鋁合金電阻點(diǎn)焊熔核熱磁反演成像研究.pdf

1、電阻點(diǎn)焊作為焊接技術(shù)的重要組成之一，是一種高效、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的材料連接方法，廣泛地應(yīng)用于汽車工業(yè)、航天航空、電器制造和建筑工程等領(lǐng)域。電阻點(diǎn)焊是一個(gè)力、熱、電、磁、相變等多種因素耦合的復(fù)雜過程。由于電阻點(diǎn)焊焊接過程非常短暫，且無法直接觀測(cè)熔核，因而對(duì)點(diǎn)焊質(zhì)量進(jìn)行有效地監(jiān)測(cè)就存在一定的困難。盡管現(xiàn)階段點(diǎn)焊質(zhì)量監(jiān)測(cè)技術(shù)取得了一定效果，但仍存在一些不足，而且只在特定條件下具有一定的可行性，因而現(xiàn)階段的點(diǎn)焊質(zhì)量監(jiān)測(cè)水平已經(jīng)嚴(yán)重限制了電阻點(diǎn)焊在

2、對(duì)焊點(diǎn)質(zhì)量要求較高領(lǐng)域中的應(yīng)用。因此為了開發(fā)新的點(diǎn)焊質(zhì)量監(jiān)測(cè)方法，本文引入反問題理論，利用點(diǎn)焊時(shí)產(chǎn)生的磁場(chǎng)和溫度場(chǎng)耦合反演計(jì)算熔核截面電流分布，以反演圖像直觀地判斷焊點(diǎn)質(zhì)量，為判斷點(diǎn)焊質(zhì)量提供新的依據(jù)。
　　 本文首先建立了電阻點(diǎn)焊熱磁反演模型并進(jìn)行了反演成像的不適定性分析，然后基于反演模型的需要建立了電阻點(diǎn)焊電流磁場(chǎng)模型，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性。為了解決反演成像的欠定問題，本文引入了三維點(diǎn)焊?jìng)鳠岱磫栴}模型，利用共軛梯度法

3、反演計(jì)算了點(diǎn)焊熔核截面溫度場(chǎng)。最后，將反演模型和傳熱反問題模型耦合起來，運(yùn)用迭代Tikhonov正則化方法求解點(diǎn)焊熔核截面電流分布圖像，并通過理論實(shí)驗(yàn)和不同傳感器陣列點(diǎn)焊實(shí)驗(yàn)分析研究了熔核截面電流分布的變化規(guī)律，不同傳感器陣列對(duì)反演結(jié)果的影響以及電流分布與溫度場(chǎng)之間的聯(lián)系。
　　 熱磁反演成像結(jié)果表明，反演圖像在一定程度上反映了熔核截面電流分布特點(diǎn)，可以作為判斷點(diǎn)焊質(zhì)量的依據(jù)。理論實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，焊接電流分布隨著焊接時(shí)間的增加逐漸