【正文】 WESTGATE S A,KUCZA and Fatigue Behavior of Spotwelding 51820 Aluminum Alloy Sheet[J].Welding Journal,1999,(3): 8086 [5] 陳善本 .焊接過程現(xiàn)代控制技術(shù)【 M】 .哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， 2021 [6] 陳善本 .焊接過程現(xiàn)代控制 【 M】 .哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， 2021 [7] 趙熹華 ，馮吉才 .壓焊方法及設(shè)備【 M】 .北京 ： 機械工業(yè)出版社， 2021 [8] 王敏 .電阻焊設(shè)備和工藝的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展前景 【 J】 .2021 年 05 期 [9] XU J, ZHANG Y Investigation of Fatigue Performance of Spot of Welded Dual Phase Sheet Steels[J]. Science and Technology of Welding and Joining, 2021, 13(8):726731 [10] MLJRAT VURAL, AHMENT AKKUS .On the resistance spot weldability of galvanized interstitial free steel sheets with austenitic stainless steel sheets[J]. Journal of Materials Processing Technology, 2021, 8(153~154):16 [11] 田定宇 .不銹鋼板材的發(fā)展與思考 【 J】 .994（ 4）： 35 [12] 張維猛 .1999 年全國不銹鋼生產(chǎn)情況總結(jié) 【 J】 .太鋼科技快訊， 2021（ 171）：12 [13] 清風(fēng) .世界不銹鋼發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展特點 【 M】 .北京 ： 機械工業(yè)出版社， 2021年第 4 期 青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)論文 29 附 錄 Effect of welding voltage on the mechanical behavior of a laserwelded cast titanium joint for dental prosthesis H E R H S I U N G H U A N G ?, S H E N G C H I E H L I N Institute of Oral Materials Science, Chung Shan Medical University, No. 110, Sec. 1, ChienKuo North Road,Taichung 402, Taiwan Email: TZUHSIN LEE, CHUNCHENG CHEN Department of Dentistry, Chung Shan Medical University Hospital, Taichung 402, Taiwan Titanium (Ti) has been widely applied to dental prostheses because of its excellent biopatibility and mechanical properties. Dental clinical experiences have shown that the accuracy of the ?nal Ti prosthesis suffers from some inevitable errors during the fabrication processes such as inaccurate impression, distortion of wax patterns,and bending resulting from metal constriction during the casting of multiunits crown and bridge. Therefore, dental technicians have often tried to make up for these errors by cutting and welding(reconnecting) the prostheses. Among many welding techniques, laser welding under inert