The estimation of the contact interface temperature during resistance spot welding of zinc coated steels using numerical technique

Abstract

AbstractIn this paper the unit area electrical contact resistance curves for galvanized DP600 steel at the electrode‐sheet and sheet‐sheet interface were estimated using experimental resistance data and the finite element modeling technique. A modified experimental resistance spot welding procedure was employed to analyze the total dynamic resistance as a function of welding current at the peak in the first half wave. The resulting experimental data was used in a numerical procedure with the finite element modeling program SYSWELD to predict unit area electrical contact resistance curves. The numerical procedure enabled the separation of the bulk material resistance contribution as well as the prediction of the contact interface temperature at each current input in the simulation. The new contact resistance curves were used in a resistance spot welding simulation and the resulting shape and radius of the molten zone and heat affected zone were compared to experimental weld cross sections.Es wurde hier der elektrische Kontaktwiderstand an der Elektrode‐Blech und der Blech‐Blech Oberfläche an einem feuerverzinkten DP600 Stahl als Funktion der Temperatur ermittelt. Experimentelle Widerstandswerte wurden als Funktion des Schweißstromes gemessen, und anschließend mit dem FEM Programm SYSWELD verglichen und optimiert. In diesem numerischen Verfahren wurde der Stoffwiderstand für verschiedene Stromstärken (1 kA Schritte) berechnet, um aus den Differenzen den Kontaktwiderstandswert genau zu bestimmen. Anschließend wurde mit Hilfe der FEM Methode die Temperatur an der Kontaktoberfläche optimiert, um die experimentell und numerisch ermittelten Widerstandswerte abzugleichen. Die ermittelten Kontaktwiderstandskurven wurden in der Simulation verwendet und der Schmelzzonen‐ sowie der Wärmeeinflusszonenradius mit den experimentellen Ergebnissen verglichen.