[发明专利]一种采用热模拟试验机进行闪光对焊模拟的方法

说明书

本发明公开了一种采用热模拟试验机进行闪光对焊模拟的方法，其包括下述步骤：1）加工制备热模拟试验用的试样；2）在试样上焊接热电偶；3）所述试验参数包括闪光留量、闪光速度、顶锻留量、顶锻速度，以实际闪光对焊过程中的焊接热模拟曲线为加热制度；4）根据焊接热模拟所测定的温度和应力，得到模拟条件下试样的温度—时间曲线和应力—时间的曲线；5）对经过模拟的试样进行组织和性能的测试，确定工艺参数与性能结果之间的关系。本方法在热物理模拟实验机上通过采用实际闪光对焊过程中的各项关键工艺参数，模拟钢板的闪光对焊过程；可以评估实际闪光对焊过程中的各项关键工艺参数对焊接质量的影响，为闪光对焊过程的模拟提供技术支持。

技术领域

本发明属于金属焊接技术领域，尤其是一种采用热模拟试验机进行闪光对焊模拟的方法。

背景技术

车轮的结构主要包括轮辋和轮辐，其中轮辋为高速旋转的非承载部件，是车轮的重要组成部分，与轮胎共同支撑并缓冲地面传递的力，故整个车轮的性能很大程度上由轮辋的性能决定，轮辋的质量对于车体在运行过程中的平稳性与安全性有很大的影响。闪光对焊过程具有焊接效率高、成型好、成本低等特点，成为了轮辋生产的主要方法。结合研发及生产情况，由于焊后轮辋在经历后续加工，包括：扩口、辊压成形、胀形等，的过程中，如果闪光对焊过程中的关键工艺存在问题，主要是闪光和顶锻工艺，则焊接接头容易在整个后续加工过程出现微裂纹，甚至开裂的现象。而上述焊接过程中所产生的问题会随着车轮用钢的强度级别的提高而更加严重。

闪光对焊是一种电阻对焊方法，是以电流经过工件本身及端面间所产生的电阻热作为热源，将工件装配成对接形式，在热—电—机械力的共同作用下实现整个端面快速连接方法。在闪光对焊过程中，待焊工件两端面接触后，在电流的作用下产生电阻热，金属端面的接触点被迅速烧化，形成闪光。当接头两端形成适当深度的塑性层时，闪光过程结束。之后迅速施加顶锻力，将金属端面间液态金属和其他夹杂物挤出，界面处高温金属形成共同连接，完成整个焊接过程。

目前，尚未公开一种方法，可以系统且低成本地将实际闪光对焊过程中各类关键参数体现在焊接热模拟的过程中。

公开号为CN113165101A的中国专利申请公开了一种“轮辋焊接部成型性优异的闪光对焊部件及闪光对焊方法”，该方法提高应用于汽车轻质钢轮等的拉伸强度为780MPa以上且钢材厚度为6mm以下的高强度热轧钢材的焊接部强度和成型性的闪光对焊部件的制造。该方法是为了在实际工程应用过程中应用模拟的方式研究如何改善闪光对焊接头的组织和性能，有效提高焊接部位的强度和成型性；但该方法并未给出如何系统且低成本地将实际闪光对焊过程中各类关键参数进行热模拟。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种采用热模拟试验机进行闪光对焊模拟的方法，以系统且低成本的途径进行热模拟。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案包括下述步骤：1）加工制备热模拟试验用的试样；

2）在试样上焊接热电偶；

3）所述试验参数包括闪光留量、闪光速度、顶锻留量、顶锻速度，以实际闪光对焊过程中的焊接热模拟曲线为加热制度；

4）根据焊接热模拟所测定的温度和应力，得到模拟条件下试样的温度—时间曲线和应力—时间的曲线；

5）对经过模拟的试样进行组织和性能的测试，确定工艺参数与性能结果之间的关系。

本发明所述步骤1）中，试样的厚度大于热模拟实验夹具的凹口厚度，并保证两个夹具装配之后留有不小于0.5mm的空隙，试样的宽度为5～15mm，试样的长度不超过截面积等效圆直径的3.5倍。

本发明所述步骤2）中，热电偶的焊点位置距离试样顶端10mm。

本发明所述步骤3）中，焊接热模拟曲线包括升温、保温和降温过程。