电阻点焊作为焊接技术的重要组成之一,是一种高效、易于实现自动化的材料连接方法,广泛地应用于汽车工业、航天航空、电器制造和建筑工程等领域。电阻点焊是一个力、热、电、磁、相变等多种因素耦合的复杂过程。由于电阻点焊焊接过程非常短暂,且无法直接观测熔核,因而对点焊质量进行有效地监测就存在一定的困难。尽管现阶段点焊质量监测技术取得了一定效果,但仍存在一些不足,而且只在特定条件下具有一定的可行性,因而现阶段的点焊质量监测水平已经严重限制了电阻点焊在对焊点质量要求较高领域中的应用。因此为了开发新的点焊质量监测方法,本文引入反问题理论,利用点焊时产生的磁场和温度场耦合反演计算熔核截面电流分布,以反演图像直观地判断焊点质量,为判断点焊质量提供新的依据。本文首先建立了电阻点焊热磁反演模型并进行了反演成像的不适定性分析,然后基于反演模型的需要建立了电阻点焊电流磁场模型,并通过实验验证了模型的准确性。为了解决反演成像的欠定问题,本文引入了三维点焊传热反问题模型,利用共轭梯度法反演计算了点焊熔核截面温度场。最后,将反演模型和传热反问题模型耦合起来,运用迭代Tikhonov正则化方法求解点焊熔核截面电流分布图像,并通过理论实验和不同传感器阵列点焊实验分析研究了熔核截面电流分布的变化规律,不同传感器阵列对反演结果的影响以及电流分布与温度场之间的联系。热磁反演成像结果表明,反演图像在一定程度上反映了熔核截面电流分布特点,可以作为判断点焊质量的依据。理论实验结果表明,焊接电流分布随着焊接时间的增加逐渐向熔核边缘扩张。不同阵列点焊实验表明,传感器阵列位置对反演结果有较大影响,在测量误差较大的区域,热磁反演效果较差。在四种传感器阵列形式中,直线阵列的反演结果最优,和理论值的反演结果基本吻合,其他阵列由于误差等原因造成反演结果的失真。将反演理论和正则化方法应用于电阻点焊热磁反演成像的研究尚处于起步阶段,还有很大的研究空间和改进空间,需要进行进一步的研究。