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焊接大专毕业论文提纲 以铝合金点焊为例： 第一部分：文献综述。 主要介绍焊接国内外发展现状，并能从中发现问题，提出问题，在哪些领域仍有技术问题，然后说明你做的研究主要就是用以解决这方面的问题的。 铝合金表面有硬度高熔点高的氧化物，点焊存在一定难度，质量难以保证。因而铝合金的焊接质量在线监测十分重要。 第二部分：论文正文。 质量监测主要有以下几种方式：焊接电压、电流，电极位移，电极压力，焊接声音，焊接热循环等等。 如何采集以上参数呢？首先需要传感器。以上各参数需要不同的传感器。数据采集使用单片机或者数据采集卡（你设计一个单片机采集程序或者数据采集卡的接口电路就足够一个毕业论文了）。 下一步对采集的数据进行分析整理。从采集来的数据中提取点焊缺陷信息，例如喷溅，未熔合等。 第三部分：结论。 对你的工作给出总结，对问题的解决情况加以说明。最后，致谢。 对于专科毕业设计，整个过程中提取一小部分，就足够一个学生的工作量。
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提要 在焊接过程中，热源沿焊件移动时，焊件上某点温度随时间变化的过程称为焊接热循环，它是描述焊接过程中热源对母材金属的热作用。焊缝及近缝区金属组织的变化和应力的产生取决于母材金属的化学成分和焊接过程中的热循环特点。 表明焊接热循环的参数主要有加热速度、加热峰值温度、相变温度以上停留时间及冷却速度，这些因素都会影响焊后组织和性能。因此，焊接热循环的测试与分析计算具有重要的实际意义，是分析焊接接头组织性能变化及焊接缺陷生成机理的有效途径，并可通过改进焊接工艺，改善热循环过程，以达到提高焊接质量的目的。 如果焊接热循环能够实现计算机模拟仿真，我们就可以通过计算机系统来确定焊接各种结构和材料时的最佳设计、最佳工艺方法和焊接参数。本文从这一点出发，在总结前人的工作基础上，通过具体的试验并结合数值计算的方法，在对焊接过程产生的温度场进行了二维和三维模拟仿真研究的基础上，提出了基于ANSYS软件的焊接温度场、焊接热循环的模拟仿真分析方法，并针对Q235平板堆焊问题和16MnR钢焊接进行了实例计算，计算结果与试验值基本吻合。最后在模拟仿真基础上，结合焊接CCT图进行了组织预测分析。 关键词：焊接热循环 温度场 有限元 ANSYS 仿真 目录 提要I Abstract II 目录III 第一章 序 言 1 课题意义 1 本课题的国内外动态 3 数值模拟仿真技术在焊接中的应用 3 焊接热分析的研究进展 6 存在的一些问题 7 目前研究的焦点和方向 8 本论文的主要工作 10 第二章 有限元法与有限元软件 11 2. 1 有限元法 11 有限元法的发展历史 12 有限元方法介绍 12 典型分析步骤 13 通用有限元分析软件 15 有限元软件ANSYS介绍 18 ANSYS的功能 19 ANSYS的特点 19 软件的结构 20 第三章 焊接过程有限元理论 23 焊接过程有限元分析的特点 23 焊接有限元模型的简化 24 焊接温度场的分析理论 26 焊接传热的基本形式 26 转自：毕业论文网
由于铝及铝合金所具有独特的物理化学性能，在焊接过程中会产生一系列的困难和特点，具体表现有以下几点：(1) 强的氧化能力:铝与氧的亲和力很大，在空气中极易与氧结合生成致密结实的A1203薄膜，厚度约。Al203的熔点高达2 050T，远远超过铝合金的熔点，而且密度大，约为铝的倍。在焊接过程中，氧化铝薄膜会阻碍金属之间的良好结合。因此，为保证焊接质量，焊接前必须严格清理焊件表面的氧化物，并防止在焊接过程中再氧化。对熔化金属和处于高温下的金属进行有效的保护，这是铝及铝合金焊接的一个重要特点。(2) 热导系数和比热容等都很大（约比钢大1倍多），在焊接过程中大量的热量能被迅速传导到基本金属内部，因此焊接铝及铝合金比钢要消耗更多的热量。为获得高质量的焊接接头，必须采用能量集中、功率大的热源，有时需采用预热等工艺措施。(3) 热裂纹倾向性大:铝及铝合金的线膨胀系数约为钢的两倍，凝固时的体积收缩率达6. 5%左右。因此焊接某些铝合金时，往往由于过大的内应力而在脆性温度区间内产生热裂纹，这是铝合金尤其是高强铝合金焊接时最常见的严重缺陷之一。生产中常采用调整焊丝成分的方法防止裂纹的产生，如焊丝SAlSi5。采用合理的焊接工艺对于防止热裂纹的产生也是有利的和必要的。(4) 容易形成气孔:焊接接头中的气孔是铝及合金焊接时易产生的另一个常见的缺陷，氢是熔焊时产生气孔的主要原因。铝及铝合金时的液体熔池很容易吸收气体，高温下溶入的大量气体，在焊后冷却凝固过程中来不及析出，而聚集在焊缝中形成气孔。弧柱气氛中的水分，焊接材料及母材表面氧化膜吸附的水分都是焊缝气体中氢的主要来源，因此焊接前必须严格清理，并合理选择焊接工艺防止气孔的产生。(5) 焊接热对基体金属有影响:焊接可热处理强化的铝合金时，由于焊接热的影响，会使基体金属近缝区某些部位的力学性能变坏，对于冷作硬化的合金也是如此，使接头性能弱化，并且焊接热输入越大，性能降低的程度也愈严重。(6) 无色泽变化:铝及铝合金从固态变成液态时，无明显的色泽变化。因此在焊接过程中给操作者带来不少困难。
首先，我告诉你金属铝在焊接之前有可能有两种焊前处理：
告诉你一下注意点吧：铝合金焊接不能用CO2焊接；用其他焊接也要用小电流。因为铝极易氧化，极易被烧穿。可以用TIG焊（无极氩弧焊）。
主要考虑3个方面：首先，确定焊接方法，一般采用惰性气体保护焊，如钨极氩弧焊（TIG)或熔化极氩弧焊（MIG）。其次确定焊接材料，焊丝一般采用与母材成分相同的焊丝。最后，还要确定是否采用预热等工艺措施，铝合金焊接时当壁厚大于25mm时，要预热，一般预热温度在250℃以上。
摘 要：电阻点焊的组织决定焊接接头熔核的性能，熔核的性能决定焊接的质量。通过模拟 点焊接头的组织，可预测在不同点焊参数下接头的组织形态和力学性能等，从而实现通过寻 求最佳焊接工艺来改善焊件性能的目的。研究铝合金点焊相变组织的分布规律，对优化点焊 设计和工艺参数有重要的指导作用，本文通过应用有限元模拟软件进行数值模拟，对6082 铝合金电阻点焊过程中的组织转变进行模拟与研究，并通过实验进行验证，从而得出电阻点 焊对6082铝合金的组织转变的影响。试验验证表明，数值模拟与试验结果吻合良好，为铝合 金点焊基础理论研究提供了一种有效的分析手段。 关键词：数值模拟；金相组织 ；铝合金；电阻点焊 Abstract Te microstructure of resistance spot welding decide performance of nuclear fusion in welded joint, the performance of nuclear fusion decide welding quality. By simulation, we can predict microstructure and mechanical properties of spot welding in different parameters, so as to achieve the best welding performance by seeking to improve the welding processes. Research on the distribution of microstructure in aluminum spot welding, have an important role in on the design and optimization of process parameters of spot welding. The paper through the application of finite element simulation software to simulate and research the resistance spot welding of aluminum alloy of 6082, and verify it through experiments, so as to know affection resistance spot welding to aluminum alloy of 6082. Experiments show that numerical simulation and experimental results are consistent, providing an effective analysis for spot welding on aluminum alloy. Key words: Numerical simulation; Microstructure; Aluminum alloy; Resistance spot welding 1、铝合金在航空航天、船舶制造、机车和汽车制造业等领域获得了广泛的应用。