电阻点焊在薄壁构件的焊接中有着广泛应用,是汽车车身的有效连接方法。由于点焊熔核形成过程的不可见性和焊接过程的瞬时性给点焊过程质量监控与工艺参数的优化造成困难,采用数值模拟研究方法取代点焊工艺实验不仅具有重要的经济价值,而且对于点焊缺陷预测与焊点质量控制具有理论指导意义与实际应用前景。目前点焊过程的数值模拟研究多数还限于预压及通电焊接两个阶段的温度及瞬态应力场模拟,而对锻压冷却阶段及残余应力场的研究很少。而冷却后产生的残余应力场是产生焊接裂纹、影响焊点寿命的主要因素,因此,焊点残余应力场的模拟一直是个难点。本文采用SYSWELD有限元软件,对等厚低碳钢板的点焊过程进行了电、热、冶金、机械的数值模拟分析。针对点焊接头的几何特点和点焊过程的加热特点建立了有限元分析模型。在分析过程中充分考虑了接触电阻、相变潜热、电极水冷、表面空气散热、材料的组织转变等因素对熔核生长过程的影响以及材料热、电物理性能、力学性能随温度的变化。在此基础上,本文对点焊过程的温度场进行了模拟,分析了点焊过程温度场的变化规律,对熔核的成长过程进行了图形显示与理论分析;通过对点焊试样熔核形状与尺寸的检测,验证了所建点焊模型的合理性和模拟结果的准确性。对点焊过程的瞬时应力场及残余应力场进行热-电-冶金-机械的耦合分析,讨论了各接触面上应力状态的变化规律及热膨胀对工件变形和位移的影响。结果表明:点焊接头中应力和应变的分布是不均匀的。在整个点焊过程中,熔核中心的应力比较小,高应力主要存在于热影响区内;熔核中心由轴向压应力逐渐转变为轴向拉应力,热影响区及附近母材区存在较大的等效残余应力;最大残余应力及残余应变分布在工件间贴合面接触边缘附近。