螺母凸焊工藝研究及模擬分析

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1、．■？■？．密級分類號ＵＤＣ＾又乂攀（ｇ）南古恣ＮＡＮＪＩＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＳＣ舊ＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ碩去專業(yè)學(xué)位論文螺母凸焊工芝研究及模擬分析（題名和副題名）羅澄（作者姓名）、余進(jìn)副教授？指齡／■■？．工程碩去學(xué)位類別材料工程專業(yè)名稱研巧方向由阻焊工藝論：間２０１５．０３？‘＇．、’。注１：注明《國際十進(jìn)分類法ＵＤＣ》的類號碩ｉ專業(yè)學(xué)位論文螺母凸焊工藝研究及模擬分析作者：羅緩指導(dǎo)教師：余進(jìn)融教授南京理工大學(xué)２０１５年０

2、３月Ｍ．Ｄ．Ｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ－ｗｅＳｔｕｄｙｏｆＰｒｏｅｃｔｌｄｉｎＴｅｃｈｎｏｌｏｏｆＮｕｔａｎｄｊｇｇｙＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＡｎａｌｙｓｉｓＢｙＦｕＬｕｏＳｕｐｅｒｖｉｓｅｄｂＰｒｏｆ．ＪｉｎＹｕｙＮａｎｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｊｇｙｇｙＭａｒｃｈ，２０１５聲明本學(xué)位論文是我在導(dǎo)師的指導(dǎo)下取得的研究成果，盡我所知，在本學(xué)位論文中，除了加Ｗ標(biāo)注和致謝的部分外，不包含其他人己經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得任何教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的一材料。與我同工

3、作的同事對本學(xué)位論文做出的貢獻(xiàn)均已在論文中作了明．確的說明。研究生簽名：石皆年＾月＾曰兮朵｜學(xué)位論文使用授權(quán)聲明南京理工大學(xué)有權(quán)保存本學(xué)位論文的電子和紙質(zhì)文檔，可Ｗ借閱或上網(wǎng)公布本學(xué)位論文的部分或全部內(nèi)容，可［＾向有關(guān)部口或機(jī)構(gòu)送交并授權(quán)。對于保密論文其保存、借閱或上網(wǎng)公布本學(xué)位論文的部分或全部內(nèi)容，按保密的有關(guān)規(guī)定和程序處理。、研究生簽名：策年５月文日歹Ｉ碩±學(xué)位論文螺母凸焊工藝研巧和模擬分析摘要針對某汽車零部件生產(chǎn)過程中，Ｍ１０螺母與２．５ｍｍ厚的錠鋒鋼板采用凸焊工藝焊接時出現(xiàn)焊接質(zhì)量不合格，需要采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊加固。本文旨在分

4、析造成焊接質(zhì)量不合格的原因，并提出改進(jìn)辦法。在原有工況下進(jìn)行螺母凸焊試驗(yàn)，結(jié)果表明；通過調(diào)整焊接工藝參數(shù)不能使該螺母凸焊達(dá)到偉接質(zhì)量要求．４ＭＰａ，２８ＫＡ、２０ｃｃ，在〇氣壓下對焊接電流焊接時間ｙ時進(jìn)斤焊接，出現(xiàn)焊接強(qiáng)度不高，凸點(diǎn)形核困難等問題；電流為３０ＫＡ?xí)r，焊點(diǎn)能形成焊核，但不穩(wěn)定，螺母巧點(diǎn)邊緣出現(xiàn)過燒現(xiàn)象，并在焊核內(nèi)部產(chǎn)生氣孔；通過觀察焊點(diǎn)截面形核情況，發(fā)現(xiàn)螺母上每個焊點(diǎn)的焊核存在較大的差異。其根本原因是焊化剛性不足和模具容易磨損，影響電極平行度，使螺母凸點(diǎn)在焊接過程中受為不均勻。ｄｗｏｒｋｓｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ用Ｓｏｌｉ仿真軟件模擬焊機(jī)剛性不足對螺

5、母凸點(diǎn)受力的影響，結(jié)果表明；剛性不足會使螺母凸點(diǎn)受力不均，通過調(diào)整電極和氣化之間的軸線距離１＾可１＾減小田點(diǎn)受力的不均勻性。對生產(chǎn)現(xiàn)場的壓塊式結(jié)構(gòu)電極座進(jìn)行模巧分析：，結(jié)果表明壓一塊式電極座存在兩個方面的缺陷：是焊接過程中，電極座中也孔里側(cè)易產(chǎn)生應(yīng)力集中，容易磨損；二是壓塊和電極座接觸面會產(chǎn)生間隙（＞４０ｌｍ），造成、導(dǎo)熱性＾接觸面導(dǎo)電能較差，影響電極座上電流密度分布和電極的冷卻效果，加劇電極座中也化里側(cè)的磨損。在滿足電極平行度的情況下，對焊接規(guī)范參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)果表明；焊接質(zhì)量符合通過正交試驗(yàn)＝＝要求，焊接規(guī)范范圍變寬，獲得了最佳焊接規(guī)范：ｌ２３２ＫＡ，Ｐ０．４５

6、ＭＰａ，；＝ｃ￣－：３２：０ｔ４２０ｃ確定了焊接規(guī)范范圍，焊接電流２９ＫＡ，焊接壓力０．４．４５Ｍ化，焊ｙ；接￣ｃ時間：１８２２ｃｙ。對螺母凸焊的力學(xué)性能分析表明：螺母頂出為均大于ＷＫＮ，且最大達(dá)到４６．３ＫＮ；從板材熱影響區(qū)到螺母熱影響區(qū)的硬度逐漸升離，螺母側(cè)熱影響區(qū)最大硬度為５１４ＨＶ。對焊點(diǎn)的斷曰形貌分析表明：斷裂發(fā)生在烙合區(qū)時為脆性斷裂，斷裂發(fā)生在板材熱影響區(qū)好為脆性斷裂和初性斷裂的海合斷裂方式。對凸焊模具進(jìn)行了改進(jìn)，改進(jìn)后的模具可Ｗ調(diào)節(jié)電極與氣缸的軸線距離Ｌ，下電極和電極座采巧了錐度連接，使電極座上的電流密度庭于穩(wěn)定，電極散熱效果增強(qiáng)；對改進(jìn)后模具

7、的電極平行度進(jìn)行了驗(yàn)證一致，結(jié)果與模擬分析趨勢通過設(shè)計(jì)組合式凸焊絕；緣定位銷，解決了螺母凸焊過程中的分流問題。關(guān)鍵詞：螺母，凸焊王藝，力學(xué)性能，Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ仿真，受力分化模具Ｉ碩－上學(xué)位論文螺母凸焊工藝研究和模擬分析ＡｂｓｔｒａｃｔＤｕｒｉ打ａｒｏｄｕｃｔｉｏ打ｒｏｃｅｓｓｏｆａｎａｕｔｏｍｏｔｉｖｅａｒｔｗｈｅｎＭｌ０ｎｕｔａｎｄａｌｖａｎｉｚｅｄ