焊接压力为2.6KN,通电时间在90～120ms的范围内,能得到综合性能较好的接头。而焊接电流为21KA,通电时间为120ms,电极压力在2.7～3.0KN范围内,能显著提高接头疲劳寿命,但与前者相比,较大的电极压力会使接头剪切强度下降。而单一的使焊接时间延长不会使焊核尺寸增加,反而会使接头的性能下降,使点焊过程变的不稳定。较大的电极压力能使焊核内部组织晶粒细化和气孔的尺寸、数量减少,进而提高接头的疲劳寿命。 电阻点焊和激光点焊熔合面处的气孔以及激光点焊接头中的热裂纹会引起接头抗剪切强度的大幅下降,尤其对激光点焊接头影响更严重。激光点焊的焊接功率与焊点表面的下塌成正比关系,功率越大,下塌越严重。适当调节激光点焊工艺规范可改善焊点表面下塌量,使表面下塌、氧化膜气孔和裂纹的相互影响减少,改变拉伸断裂的失效形式。电阻点焊接头的热影响区要比激光点焊的热影响区相对大一些,而电阻点焊接头热影响区组织晶粒的长大导致晶间裂纹和缩松的产生会对接头的抗拉伸强度产生不利的影响,使其强度下降,因而使得激光点焊接头的拉伸强度要高于电阻点焊接头的拉伸强度。 国内汽车车身用铝合金板的中频电阻点焊工艺已具有可行性,必须加快汽车轻量化的自主研发步伐,缩短与发达国家的差距。 |
| 作者： | 倪建东 |
| 专业： | 机械电子工程 |
| 导师： | 宋永伦 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京工业大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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