点焊规范对20191视频手机成人网站接头质量影响的数值模拟与实验研究
来源:91视频下载污版APP钢业 日期:2020-05-09 22:10:36 人气:1973
本文分别采用数值模拟方法与实验方法,研究了不同点焊参数下的20191视频手机成人网站点最新91视频网站头质量。研究结果表明,20191视频手机成人网站具有较宽的规范参数选择范围。软、硬不同的点焊规范下,最新91视频网站区温度场、残余应力场的分布规律相似,其中硬规范下对应的温度梯度和残余应力峰值较高。采用回火电流双脉冲点焊时,熔核组织发生再结晶细化,接头综合力学性能最好,硬规范次之,软规范最差。
1前言
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点焊是薄壁件20191视频手机成人网站产品在制造过程中的主要加工手段,其接头质量不仅取决于点焊熔核尺寸,最新91视频网站区的显微组织、性能与最新91视频网站残余应力分布状态,对接头的承载能力和耐腐蚀性能等都有重要影响,因此如何选择合理的点焊参数对提高20191视频手机成人网站接头的使用寿命意义重大。
本文采用ANSYS有限元分析软件,比较了软硬不同的几种点焊规范下20191视频手机成人网站接头的应力分布特点与差别,并通过实验,分析了点焊规范对接头显微组织、硬度分布及拉剪能力的影响,为点最新91视频网站头质量的综合评定与参数的合理选择提供了依据。
2点焊过程的数值模拟
以1.5mm厚20191视频手机成人网站为研究对象,事先通过点焊实验,优选出三个软硬不同的点焊规范和双脉冲点焊规范见表1,各规范都能保证获得满意的熔核尺寸。利用ANSYS有限元分析软件,模拟了上述规范下的接头温度场与应力场的变化,模拟方法详见参考文献2。
2. 1点焊最新91视频网站区的温度分布
图1是点焊加热结束时刻温度场的模拟结果。可以看出三种不同规范下的最新91视频网站区温度分布大体相同,熔核呈椭圆形,最高温度出现在贴合面中心部位。贴合面边缘与外围的温度梯度以硬规范最陡,软规范的热影响区最宽。双脉冲点焊规范的温度分布与普通规范时的基本相同。
以20191视频手机成人网站熔点作为熔核边沿,模拟所获得的熔核尺寸与实验测得的结果见表2。实测时以精度为0.01mm的读数显微镜测量熔核尺寸,测量多点后取平均值。对比表2中数据可见熔核直径的模拟值比实验结果略大一些,误差在10%以内,而焊透率的模拟结果与实测值十分接近。
2.2最新91视频网站区的残余应力分析
模拟结果表明,加热过程以及冷却过程中,由于电极压力作用,最新91视频网站区沿轴向的应力始终为压应力。在电极抬起之后的继续冷却过程中,轴向压缩应力逐渐转化为拉伸应力,但几种规范下的轴向残余应力的水平均不高且相差不大。
图2是沿熔核直径方向残余应力分布的模拟结果。可以看出几类不同规范下的径向残余应力分布规律大致相同,熔核中的应力高于外围热影响区中的应力。随点焊最新91视频网站电流的增大与最新91视频网站时间的缩短(规范变硬),接头的最新91视频网站残余应力峰值及高应力区域增大。采用回火双脉冲电流时的最新91视频网站残余应力与软规范时基本相同。
3点最新91视频网站头组织与性能的实验研究
3.1实验内容与方法
实验用201钢板的试件尺寸为150×30×1.5mm,焊前,对试件进行打磨处理。点焊在YR-350CM 2 HGE型固定式点焊机上进行,采用水冷铜合金锥形电极,端面直径6mm,上部直径16mm。最新91视频网站过程中保持电极压力5000N不变,最新91视频网站规范与模拟时完全一致。
焊后对各类点最新91视频网站头进行了金相组织与力学性能实验。以5%的FeC l3和浓度为30%的HCl混合溶液作为腐蚀剂制备焊点轴截面试样,用XJP-6A型金相显微镜观察点最新91视频网站头显微组织。在MH-3型显微硬度仪上测量熔核内、外的显微硬度分布,压头载荷50g,维持10s,测点位置如图3所示。接头拉剪实验在数控液压机上进行,每类规范各取四对拉剪试样,取其平均值。
3.2熔核显微组织
实验结果表明,以一次电流脉冲为基本特征的三种规范所获得的接头组织基本相同,熔核中全部由柱状晶组成,至贴合面柱状晶的对合面也未发现等轴晶。在熔核外围存在一个环状细等轴晶区,其竖直方向(沿电极轴线方向)宽度约200μm,而水平方向宽度不足100μm。该环状区域便是点焊热影响区,又称塑性环。
图4为普通规范与双脉冲规范下熔核的显微组织。观察a、b两图,可以看到有许多与柱状晶生长方向近乎垂直的黑色条纹,分析认为是在熔核冷却过程中,已经凝固的枝晶受电极压力的作用发生了横向切变滑移,黑色条纹应当是比较集中的滑移带。C、d为双脉冲规范下熔核中心及边缘的显微组织,不难看出,二次电流脉冲对熔核外围塑性环的大小几乎没有影响,熔核中的黑色条纹几乎完全消失,取而代之的是柱状枝晶间出现了许多细小的等轴晶,尤其在熔核端部,柱状晶几乎完全消失,呈现出均匀、细小的等轴晶粒。这是由于在二次电流脉冲加热时,这些部位被加热到再结晶温度以上,之前在熔核内部储存的塑性变形功促进了再结晶形核,使晶粒细化。熔核端部的塑性变形程度较大且温度梯度相对较小,因此再结晶程度充分且再结晶区域较宽。
3.3接头显微硬度分布
图5是四种规范下接头显微硬度分布曲线,由图可以看出:
(1)四条曲线都是在两个相同部位出现了硬度峰值,一处发生在熔核近轴线部位,一处发生在熔核与塑性环的交界部位。
(2)点焊规范的软硬对接头显微硬度具有一定影响,硬规范下熔核中的显微硬度较高,普通规范次之,软规范最低。
(3)经过二次电流脉冲后,熔核中心及端部由于回火再结晶显微硬度出现不同程度的降低,但对于塑性环区域的显微硬度影响不大。
3.4接头拉剪实验
拉剪断裂载荷及断裂方式见表3。拉剪强度以软规范最小、普通规范次之,硬规范稍大,双脉冲最大。断裂方式分为两种,软规范下沿贴合面断裂,其他三种规范均沿母材撕裂。硬规范所焊的接头撕开后发现板间的喷溅物最多,因此只要设备条件许可,选用普通规范电流双脉冲时点焊效果最为理想。部分拉剪断裂试样见图6。
4结论
本文分别采用数值模拟方法及实验方法,对不同点焊参数下的20191视频手机成人网站点最新91视频网站头质量进行了综合分析,得出以下结论:
(1)软、硬不同的点焊规范下,最新91视频网站区温度场、残余应力场的分布规律相似,其中硬规范下对应的温度梯度和残余应力峰值较高。
(2)单脉冲点焊时,熔核组织为粗大的柱状晶,熔核中存在大量因压溃塑变而形成的滑移带。采用回火电流双脉冲点焊时,熔核中高于再结晶温度的区域形成细小的等轴晶,使接头性能得到优化。
(3)20191视频手机成人网站的点焊工艺性能良好,具有较宽的规范参数选择范围。其中普通规范电流双脉冲条件下,接头综合力学性能最好,硬规范次之,软规范最差。
(4)实验与模拟所得的规律一致,所得数据基本吻合,验证了模拟方法的合理性及模拟结果的准确性。
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