電阻點(diǎn)焊鍍鋅鋼板電極壽命

采用光學(xué)顯微鏡、x射線(xiàn)衍射等方法研究了鉻鋯銅電極在點(diǎn)焊鍍鋅鋼板時(shí)的失效形式,對(duì)電極內(nèi)部組織及其硬度、導(dǎo)電性能在焊接過(guò)程中的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行了監(jiān)測(cè)、分析。結(jié)果表明:鉻鋯銅電極的失效形式主要是塑性變形、合金化和坑蝕;隨點(diǎn)焊進(jìn)行,電極內(nèi)部發(fā)生再結(jié)晶和析出相長(zhǎng)大,導(dǎo)致電極頭部顯微硬度明顯降低,但對(duì)導(dǎo)電性能影響不大;鉻鋯銅電極失效后端面合金化產(chǎn)物為cu5zn8相。

汽車(chē)用鍍鋅鋼板電阻點(diǎn)焊質(zhì)量影響的相關(guān)研究 【摘要】為了提高汽車(chē)的使用壽命,車(chē)身通常采用耐腐蝕性能較好的 鍍層鋼板,尤其以鍍鋅鋼板的使用量為最大。目前,汽車(chē)用鍍鋅鋼板連 接中,廣泛采用電阻點(diǎn)焊方法。本文以dx54d+z冷軋熱鍍鋅鋼板的電 阻點(diǎn)焊的質(zhì)量為研究對(duì)象,采用單因素輪換法、正交試驗(yàn)及方差分析 等試驗(yàn)方法,并結(jié)合現(xiàn)代試驗(yàn)分析測(cè)試技術(shù),研究了點(diǎn)焊工藝參數(shù)對(duì) 焊接質(zhì)量的影響及其優(yōu)化、不同焊接母材的焊接工藝參數(shù)和點(diǎn)焊電極 帽的選取及其對(duì)焊接質(zhì)量的影響、電流增益補(bǔ)償法在點(diǎn)焊質(zhì)量控制中 的應(yīng)用等,獲得如下主要結(jié)論:(1)在保證焊接接頭區(qū)有熔核形成的現(xiàn) 有焊接工藝參數(shù)的前提條件下,兩層板、三層板兩種裝配時(shí),最主要的 影響因子分別為焊接時(shí)間、焊接電流,次要的影響因子分別為焊接電 流、焊接時(shí)間,最弱的影響因子均為焊接壓力。兩者的最佳焊接工藝 參數(shù)為:焊接時(shí)間均為

在單因素輪換法的基礎(chǔ)上,采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法,研究了電阻點(diǎn)焊dx51d+z冷軋熱鍍鋅鋼板時(shí),焊接電流、預(yù)壓時(shí)間、電極壓力、焊接時(shí)間、維持時(shí)間的優(yōu)化匹配對(duì)焊點(diǎn)質(zhì)量的影響權(quán)重。通過(guò)對(duì)焊點(diǎn)拉伸和剝離試驗(yàn)分析表明,5個(gè)焊接工藝參數(shù)對(duì)焊點(diǎn)質(zhì)量影響最大的是點(diǎn)焊電流,其次分別是電極壓力、點(diǎn)焊時(shí)間、預(yù)壓時(shí)間,而維持時(shí)間是相對(duì)最弱的影響因子。合理的焊接工藝參數(shù)為:點(diǎn)焊電流11180a、預(yù)壓時(shí)間40周、電極壓力0.25mpa、點(diǎn)焊時(shí)間17周及維持時(shí)間9周,此時(shí)能夠獲得外觀成形良好、強(qiáng)度較高的焊點(diǎn)。

隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,普通鋼板的性能已經(jīng)逐漸不能滿(mǎn)足工業(yè)上的要求,于是鍍鋅鋼板應(yīng)運(yùn)而生。由于鍍鋅鋼板具有較好的防腐性能,因此在汽車(chē)制造業(yè)上得到了很大的推廣。但是,由于鍍鋅鋼板表面的鋅鍍層熔點(diǎn)較低會(huì)減小電流密度、接觸電阻以及會(huì)對(duì)接頭造成一定影響,會(huì)造成焊接時(shí)間增加或者焊接電流加大的后

