不銹鋼車體側(cè)墻單元電阻點焊路徑仿真研究

馬 寅 韓曉輝 徐 野

(中車青島四方機車車輛股份有限公司 山東 青島 266000)

不銹鋼地鐵通常采用低碳高抗拉強度不銹鋼板301L材料，301L不銹鋼為非穩(wěn)態(tài)奧氏體不銹鋼，在冷塑性變形加工中會部分變成馬氏體，材料強度、硬度升高同時保持有一定的塑性和韌性，同時具有較高的電阻率和較低的熱導(dǎo)率，是一種理想的電阻點焊材料。電阻點焊因其焊點表面質(zhì)量穩(wěn)定，工作效率高且安全、環(huán)保、無污染的特點，成為不銹鋼車體最主要的連接方式。

點焊過程涉及到熱場、電場、力場等，點焊熱源在短時間內(nèi)通過電阻與工件的電流為工件提供大量電阻熱能，點焊過程屬于局部加熱的過程。工件受熱不均勻?qū)е碌暮附幼冃我约皻堄鄳?yīng)力制約著產(chǎn)品從結(jié)構(gòu)設(shè)計、加工制造到產(chǎn)品實用的完整性、合理性、可靠性。項目基于不銹鋼地鐵車體電阻點焊工藝要求，圍繞車體典型板材組合進行電阻點焊焊接變形仿真，研究焊接路徑對焊接變形分布的影響，優(yōu)化焊接工藝，指導(dǎo)實際地鐵車輛的焊接生產(chǎn)制造。

1 試驗方法

試驗采用301L不銹鋼材料，電阻點焊的接頭形式為雙面單點。301L的化學成分和力學性能如表1所示。

表1 301L不銹鋼化學成分和力學性能

注：YS為屈服強度；UTS為抗拉強度；EL為延伸率。

試驗以厚度“1.5 mm+1.5 mm”的組合為代表，采用simufact商用模擬仿真軟件，針對焊接路徑和約束工況因素對焊接變形、殘余應(yīng)力的影響進行研究。試驗采用的焊接控制器為MEDWELD 5015中頻直流控制器，功率為28 kVA，最大輸出電流為13 kA。……