電阻點焊熔核組織預(yù)測與微觀形貌的研究.pdf

1、電阻點焊具有生產(chǎn)效率高、易于實現(xiàn)自動化、可靠性好、性能穩(wěn)定等優(yōu)勢,是一種不可或缺的材料加工方法。通過數(shù)值模擬優(yōu)化焊接工藝參數(shù),從而提高焊接質(zhì)量是材料加工中一種重要分析方法。目前關(guān)于點焊熔核組織方面的數(shù)值模擬還比較少,所以本文在數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上研究了電阻點焊熔核組織及其微觀形貌。
　　 首先建立了熱、電耦合的溫度場計算模型,該模型考慮了焦耳熱源和對流邊界條件,以及材料熱物理性能參數(shù)隨溫度的變化?；贏NSYS的熱電單元計算了電阻點

2、焊溫度場,得到電阻點焊加熱的特點和點焊熱循環(huán)曲線。然后根據(jù)點焊熔核的冷卻速度,結(jié)合焊接連續(xù)冷卻組織轉(zhuǎn)變圖(CCT圖),得到了電阻點焊熔核組織,建立了預(yù)測點焊熔核組織的方法。根據(jù)該方法,對低碳鋼Q235點焊熔核組織進行了預(yù)測,點焊工藝參數(shù)是:電流8.6KA、通電時間240ms、壓力1600N,得出點焊熔核組織主要是貝氏體、少量的鐵素體和馬氏體。然后通過實驗驗證了組織預(yù)測的準(zhǔn)確性。
　　 提出了基于元胞自動機的模擬點焊熔核微觀組織形

3、貌的模型,該模型在宏觀溫度場計算的基礎(chǔ)上通過細化網(wǎng)格進行微觀組織模擬計算。晶粒采用連續(xù)形核公式異質(zhì)形核,通過捕獲四周的液態(tài)元胞晶粒生長,考慮了溫度梯度和成分過冷對晶粒形核和生長的影響。將復(fù)雜的計算結(jié)果利用圖形實時顯示出來,不同的晶粒用不同的顏色表示,使結(jié)果更加直觀。
　　 通過MATLAB語言編程,得出點焊時兩種典型的微觀組織形貌:柱狀晶和“柱狀+等軸”組織。通過實驗發(fā)現(xiàn),低碳鋼的點焊熔核組織主要是粗大的柱狀晶,鋁合金點焊熔核組