铝合金是运输工具轻量化的重要材料。铝合金点焊是一种热效率高、自动化程度高、生产柔性化程度高的焊接方法,在汽车、航空及航天产品的制造中有广泛用途。铝合金导电性、导热性高,热膨胀系数大,熔点低,化学性质活泼,表面覆盖着致密氧化膜且易与电极发生铜铝合金化反应,严重影响了铝合金薄板点焊的工艺性。为此,本文对改善铝合金点焊工艺性能提高焊点质量作了以下工作:首先,采用数值模拟方法对铝合金点焊接头组织、熔核形态和残余应力分布做了深入研究。熔核的结构因素:熔核的组织分、和熔核的形状和应力状态是决定点焊熔核力学性能的内在因素。为此,本文首次采用了热、电、力、冶金耦合的电阻点焊过程模型及铝合金的相变模型对铝合金点焊焊点组织进行了数值模拟研究。预测出了变形铝合金中最主要的两类铝合金(可热处理强化铝合金和不可热处理强化铝合金)点焊接头的组织差异。根据实际点焊产生的铝合金熔核形状,分别建立了圆台形、圆锥台形、椭球形熔核模型,并对它们施加剪切、扭转和扯离载荷,进行数值模拟,研究了不同载荷下各类熔核形状模型上的应力分布状况。并且根据对点焊过程的模拟结果,分析了各类熔核形状的形成原因。使用电阻点焊过程的数值模型研究了各种焊接工艺焊接时,熔核及周围热影响区的残余应力分布。为通过工艺设计手段进行铝合金点焊熔核强化提供了理论基础。其次,采用试验的方法对采用不同工艺手段时,熔核内部组织变化及焊点力学性能变化作了深入研究。首次在可热处理铝合金6082的熔核组织中发现由于点焊过程中的电磁现象产生的类似电磁铸造的组织形态:枝晶组织与由枝晶碎片形成的非枝晶组织的混合分布。对6082铝合金点焊进行了试验设计及工艺试验,研究了采用不同工艺参数进行焊接时,熔核组织的变化以及焊点力学性能的变化,为使用物理方法进行熔核强化提供了实验和理论基础。最后,采用大电阻介质点焊的方法,对改善熔核组织性能做了深入研究。合金强化是对铝合金进行组织强化的行之有效的手段,也是铝合金点焊进行熔核强化的重要方法。本文使用试验测量和数理统计分析的方法,首次采用稳定分布来描述大电阻介质点焊时电极间的初始电阻分布。并根据稳定分布的特征提出了大电阻介质点焊时工件间的初始电阻的计算方法。首次对Ti介质,C介质,C、Ti混合介质,Y介质,Er介质,Y、CrAlY的混合介质等几种不同大电阻介质进行了试验研究。分析了采用各种不同大介质电阻焊接时,对熔核组织强化的效果和机理。为使用合金强化方法进行熔核强化提供了实验和理论基础。