根據(jù)鍍鋅板的物理特性,分析了鍍鋅板焊接的難點(diǎn)。介紹了動(dòng)態(tài)電阻控制的原理和實(shí)現(xiàn)過(guò)程,使用恒功率電阻點(diǎn)焊控制技術(shù)來(lái)解決雙面鍍鋅板的電阻點(diǎn)焊工藝問(wèn)題,保證了焊接質(zhì)量,延長(zhǎng)了電極的使用壽命。

鍍鋅鋼板的電阻點(diǎn)焊可焊性較差,導(dǎo)致其點(diǎn)焊電極過(guò)早失效,因此,點(diǎn)焊電極的強(qiáng)化引起了廣泛的重視。主要強(qiáng)化方法分為基體強(qiáng)化和表面強(qiáng)化。點(diǎn)焊電極通常是zr、cr等強(qiáng)化并經(jīng)冷作硬化的cu合金,通過(guò)al2o3、tib2、zro2等對(duì)基體進(jìn)行彌散強(qiáng)化,或?qū)w深冷處理,或通過(guò)滲金屬ti、電刷鍍co、離子注入w、電火花沉積tic、tib2、tin等對(duì)電極進(jìn)行表面強(qiáng)化,可有效地提高電極的使用壽命。其中,電火花沉積tic、tib2涂層電極是一種新的電極表面強(qiáng)化技術(shù),經(jīng)過(guò)廣泛工業(yè)應(yīng)用效果顯著。

分別在現(xiàn)場(chǎng)和試驗(yàn)條件下對(duì)試驗(yàn)用鍍鋅鋼板進(jìn)行了連續(xù)點(diǎn)焊工藝試驗(yàn),并對(duì)電極不同狀態(tài)下焊接接頭進(jìn)行了組織性能對(duì)比分析。結(jié)果表明:電極狀態(tài)的變化會(huì)引起焊接過(guò)程動(dòng)態(tài)電阻的突變,在動(dòng)態(tài)電阻突變前,點(diǎn)焊接頭均為合格,而在動(dòng)態(tài)電阻突變后,點(diǎn)焊接頭均為不合格,因此動(dòng)態(tài)電阻的突變可作為判定焊接接頭質(zhì)量的主要依據(jù)。

采用剝離試驗(yàn)、掃描電子顯微鏡和能譜儀等方法對(duì)比分析了不同鍍層鋼板對(duì)電阻點(diǎn)焊可焊性工藝窗口和電極磨損的影響規(guī)律。結(jié)果表明,與純鋅鍍層鋼板相比,鋅鐵合金鍍層鋼板的點(diǎn)焊工藝窗口要寬33%左右;連續(xù)點(diǎn)焊電極壽命約長(zhǎng)4000點(diǎn),原因在于純鋅鍍層更容易與電極帽中的銅發(fā)生合金化反應(yīng)。

采用電流增益補(bǔ)償?shù)目刂品椒?以解決汽車(chē)用鍍鋅鋼板電阻點(diǎn)焊的質(zhì)量問(wèn)題。通過(guò)一系列試驗(yàn)并結(jié)合電極帽的失效情況,繪制出優(yōu)化的電流增益曲線(xiàn)。該曲線(xiàn)可保證獲得合格的焊點(diǎn)熔核尺寸,且焊點(diǎn)強(qiáng)度高、質(zhì)量穩(wěn)定可靠,優(yōu)于原有的電流臺(tái)階曲線(xiàn),為實(shí)際生產(chǎn)提供了可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

作者通過(guò)分析鍍鋅鋼板點(diǎn)焊電極壽命降低的原因,提出了提高鍍鋅鋼板點(diǎn)焊電極壽命的電流波形控制法。采用該方法進(jìn)行了點(diǎn)焊電極壽命試驗(yàn),研究了工件表面飛濺率和電極壽命隨焊前電流脈沖的幅值、焊前電流通電時(shí)間的變化規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果表明:采用電流波形控制法可將鍍鋅鋼板點(diǎn)焊電極的壽命由原來(lái)的400點(diǎn)提高到980點(diǎn);工件表面的飛濺率及電極壽命與焊前電流脈沖幅值、焊前電流通電時(shí)間有關(guān)