轿车采用 铝合金制造车身较采用钢板制造车身可减轻车体重量6O%左右，能显著降低燃料消耗和减少 环境污染。但是，铝合金点焊所存在的问题限制了点焊在铝合金汽车生产中的应用，铝合金 点焊的熔核形状不规则，尺寸大小不一，熔核在凝固时极易形成缩孔、缩松和气孔，由于冷 却速度较快，熔核的结晶组织主要是从熔合线向内生长的柱状晶。在这方面，吉林工业大学 的赵熹华等人通过采用熔核的孕育处理技术做了详细的研究，将柱状晶组织变为等轴晶组 织，取得了良好的效果[1]。但是，该技术如何工程化的问题还正在研究之中。如果能对点焊 的相变组织进行有限元模拟计算，得到铝合金点焊过程温度场和相变组织的分布规律，从微 观上改变焊接质量，对提高和稳定点焊质量具有重要意义。 铝合金点焊是一个高度非线性的力、热、电相耦合的复杂过程，随着焊接研究的深入， 温度，相变和热应力之间的耦合效应越来越受到人们的重视。 等人曾提出温度，相 变，热应力之间的耦合关系式， 等人利用该耦合模型对焊接接头进行了有限元计算。 Ronda 等[2]用统一的方法推导了相变规律和相变塑性，建立了相容的 TMM 模型，并形成了系 统理论。Yang 等[3]在热冶金耦合方面也作了深入的研究。他们在模拟温度场、速度场、热循 环以及熔池形状时,采用瞬时、3 维、湍流条件下的热传输和流体流动模型。 本文基于有限元专业焊接模拟软件动态模拟焊接的全过程，进行数值模拟时，考虑了材 料热物理性能与温度的非线性关系，以及相变潜热对温度场的影响，实现温度场和应力应变 场的耦合计算，揭示了铝合金点焊过程温度场和相变组织的分布规律，其结果有助于更好地 了解焊接过程中熔体的运动状态、凝固组织细化和产生缺陷的原因,为正确选择点焊工艺参 数等提供理论指导。 2 点焊相变原理熔核、塑性环及其周围母材金属的一部分构成了点焊接头。在良好的点焊焊接循环条件 下，接头的形成过程是预压、通电加热和冷却结晶三个连续阶段所组成。 （1）预压阶段：在电极压力的作用下清除一部分接触表面的不平和氧化膜，形成物理触点，为焊接电 流的顺利通过及表面原子的键合作准备。（2）通电加热阶段：在热与机械力作用下形成塑性环、熔核，并 随着通电加热的进行而长大，直到获得需要的熔核尺寸。通电刚开始，由于边缘效应，使焊件接触面边缘 处温度首先升高，接着由于金属加热膨胀，接触面和电流场均扩展并伴有绕流现象，而靠近电极的焊接区 金属散热较有利，从而在焊接区内形成了回转双曲面的加热区，其周围产生了较大的塑性变形。随着通电 加热的持续，电极与工件接触表面增加，表面金属的冷却增强，而焊接区中心部位由于散热困难温度继续 升高，形成被塑性环包围的回转四方形液态熔核。继续延长通电时间，塑性环和熔核不断长大。当焊接温 度场进入准稳态时，最终获得椭圆形液态熔核，周围是将熔核紧紧包围的塑性环。（3）冷却结晶阶段：使 液态熔核在压力作用下冷却结晶。由于材质和焊接规范特征不同，熔核的凝固组织可有三种：柱状组织、 等轴组织、“柱状+等轴”组织。 由于点焊加热集中、温度分布陡、加热与冷却速度极快，若焊接参数选用不当，在结晶过程中会出现 裂纹、胡须、缩孔、结合线伸入等缺陷，可通过减慢冷却速度和段压力等措施来防止缺陷产生。 3 点焊熔核有限元仿真点焊是一个多因素及多重非线性的复杂问题。在进行数值模拟时，考虑其可作为轴对称问题，对等厚 板的焊接取l／4平面进行分析。为简化计算，本文假定电极压力恒定。 本文采用简化的轴对称2D模型建立6082铝板点焊的简化模型。出于简化模型的目的，假设上下两块铝 板在与电极端面直径对应的中心部分以及电极端面是粘连的，假设电极-工件间及工件间的接触行为属于无 滑动接触。焊接电流为恒流，材料的热物理性能随温度变化，忽略电流的趋表效应、接触面的热电效应和 接触热阻[4,5]。模型的网格采取自由划分，共含1996个固体单元，2120个节点。被连接材料为6082铝合金， 板厚 mm，采用Cu～Cr合金电极，端部直径6 mm，端部曲面半径40 mm。 材料属性 材料的热物理性能参数是温度的函数，在模拟中，材料的热物理性能除了密度和潜热外，其他如比热、 导热系数、电阻率等均随温度变化。材料在相变和熔化时存在潜热，模拟中将潜热在相变温度区间均匀折 算为比热容，以模拟其产热效果。 6082铝合金是Al-Mg-Si系铝合金，该合金的组织比较简单，主要合金元素为Mg、Si ,另外还有少量的Fe 、Zn 、Cu 、Mn，主要组织组成物为Mg2Si，Mg/Si比为，大部分合金不是含过量镁就是含过量的硅。当镁过量时，合金的抗蚀性好，但强度与成形性能低；当硅过量时，合金的强度高，但成形性能及焊 接性能较低，抗晶间腐蚀倾向稍好。 工艺参数 采用直流焊接电源，焊接电流为14 KA，电极压力为 KN，焊接时间为15个周波(相应频率50 Hz)。 具体方案见表1： 焊接温度场的模拟 焊接温度场的准确计算是焊接冶金分析、残余应力与变形计算以及焊接质量控制的前提，焊件在快速 加热和冷却过程中温度场的正确描述是进行组织转变和焊后接头力学性能分析的前提条件。焊接温度场的 准确计算必须建立起准确的热传递数学模型和符合焊接生产实际的物理模型，并应用有限元 软件的校正工 具，根据具体的焊接工艺和条件对热源进行校正；考虑了材料热物理性能参数与温度的非线性关系，建立 了焊接过程的数学模型和物理模型[6,7]。 在焊接过程中，由热源传给焊件的热量，主要是以辐射和对流为主，而母材和焊接材料获得热能后， 热的传播则是以热传导为主。焊接传热过程中所研究的内容主要是焊件上的温度分布及其随时间的温度变 化问题[8]。因此研究焊接温度场，是以热传导为主，适当地考虑辐射和对流作用。 焊件上某点瞬时的温度分布称为温度场，可以表示为： T T ( X , Y , Z , t ) 式中 T 为焊件上某点的瞬时温度，(x , y , z)是某点的坐标，t是时间。 因此非线性瞬态热传导问题的控制方程可以表示为： 式中 c、ρ为材料的比热容、密度，T为温度场的分布函数，t为时间，kx , ky , kz分别为x , y , z方向 上的导热系数； Q是内热源。 温度场计算时, 将模型的对称面定义为绝热边 界条件, 即 其他周围表面定义为换热边界条件, 即 式中 是材料的热导率，n是边界表面外法线方向，α是表面换热系数，Ta是周围介质温度，Ts是物体表面 温度。 点焊相变组织的模拟 相变潜热 焊接过程中伴随着相的转变，在有限元计算中其产生的相变潜热以焓的形式表示[9]，即 式中 (T )c(T ) 分别为材料的密度和比热，均为温度的函数。 在某一温度增量区间，所产生的总的相变潜热表示为各相值的叠加，即 式中：Aj为第j 相的相变潜热，V j 为第j 相的转变体积比,且 å V j = 1 ；n是材料中相的个数。相的转变体积比,且 ；n是材料中相的个数。 相变模拟原理 对于铝合金的相变模拟，主要通过铝合金的回复与再结晶原理，如图1。如果材料有经过温度循环，当 最高温度高于重结晶温度时，重结晶开始发生并产生影响。材料重结晶的比例不仅取决于最高温度，也取 决于热循环过程。可以用如下公式来计算： 等温反应动力学： 非等温反应动力学附加规律： 模拟计算结果 温度场的模拟结果 如图 2 为焊接时间 250ms 时 l／4 平面所成的温度分布，再通过 sysweld 有限元软件，分别在熔核区 中心，熔合线，热影响区，母材组织上取四个固体单元，形成如图 3 所示的温度曲线。由图 2，3 可以看出 在焊接过程中，熔核中心的最高温度可达 720℃，且长时间温度维持在 700℃左右；熔合线附近可达 600℃， 也长时间维持在这个温度；热影响区最高温度可达 500℃左右；而母材最高温度只达到 300℃左右。 相变组织的模拟结果 通过有限元模拟可得到如图4所示结果，6082铝合金点焊结果会出现明显不同的三相分布分别为：母 材、热影响区和熔核区组织。 4 结果分析和讨论由模拟分析结果可以看出， 6082 铝合金点焊会出现比较明显的三种组织的分布，再根据模拟所用的 焊接参数进行试验验证，然后进行金相组织观察（试样用凯勒试剂浸蚀）。可以得到图 5－图 9 的微观组织 图。 由图 5 可见，6082 铝合金点焊组织有着明显的三个组织相分布，中间的小圆为熔核部分，外圆为热影 响区，外边即为母材，与模拟的相变结果（图 4 所示）完全相同。 铝合金的主要热处理方式是固溶处理和时效处理，通过第二相的沉淀硬化来提高强度、硬度等性能。 6082 铝合金为 T4 状态（固溶处理＋自然时效）是经固溶、时效后的合金，其主要强化相是 Mg2Si。在焊 接热循环的影响下，铝合金基体中的这些沉淀相粒子将发生再次固溶、析出和长大过程，对焊接前的基体 产生或多或少的破坏。它们的熔点为 595℃，焊接加热温度超过这一熔点时,部分强化相就会熔解[10]。 