国外电阻焊技术的最新进展

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1、国外电阻焊技术的最新进展

2、第11.3计算机模拟的工业应用计算机数值模拟有其成本低，参数改变灵活、方便等优点，但目前大部分都用于离线计算和模拟，如何将这种方法有效地应用到工业生产中对焊接质量进行在线评估和控制，这个问题也成为近年来焊接学家们研究的一个重点。丹麦学者Zhang,/EDX、XRD等方法，研究表明[14]：从电极衰退到最终失效主要经历了铝剥离、铝与铜合金化、电极端面蚀斑及电极端面凹坑四个阶段，由于蚀斑和凹坑起源于铝的剥离和合金化，因此，认为定期对电极表面清洁能增加电极寿命，有利于汽车生产中铝合金的应用；美国加利福尼亚大学的Fresz,B研究了铜

3、电极的合金成分对电极寿命的影响[15]，试验中采用了Cu-Cr,Cu-Zr,Cu-Cr-Zr,Cu-Be等不同的铜电极材料；Dorn,Lutz等学者提出了点焊铝合金时采用复合电极以提高其寿命[16]，研究采用在铬锆铜电极端部镶嵌钨的复合电极焊接铝合金，发现电极寿命可提高1.5至2倍。在铝合金点焊的工艺研究方面，Sari,H.等学者通过铝合金点焊工艺试验，研究了铝合金点焊时电极接触半径与接触电阻间的关系，以及电极接触半径与工件与工件的接触面积间的关系[17]；美国密西根大学的Cho,Y采用实验研究方法，比较了铝合金与钢的电阻点焊工艺[18]，根据试验得出

4、的叶型曲线确定可用焊接电流范围和焊点破坏后的钮扣直径，并用这两个参数来评价铝合金和钢的点焊质量，试验表明：电极尺寸对钢焊点破坏后的钮扣直径有很大影响，但对铝焊点没有很好的对应关系，铝焊点破坏后的钮扣直径波动很大。此外，铝合金点焊过程的有限元模拟也是近年来各国学者的研究热点[9][19]。2.2高强钢的电阻点焊研究先进高强度钢具有强度高、成型性能好、高烘烤硬化性能、能量吸收率和疲劳强度较高，而且防撞凹性能好等优点，因而在汽车轻量化建设中它的应用量正在日益增长，高强钢的电阻焊可焊性的研究也应运而生。目前各国焊接学家对高强钢电阻焊的研究主要集中在各种高强钢的

5、可焊性、焊接规范参数对焊点组织性能的影响、焊接程序和工艺的优化等。例如：英国Timer，M通过试验研究提出了通过焊后回火工艺来改进高强钢和超高强度钢的电阻点焊性能的方法[23]；日本学者Sakuma,Yasuharu还对高强镀锌钢板的点焊可焊性进行了研究[24]。2.3镀锌钢板的电阻点焊研究为了提高产品的耐腐蚀性能，在汽车、家电等行业越来越广泛地使用各种类型的镀锌钢板，根据镀锌工艺、镀锌成分等不同，镀锌钢板分为：电镀锌板、热镀锌板、Zn-Ni合金镀层板、Zn-Fe合金镀层板等。由于镀层金属的物理性能与导电性能不同于低碳钢，所以镀锌钢板的电阻点焊性能与未

6、镀锌的同种钢板有较大的不同，且从其使用性能考虑，对接头质量要求更高，即点焊时既要保证产生足够强度的接头，还应合理地保护镀层。由于镀锌钢板在其点焊焊接性上存在一定的难点，这些年来各国焊接工就镀锌钢板的焊接性方面围绕着焊接工艺规范、焊接过程的数值模拟、电极寿命等问题作了大量的研究工作。目前，国际上对镀锌钢板的焊接工艺研究基本成熟，进一步研究的热点主要集中在如何提高镀锌钢板点焊电极寿命，例如采用弥散强化铜合金[25]或通过对电极的低温处理等措施提高电极的使用寿命[26]。3电阻焊质量监控方法研究由于电阻焊工艺运用的广泛性、重要性和具有代表性，保证焊接质量已成

7、为电阻焊研究的主要目标，点焊质量控制始终是国内外焊接界学者致力研究的重要课题之一。例如：日本焊接协会专门成立了点焊质量监控及检测研究小组[27]，美国也为解决汽车工业中的电阻点焊开展了2mm研究工程[28]。目前，焊接工艺控制工程师面临的一个主要问题是探索出一种可靠、低成本、非破坏性的技术，用以区分焊点的质量和实时预测焊点强度。近年来，电阻焊的质量监控方面的研究一直保持上升趋势，而且其手段和方法日趋先进，主要集中在以下几方面3.1点焊焊过程直接变量的实时监控美国密西根大学的Cho,Y用高速数字摄象机实时监测熔核形成过程，研究电阻点焊熔核形成机理以及它对

8、焊接过程参数的影响[29]。3.2点焊过程间接电参数的实时检测美国学者Matsuyama,K提出了一种基于能量平衡积分形式的新的监控运算法则，该系统通过获取焊接电压、电流和总板厚，计算焊接时的平均温度，从而预测焊点直径和飞溅情况，是一种低成本的点焊实时监控方法[30]；Jou,Min等学者探索了通过改变输出信号的控制参数，保证焊点强度和质量的监控方法[31]，其研究方法是创建一个与焊点质量有关的过程输出与过程输入变量间的关系，且输入参量选择直接影响焊点尺寸和强度的热输入百分比，输出选择电极位移，它能精确反映熔核的生长和变形，这种监控方法在汽车钢板点焊中

9、得到应用。近年中有不少学者从事了用动态电阻法监控焊点质量的研究，例如美国FanucRoboti