【摘要】：閃光對焊是一種高效的焊接方式,其自動化程度高、焊接質量穩(wěn)定優(yōu)異,已經(jīng)越來越多地應用在工業(yè)的各個領域。帶鋸條的焊接正是應用了這種技術,但由于我國對閃光焊接的研究落后于發(fā)達國家,所以閃光焊機大多依賴進口。本文基于國內(nèi)企業(yè)研制的帶鋸條自動閃光對焊機,經(jīng)過深入研究自動閃光對焊機的工作原理后,將焊機控制焊接工藝參數(shù)的方式進行了解析,并建立了各個焊機設置與實際焊接工藝參數(shù)之間的對照關系。依據(jù)閃光對焊的原理,利用ANSYS有限元軟件建立模型,對帶鋸條的閃光焊接過程進行了溫度場的數(shù)值仿真,模型綜合考慮了材料的熱物性參數(shù),利用“生死單元”技術模擬了焊接中材料的燒損,通過單元實體分層加載模擬了焊接中接觸電阻生熱的過程。通過比較不同的焊接速度得出了溫度場的變化規(guī)律,為后續(xù)焊接工藝參數(shù)優(yōu)化試驗提供了理論參考依據(jù)。根據(jù)仿真得出的結論以及查閱資料得到的相關數(shù)據(jù),設計了正交試驗來改善焊接工藝,主要考慮了閃光速度、焊接電壓、頂鍛壓力與焊接時值等幾個參數(shù),通過主觀評價焊接質量及拉力試驗雙重指標對焊接質量進行評估,分析了各參數(shù)對接頭焊接質量的影響規(guī)律。經(jīng)過試驗得到了不同規(guī)格帶鋸條的最優(yōu)參數(shù)水平組合,并得出了各個參數(shù)對焊接質量影響的重要程度。閃光焊接的帶鋸條強度高,但是韌性差,且?guī)т彈l工作在動載荷條件下,交變載荷會導致鋸條背身的斷裂。本研究根據(jù)工作要求,對閃光焊接后的帶鋸條進行焊后熱處理,以消除其殘余應力并改善其韌性。通過單因素試驗,分別對熱處理過程中的保溫溫度和保溫時間進行了調整,經(jīng)過拉伸試驗、硬度測試與顯微組織的觀察分析,得到了焊后熱處理的合理工藝參數(shù)組合。
【圖文】：

！邋ｍ逡逑圖１．１邋ＢＡＳ邋３００系列焊機邐圖１．２邋ＢＡＳ系列焊機邐圖１．３邋ＵＺＮ－２５焊機逡逑Ｆｉｇ．邋１．１邋ＢＡＳ邋３００邋Ｓｅｒｉｅｓ邐Ｆｉｇ．邋１．２邋ＢＡＳ邋Ｓｅｒｉｅｓ邐Ｆｉｇ．邋１．３邋ＵＺＮ－２５逡逑ｆｌａｓｈ－ｂｕｔｔ邋ｗｅｌｄｉｎｇ邋ｍａｃｈｉｎｅ邐ｆｌａｓｈ－ｂｕｔｔ邋ｗｅｌｄｉｎｇ邋ｍａｃｈｉｎｅ邋ｆｌａｓｈ－ｂｕｔｔ邋ｗｅｌｄｉｎｇ邋ｍａｃｈｉｎｅ逡逑１．２閃光對焊概述逡逑閃光對焊作為一種先進的焊接技術，具有無耗材、無需焊條、焊絲、焊藥等逡逑優(yōu)點［１１］，焊接質量穩(wěn)定，生產(chǎn)效率高，易于實現(xiàn)焊接的機械化、自動化［１２］。而帶逡逑鋸條結構簡單，易于夾持，所以閃光對焊是帶鋸條焊接的首選。而過去常用的手逡逑工ＴＩＧ焊接方法，焊接鋸帶效率低，且受人為操作影響較大，質量無法得到保證逡逑［１３］。逡逑１．２．１焊接原理逡逑帶鋸條的閃光對焊原理和焊接接頭形成過程如圖１．４所示。通過夾鉗固定好逡逑待焊鋸條后，接通焊接變壓器，移動動夾鉗使兩鋸條端面局部接觸。電源接通產(chǎn)逡逑生很大的電流，接觸點被迅速加熱至熔化，變成連接兩端面的液體金屬“過梁”。逡逑由于過梁中的電流密度極高，使過梁中的液體金屬蒸發(fā)，通過蒸汽壓力和電磁力逡逑的共同作用

ｖｆ邐閃光速度（ｃｍ／ｓ）；逡逑ｊ邐電流密度（Ａ／ｍｍ２）。逡逑閃光對焊時，焊件整體電阻的動態(tài)變化規(guī)律如圖１．５所示，，動態(tài)接觸電阻札逡逑較大且一直存在于閃光階段，它對焊接過程的加熱起了主要作用，其產(chǎn)生的熱量逡逑約占總析出熱量的８５？９０％。逡逑及八逡逑２７？ｗ逡逑０邐＞ｔ逡逑圖１．５閃光對焊時電阻的變化逡逑Ｆｉｇ．邋１．５邋Ｃｈａｎｇｅｓ邋ｏｆ邋ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ邋ｉｎ邋ｔｈｅ邋ｆｌａｓｈ－ｂｕｔｔ邋ｗｅｌｄｉｎｇ逡逑經(jīng)過閃光階段產(chǎn)生的電阻熱和熱傳遞，使焊口溫度迅速上升熔化金屬接觸點，逡逑也使焊件沿伸出方向在一定深度上得到合適的溫度分布。閃光提供的大量熱量將逡逑焊件端面上的臟物和氧化膜熔化，使焊件端面平整潔凈。而液體過梁爆破時產(chǎn)生逡逑的金屬蒸汽可形成自保護，提高焊口的抗氧化能力。閃光后期在端面上所形成的逡逑熔融金屬膜提高了頂鍛時擠壓出氧化雜質和過熱金屬的效果。逡逑１．２．２焊接工藝過程逡逑閃光對焊焊接過程一般有預熱、閃光、頂鍛、保持、停止等階段，其中閃光、逡逑頂鍛兩個階段對焊接接頭的形成起著關鍵作用，而保持、停止等動作則有利于保逡逑證接頭的焊接質量，也是不可缺少的步驟。逡逑預熱的形式有兩種
【學位授予單位】：中南林業(yè)科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TG717;TG456

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本文編號：2539592