图 6 为母材组织，其铝合金基体上分布着粗大且呈长条形的析出相；图 7 为熔核中心组织，其内组织 主要为细小的等轴晶粒；图 8 为处于塑性环熔合线周围的组织，靠近熔合线的熔核区主要是柱状晶粒和部 分等轴晶粒，靠近熔合线的热影响区为粗大的晶粒；图 9 为热影响区中心组织，其铝合金基体上的析出相 细小且呈圆粒状。 从图 4 可以得知，在塑性环内的熔核区中心最高温度远远高于 595℃，可达 720℃左右，且比较长时间 的维持在 700℃，这个温度使熔核区中心的晶粒完全的熔化，在铝合金基体上的第二相重新熔化和固溶， 化合物因固溶而进一步减少。在铝合金基体上分布着弥散的，细小的第二相对晶界移动起着重要的阻碍作 用，第二相质点越细小，数量越多，则阻碍晶粒长大的能力越强，所形成的晶粒也就越细小，且在熔核区 内合金元素溶入的比较多，在很大程度上阻碍了晶界的移动，焊接为快速加热，金属内存在的晶格畸变现 象来不及回复，自扩散系数增加，使合金再结晶晶核增多，造成晶粒细小，所以在熔核中心冷却后形成的 组织为细小的等轴晶粒；由于点焊冷却速度较快，靠近熔合线的熔核区的结晶组织主要是从熔合线向内生 长的柱状晶。运用图 1 描述的铝合金重结晶现象可以发现，靠近塑性环的热影响区的晶粒处于长大阶段， 晶粒生长方向与热流方向一致，有着明显的粗大晶粒且在晶界上分布一些析出相，应为晶粒长大区；6082 合金母材组织为板材组织，其析出相方向与板材成形方向一致，也有少量析出相呈三角形，在晶界上析出， 由于其含有 Cu，Mg，Al，Si，Mn 等合金元素，析出相比较复杂，主要为 Mg2Si。图 6 中的母材组织为退 火组织，所以其部分析出相变的相对细小和一定的圆形状。对于热影响区，其析出相明显比母材组织细小， 且没有方向性，但已经开始出现圆粒状，分布也比母材组织均匀，但还是有一部分为粗大的析出相，且呈 长条形，没有完成再结晶，由图 1 铝合金重结晶原理可知其组织应为回复区和回复再结晶区，晶界基5 结 论1、本文采用数值仿真手段预测熔核的组织，运用sysweld的相变模拟原理，完成对6082铝合金点焊组织的 模拟和预测。 2、采用本文提出的有限元点焊模型，运用相变模拟软件，可以模拟出与实际焊接结果十分吻台的结果，因 此可作为选择和优化点焊参数的一个有效工具。 3、6082铝合金熔核区晶粒细小，组织分布均匀而且弥散，热影响区有着比较明显的回复区，回复与再结晶 区和晶粒长大区，母材组织为板材组织，晶粒方向为轧制方向，且铝基体上分布大量粗大的第二相质点。 4、点焊接头相变组织的模拟是一项新技术，它尚处于起步阶段，在理论上还存在着尚未澄清问题，另外在 计算方法上也有改进余地，其应用更接近空白，因此，有必要从理论和计算方法上进行系统而有深入的 探索，以使新兴方法尽快用于工程实践。 参考文献：赵熹华,姜以宏,薄件点焊熔核凝固组织分析，焊接学报，1994(2):89~93. Ronda J,O liver G J. Consistent Thermo-Mechano-Metallurgical Model of Welded Steel with Unified Approach to Derivation of Phase Evolution Laws and Transformation - Induced Plasticity. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering。2000, 189 (2) : 361～ 417. Yang Z, Elmer J W , Wong J. Evolution of Titanium Arc Weldment Macro and Microstructures- Modeling and Real Time Mapping of Phases。 Welding Journal, 1997, 76 (4) : 172～ 181. Matteo Palmonella, Michael I, Friswell, et al. Finite element models of spot welds in structural dynamics: review and updating[J]. Computers & Structures. 2005,3 (83): 648-661 . Deng X, Chen W, Shi G, et al. Three-dimensional finite element analysis of the mechanical behavior of spot welds[J]. Finite Elements in Analysis and Design. 2007,185( 1): p 160-165. Feulvarch E, Bergheau , Robin V, et al. Resistance spot welding simulation: a general finite element formulation of electrothermal contact conditions Source[J]. 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点腐蚀又称为孔腐蚀，是在金属上产生针尖状、点状、孔状的一种为局部的腐蚀形态。点腐蚀是阳极反应的一种独特形式，是一种自催化过程，即点腐蚀孔内的腐蚀过程造成的条件既促进又足以维持腐蚀的继续进行。一般来说，工业铝型材铝及铝合金腐蚀的基本类型：点腐蚀，电偶腐蚀缝隙腐蚀，晶间腐蚀，应力腐蚀，剥落腐蚀，疲劳腐蚀，丝状腐蚀等，在此，仅介绍集中铝建设工业铝型材在生产和使用中常见的腐蚀现象。点腐蚀，点腐蚀又称为孔腐蚀，是金属上产生针尖状，点状，孔状的一种极为局部的腐蚀形态。点腐蚀是阳极反应的一种独特形式，是一种自催化过程。 铝在大气，淡水，还是以及中性水溶液中都会发生点腐蚀，严重的还可以导致穿孔，不过腐蚀孔最终可能停止发展，腐蚀量保持一个极限值。点腐蚀在极限程度与介 质合金有关，如氯离子，氟离子等。还必须存在促进阴极反应的物质，如水溶液中的溶解氧，铜离子等。从工业铝型材铝合金细来看，铝型材高纯铝一般难以发生点腐蚀，含铜的铝合金点腐蚀最明显。电偶腐蚀也是铝的特征性腐蚀形态，铝的自然电位很负，当铝与其他金属接触时，铝总是处于阳极使其腐蚀加速。电偶腐蚀又称为双金属腐蚀，其腐蚀的严重程度是由两个金属电位序中的相对为位置决定的。他们的电位差愈大，则电偶腐蚀愈严重，几乎所有铝合金都不能避免电偶腐蚀。缝隙腐蚀，工业铝型材铝 本身或铝与其他材料的表面接触时存在缝隙，由于差异充气电池作用，缝隙内腐蚀加速，而缝隙外没有影响。缝隙腐蚀与合金类型关系不大，即使非常耐蚀的合金也 会产生缝隙腐蚀。近年来对于缝隙腐蚀的机理有了更深入的研究，缝隙顶端酸性环境是腐蚀的原动力。沉积物下腐蚀是缝隙腐蚀的一种形式。晶间腐蚀，纯铝不繁盛晶间腐蚀，晶间腐蚀的原因与热处理不当有关系，合金化元素或金属间化合物沿晶界沉淀析出，相对于晶粒是阳极构成腐蚀电池，引起晶间腐蚀加速。丝状腐蚀，丝状腐蚀是一种膜下腐蚀，呈蠕虫状在膜下发展，这种膜可以使漆膜，也可以使其他图层，一般不发生在阳极氧化膜下面。丝状腐蚀最早在航空器的图层下发现，今年在欧洲陆续报道在建筑工业铝型材喷涂膜下也发生。丝状腐蚀与合金成分，铝型材涂层前预处理和环境因素有关环境因素有湿度，温度，氯化物等。
摘 要：电阻点焊的组织决定焊接接头熔核的性能，熔核的性能决定焊接的质量。通过模拟 点焊接头的组织，可预测在不同点焊参数下接头的组织形态和力学性能等，从而实现通过寻 求最佳焊接工艺来改善焊件性能的目的。研究铝合金点焊相变组织的分布规律，对优化点焊 设计和工艺参数有重要的指导作用，本文通过应用有限元模拟软件进行数值模拟，对6082 铝合金电阻点焊过程中的组织转变进行模拟与研究，并通过实验进行验证，从而得出电阻点 焊对6082铝合金的组织转变的影响。试验验证表明，数值模拟与试验结果吻合良好，为铝合 金点焊基础理论研究提供了一种有效的分析手段。 