汽車(chē)用鍍鋅鋼板電阻點(diǎn)焊工藝參數(shù)的優(yōu)化

為了研究用于家用轎車(chē)車(chē)身制造的鍍鋅鋼板電阻點(diǎn)焊工藝,采用多元非線(xiàn)性回歸正交組合的方法設(shè)計(jì)試驗(yàn).試驗(yàn)將電阻點(diǎn)焊熔核形狀參數(shù)和焊接接頭抗剪強(qiáng)度作為考察指標(biāo),將焊接電流、電極壓力、通電時(shí)間、預(yù)熱電流四個(gè)參數(shù),以及各參數(shù)之間的交互作用作為影響指標(biāo)的考察因素,得到可預(yù)測(cè)熔核形狀和焊接接頭力學(xué)性能的四元二次回歸數(shù)學(xué)模型,并通過(guò)方差分析對(duì)模型進(jìn)行優(yōu)化.結(jié)果表明,優(yōu)化的回歸數(shù)學(xué)模型可實(shí)現(xiàn)焊接接頭熔核成形及力學(xué)性能較為準(zhǔn)確的預(yù)測(cè).在模型的基礎(chǔ)上研究各參數(shù)及各交互作用對(duì)焊點(diǎn)質(zhì)量的影響規(guī)律,從而可實(shí)現(xiàn)電阻點(diǎn)焊工藝參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì).

文章探討了車(chē)用鍍鋅鋼板的電阻點(diǎn)焊技術(shù),概括分析了影響電阻點(diǎn)焊質(zhì)量的影響因素,并以通過(guò)設(shè)計(jì)試驗(yàn)的方式來(lái)研究獲得最有焊接效果的電極帽、焊接電流和焊點(diǎn)數(shù)量之間的關(guān)系,得到了在試驗(yàn)條件下采用鉻鋯銅電極帽為更優(yōu)的結(jié)論。

利用掃描電鏡和x射線(xiàn)能譜等方法分析了在點(diǎn)焊鍍鋅鋼板時(shí)電極頭部形狀對(duì)電極失效的影響。結(jié)果表明:點(diǎn)焊鍍鋅鋼板時(shí),球形電極的失效主要因素是電極和鍍鋅板之間局部焊接的斷裂發(fā)生在電極表面而導(dǎo)致的電極磨損,以及電極和鍍鋅板表面的鋅之間的合金化;截錐形電極的失效除了電極頭部的磨損和少量的合金化外,還有電極頭部大量的塑性變形。

針對(duì)鍍鋅鋼板點(diǎn)焊電極壽命較短的問(wèn)題,點(diǎn)焊時(shí)在電極與工件之間插入輔助材料,使電極與工件隔離。在10周波(硬規(guī)范)和40周波(軟規(guī)范)兩種焊接時(shí)間下,試驗(yàn)了不同的輔助材料:低碳鋼、紫銅片、單面鍍銅低碳鋼和雙面鍍銅低碳鋼的焊接電流范圍。結(jié)果表明:鍍層在工件側(cè)的單面鍍銅低碳鋼作為輔助材料時(shí),采用軟規(guī)范電流范圍7.20～9.36ka;鍍層在電極側(cè)的單面鍍銅低碳鋼作為輔助材料時(shí),采用硬規(guī)范電流范圍8.19～8.45ka,采用軟規(guī)范電流范圍13.60～13.72ka;雙面鍍銅低碳鋼作為輔助材料,采用硬規(guī)范電流范圍9.88～10.40ka,采用軟規(guī)范電流范圍13.60～13.96ka,能得到要求焊點(diǎn)直徑。試驗(yàn)中的其他材料不適合作輔助材料。

