继电器电阻点焊飞溅物控制研究

摘要

继电器作为一种重要的自动控制元件，是电子信息业的支撑，是涉及未来国际竞争、综合国力和军事实力的重要战略元件。由于继电器的输入、输出部分广泛使用高导性的铜合金材料，并且属于薄壁构件，因此电阻点焊得到了广泛应用。但是由于铜合金的高的导热性、导电性能，而且对焊接参数的变化敏感，导致焊接质量不稳定，因此研究电阻点焊过程机理是解决这些问题的基础和关键。
　　 但是在电阻点焊中，熔核形成过程是不可见的，并且焊接过程是瞬时完成的，这给电阻点焊的试验研究带来了很大困难。所以本文采用数值模拟方法，通过模拟来再现焊接过程，从而达到对铜合金点焊熔核形成过程机理的研究，本文分析了铜合金点焊过程中的力、电、热之间的耦合行为，为解决继电器中关于铜合金电阻点焊易出现的质量问题提供了理论依据。
　　 本文基于Marc有限元分析软件，建立了锡青铜电阻点焊熔核形成过程力、热、电耦合行为的三维模型。通过数值模拟揭示了铜合金点焊中预压阶段接触压力的变化规律，分析了电极压力变化对预压行为的影响，描述了焊接不同时刻温度场的变化规律，从理论上探明了铜合金点焊过程熔核的形成机理。
　　 另外，继电器的可靠性一致被认为是常规及高性能元件的最重要选择标准，而继电器中的多余物是影响其可靠性的重要因素。本文通过数值模拟结果分析了熔核长大速度与塑性环长大速度的关系，从而对点焊过程中易出现的内部喷溅进行了控制，进而保证了继电器的可靠性。
　　 本文还建立了非等厚板的普通点焊模型，分别对普通点焊、不等直径电极和硬规范下的电阻点焊过程进行了动态模拟。比较了三种焊接过程中熔核的形成特点，证实了不等直径电极和硬规范方法对于防止不等厚板熔核偏移的有效性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1课题背景及研究意义

1.2点焊过程数值模拟研究进展

1.3本课题主要研究内容

第2章 继电器电阻点焊过程数值模拟

2.1继电器电阻点焊过程

2.2继电器电阻点焊过程有限元模型的建立

2.3数值计算及结果分析

2.4本章小结

第3章 继电器中点焊飞溅物的控制

3.1电阻点焊过程中的飞溅物

3.2数值模拟在控制电阻点焊飞溅物中的应用

3.3本章小结

第4章 继电器非等厚材料电阻点焊数值模拟

4.1两层非等厚工件点焊熔核形成过程数值模拟

4.2抑制熔核偏移的措施

4.3不同措施下的点焊熔核

4.4本章小结

第5章结论

参考文献

致谢