关键词：数值模拟；金相组织 ；铝合金；电阻点焊 Abstract Te microstructure of resistance spot welding decide performance of nuclear fusion in welded joint, the performance of nuclear fusion decide welding quality. By simulation, we can predict microstructure and mechanical properties of spot welding in different parameters, so as to achieve the best welding performance by seeking to improve the welding processes. Research on the distribution of microstructure in aluminum spot welding, have an important role in on the design and optimization of process parameters of spot welding. The paper through the application of finite element simulation software to simulate and research the resistance spot welding of aluminum alloy of 6082, and verify it through experiments, so as to know affection resistance spot welding to aluminum alloy of 6082. Experiments show that numerical simulation and experimental results are consistent, providing an effective analysis for spot welding on aluminum alloy. Key words: Numerical simulation; Microstructure; Aluminum alloy; Resistance spot welding 1、铝合金在航空航天、船舶制造、机车和汽车制造业等领域获得了广泛的应用。轿车采用 铝合金制造车身较采用钢板制造车身可减轻车体重量6O%左右，能显著降低燃料消耗和减少 环境污染。但是，铝合金点焊所存在的问题限制了点焊在铝合金汽车生产中的应用，铝合金 点焊的熔核形状不规则，尺寸大小不一，熔核在凝固时极易形成缩孔、缩松和气孔，由于冷 却速度较快，熔核的结晶组织主要是从熔合线向内生长的柱状晶。在这方面，吉林工业大学 的赵熹华等人通过采用熔核的孕育处理技术做了详细的研究，将柱状晶组织变为等轴晶组 织，取得了良好的效果[1]。但是，该技术如何工程化的问题还正在研究之中。如果能对点焊 的相变组织进行有限元模拟计算，得到铝合金点焊过程温度场和相变组织的分布规律，从微 观上改变焊接质量，对提高和稳定点焊质量具有重要意义。 铝合金点焊是一个高度非线性的力、热、电相耦合的复杂过程，随着焊接研究的深入， 温度，相变和热应力之间的耦合效应越来越受到人们的重视。 等人曾提出温度，相 变，热应力之间的耦合关系式， 等人利用该耦合模型对焊接接头进行了有限元计算。 Ronda 等[2]用统一的方法推导了相变规律和相变塑性，建立了相容的 TMM 模型，并形成了系 统理论。Yang 等[3]在热冶金耦合方面也作了深入的研究。他们在模拟温度场、速度场、热循 环以及熔池形状时,采用瞬时、3 维、湍流条件下的热传输和流体流动模型。 本文基于有限元专业焊接模拟软件动态模拟焊接的全过程，进行数值模拟时，考虑了材 料热物理性能与温度的非线性关系，以及相变潜热对温度场的影响，实现温度场和应力应变 场的耦合计算，揭示了铝合金点焊过程温度场和相变组织的分布规律，其结果有助于更好地 了解焊接过程中熔体的运动状态、凝固组织细化和产生缺陷的原因,为正确选择点焊工艺参 数等提供理论指导。 2 点焊相变原理熔核、塑性环及其周围母材金属的一部分构成了点焊接头。在良好的点焊焊接循环条件 下，接头的形成过程是预压、通电加热和冷却结晶三个连续阶段所组成。 （1）预压阶段：在电极压力的作用下清除一部分接触表面的不平和氧化膜，形成物理触点，为焊接电 流的顺利通过及表面原子的键合作准备。（2）通电加热阶段：在热与机械力作用下形成塑性环、熔核，并 随着通电加热的进行而长大，直到获得需要的熔核尺寸。通电刚开始，由于边缘效应，使焊件接触面边缘 处温度首先升高，接着由于金属加热膨胀，接触面和电流场均扩展并伴有绕流现象，而靠近电极的焊接区 金属散热较有利，从而在焊接区内形成了回转双曲面的加热区，其周围产生了较大的塑性变形。随着通电 加热的持续，电极与工件接触表面增加，表面金属的冷却增强，而焊接区中心部位由于散热困难温度继续 升高，形成被塑性环包围的回转四方形液态熔核。继续延长通电时间，塑性环和熔核不断长大。当焊接温 度场进入准稳态时，最终获得椭圆形液态熔核，周围是将熔核紧紧包围的塑性环。（3）冷却结晶阶段：使 液态熔核在压力作用下冷却结晶。由于材质和焊接规范特征不同，熔核的凝固组织可有三种：柱状组织、 等轴组织、“柱状+等轴”组织。 由于点焊加热集中、温度分布陡、加热与冷却速度极快，若焊接参数选用不当，在结晶过程中会出现 裂纹、胡须、缩孔、结合线伸入等缺陷，可通过减慢冷却速度和段压力等措施来防止缺陷产生。 3 点焊熔核有限元仿真点焊是一个多因素及多重非线性的复杂问题。在进行数值模拟时，考虑其可作为轴对称问题，对等厚 板的焊接取l／4平面进行分析。为简化计算，本文假定电极压力恒定。 本文采用简化的轴对称2D模型建立6082铝板点焊的简化模型。出于简化模型的目的，假设上下两块铝 板在与电极端面直径对应的中心部分以及电极端面是粘连的，假设电极-工件间及工件间的接触行为属于无 滑动接触。焊接电流为恒流，材料的热物理性能随温度变化，忽略电流的趋表效应、接触面的热电效应和 接触热阻[4,5]。模型的网格采取自由划分，共含1996个固体单元，2120个节点。被连接材料为6082铝合金， 板厚 mm，采用Cu～Cr合金电极，端部直径6 mm，端部曲面半径40 mm。 材料属性 材料的热物理性能参数是温度的函数，在模拟中，材料的热物理性能除了密度和潜热外，其他如比热、 导热系数、电阻率等均随温度变化。材料在相变和熔化时存在潜热，模拟中将潜热在相变温度区间均匀折 算为比热容，以模拟其产热效果。 6082铝合金是Al-Mg-Si系铝合金，该合金的组织比较简单，主要合金元素为Mg、Si ,另外还有少量的Fe 、Zn 、Cu 、Mn，主要组织组成物为Mg2Si，Mg/Si比为，大部分合金不是含过量镁就是含过量的硅。当镁过量时，合金的抗蚀性好，但强度与成形性能低；当硅过量时，合金的强度高，但成形性能及焊 接性能较低，抗晶间腐蚀倾向稍好。 工艺参数 采用直流焊接电源，焊接电流为14 KA，电极压力为 KN，焊接时间为15个周波(相应频率50 Hz)。 具体方案见表1： 焊接温度场的模拟 焊接温度场的准确计算是焊接冶金分析、残余应力与变形计算以及焊接质量控制的前提，焊件在快速 加热和冷却过程中温度场的正确描述是进行组织转变和焊后接头力学性能分析的前提条件。焊接温度场的 准确计算必须建立起准确的热传递数学模型和符合焊接生产实际的物理模型，并应用有限元 软件的校正工 具，根据具体的焊接工艺和条件对热源进行校正；考虑了材料热物理性能参数与温度的非线性关系，建立 了焊接过程的数学模型和物理模型[6,7]。 在焊接过程中，由热源传给焊件的热量，主要是以辐射和对流为主，而母材和焊接材料获得热能后， 热的传播则是以热传导为主。焊接传热过程中所研究的内容主要是焊件上的温度分布及其随时间的温度变 化问题[8]。因此研究焊接温度场，是以热传导为主，适当地考虑辐射和对流作用。 焊件上某点瞬时的温度分布称为温度场，可以表示为： T T ( X , Y , Z , t ) 式中 T 为焊件上某点的瞬时温度，(x , y , z)是某点的坐标，t是时间。 因此非线性瞬态热传导问题的控制方程可以表示为： 式中 c、ρ为材料的比热容、密度，T为温度场的分布函数，t为时间，kx , ky , kz分别为x , y , z方向 上的导热系数； Q是内热源。 温度场计算时, 将模型的对称面定义为绝热边 界条件, 即 其他周围表面定义为换热边界条件, 即 式中 是材料的热导率，n是边界表面外法线方向，α是表面换热系数，Ta是周围介质温度，Ts是物体表面 温度。 点焊相变组织的模拟 相变潜热 焊接过程中伴随着相的转变，在有限元计算中其产生的相变潜热以焓的形式表示[9]，即 式中 (T )c(T ) 分别为材料的密度和比热，均为温度的函数。 在某一温度增量区间，所产生的总的相变潜热表示为各相值的叠加，即 式中：Aj为第j 相的相变潜热，V j 为第j 相的转变体积比,且 å V j = 1 ；n是材料中相的个数。相的转变体积比,且 ；n是材料中相的个数。 相变模拟原理 对于铝合金的相变模拟，主要通过铝合金的回复与再结晶原理，如图1。如果材料有经过温度循环，当 最高温度高于重结晶温度时，重结晶开始发生并产生影响。材料重结晶的比例不仅取决于最高温度，也取 决于热循环过程。可以用如下公式来计算： 等温反应动力学： 非等温反应动力学附加规律： 模拟计算结果 温度场的模拟结果 如图 2 为焊接时间 250ms 时 l／4 平面所成的温度分布，再通过 sysweld 有限元软件，分别在熔核区 中心，熔合线，热影响区，母材组织上取四个固体单元，形成如图 3 所示的温度曲线。