通過(guò)分析鍍鋅鋼板點(diǎn)焊電極壽命降低的原因,提出了提高鍍鋅鋼板點(diǎn)焊電極壽命的離子注入鎢的方法。采用離子注入鎢方法在點(diǎn)焊電極工作端面注入鎢以改善電極性能。進(jìn)行了離子注入鎢前、后的點(diǎn)焊電極壽命試驗(yàn)研究,測(cè)試了離子注入鎢前、后的點(diǎn)焊電極顯微硬度。試驗(yàn)結(jié)果表明,離子注入鎢的電極壽命由原來(lái)的600點(diǎn)左右提高到800點(diǎn)左右,點(diǎn)焊飛濺現(xiàn)象減少,改善了焊點(diǎn)表面質(zhì)量。

熱鍍鋅鋼板點(diǎn)焊時(shí)電極磨損嚴(yán)重,點(diǎn)蝕特征變化明顯。建立點(diǎn)焊過(guò)程中的電極端面接觸電阻模型與接觸熱阻模型,分析點(diǎn)蝕變化對(duì)電極使用壽命的影響,并進(jìn)行相應(yīng)試驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表明,點(diǎn)蝕的產(chǎn)生與發(fā)展使電極端面接觸電阻與接觸熱阻增大,導(dǎo)致電極端面溫度升高、電極使用壽命降低。試驗(yàn)研究表明,熱鍍鋅鋼板點(diǎn)焊的點(diǎn)蝕區(qū)域在高溫高壓下容易產(chǎn)生微裂紋,鍍鋅層金屬元素沿微裂紋滲入電極的內(nèi)部,加速了電極失效。

鍍鋅鋼板具有良好的耐腐蝕性能,但相對(duì)于普通鋼板而言,鍍鋅鋼板電阻焊的電極壽命較短。為了提高鍍鋅鋼板電阻焊電極的使用壽命,對(duì)電極材料的研究受到越來(lái)越廣泛的關(guān)注。本文綜述了鍍鋅鋼板電阻焊電極材料的研究現(xiàn)狀及進(jìn)展,為今后鍍鋅鋼板電阻焊電極材料的研究提供一定的借鑒。

鍍鋅鋼板在現(xiàn)代車(chē)身中廣泛應(yīng)用。筆者結(jié)合焊裝車(chē)間新車(chē)型cs7生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況,通過(guò)對(duì)點(diǎn)焊飛濺形成機(jī)理和影響因素的分析,結(jié)合鍍鋅鋼板電阻點(diǎn)焊的特殊性,詳細(xì)的分析了白車(chē)身焊接過(guò)程中鍍鋅鋼板點(diǎn)焊飛濺的影響因素,得出了一些結(jié)論,為提高白車(chē)身鍍鋅鋼板點(diǎn)焊質(zhì)量,降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度找到一些解決措施。

研究了低頻超聲探頭的諧振特性,并將這種諧振特性用于鍍鋅薄板的點(diǎn)焊檢測(cè)中。采用接觸式低頻探頭對(duì)點(diǎn)焊進(jìn)行檢測(cè)時(shí),檢測(cè)探頭能夠接收到未焊薄基板產(chǎn)生的半波諧振高頻信號(hào),這些半波諧振信號(hào)的高頻部分處于探頭頻帶外的奇數(shù)次諧振頻率附近。通過(guò)小波包變換的方法可以將這些高頻信號(hào)從檢測(cè)信號(hào)中分離出來(lái)并用于點(diǎn)焊的質(zhì)量評(píng)價(jià)。分析小波包變換中各尺度信號(hào),獲取了能夠評(píng)價(jià)焊核質(zhì)量的超聲波特征值并將這些特征值與點(diǎn)焊力學(xué)性能聯(lián)系起來(lái),提供了一種能夠定量評(píng)價(jià)點(diǎn)焊質(zhì)量的超聲無(wú)損評(píng)價(jià)方法。此外,采用低頻探頭對(duì)點(diǎn)焊進(jìn)行檢測(cè)較之普通檢測(cè)方法將大大降低檢測(cè)成本。

鍍鋅鋼板點(diǎn)焊工藝參數(shù)的優(yōu)化

鍍鋅鋼板點(diǎn)焊飛濺的控制_肖方明