environment is monly used for reconnection of Ti prostheses. The research of Qi et al. [1] found that there are ?ne acicular structures in the Ti weld metal different from the parent metal structure after laser welding. On the other hand, Wiskott et al. [2] found that the texture of equiaxed grains of weld metal is similar to the structure of surrounding Ti parent metal after laser welding. In terms of tensile strength, the study of Chai and Chou[3] showed that the strength of Ti weld metal is superior to the parent metal after laser welding. In contrast,Wiskott et al. [4] found that the tensile strength of weld metal of a laserwelded Ti joint is inferior to the parent metal. Furthermore, owing to the fusion of impurities,formation of martensitic structure, or c。在做畢業(yè)設(shè)計期間，無論是在學(xué)習(xí)上，還是口常生活中，老師都給予了我極大的關(guān)懷和幫助。從論文選題、方案論證到論文撰寫，無不得到老師的悉心指導(dǎo)。但在本實驗中優(yōu)化后的工藝參數(shù)下沒有此類現(xiàn)象。 （ 2） 304 不銹鋼點焊接頭的 結(jié)合面為點焊接頭的薄弱區(qū)域。 青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)論文 25 表 點焊熔核能譜分析 (at.%) Element Wt% At% NiL SiK CrK MnK FeK Matrix Corrention ZAF 圖 314 點焊熔核的 SEM 照片 圖 315 304 不銹鋼點焊熔核的 EDS 圖譜 青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)論文 26 結(jié) 論 （ 1） 通過對 70mm20mm1mm304 不銹鋼的點焊試驗，確定了在試驗范圍內(nèi)直流點焊不銹鋼最佳工藝參數(shù)為焊接電流 6000A，電極壓力為 4000N，焊接時間為 7 個周波（ 1 周波 =），預(yù)壓時間為 10 個周波。表 中的化學(xué)成分與表 化學(xué)成分分析結(jié)果顯示，熔核中心的的的成分含量與母材的成分含量 差異不大 。此外，熔核冷卻時與焊點結(jié)合面平行方向的收縮速率最大，故熔核內(nèi)部的裂紋擴(kuò)展方向大多都近似垂直于結(jié)合面。在焊接過程中，熔核金屬熔化導(dǎo)致其受熱膨脹，在電極和熔化金屬附近溫度較低的母材的影響下，熔核就會受壓 。 裂紋 圖 313 為 304 不銹鋼點焊熔核內(nèi)部出現(xiàn)的裂紋。若此時電極壓力不夠大，液態(tài)金屬在凝固前就沒有可能對已經(jīng)形成的孔洞進(jìn)行補充，熔核內(nèi)部的縮孔也就這樣形成了。此時，若熔核內(nèi)部液態(tài)收縮和凝固收縮的總速率大于固態(tài)收縮，就很容易形成縮孔缺陷。隨著溫度繼續(xù)下降，已經(jīng)凝固了的固體表面必然會自發(fā)的收縮，與此同時凝固過程繼續(xù)，凝固收縮又將發(fā)生。通電結(jié)束后， 304 不銹鋼點焊接頭溫度迅速下降。此處由于晶粒尺寸的快速過渡容易形成應(yīng)力集中。 （ a） 50 SE （ b） SE 圖 312 斷口形貌 一般金屬焊點中柱狀晶組織會形成熔核的薄弱面，并且這個薄弱面與點焊搭接接頭處于高應(yīng)力區(qū)的板縫相重合，形成接頭斷裂敏感地帶。 在直流點焊中，由于不銹鋼導(dǎo)熱性好，降溫速度極快，使得在熔核中心液相中的溫 度梯度很小，形成成分過冷區(qū)，結(jié)晶形核速率比長大速度更強烈的依賴 過冷度，再加上焊點在壓力狀態(tài)下結(jié)晶，進(jìn)一步提高了均質(zhì)形核和異質(zhì)形核率，使液態(tài)金屬中形成大量的晶核，晶粒沿各個方向長大的速率相差不多，就形成了熔核區(qū)均勻分布的細(xì)小等軸晶組織如圖 311。從熔核區(qū)到熱影響區(qū)組織形態(tài) 明顯過渡，使得這一部分成為街頭的薄弱環(huán)節(jié)。