發(fā)布時間：2020-11-17 04:03

　　 隨著人民生活水平的提高,出行變得更為高效便捷,軌道交通的“高速行駛”與“安全性”成為熱門話題。軌道車輛生產中,不銹鋼點焊工藝因為具備生產環(huán)境影響小,生產工件表面美觀等優(yōu)勢而被大量應用,其中軌道車輛的車頂與側墻薄板中的部分結構需采用多層板不銹鋼點焊工藝完成。多層板點焊由于焊接電流分布復雜,焊接裝配要求較高等因素,在焊接過程中微小的焊接參數波動現象就會引起焊核偏移、焊核尺寸偏小、虛焊、過焊、焊核缺陷等問題,尤其在多層不等厚板材的焊接中,熔核偏移現象會對連接強度造成直接的影響。因此,為保證軌道車輛的安全性,對多層板點焊接頭質量控制與檢測的研究尤為重要。現階段,常見的多層板不銹鋼電阻點焊參數評估方法包括參數監(jiān)控以及焊后的接頭破壞性檢測。參數監(jiān)控是通過調節(jié)點焊過程中產生的熱量進而對焊接接頭質量進行控制,因為多層板點焊時二次阻抗變化幅度大,所以焊接監(jiān)控機制的建立較為復雜。傳統的破壞性質量檢測方法成本需求高、效率較低,且無法對在役焊點進行質量檢測。其它無損檢測方法,如漏磁檢測法只適于工件表面或近表面缺陷檢測,熱紅外像檢測法對于表面光澤金屬檢測效果不理想,不適于點焊接頭內部質量檢測。而超聲檢測具有成本較低,無電離輻射,自動化程度高等優(yōu)點,適用于工業(yè)生產線中點焊接頭質量檢測。因此,多層板不銹鋼電阻點焊連接狀態(tài)超聲檢測的研究對提高工業(yè)生產效率以及保障車輛安全性具有重要意義。本文提出了一種能夠實現多層板點焊接頭的上、下表面分時同位超聲掃查的方法,并據此自主研發(fā)了多層板點焊接頭超聲自動檢測裝置,可實現從工件的上、下表面分別進行超聲自動檢測,并通過精準定位裝置實現焊接件雙面檢測掃描點的一一對應,綜合分析上、下連接界面的連接面積。同時,該裝置具有超聲波A掃描檢測、C掃描成像以及數據存儲等功能,為多層板點焊接頭的超聲回波狀態(tài)的進一步分析提供支持。通過對多層板點焊接頭上、下表面的超聲回波信號分析發(fā)現,在超聲時域信號中的一次回波幅值對于接頭連接界面比較敏感,可以用于區(qū)分界面上的連接區(qū)與未連接區(qū),但是,由于表面壓痕等因素的影響,時域信號的一次回波幅值抗干擾性能較差,存在一定的檢測誤差。通過對超聲A回波信號的頻域分析發(fā)現,超聲頻域波形圖中10 MHz及14 MHz特征頻率對接頭連接狀態(tài)敏感,且抗干擾能力高于時域的一次回波幅值,采用頻域信號作為特征值形成的多層板點焊接頭連接界面尺寸偏差較小。采用時域及頻域的特征值均可以形成多層板點焊接頭的超聲C掃描圖像,并可以形成焊接接頭界面的三維立體視圖。通過對超聲C掃描圖像進行高斯濾波及邊緣識別等圖像處理方式,可以有效地提取出超聲C掃描圖像的邊界。根據超聲C掃描圖像的邊界,能夠將多層板點焊接頭的上、下連接界面進行等效連接直徑處理。通過對焊接接頭的拉剪強度測試結果表明,多層板點焊接頭的拉剪失效行為基本發(fā)生在連接面積較小的一側,即焊接接頭的上、下連接界面中,具有較小等效連接直徑的界面易于發(fā)生斷裂,因此,基于超聲C掃描圖像中的等效連接直徑可以對多層板點焊接頭的連接強度進行預測。
【學位單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2020
【中圖分類】：TG453.9
【部分圖文】：

第1章緒論5具有檢測速度快、可靠性較高、安全性能好、操作簡便等優(yōu)點[35]，是目前國內外應用廣泛、使用頻率高且發(fā)展較好的一種無損檢測方法。在工業(yè)生產中超聲檢測可實現金屬內部質量檢測，并可以較準確地定位缺陷，目前已成為電阻點焊接頭內部無損檢測的首要方法。常用的超聲檢測方法主要有脈沖反射法，衍射時差法，穿透法以及共振法，其中共振法是根據被檢測件的共振特性來測定工件內部情況，且常用來檢測工件厚度，另外三種方法常用以檢測工件內部結構，檢測方法原理如圖1.1所示。脈沖反射法是指應用脈沖信號對被檢測件內部進行檢測，發(fā)射的脈沖信號遇到檢測工件內部缺陷時會發(fā)生反射，依據反射波分析判斷其內結構；穿透法是以一發(fā)一收雙探頭形式進行檢測，探頭置于工件兩側，通過脈沖波或連續(xù)波穿透被檢測試件的能量變化判斷工件內部缺陷；衍射時差法同樣是采用一發(fā)一收雙探頭形式檢測，探頭置于工件一側，依據工件內缺陷的衍射波時間差對其進行定性與定量的判定。圖1.1超聲檢測方法原理圖Fig.1.1Principleofultrasonicdetectionmethods現階段超聲檢測應用的波形主要有縱波、橫波、表面波、板波以及爬波等。縱波又稱L波，任何介質發(fā)生體積交替變化時即可產生縱波，縱波的產生與接收較為容易，因此得到廣泛應用；橫波常作為縱波法的輔助波形，對縱波法檢測不到的缺陷進行篩查，多用于焊縫與管材等內部缺陷的檢測；表面波又稱R波，是沿工件表面?zhèn)鞑サ囊环N波形，因此只能檢測到工件表面下一個波長距離內的缺

