電阻焊近來發(fā)展
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作者:ryweld
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發(fā)布時(shí)間: 2017-08-09
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近年來隨著汽車車輛、航空航天、建筑、運(yùn)輸以及輕工家電等工業(yè)的飛速發(fā)展,相應(yīng)的工業(yè)產(chǎn)品在其材料、結(jié)構(gòu)及應(yīng)用領(lǐng)域上不斷更新和發(fā)展,對(duì)產(chǎn)品的加工質(zhì)量要求不斷提高,作為這些工業(yè)產(chǎn)品制造中的一種廣泛使用的材料加工工藝——電阻焊也受到了很大的挑戰(zhàn)。
由于鍍鋅鋼板在其點(diǎn)焊焊接性上存在一定的難點(diǎn),這些年來各國焊接工作者就鍍鋅鋼板的焊接性方面圍繞著焊接工藝規(guī)范、焊接過程的數(shù)值模擬、電極壽命等問題作了大量的研究工作。 目前,國際上對(duì)鍍鋅鋼板的焊接工藝研究基本成熟,進(jìn)一步研究的熱點(diǎn)主要集中在如何提高鍍鋅鋼板點(diǎn)焊電極壽命,例如采用彌散強(qiáng)化銅合金或通過對(duì)電極的低溫處理等措施提高電極的使用壽命。 電阻焊質(zhì)量監(jiān)控方法研究 由于電阻焊工藝運(yùn)用的廣泛性、重要性和具有代表性,保證焊接質(zhì)量已成為電阻焊研究的主要目標(biāo),點(diǎn)焊質(zhì)量控制始終是國內(nèi)外焊接界學(xué)者致力研究的重要課題之一。例如:日本焊接協(xié)會(huì)專門成立了點(diǎn)焊質(zhì)量監(jiān)控及檢測(cè)研究小組,美國也為解決汽車工業(yè)中的電阻點(diǎn)焊開展了2mm研究工程。目前,焊接工藝控制工程師面臨的一個(gè)主要問題是探索出一種可靠、低成本、非破壞性的技術(shù),用以區(qū)分焊點(diǎn)的質(zhì)量和實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)焊點(diǎn)強(qiáng)度。 近年來,電阻焊的質(zhì)量監(jiān)控方面的研究一直保持上升趨勢(shì),而且其手段和方法日趨先進(jìn),主要集中在以下幾方面 1 點(diǎn)焊焊過程直接變量的實(shí)時(shí)監(jiān)控 美國密西根大學(xué)的Cho,Y用高速數(shù)字?jǐn)z象機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)熔核形成過程,研究電阻點(diǎn)焊熔核形成機(jī)理以及它對(duì)焊接過程參數(shù)的影響。 2 點(diǎn)焊過程間接電參數(shù)的實(shí)時(shí)檢測(cè) 美國學(xué)者M(jìn)atsuyama,K提出了一種基于能量平衡積分形式的新的監(jiān)控運(yùn)算法則,該系統(tǒng)通過獲取焊接電壓、電流和總板厚,計(jì)算焊接時(shí)的平均溫度,從而預(yù)測(cè)焊點(diǎn)直徑和飛濺情況,是一種低成本的點(diǎn)焊實(shí)時(shí)監(jiān)控方法; Jou,Min等學(xué)者探索了通過改變輸出信號(hào)的控制參數(shù),保證焊點(diǎn)強(qiáng)度和質(zhì)量的監(jiān)控方法,其研究方法是創(chuàng)建一個(gè)與焊點(diǎn)質(zhì)量有關(guān)的過程輸出與過程輸入變量間的關(guān)系,且輸入?yún)⒘窟x擇直接影響焊點(diǎn)尺寸和強(qiáng)度的熱輸入百分比,輸出選擇電極位移,它能精確反映熔核的生長和變形,這種監(jiān)控方法在汽車鋼板點(diǎn)焊中得到應(yīng)用。 近年中有不少學(xué)者從事了用動(dòng)態(tài)電阻法監(jiān)控焊點(diǎn)質(zhì)量的研究,例如美國Fanuc Robotics公司的學(xué)者Garza, Frank等通過對(duì)動(dòng)態(tài)電阻的預(yù)測(cè)、分析和分類,并在實(shí)際中應(yīng)用證明這種方法對(duì)于檢測(cè)不良焊點(diǎn)是有效的;中國學(xué)者Wang,S.C.等在研究中,動(dòng)態(tài)電阻通過焊接區(qū)的溫度總量獲得,此溫度與焊接區(qū)工件電阻、工件與電極、工件與工件間的電阻有關(guān),測(cè)得的動(dòng)態(tài)電阻曲線可以分為四個(gè)階段:1)隨著接觸電阻的下降而迅速下降;2)主要取決于工件的體積電阻的增大,動(dòng)態(tài)電阻也相應(yīng)增加;3)工件體積電阻增大,但接觸電阻減小,從而動(dòng)態(tài)電阻也增加;4)由于接觸表面的熔核形成使動(dòng)態(tài)電阻變小。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),焊接熔核在第三、第四階段形成;美國密西根大學(xué)的Cho,Y采用通過測(cè)量初級(jí)回路的瞬時(shí)電流和電壓,用回歸分析確定這些因素與焊接質(zhì)量間的關(guān)系,克服了傳統(tǒng)的測(cè)二次回路動(dòng)態(tài)電阻方法在實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)中存在的問題。 3 點(diǎn)焊焊過程間接力參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控 華沙大學(xué)的Senkara,J建立了點(diǎn)焊接頭的飛濺預(yù)測(cè)模型,此模型是基于焊接中的力學(xué)和冶金過程的互相作用考慮的。用模型計(jì)算出點(diǎn)焊時(shí)的電極力和液態(tài)熔核力,當(dāng)后者大于前者時(shí)發(fā)生飛濺,并對(duì)該模型進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,效果很好,該模型可以用來指導(dǎo)電極壓力的選擇;美國學(xué)者Tang,H研究了焊機(jī)的機(jī)械特性對(duì)電阻點(diǎn)焊工藝及焊點(diǎn)質(zhì)量的影響,研究表面:焊機(jī)的剛性和摩擦對(duì)焊接過程和焊點(diǎn)質(zhì)量有較大影響,而運(yùn)動(dòng)慣量對(duì)焊接過程及焊點(diǎn)質(zhì)量不產(chǎn)生大的影響;丹麥學(xué)者Wu,Pei認(rèn)為:電阻焊機(jī)機(jī)械動(dòng)態(tài)反映對(duì)焊接質(zhì)量及電極壽命有很大的影響,因此在焊接生產(chǎn)及模擬時(shí)必須考慮,由于焊機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,模擬方程中的一些相關(guān)系數(shù)很難得到,該學(xué)者通過試驗(yàn)及MATLAB計(jì)算求得了這些參數(shù)。 4 焊點(diǎn)質(zhì)量的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè) 美國密西根大學(xué)的Cho,Yongjoon等學(xué)者,在用動(dòng)態(tài)電阻法評(píng)估點(diǎn)焊質(zhì)量的系統(tǒng)中,結(jié)合Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論對(duì)焊點(diǎn)質(zhì)量進(jìn)行預(yù)測(cè),其結(jié)果與實(shí)焊試樣得到的拉剪強(qiáng)度有很好的一致性;Podrzaj, Primoz等學(xué)者采用LVQ(A linear vector quantization)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法檢測(cè)不同材料的點(diǎn)焊飛濺,結(jié)果表明:電極力信號(hào)是飛濺產(chǎn)生的最重要的標(biāo)志。