由于半熔化的熱影響區(qū)具有與液態(tài)金屬相近的化學(xué)成分，相同的晶格類型，因此熔核區(qū)晶核總是聯(lián)生長大 [13]。 圖 38 點焊結(jié)晶形態(tài)（ 640） 圖 39 母材組織（ 640） 點焊過程熔核結(jié)晶遵循凝固理論的晶核生成、晶粒長大的過 程，但是由于點焊是在電極壓力和大電流作用下，利用工件電阻和接觸電阻產(chǎn)熱而形成熔核，是一個電、熱、機械力和鑄造冶金交互作用的復(fù)雜過程，結(jié)晶的條件決定了組織形態(tài)，在交直流不同的點焊條件下，接頭組織形態(tài)有較大的差別。晶粒尺寸由焊縫逐漸過渡到母材，大小不均勻，晶界和晶內(nèi)有不連續(xù)分布的析出物，熔核內(nèi)部等軸晶區(qū)一直延伸到熔合線處，使整個熔核區(qū)呈現(xiàn)出單一的等軸晶。不銹鋼的熱影響區(qū)相對其他合金的熱影響區(qū)較青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)論文 22 大，其原因與不銹鋼熱導(dǎo)率有很大關(guān)系。相同母材、焊接電流和電極壓力的前提下，焊接時間不同，點焊熔核的顯微硬度相差很大，隨著焊接時間的增大，點焊接頭熔核區(qū)和熱影響區(qū)的硬度均相應(yīng)有所降低，而母材區(qū)的硬度基本保持母材自身的硬度不變。圖中不同焊接時間下的顯微硬度曲線變化規(guī)律相同。 焊接時間對點焊熔核的顯微硬度的影響規(guī)律 圖 37 為焊接時間對點焊熔核顯微硬度的影響規(guī)律。本試驗中最佳焊接時間為 7cyc。此時，熔核直徑隨著焊接時間的增加而增大，且拉剪力也隨之增大。研究表明，點焊接頭強度與微觀組織和熔核直徑有著密切的關(guān)系。可以看出，青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)論文 21 焊接時間對 304 不銹鋼的點焊接頭強度和熔核尺寸影響明顯，接頭拉剪力的基本變化趨勢為先增大，增大到一定程度后基本保持不變 。這是由于焊接時間延長，電流在焊接區(qū)產(chǎn)生的電阻熱就必然會逐漸增多 ，即焊接熱輸入增大，最終導(dǎo)致點焊熔核尺寸增加。由圖可見，點焊熔核尺寸隨著焊接電流的增大而增大。本試驗中焊接時間為 7 周波時，點焊接頭剪切力達(dá)到最大。由圖 35 可知，當(dāng)焊接電流為 6KA 時，分別對焊接時間 T= 9 周波剪切力對比分析知：由于焊接時間較短，熱輸入量太小，焊點區(qū)熔融狀態(tài)差，不能形成足夠大的熔核，使得點焊接頭剪切力較低；當(dāng)焊接電流達(dá)到可以形成一定熔核尺寸數(shù)值以后，焊接時間若在小范圍內(nèi)變動，點焊接頭的剪切力變化 不大，較為穩(wěn)定。焊接時，根據(jù)材料的物理性能、焊件厚度與裝配精度、焊件焊前的表面狀態(tài)及對焊件表面質(zhì)量的要求來確定通電時間的長短 [13]。 圖 34 焊接電流對點焊熔核顯微硬度的影響 焊接時間的確定 焊接時間對焊點品質(zhì)的影響 焊接時間同時影響析熱和散熱，通常，在規(guī)定的焊接時間內(nèi)，焊接區(qū)析出的熱量除部分散失外，將逐步積累，用以加熱焊接區(qū)，使熔核逐漸擴(kuò)大尺寸。此外，從圖 34 還可以看出，隨著焊接電流即焊接熱輸入的增加，點焊熔核尺寸也逐漸變大。而焊接熱輸入大，熔核內(nèi)部過冷度小是造成熔核區(qū)組織粗大的主要原因。 由圖可見，隨著焊接電流的增大，點焊接頭各區(qū)域 （ 熔核區(qū)、熱影響區(qū)、母材區(qū) )的硬度均有所降低。 由圖可見，兩側(cè)的焊接熱影響區(qū)的硬度最高，中間熔核區(qū)的硬度略低于熱影響區(qū)的硬度，而熱影響區(qū)向外兩側(cè)的母材區(qū)的硬度則比熱影響區(qū)的硬度低很多，并且隨著到熔核中心的 距離的增加，硬度逐漸減小，最后基本保持不變，基本剛剛為熱影響區(qū)硬度的一半圖中不同焊接電流下的顯微硬度曲線變化規(guī)律相同。 焊接電流對點焊熔核的顯微硬度的影響規(guī)律 圖 34為焊接電流對點焊熔核的顯微硬度的影響規(guī)律。同時，飛濺的出現(xiàn)還破壞了點焊熔核塑性環(huán)的完整性，導(dǎo)致應(yīng)力集中在焊點熔核邊緣附近產(chǎn)生，這些都會嚴(yán)重地影響點焊接頭的力學(xué)性能，使拉剪力減小 [13]。此時，焊接熔核內(nèi)部就會由于一部分熔化金屬缺失而導(dǎo)致縮孔缺陷的產(chǎn)生 。隨著焊接電流的增大，熱輸入增加，焊點處的電阻熱足以熔化形成優(yōu)質(zhì)熔核所需 的金屬液體，熔核直徑必然增大，點焊接頭拉剪力也隨之得到提高。而熔核直徑卻在焊接電流增大的過程中持續(xù)增加。接頭拉剪力主要變化趨勢為先增大，后減小 ； 熔核直徑持續(xù)增大，增大速度為先慢后快。 圖 33 焊接電流對熔核尺寸的影響 圖 32 和圖 33 為焊接電