由图 2，3 可以看出 在焊接过程中，熔核中心的最高温度可达 720℃，且长时间温度维持在 700℃左右；熔合线附近可达 600℃， 也长时间维持在这个温度；热影响区最高温度可达 500℃左右；而母材最高温度只达到 300℃左右。 相变组织的模拟结果 通过有限元模拟可得到如图4所示结果，6082铝合金点焊结果会出现明显不同的三相分布分别为：母 材、热影响区和熔核区组织。 4 结果分析和讨论由模拟分析结果可以看出， 6082 铝合金点焊会出现比较明显的三种组织的分布，再根据模拟所用的 焊接参数进行试验验证，然后进行金相组织观察（试样用凯勒试剂浸蚀）。可以得到图 5－图 9 的微观组织 图。 由图 5 可见，6082 铝合金点焊组织有着明显的三个组织相分布，中间的小圆为熔核部分，外圆为热影 响区，外边即为母材，与模拟的相变结果（图 4 所示）完全相同。 铝合金的主要热处理方式是固溶处理和时效处理，通过第二相的沉淀硬化来提高强度、硬度等性能。 6082 铝合金为 T4 状态（固溶处理＋自然时效）是经固溶、时效后的合金，其主要强化相是 Mg2Si。在焊 接热循环的影响下，铝合金基体中的这些沉淀相粒子将发生再次固溶、析出和长大过程，对焊接前的基体 产生或多或少的破坏。它们的熔点为 595℃，焊接加热温度超过这一熔点时,部分强化相就会熔解[10]。 图 6 为母材组织，其铝合金基体上分布着粗大且呈长条形的析出相；图 7 为熔核中心组织，其内组织 主要为细小的等轴晶粒；图 8 为处于塑性环熔合线周围的组织，靠近熔合线的熔核区主要是柱状晶粒和部 分等轴晶粒，靠近熔合线的热影响区为粗大的晶粒；图 9 为热影响区中心组织，其铝合金基体上的析出相 细小且呈圆粒状。 从图 4 可以得知，在塑性环内的熔核区中心最高温度远远高于 595℃，可达 720℃左右，且比较长时间 的维持在 700℃，这个温度使熔核区中心的晶粒完全的熔化，在铝合金基体上的第二相重新熔化和固溶， 化合物因固溶而进一步减少。在铝合金基体上分布着弥散的，细小的第二相对晶界移动起着重要的阻碍作 用，第二相质点越细小，数量越多，则阻碍晶粒长大的能力越强，所形成的晶粒也就越细小，且在熔核区 内合金元素溶入的比较多，在很大程度上阻碍了晶界的移动，焊接为快速加热，金属内存在的晶格畸变现 象来不及回复，自扩散系数增加，使合金再结晶晶核增多，造成晶粒细小，所以在熔核中心冷却后形成的 组织为细小的等轴晶粒；由于点焊冷却速度较快，靠近熔合线的熔核区的结晶组织主要是从熔合线向内生 长的柱状晶。运用图 1 描述的铝合金重结晶现象可以发现，靠近塑性环的热影响区的晶粒处于长大阶段， 晶粒生长方向与热流方向一致，有着明显的粗大晶粒且在晶界上分布一些析出相，应为晶粒长大区；6082 合金母材组织为板材组织，其析出相方向与板材成形方向一致，也有少量析出相呈三角形，在晶界上析出， 由于其含有 Cu，Mg，Al，Si，Mn 等合金元素，析出相比较复杂，主要为 Mg2Si。图 6 中的母材组织为退 火组织，所以其部分析出相变的相对细小和一定的圆形状。对于热影响区，其析出相明显比母材组织细小， 且没有方向性，但已经开始出现圆粒状，分布也比母材组织均匀，但还是有一部分为粗大的析出相，且呈 长条形，没有完成再结晶，由图 1 铝合金重结晶原理可知其组织应为回复区和回复再结晶区，晶界基5 结 论1、本文采用数值仿真手段预测熔核的组织，运用sysweld的相变模拟原理，完成对6082铝合金点焊组织的 模拟和预测。 2、采用本文提出的有限元点焊模型，运用相变模拟软件，可以模拟出与实际焊接结果十分吻台的结果，因 此可作为选择和优化点焊参数的一个有效工具。 3、6082铝合金熔核区晶粒细小，组织分布均匀而且弥散，热影响区有着比较明显的回复区，回复与再结晶 区和晶粒长大区，母材组织为板材组织，晶粒方向为轧制方向，且铝基体上分布大量粗大的第二相质点。 4、点焊接头相变组织的模拟是一项新技术，它尚处于起步阶段，在理论上还存在着尚未澄清问题，另外在 计算方法上也有改进余地，其应用更接近空白，因此，有必要从理论和计算方法上进行系统而有深入的 探索，以使新兴方法尽快用于工程实践。 参考文献：赵熹华,姜以宏,薄件点焊熔核凝固组织分析，焊接学报，1994(2):89~93. Ronda J,O liver G J. Consistent Thermo-Mechano-Metallurgical Model of Welded Steel with Unified Approach to Derivation of Phase Evolution Laws and Transformation - Induced Plasticity. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering。2000, 189 (2) : 361～ 417. Yang Z, Elmer J W , Wong J. Evolution of Titanium Arc Weldment Macro and Microstructures- Modeling and Real Time Mapping of Phases。 Welding Journal, 1997, 76 (4) : 172～ 181. Matteo Palmonella, Michael I, Friswell, et al. Finite element models of spot welds in structural dynamics: review and updating[J]. Computers & Structures. 2005,3 (83): 648-661 . Deng X, Chen W, Shi G, et al. Three-dimensional finite element analysis of the mechanical behavior of spot welds[J]. Finite Elements in Analysis and Design. 2007,185( 1): p 160-165. Feulvarch E, Bergheau , Robin V, et al. Resistance spot welding simulation: a general finite element formulation of electrothermal contact conditions Source[J]. 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毕业论文答辩常见问题：你选择这个论文题材的原因是什么？论文的研究背景是什么？论文的核心观点是什么？本篇论文采用了哪些研究方法？你所研究问题是采用什么方法解决的，使用了什么解决方案？论文在哪些方面有哪些创新？等。可以结合个人的实际情况以及论文写作两个方面来进行表述。 因为学校不同，老师不同，所以论文答辩老师一般会提的问题也会不同，以下问题和回答仅供参考： 毕业论文答辩常见问题一：你选择这个论文题材的原因是什么？ 我们可以结合个人的实际情况以及论文写作两个方面来进行表述，保证语言清晰，逻辑合理。例如这样回答：因为平常自身比较喜欢这方面的内容、时常关注该研究领域的相关事宜，结合了当前政治新闻和发展趋势，受导师课题影响，参与相关研究课题等。这一部分容易加分但是也容易减分，为了表现出自身的特点和优势，所以我们应该将这一部分内容表述清楚到位。 毕业答辩常见问题二：论文的研究背景是什么？ 这个问题与第一个问题有异曲同工之妙，同学们也可以按照第一个问题的答案来进行回答。 毕业答辩常见问题三：论文的核心观点是什么？或者这么问：论文的主题是什么？这是答辩听审老师最常见的问的问题，而且答案很简单。用自己的话高度概括论文的核心，尽可能全面、准确、简洁的表达出来，不少于3句，不超过5句。 毕业答辩常见问题四：本篇论文采用了哪些研究方法？ 首先明确指出所用的研究方法，然后结合具体内容进行讲述，也就是举例说明。 毕业答辩常见问题五：你所研究问题是采用什么方法解决的，使用了什么解决方案？ 这个问题应该结合实际情况来进行说明，如果有具体的结论或方法的学生，可以分点解释说明。 毕业答辩常见问题六：论文在哪些方面有哪些创新？ 这时，老师们想知道你的论文和别人的有什么不同，有什么亮点，建议同学们举例说明，分点作答，这样显得逻辑清晰、调理清楚，而且这个问题答辩老师一般都会问到，所以同学们要做好准备。 最后学术堂总结：在答辩的时候一定要迅速回应。如果是你不知道问题，你可以向老师请教，千万不要出现冷场的情况，那样你的导师会很尴尬的。答辩时一定要谦虚，虽然你的论文完成得十分出色，但是这些成果暂时的、是没有获得认可结论。
铸造工技师论文答辩
铸造工技师论文也是属于技师的一种，那么关于技师的论文答辩又该如何去准备呢?