吉林大學碩士學位論文14如圖2.2所示，該點焊機最大焊接壓力為6600N，功率較大且性能穩(wěn)定。圖2.1試樣尺寸(a)試件全貌(b)試件剖視圖Fig.2.1Specimensizes(a)overallviewofthespecimen(b)sectionviewofthespecimen表2.4多層板點焊試件板厚組合(mm)Table2.4Differentthicknesscombinationfortestpiecesofmultilayerspotwelding(mm)組別D1D2D31111211.5131.51.514111.551.511.5圖2.2點焊設備Fig.2.2Spotweldingequipment

吉林大學碩士學位論文14如圖2.2所示，該點焊機最大焊接壓力為6600N，功率較大且性能穩(wěn)定。圖2.1試樣尺寸(a)試件全貌(b)試件剖視圖Fig.2.1Specimensizes(a)overallviewofthespecimen(b)sectionviewofthespecimen表2.4多層板點焊試件板厚組合(mm)Table2.4Differentthicknesscombinationfortestpiecesofmultilayerspotwelding(mm)組別D1D2D31111211.5131.51.514111.551.511.5圖2.2點焊設備Fig.2.2Spotweldingequipment
【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 鐘建偉;盛國福;高明月;馮亮;;316L核級不銹鋼快拆部件壓力電阻點焊工藝研究[J];熱處理技術與裝備;2019年05期

2 賀優(yōu)優(yōu);王東帥;;熱沖壓鋼電阻點焊形核熱過程及組織特征分析[J];焊接技術;2019年04期

3 劉永剛;韓曉輝;馬明菊;王素環(huán);;軌道車輛不銹鋼車體電阻點焊缺陷產生及預防工藝[J];電焊機;2012年04期

4 康麗齊;;電阻點焊通電方式對高強不銹鋼焊點強度影響的試驗研究[J];金屬加工(冷加工);2016年S1期

5 陳宇 ,費學婷;不銹鋼電阻點焊分流測試試驗方法[J];焊接;2003年06期

6 陳燦;孔諒;程軒挺;王敏;;鋼鋁電阻點焊工藝和機理的研究進展[J];電焊機;2018年12期

7 王小寶;;適用于小尺寸工件的電阻點焊電源[J];現代焊接;2005年05期

8 劉強;;白車身電阻點焊飛濺優(yōu)化方法及應用[J];成都航空職業(yè)技術學院學報;2019年04期

9 王爍;安家宏;馮永躍;楊亞楠;孫佳悅;趙芳;;6061鋁合金低功率電阻點焊工藝優(yōu)化[J];無線互聯科技;2020年02期

10 古惠南;鄭純麒;鐘劍;楊藝;張鳴峰;王吉;;電阻點焊數字化在線監(jiān)控技術在白車身焊接領域的研究及應用[J];焊接技術;2019年11期

相關博士學位論文 前10條

1 范秋月;基于動態(tài)電阻與超聲波檢測的不銹鋼電阻點焊質量評估研究[D];吉林大學;2017年

2 劉靜;不銹鋼電阻點焊質量超聲波定量及智能化檢測研究[D];吉林大學;2015年

3 陳楠楠;鋁/鋼電阻點焊接頭斷裂機理及膠接點焊性能提升策略研究[D];上海交通大學;2018年

4 萬曉東;微電阻點焊條件下的質量控制問題研究[D];華中科技大學;2016年

5 吳賽楠;鋁合金電阻點焊組織性能與焊接過程數值模擬研究[D];重慶大學;2017年

6 梁彩平;管—板單面電阻點焊環(huán)形熔核形成過程及性能研究[D];上海交通大學;2008年

7 石燕棟;鋁合金點焊接頭疲勞性能與壽命預測方法研究[D];南京航空航天大學;2013年

8 王彬;車身部件電阻點焊質量超聲無損檢測研究[D];武漢理工大學;2018年

9 曹海鵬;鋁合金點焊工藝設計及質量控制智能化研究[D];吉林大學;2005年

10 王哲;考慮表面粗糙度的鋼管和鋼球超聲檢測工藝與系統研究[D];華中科技大學;2019年

相關碩士學位論文 前10條

1 王丁冉;多層板不銹鋼電阻點焊連接狀態(tài)超聲波檢測研究[D];吉林大學;2020年

2 劉慧玉;301L/Q235B異種鋼電阻點焊熱裂紋及其對斷裂行為的影響[D];北京交通大學;2019年

3 袁波;車身用鋁合金的電阻點焊工藝研究[D];合肥工業(yè)大學;2019年

4 張敏;鋼鋁異種金屬電阻點焊接頭性能與界面行為的研究[D];上海交通大學;2018年

5 管景凱;不銹鋼電阻點焊過程檢測及質量評估研究[D];華南理工大學;2019年

6 唐國坤;電阻點焊電極對中性檢測方法和系統研究[D];長春理工大學;2019年

7 王昌坤;軌道客車301L/Q235B異種鋼電阻點焊接頭力學性能研究[D];北京交通大學;2019年

8 凌兆鍇;逆變電阻焊機主電路信號變化規(guī)律分析及仿真驗證[D];哈爾濱工業(yè)大學;2019年

9 王煒杰;鋼-鋁電阻點焊數值模擬及預熱過程接觸面微觀機理研究[D];上海交通大學;2017年

10 萬子軒;鋁—鋼異種金屬電阻點焊的數值模擬及其界面行為研究[D];上海交通大學;2016年

本文編號：2887069