摘 要

随着社会文明的进步和科学技术的发展，数值模拟技术越来越多的在生产实践中被人们利用。在汽车制造等相关行业中，在其车身及其零部件制造方面，多层板的电阻点焊工艺很广泛的应用，尤其是三层不等厚板，由于缺乏在不等厚板方面的工艺标准和参考规范，在企业车间生产中，对三层不等厚板电阻点焊工艺的制定，一直都是摆在技术人员面前的一个难题。尤其是板与板之间厚度相差较大时，在焊接过程中，出现熔核偏移等情况，更为工艺的制定增加了难度。通常在制定这方面的工艺的方法是实验法和凭技术研究人员的经验，经过多次的实验来选出较为适宜的规范，这样必然会造成大量资源和时间的浪费。

本文利用sysweld的软件，建立三层不等厚板的电阻点焊有限元模型，在sysweld已证明有很高的精确度的基础上，并根据相应的工艺标准和生产经验，设计一个初始规范，进行数值模拟分析计算，最后得出了最佳板厚顺序为：最厚板置于中间，其他两板置于两侧。得出各因素与焊接质量的关系：随着电流的增大，熔核大小增大，但易产生飞溅等问题。随着焊接时间增大，熔核尺寸也增大，到一定程度后达到固定值，不再增大。并得出一组合理的焊接规范后，再对数据进行优化选择。

研究结果得出一组可以供企业借鉴的三层不等厚板电阻点焊工艺的焊接规范。本文的特色在于采用了数值模拟技术，用图表的方式清晰的表现了各因素的影响情况。为解决此类问题提供一个新思路。

关键词：电阻点焊，数值模拟，熔核大小，焊接质量。

Abstract

 With the progress of social civilization and the development of science and technology,numerical simulation technology is increasingly used in production.Multilayer resistance spot welding is widely applied in manufacture of vehicle body and parts.

Due to lack of technology standard and references in dissimilar thickness plate，it is difficult for technicists to formulate the three layers of dissimilar thickness plate.Especially when the thickness ratio gets larger,the weld nugget appears excursion,etc.it is more difficult to be welded.Usually,spotwelding process design is based on the experimental method and experience of engineers.After many times of experiments choosing the suitable specification,resources and time will be wasted a lot.This paper uses the software sysweld to establish three layers of different thickness plate finite element model of resistance spot welding.Based on the high precision proved by sysweld,and corresponding standards and production experience,an initial specification will be designed.According to numerical simulation analysis and calculation,the best thickness order is finally obtained:the plate is in the middle,and the other two are on both sides.The relationship between the factors and the welding quality:current increases,melt nuclear size increases,but splash is easily produced.Polarization time and melt nuclear size increase to stable values,no longer increasing.The data selection is optimized after a set of reasonable welding specification being got.The results of the study concluded a group of the three layers of different thickness plate resistance spot welding process of welding specification which can be referred for the enterprises,This paper characterizes by adopting the numerical simulation technology and showing the influence of various factors with chart.  providing a new way of solving such problems.

Key Words:Resistance spot welding，The numerical simulation，Nugget size，The welding quality.

目 录

摘 要 I

Abstract I

目 录 III

第1 章 绪论 1

1.1 选题背景及意义 1

1.1.1电阻点焊在汽车工程领域的应用现状 1

1.1.2多层不等厚板电阻点焊的特点及其应用 1

1.2国内外研究现状 2

1.3数值模拟在电阻点焊过程中的应用 3

1.4本课题的研究内容 3

第2章 实验方案设计 5

2.1 实验材料与设备 5

2.2 实验工艺的确定 5

2.1.1初始方案的确定 5

2.1.2 实验影响因素的选择 6

2.1.3 初始规范的制定 8

第3章 数值模拟计算 10

3.1 有限元模型的建立 10

3.1.1 引言 10

3.1.2网格模型的建立 10

3.1.3其他基本文件的建立 12

3.2数值模拟计算 13

第4 章 结果分析与讨论 17

4.1 焊接规范对点焊质量的影响 17

4.2结果分析 17

4.2.1 不同板厚顺序下熔核大小分析 17

4.2.2焊接电流和焊接时间与熔核大小的关系 20

4.2.3焊接电流和焊接时间与工件焊透率的关系 21

4.2.4 筛选可使用参数 22

4.3参数优化 23

第5章 结论与展望 26

5.1结论 26

5.2展望 26

参考文献 27

致 谢 28

第1 章 绪论

1.1 选题背景及意义

电阻点焊是现代汽车工业生产中重要的工艺方法之一，也是焊接科学方法的重要分支，因它具有效率高，易于自动化生产等特点，在各大领域都有广泛的应用。近年来，随着科学技术和社会的进步，电阻点焊工艺所涉及的领域和对电阻点焊的要求也越来越高。

1.1.1电阻点焊在汽车工程领域的应用现状

当今社会，汽车行业高速发展，在国内外汽车制造领域中，电阻点焊作为一种高效的焊接技术，在汽车车身焊接、车架、车顶、车门、以及车身底板等方面广泛应用。同时也应用在汽车大多零部件制造中，而且其焊接质量的优劣，对整个零件的质量起决定性作用。据有关数据显示，在汽车车身制造中，薄板覆盖部件领域，电阻点焊的焊点数占总焊接数的95%以上，而且在经济投入领域，对电阻点焊的投资费用占对所有焊接技术投入金额的百分比高达75%。又例如：上海大众的一款车型帕萨特白，其车身设计中，每辆车的总焊点数高达5892个。据有关数据显示，每一辆车中，约有4000～6000个。可见电阻点焊在汽车制造领域，有着重要而且不可替代的地位。