一、答辩出题范围
论文答辩的出题来自申报者论文的
内容，答辩小组考评人员在阅读申报者提交的技师论文后，一般会根据论文的内容提出4～8个答辩题，出题通常会涉及以下方面：
1.论文谈到的问题
一般来说，答辩考评人员在阅读完申报者提供的论文后，会根据论文中可提问的地方，出1～3个答辩题。这类题通常比较简单，论文中能找到答案。
2.论文未讲清的问题
若申报者论文中存在未阐述清楚的问题，有必要在答辩前搞明白。因为这类问题必然会被答辩考评人员提出，由申报者回答。
3.与论文相关的问题
任何专业都有与之关联的专业或工种，例如，数控加工与普通机加工即为关联工种。在考核数控加工专业申报者时，提问一些与论文内容相关联的普通机加工知识是完全可能的，也是合情合理的。
4.提高或展望型问题
对于内容先进、有创新、写作上乘的论文，则答辩考评人员有可能与申报者就相关技术的发展前景及趋势进行探讨。当然，作为高级技师的申报者，还可能会被问到与论文相关的较为高深的理论问题。一来考核他们的理论功底，二来促进并引导他们向更深层次学习和发展。需要指出的是，上述几类答辩问题，并非每个申报者都会涉及。对于大多数一般层次的申报者，通常只会问及前两类问题;较高层次的申报者一般也只会问及第三类
问题。
二、申报者的准备
申报者进入论文答辩现场后，可能会出现怯场现象。脑子里一片空白，5～10分钟的论文内容简述，三言两语便宣告结束。考评人员一提问，便什么都想不起来，什么都答不上来。这种临场紧张现象，多数申报者都会遇到，为此，申报者应做好以下准备：
1.论文准备
技师论文答辩的第一步是申报者简述论文内容，其目的无外乎有两个：一是让申报者在简述论文内容时，紧张情绪能够得到一定程度的缓解;二是增强答辩考评人员对论文的了解，以便于答辩和评分。申报者应在答辩前充分掌握论文内容，并精心提炼，确保在规定时间内(通常为10～15分钟)完成论文内容的介绍。内容包括论文的题目、选择该题目的缘由和论文的要点、论文的结论，论文的要点可以从提出问题、分析问题、解决问题三方面进行阐述。
为减少和避免临场紧张带来的不利影响，可将简述内容写成稿子并背熟。同时，也要准备好必要的辅助材料，如实物、挂图、表格、相片等，答辩开始前，可以悬挂于黑板或墙上，这样既可以使申报者在论文阐述时有据可依，又避免了紧张带来的慌乱。另外，还可给考评人员留下准备充分的好印象。当然，若能借助PPT演示文稿介绍论文内容，效果会更好。
需要注意的是，由于种种原因，有些申报者的阐述过于简单，仅用三五分钟甚至更短的时间。这是一种得不偿失的做法：第一，他(她)们放弃了介绍论文的机会;第二，给考评人员留下了不认真、敷衍了事的坏印象;第三，考评人员将有更多、更充分的时间来提问。为此，建议申报者在答辩前，进行试讲或同行间互讲，一来便于把握阐述时间，二来可以锻炼自己的表达能力，三来发现不足并及时纠正。
2.答问准备
技师论文答辩的第二步是由申报者回答考评人员的提问，答辩前申报者应做一些答题准备。首先，应反复阅读论文，从论文的主题、基础知识、解决问题的方法、结论等内容入手，找出出题点。其次，通过阅读论文，查找有无未阐述清楚的问题，找出出题点。再次，从论文中查找相关专业或工种关联内容，找出出题点。例如，对于数控加工专业的申报者，可考核机械工艺基础与夹具知识、金属切削原理与工量具知识、新材料新设备的发展动向及其应用技术、机电一体化新技术、可编程控制器知识等。这一点对于前两类问题回答不甚理想的申报者来说尤为重要，它往往是考评人员给予申报者论文答辩的最后机会。作为技师，对于相关工种的知识要有一定深度的了解。这部分内容的准备应根据论文内容去考虑，当然，这些内容无需考虑太深，满足论文内容需要即可。最后，可以从已完成答辩的申报者那里了解相关课题的有关问题。
三、答问“五不”
技师论文答辩其实是一次技术交流，尤其是答问环节，不但是申报者与答辩考评人员面对面交流的过程，而且是申报者向前辈专家学习、请求指导的好机会。因此，在答问过程中建议做到“五不”。
1.不匆忙作答
答辩时，对于考评人员提出的问题，不要未听清楚就匆忙作答。正确的做法是，在考评人员提出问题时，申报者聚精会神地听，必要时可将问题记在预先准备的笔记本上，边记边思考考评人员所提问题的中心与要点，以便于准确回答问题。
2.不答非所问
答辩时，如果对考评人员所提问题没有理解清楚，请不要贸然回答，以免答非所问。正确的做法是，请考评人员将问题再复述一遍，对于问题中不能理解的概念，可以请考评人员作些解释或说明，也可先谈谈自己对问题的理解，并问明考评人员的意图，得到肯定答复后再作回答。
3.不模棱两可
作答时，不要模棱两可、支支吾吾。正确的.做法是，在弄清考评人员所提问题的确切含义后，在短时间内用肯定自信的语气、流畅的语言简明扼要地回答。
4.不强词夺理
答辩时，对于没有把握的问题，千万不要抱有侥幸心理，强词夺理。因为考评人员是本行业的专家，有相当的理论知识和丰富的实践经验，所有问题是经过慎重考虑，甚至经过专门研究后提出的。正确的做法是，以谦虚的口吻试着作答，能回答多少就回答多少，即使讲得不很贴切，也不要过于紧张，只要回答的内容与所提问题有关联，考评人员通常会引导和启发申报者进入正题。对于实在不能回答的问题，应该实话实说，用诚恳的态度获得考评人员的谅解，得到换一个问题回答的机会。
5.不默不作声
答辩时，不到最后一个问题，千万不要放弃，不要一问三不知，甚至默不作声。因为一切外因都是通过内因起作用的，拒绝回答问题，考评人员想帮助你也无可奈何了。
总之，论文答辩前申报者的准备工作充分与否，是影响论文答辩质量与效果的关键。只要申报者在论文完成后不松劲，精心准备答辩工作，做到内容上广泛、层次上更深刻，必将取得满意的结果。
考生的准备 答辩前 , 考生准备的充分与否 , 是保证论文质量与效果的关键 , 故考生在提交论文之后 , 千万不要有松一口气的思想 , 而应再接再厉、抓紧时间积极准备答辩 : 在内容上应比论文更 广泛一些 , 在层次上应比论文更深刻些 , 考评员有可能问及的 问题 , 都要做好充分的准备。一般来说 , 准备工作有以下几方 面的内容 : 1. 熟读论文 : 掌握论文的论点、论据和技术关键 ; 弄懂 弄通论文中所使用的技术术语、符号、公式、曲线的确切含义 ; 反复推敲论文中是否有模糊不清、自相矛盾或用词不当的 地方等 , 若发现有上述问题 , 就要做好补充、修正、解释的准 备工作。通读论文多遍 , 熟悉论文中的重要内容 , 大概在哪几 页 , 要心中有数 , 这样 , 回答问题需要寻找依据时 , 翻阅论 文 , 能尽快找到所需要的内容 , 避免一页一页翻看 , 不但心里 慌乱又延误时间。 2. 围绕论文所涉及的内容 , 准备以下几方面的材料 ( 最 好写出要点 ): (1) 我为什么要选择这一题目 , 它在生产中的作用是什么 ? (2) 我的主要经验是什么 ? (3) 我这样做的理论根据是什么 ? (4) 论文中的技术关键、论点、论据是什么 ? (5) 我的技术经验解决了什么问题 , 其作用何在 ? (6) 论文中还有哪些问题尚待解决和技术前景怎样 ? (7) 其他。 以上所涉及问题 , 应根据具体情况做必要的材料准备 ,不 一定面面俱到 , 但有备无患 , 做到胸有成竹 , 避免临场慌乱 3. 充分准备好答辩中的第一道程序。 (1) 写出 " 论文报告 " 的发言提纲。 用 10 分钟宣讲 " 论文报告 ", 其内容包括论文的题目 ,介 绍为什么选择该题目、论文的要点 , 也即按 " 提出问题、分折 问题、解决问题 " 等三方面做精练的口头叙述。论文的全面归纳总结 , 也可以是最精彩之处、创新之处。 (2) 材料准备。 事先准备好进场应携带的资料和 " 论文报告 " 所用的有关 材料 , 如必要的挂图、表格、相片等 , 也可事先用白纸写好论 文的标题、主要目录等 , 答辩开始前 , 可以挂在黑板或墙上 , 这样可以 : A. 使考生在口述时 , 有一依据 , 避免慌乱。 B. 加深考评员对你的论文的了解 , 同时争取让考评员对你有一种 " 准备充分 " 的印象分。 (3) 预讲互昕 : 要做到作 " 论文报告 " 时准确、流畅 , 既不要超过规定的 时间 , 也不要仅用 3~5 分钟 , 放弃介绍论文的机会。