电阻焊:基础与应用(第二版)

目录
第1章 焊接冶金 1
1.1 电阻焊的凝固过程 1
1.2 金属的冶金特性 4
1.2.1 钢 4
1.2.2 铝合金 14
1.2.3 镁合金 19
1.2.4 铜合金 24
1.3 焊件的脆化 30
1.3.1 液态金属的脆化 32
1.3.2 氢脆 36
1.3.3 金属间化合物导致的脆裂 37
1.4 裂化 40
1.4.1 凝固裂化 40
1.4.2 熔融裂化 41
1.4.3 腐蚀裂化 42
参考文献 43
第2章 焊接中的电、热过程 46
2.1 电阻焊的电学特性 46
2.1.1 体电阻 47
2.1.2 接触电阻 47
2.1.3 总电阻 50
2.1.4 分流 51
2.2 电阻焊的热学特性 51
2.3 电极寿命 53
2.3.1 镀锌钢板的焊接 53
2.3.2 铝合金的焊接 56
2.4 热平衡 63
2.4.1 热相似律 64
2.4.2 热平衡定律 65
2.4.3 改进的热平衡理论 66
2.4.4 实验验证 69
2.5 电流波形 71
2.5.1 单相交流电 72
2.5.2 单相直流电 78
2.5.3 三相直流电 80
2.5.4 中频直流电 80
参考文献 84
第3章 焊点缺陷 86
3.1 焊点缺陷的分类 86
3.1.1 外部缺陷 86
3.1.2 内部缺陷 93
3.2 焊核内孔洞的形成 95
3.2.1 气泡 96
3.2.2 体积收缩效应 99
3.3 铝合金AA6111中的焊接裂化 100
3.4 铝合金AA5754中的焊接裂化 102
3.4.1 铝合金中的液相裂化 103
3.4.2 裂化机制 106
3.4.3 抑制裂化 112
参考文献 116
第4章 力学试验 118
4.1 引言 118
4.2 车间测试 120
4.2.1 凿子分离试验 120
4.2.2 剥离（滚筒）试验 120
4.2.3 弯曲试验 121
4.3 使用仪器对焊点进行测量 122
4.3.1 静态测试 122
4.3.2 动态试验 132
4.3.3 扭转试验 146
参考文献 147
第5章 电阻焊接过程的监控 149
5.1 引言 149
5.2 数据采集 150
5.3 焊接过程的监测 151
5.3.1 焊接过程中通常采集的信号 152
5.3.2 自适应噪声消除 161
5.3.3 监测信号和焊接工艺之间的关系 164
5.4 焊接过程的控制 170
5.4.1 叶形图 170
5.4.2 恒功率密度控制 176
5.4.3 人工神经网络模型 181
5.4.4 电流分级递进 185
参考文献 187
第6章 焊接质量和检测方法 189
6.1 焊接质量 189
6.1.1 焊点特征 189
6.1.2 焊接质量要求 190
6.1.3 焊点属性和强度之间的关系 194
6.2 破坏性试验 200
6.2.1 剥离试验 201
6.2.2 凿子分离试验 201
6.2.3 金相检验 201
6.3 无损评价 203
6.3.1 A型超声波扫描 203
6.3.2 B型超声波扫描 210
6.3.3 使用B超系统检测各种焊点 213
6.3.4 冷焊点的鉴定法 215
6.3.5 焊点特征和焊接强度之间的关系 219
参考文献 220
第7章 电阻点焊过程中的飞溅现象 223
7.1 飞溅对焊点质量的影响 224
7.2 飞溅的机理和检测 227
7.3 飞溅的预测与避免 228
7.3.1 几何比较模型 229
7.3.2 力平衡模型 230
7.3.3 通过HAZ内的熔融液态网络的飞溅 239
7.3.4 飞溅的统计模型 245
7.3.5 总结 248
7.4 实例 249
7.4.1 力平衡模型的应用 249
7.4.2 统计模型的应用 254
参考文献 264
第8章 焊机机械特性的影响 266
8.1 引言 266
8.2 典型焊机的机械特性 266
8.3 焊机刚度的影响 268
8.3.1 对电极力的影响 269
8.3.2 对电极位移的影响 269
8.3.3 对电极与板材接触过程的影响 270
8.3.4 对焊点形成的影响 271
8.3.5 对焊接强度的影响 271
8.3.6 对电极对中度的影响 271
8.3.7 焊机刚度和阻尼的估计 272
8.4 摩擦的影响 276
8.4.1 对电极力的影响 277
8.4.2 对电极位移的影响 278
8.4.3 对微观结构的影响 278
8.4.4 对拉伸-剪切强度的影响 279
8.5 运动部件质量的影响 280
8.5.1 动态力的分析 280
8.5.2 对焊接质量的影响 282
8.6 焊接周期内电极的跟进 283
8.6.1 热膨胀 283
8.6.2 气缸的影响 284
8.7 电极挤压时间和夹持时间的测量 289
8.8 其他因素 292
8.8.1 电极的对中及工件的结合 292
8.8.2 电极力 294
8.8.3 材料 295
参考文献 297
第9章 电阻焊的数值模拟 298
9.1 简介 298
9.1.1 有限差分和有限元法之间的比较 298
9.1.2 模拟电阻焊过程的方法 300
9.2 电-热-力的耦合分析 302
9.2.1 通用（三维）的有限元模型 302
9.2.2 电气过程的公式 302
9.2.3 热传导过程的公式 303
9.2.4 边界条件 303
9.2.5 热-力分析的框架 304
9.2.6 熔化和凝固的模拟 304
9.2.7 有限元公式 304
9.2.8 二维有限元分析 305
9.2.9 轴对称问题 307
9.3 接触性质和接触面积的模拟 307
9.4 其他因素的模拟 310
9.4.1 锌涂层的影响 310
9.4.2 电流波形的影响 310
9.5 模拟焊点微观结构的演变 311
9.5.1 冷却速度的影响 311
9.5.2 HAZ中的微观结构演变 312
9.5.3 焊核微观结构的模拟 313
9.5.4 模拟点焊焊件内微观结构演变的实例 314
9.6 电阻焊过程的数值模拟实例 315
9.6.1 案例一：电极表面几何形状的效应 315
9.6.2 案例二：使用耦合与非耦合算法之间的差异 317
9.6.3 案例三：电极轴向错位的影响 317
9.6.4 案例四：球面电极的角偏心的影响 319
参考文献 321
第10章 电阻焊研究的统计学设计、分析和推理 324
10.1 引言 324
10.2 基本概念和步骤 325
10.2.1 数据采集 325
10.2.2 统计建模和数据分析 326
10.2.3 推断或决策 326
10.3 具有连续响应的实验 327
10.3.1 统计设计 327
10.3.2 分析与建模 330
10.3.3 推理和决策 333
10.3.4 两级滑动层次实验 340
10.4 分类响应实验 347
10.4.1 实验设计 348
10.4.2 分析与建模 348
10.4.3 推理和决策 349
10.5 计算机模拟实验 355
10.5.1 实验设计 356
10.5.2 分析与建模 356
10.6 总结 363
参考文献 363
彩图