建议在 答辩前 , 自己预讲或同行间互讲数遍 , 这样的练习 , 一则便于 自己计算把握时间 , 二则锻炼自己的表达能力 , 且能在预讲 中 , 发现不足 , 征求意见 , 及时纠正 , 做到心中有数 , 争取以最佳状态上场。 答辩程序 一、注意事项 1. 答辩前 20 分钟 , 考生应向职业技能鉴定所报到 , 由考务员查验考生的准考证是否与应考人相符。 2. 考生进场后 , 由主考评员宣布答辩开始和注意事项 0 3. 考生作 10 分钟的 " 论文报告 " 。 二、提问与答辩 1. 主考评员提问 : 先由主考评员提出 5-8 个问题 , 一般不给时间准备 ( 或给少量时间准备 , 由考评员确定 ), 考生应立即作出回答 , 有 时也可以给予短时间思考后回答。随问随答 , 主考评员可以一 次提一个问题 , 也可以一次性提出多个问题 , 考生在昕清楚、 记下来后 , 按顺序逐一作出回答。 2. 其他考评员提问 : 在主考评员提问后 , 其他考评员可再提出 2-3 个问题让考生回答。 3. 插问 : 考生回答问题时 , 为保证答辩的中心题意和让考生掌握答题的要点 , 考评员根据具体情况 , 随时可以有适当的插问。 三、结束方式 考生逐一回答完所有问题后 , 可以采用下列两种方式结束 : 1 �6�1考评员不加评述 , 宣布答辩结束 , 请考生退场。 2 �6�1考评员简要指出论文和答辩中的优缺点后 , 请考生退以上两种方式 , 由考评员根据具体情况 , 自行掌握。 四、评议与打分 1. 考评小组评议 。 -般由 3 人组成的考评小组在考生退场后 , 应立即根据论需 1127 打分叫语提出“通过”或是“不通过”。 2. 考评领导小组综合评定。 听取各考评小组论文评审和答辩情况汇报后 , 再结合考生所在单位的情况介绍和意见 , 考评领导小组综合评审 , 举手表决 " 通过 " 还是 " 不通过 " 。 五、总结与颁证 1 �6�1总结与颁证 : 报送省劳动和社会保障厅批准后 , 由职业技能鉴定所召回获得技师资格的考生 , 进行技师资格社会化考评的工作总结与颁发证书 。 2 �6�1对没有通过的考生 , 由鉴定所当面向其指出不足与错误之处 , 以及修改建议 , 允许半年后重新申请技师考评 。 答辩时应注意的问题 考生要想顺利通过答辩，并在答辩时，真正发挥自己的技术水平 , 除了在答辩前做好上述准备外 , 还需要了解、掌握 答辩的要领和答辩的技巧 , 才能减少失误 , 达到预想的效果。 一、携带必要的资料 1. 携带论文与参考资料。 参加答辩时 , 一般应携带论文全文和主要资料 , 以备临查阅。答辩时虽然不能依赖这些资料 , 但带上这些资料 , 当遇 一时记不起时 , 稍微翻阅一下有关资料 , 帮助你恢复记忆 , 就可以避免答不上来的慌乱和尴尬。 2. 携带笔记本与笔。 供记录考评员所提出的问题和记录有价值的意见之用。通 过记录 , 不仅可以减缓紧张心情 , 而且还可以边记边思考 , 回 答问题时就会更有把握 。但所携带的东西 , 应尽量精简 , 并摆好顺序或编上号码 ,避免资料带多 , 慌张之中 , 反而找不到所需材料 , 就适得其反 了。 3. 携带必要的挂图、图表、照片等 , 以及粘贴用的图钉 或双面胶纸。 4. 若需幻灯机、技影仪等演示设备 , 事先向鉴定所提出 , 给予准备。 二、按发言提纲宣讲论文 , 不要照论文全文宣读 一般 3000 字的文章要15 分钟左右才能念完 , 这与规定所给的 10 分钟论文报告时间 ,肯定超时 ;而且照本宣读 ,太平铺直叙 , 不会吸引人。按发言提纲宣讲 , 重点突出 , 不用赶时间 ,便于掌握进度 , 同时还能顾及到语调、板书和挂图的配合使用。 三、从容答辩 论文答辩是为了取得技师资格的一次严肃而有意义的考 核 , 是对考生在撰写过程中所做工作的一次审查 ,考生经过了 较长时间的撰写、查阅资料、深入研究、反复修改 ,理应对自己的论文所涉及的问题 , 已相当熟悉和了解 ; 在答辩前又做了 充分的准备 , 应该是胸有成竹 , 大可不必紧张 , 消除紧张的心 理很重要 , 因为过度的紧张 , 会使本来可以回答的问题也回答 不出来了 ,只有精神适当放松 , 从容镇定 , 思路才会畅通、敏捷 , 答辩时才能有良好的表现。 四、精神集中、态度端正 1. 昕清问题后再作回答 : 考评员在提出问题时 , 考生要 聚精会神地昕取考评员所提出的问题 , 必要时 , 可以将所提出 的问题记在笔记本上 , 边记边考虑考评员所提问题的中心与要 点是什么 , 这样就能准确回答问题 , 切忌未昕清楚 , 就匆忙回 答。 2. 弄懂题意后再作回答 : 如果对考评员所提问题没有理 解清楚 , 不要贸然回答 , 可以请考评员再复述一遍 ; 如果对问 题中有些概念不太理解 , 可以请考评员作些解释或者把自己对 问题的理解说出来 , 并问清考评员是不是这个意思 , 等得到肯定的答复后,再作回答 , 只有这样 , 才有可能避免答非所问 , 答到要点上。 3. 精神集中、排除杂念 : 答辩时要精力集中 , 不可分神 , 切忌察颜观色考评员态度和揣摩考评员心理的不良现象。 五、回答问题要简明扼要、充满自信、语言流畅、声音清晰 在弄清考评员所提问题的确切含义后 ,要在短时间内作出反应 , 用肯定自信的语气、流畅的语言回答问题 ,切忌左支右吾、模棱两可、缺乏自信和吞吞吐吐。回答问题要 : 1. 中心突出 , 不要东扯西拉 , 使人昕后不得要领。 2. 力求准确、实在 , 留有余地 , 不可拔高 , 也不要把话说 “死 "。 3. 吐字清晰、声音适中、层次分明。 六、谦虚谨慎、实事求是 有时考评员对考生所作的回答 ,不太满意 ,也会进一步提出疑问 , 以求了解考生是否切实搞清和掌握这个问题 , 遇到这种情况 , 可以这样处理。 1. 有把握的 , 考生可以申明理由进行答辩 ; 2. 不太有把握的 , 可以以谦虚口吻试着回答 , 能回答多少就回答多少 , 即使讲得不很确切 , 也不要紧张 , 只要回答的内容与所提问题有关联 , 考评员会引导和启发你进入正题的 ; 3. 没有把握的 , 可以用实话实说的口吻作答 , 或者说 : " 我还没注意到这个问题 , 回去后一定好好学习 , 搞懂它。 " 考 评员会因为你的诚恳给予谅解 , 也可能换一个问题再给予你回 答的机会 , 因为 , 答辩会上考生对考评员提出的某个问题回答 不上来是很常见的 , 故不必惊慌 , 还要保持冷静头脑 , 争取答 好其他问题。在某一问题回答不出的情况下 , 要防止两种逆反状态的出现 : (1) 不要强词夺理 , 进行狡辩。 因为考评员是本行业的专家 , 有相当的理论知识和丰富的实践经验 , 对这个问题是有准备而提出的 , 是经过慎重考虑 甚至经过专门研究后提出的 , 故抱有侥幸心理 , 进行强辩 , 企 图蒙混过关是不可能的 , 强词夺理反而给考评员造成印象不好 的副作用 , 这就得不偿失了。 (2) 也不要自我放弃。轻意丧失了信心 , 拒绝回答 , 考评 员想帮助你进入状态也是难有成效了 , 因为一切外因是通过内 因起作用 , 故不到最后一个问题 , 千万不要放弃 , 当然 , 若一 问三不知 , 所有问题回答不上来 , 那就不正常了。 七、虚心学习、文明礼貌 论文答辩实质也是技术交流的过程 , 是考生与考评员面对 面接触的难得机会 , 考生应当把它看成是向前辈、专家学习、 请求指导、讨教问题的好机会 , 因此 , 在答辩过程中 , 考生应 当尊重考评员 : 1. 注意仪容 : 穿戴、言行、举止要讲文明 , 有礼貌。 2. 语言谦虚 : 尤其在考评员提出问题难予回答或与考评员观点不同时要注意分寸 , 采用委婉的语言、请教的口吻 , 用旁说、暗示的 办法说出自己的看法 , 使自己的观点让考评员接受 , 这样 , 考 评员不仅不会为难你 , 相反会认为你有主见 , 技术功底扎实。 3. 礼貌退场 :答辩结束时 ,无论自己答辩情况如何 ，无论考评员提出什么意见 , 都应从容地、有礼貌地退场。可以用这样的语言表 达 :" 谢谢指导 " 、 "感谢提醒 "、" 经过您的指点 , 我对××问题更清晰了 " 。因为这是对考评员起码的尊重 ,也反映了考生本人为人处事的修养与素质。 八、答辩后 , 及时总结经验与教训 答辩离场后 , 不要将精力放在打昕考评情况或打分多少上 , 因为违反考评纪律 , 会被取消考评资格 ; 正确的做法应该 是趁热打铁 , 认真总结论文撰写与论文答辩的经验教训: 1. 通过论文撰写与论文答辩的实践 , 在专业技术知识的掌握与充实上有哪些提高。 2. 通过论文撰写与论文答辩的实践 , 自己学习和掌握了 哪些开展技术工作的方法 , 在提出问题、发现问题、分析问 题、解决问题上取得哪些经验。 3. 通过论文撰写与论文答辩实践 , 在综合素质能力上有哪些提高。 4. 通过论文撰写与论文答辩实践 , 自己还存在哪些问题和不足之处 , 今后的努力方向怎样。 不论考评结果怎样 , 考评后 , 考生都应根据考评员提出的问题和意见 , 继续修改自己的论文 , 力求向纵深方向发展 , 使 自己在知识上、能力上再有所提高 , 做好论文撰写与论文答辩 的经验总结 , 将会终身受益。
浅谈某车架第二横梁上板开裂问题的解决论文
车架所起的作用是支撑连接汽车的各零部件、承受汽车自身零部件的重量，承受行驶时所受的冲击、扭曲、惯性力等，车架是整车极为关键的核心零部件。尤其是车架的第二横梁，在保证车架强度与刚度的.基础上，需要为前桥与转向器提供安装点。某车型开裂问题出现的部位为转向器安装点倒角处，为解决此问题，我部进行了如下调查分析。
1 问题来源
某车型车架第二横梁上板在CAE 成型性分析中局部产生开裂，将严重影响零部件质量及整车品质和安全性能。
2 原因分析
通过对标各车型的相关结构，同时对第二横梁上板设计结构进行评审分析，得出产生局部开裂原因如下：(1)第二横梁上板开裂处的结构为竖直的翻边，为保证与下板的焊接配合，翻边高度达，高度值较大，极易对钢板产生拉延减薄现象;(2)开裂部位附近的翻边型面较复杂，相邻侧为安装转向机支撑管的外凸结构，延伸到开裂部位为内凹的圆弧结构，翻边的型面起伏大，成型困难;(3)第二横梁上板选用的为较高强度的钢板，其材料为SAPH440，板材厚度为3mm，因此成型性能有限，在复杂型面处容易出现成型开裂或是减薄隐裂现象。
综上所述，第二横梁上板开裂的原因主要为：选定牌号、板厚的钢板其成型性能有限，并且零件的翻边高度值较大，同时翻边的型面起伏变化剧烈，从而导致出现了成型时的局部开裂现象。
3 方案制定及验证
方案制定
通过分析的真因，寻找最佳解决方案，为了保证第二横梁上板满足车架刚度、强度要求，材料不允许更改，因此需对型面的结构进行优化，共制定两套方案，方案如下：方案一：将开裂部位近侧的外凸型面进行回收，将外凸弧面R 角内移8mm，经CAE 成型分析，开裂问题得到解决，但是此外凸面为安装转向机支撑管的型面，弧面内移后转向机支撑管的焊接面减小，安装精度不能保证，此方案不可行。方案二：将开裂部位的内凹弧面拉直为平面，使翻边的型面起伏平缓，外凸的型面与平直边相接，经CAE 成型分析，开裂问题也得到解决，同时变更后对安装零件区域无影响，方案可行。
验证
通过CAE 成型性分析，开裂区域消失，问题得到解决，原开裂部位无应力集中现象。
4 结束语
此问题反映出设计零件的结构要结合其材料性能，为保证其性能就需采用机械性能较高的材料，但提高机械性能的同时其成型性将会下降，这就需要避免设计过于复杂的型面结构，同时在设计过程中要结合工艺成型性分析，将问题消除在设计阶段，将此解决办法进行标准化，为后期相似结构提供了借鉴意义。
车架的主要原料及分别： \x0d\x0a无论是摇篮式车架或双翼梁车架或是两者混合的新型车架，在用料上都可分成两大类：铝合金及钢管。\x0d\x0a\x0d\x0a 人人都爱的铝合金车架\x0d\x0a\x0d\x0a铝材本身是比较软，韧度及强度亦较低，不适合作工程用金属。但铝材比较轻身，及高度抗氧化的防锈特性。因此，为改善铝材较差的强度，必须混入其他金属制成合金才能够作车架之材料，一般被称为飞机铝(飞机机身同样使用铝合金为材)。\x0d\x0a\x0d\x0a铝合金之优点在于轻巧，高抗氧化能力，可塑性高，能于冷工(ColdWork)下塑型及加工，轻微变形车架容易拉回原状。但铝合金同样有其缺点。铝合金会有一种大部分金属的问题，便是金属疲劳。除此之外，因硬度较低，抗磨性不佳，部件较易磨损，不适合用于经常活动之部份。\x0d\x0a\x0d\x0a 因为铝合金硬度不足问题及金属疲劳特性，在铝合金车架某些部份上必须在表面加工(铝合金车架不平滑如磨沙般既表面便是其加工结果)，令表面有WorkHarden之情况，因此提高表面之硬度及产生表面横向压力以防止车架出现裂痕。\x0d\x0a\x0d\x0a 铝合金车架多数以注模(DieCast)制造，存在模具成本。由于有工序上及模具之需要，因此，一般铝合金车架造价较高，所以需然铝合金车架比较轻，但一般不会应用在平价或低性能的车种中使用，以免提高售价或造成浪费。以前铝合金车架只会跑车身上出现，但近年在高性能的街车、专业的爬山车甚至乎是高性能绵羊都有采用铝合金车架。\x0d\x0a\x0d\x0aYamaha摩托车在制造第三代Delta-Box车架时，采用了一种名为ControledFillingAllyDie-castingTechnology铝合金计算机印模锻造技术制造。\x0d\x0a\x0d\x0a该技术能制造更复杂的外型，并同时准确地控制车架的厚度，让受力支点厚一点。最重要是能有效减少气泡形成，利用计算机感应器控制模件内不同部份的吸力，让铝合金更准确和更快速地被注入模具内，令注模时间可以缩短了五倍之多。\x0d\x0a\x0d\x0a 所以温度控制更佳，令制成品的密度和刚性都得到改善，令新车架的横向刚性增强但重量却减轻。此外车架的焊接点也可以大幅减少。 \x0d\x0a\x0d\x0a普遍被人轻视的钢管车架\x0d\x0a\x0d\x0a钢材同样是合金，主要由铁(Iron)做成，加入炭Carbon，铬Chromium，镍Nickel，钒Vanadium，磷Phosphorus，镁Manganese等等其他元素制成。\x0d\x0a\x0d\x0a由于钢材由小型炭原子及大型铁原子所合成，所以钢材有一种名为Cottrelllocking的效果，使钢材没有一般金属存在的金属疲劳现象。\x0d\x0a\x0d\x0a 但有利必有弊，Cottrelllocking会导致金属难以冷工加工，所以钢材塑型多数会加热后才加工(Hotwork)。钢材Hotwork还有其他好处，如红热钢材快速冷却(Quenching)会使钢材有纤维性结构，令纲材更加坚韧。\x0d\x0a\x0d\x0a 钢材的抗氧化力亦算高，但不及铝合金，因此，此类车架一般都会有漆油保护，防止氧化。因硬度较高，抗磨性佳，除车身外，引擎及波子盘等经常转动的地方都会用上钢材。\x0d\x0a\x0d\x0a钢管车架在外观上不及铝合金车架粗壮，也较为普遍，所以予人一种过时老土的感觉。其实钢管车架无论在硬度，韧度及强度都比较铝合金优异。\x0d\x0a\x0d\x0a意大利摩托车之皇Ducati的作品，包括登上世界竞赛颁奖台的超级跑车和最新的型号，都是一直使用捆杆式圆管车架。\x0d\x0a\x0d\x0a 钢材缺点是材料本身十分之重，材料本身价钱比铝合金贵，不过因为刚性高，可减少用料，及车架工序简单，车架成本因此反比铝合金更便宜。 \x0d\x0a\x0d\x0a摩托车的钢管车架，一般都是使用已成形的钢管，经加热后再拉出所需形状，然后再利用烧焊方法制成最后的车架。相比起注模式的铝合金车架，制造钢管车架所需的工序比较简单，所需要的注模规模比较小型，不像生产铝合金车架需要有大型注模的昂贵模具。所以钢管车架，在平价及低性能车种中被普遍采用。
铝制车架强度高、质量轻，掉漆也不会生锈钢制车架强度高、质量重，掉漆后会生锈，需要注意防护
按等级从低到高：高碳钢<铝合金<钛合金<碳素纤维1.钢:(什么高碳钢等都一个玩意儿)优点:强度高,韧性好.缺点:易生锈,腐烂,重量很大.2.铝合金:优点:强度一般,重量较轻,不生锈,不腐烂.缺点:韧性不好比较脆.3.钛合金:优点:强度极其高,重量很轻,不生锈,不腐烂.缺点:非常难提炼和加工.很脆,价格很贵.4.碳素纤维:优点:强度很高,韧性非常好,重量非常轻.缺点:加工成本高,易老化,损坏后维修难度非常高.