电阻点焊镀锌钢板电极寿命

采用光学显微镜、x射线衍射等方法研究了铬锆铜电极在点焊镀锌钢板时的失效形式,对电极内部组织及其硬度、导电性能在焊接过程中的动态变化进行了监测、分析。结果表明:铬锆铜电极的失效形式主要是塑性变形、合金化和坑蚀;随点焊进行,电极内部发生再结晶和析出相长大,导致电极头部显微硬度明显降低,但对导电性能影响不大;铬锆铜电极失效后端面合金化产物为cu5zn8相。

汽车用镀锌钢板电阻点焊质量影响的相关研究 【摘要】为了提高汽车的使用寿命,车身通常采用耐腐蚀性能较好的 镀层钢板,尤其以镀锌钢板的使用量为最大。目前,汽车用镀锌钢板连 接中,广泛采用电阻点焊方法。本文以dx54d+z冷轧热镀锌钢板的电 阻点焊的质量为研究对象,采用单因素轮换法、正交试验及方差分析 等试验方法,并结合现代试验分析测试技术,研究了点焊工艺参数对 焊接质量的影响及其优化、不同焊接母材的焊接工艺参数和点焊电极 帽的选取及其对焊接质量的影响、电流增益补偿法在点焊质量控制中 的应用等,获得如下主要结论:(1)在保证焊接接头区有熔核形成的现 有焊接工艺参数的前提条件下,两层板、三层板两种装配时,最主要的 影响因子分别为焊接时间、焊接电流,次要的影响因子分别为焊接电 流、焊接时间,最弱的影响因子均为焊接压力。两者的最佳焊接工艺 参数为:焊接时间均为

在单因素轮换法的基础上,采用正交试验设计方法,研究了电阻点焊dx51d+z冷轧热镀锌钢板时,焊接电流、预压时间、电极压力、焊接时间、维持时间的优化匹配对焊点质量的影响权重。通过对焊点拉伸和剥离试验分析表明,5个焊接工艺参数对焊点质量影响最大的是点焊电流,其次分别是电极压力、点焊时间、预压时间,而维持时间是相对最弱的影响因子。合理的焊接工艺参数为:点焊电流11180a、预压时间40周、电极压力0.25mpa、点焊时间17周及维持时间9周,此时能够获得外观成形良好、强度较高的焊点。

随着现代工业的发展,普通钢板的性能已经逐渐不能满足工业上的要求,于是镀锌钢板应运而生。由于镀锌钢板具有较好的防腐性能,因此在汽车制造业上得到了很大的推广。但是,由于镀锌钢板表面的锌镀层熔点较低会减小电流密度、接触电阻以及会对接头造成一定影响,会造成焊接时间增加或者焊接电流加大的后

根据镀锌板的物理特性,分析了镀锌板焊接的难点。介绍了动态电阻控制的原理和实现过程,使用恒功率电阻点焊控制技术来解决双面镀锌板的电阻点焊工艺问题,保证了焊接质量,延长了电极的使用寿命。

镀锌钢板的电阻点焊可焊性较差,导致其点焊电极过早失效,因此,点焊电极的强化引起了广泛的重视。主要强化方法分为基体强化和表面强化。点焊电极通常是zr、cr等强化并经冷作硬化的cu合金,通过al2o3、tib2、zro2等对基体进行弥散强化,或对基体深冷处理,或通过渗金属ti、电刷镀co、离子注入w、电火花沉积tic、tib2、tin等对电极进行表面强化,可有效地提高电极的使用寿命。其中,电火花沉积tic、tib2涂层电极是一种新的电极表面强化技术,经过广泛工业应用效果显著。

分别在现场和试验条件下对试验用镀锌钢板进行了连续点焊工艺试验,并对电极不同状态下焊接接头进行了组织性能对比分析。结果表明:电极状态的变化会引起焊接过程动态电阻的突变,在动态电阻突变前,点焊接头均为合格,而在动态电阻突变后,点焊接头均为不合格,因此动态电阻的突变可作为判定焊接接头质量的主要依据。

采用剥离试验、扫描电子显微镜和能谱仪等方法对比分析了不同镀层钢板对电阻点焊可焊性工艺窗口和电极磨损的影响规律。结果表明,与纯锌镀层钢板相比,锌铁合金镀层钢板的点焊工艺窗口要宽33%左右;连续点焊电极寿命约长4000点,原因在于纯锌镀层更容易与电极帽中的铜发生合金化反应。

采用电流增益补偿的控制方法,以解决汽车用镀锌钢板电阻点焊的质量问题。通过一系列试验并结合电极帽的失效情况,绘制出优化的电流增益曲线。该曲线可保证获得合格的焊点熔核尺寸,且焊点强度高、质量稳定可靠,优于原有的电流台阶曲线,为实际生产提供了可靠的试验数据。

作者通过分析镀锌钢板点焊电极寿命降低的原因,提出了提高镀锌钢板点焊电极寿命的电流波形控制法。采用该方法进行了点焊电极寿命试验,研究了工件表面飞溅率和电极寿命随焊前电流脉冲的幅值、焊前电流通电时间的变化规律。试验结果表明:采用电流波形控制法可将镀锌钢板点焊电极的寿命由原来的400点提高到980点;工件表面的飞溅率及电极寿命与焊前电流脉冲幅值、焊前电流通电时间有关

汽车用镀锌钢板电阻点焊工艺参数的优化

为了研究用于家用轿车车身制造的镀锌钢板电阻点焊工艺,采用多元非线性回归正交组合的方法设计试验.试验将电阻点焊熔核形状参数和焊接接头抗剪强度作为考察指标,将焊接电流、电极压力、通电时间、预热电流四个参数,以及各参数之间的交互作用作为影响指标的考察因素,得到可预测熔核形状和焊接接头力学性能的四元二次回归数学模型,并通过方差分析对模型进行优化.结果表明,优化的回归数学模型可实现焊接接头熔核成形及力学性能较为准确的预测.在模型的基础上研究各参数及各交互作用对焊点质量的影响规律,从而可实现电阻点焊工艺参数的优化设计.

文章探讨了车用镀锌钢板的电阻点焊技术,概括分析了影响电阻点焊质量的影响因素,并以通过设计试验的方式来研究获得最有焊接效果的电极帽、焊接电流和焊点数量之间的关系,得到了在试验条件下采用铬锆铜电极帽为更优的结论。

利用扫描电镜和x射线能谱等方法分析了在点焊镀锌钢板时电极头部形状对电极失效的影响。结果表明:点焊镀锌钢板时,球形电极的失效主要因素是电极和镀锌板之间局部焊接的断裂发生在电极表面而导致的电极磨损,以及电极和镀锌板表面的锌之间的合金化;截锥形电极的失效除了电极头部的磨损和少量的合金化外,还有电极头部大量的塑性变形。

针对镀锌钢板点焊电极寿命较短的问题,点焊时在电极与工件之间插入辅助材料,使电极与工件隔离。在10周波(硬规范)和40周波(软规范)两种焊接时间下,试验了不同的辅助材料:低碳钢、紫铜片、单面镀铜低碳钢和双面镀铜低碳钢的焊接电流范围。结果表明:镀层在工件侧的单面镀铜低碳钢作为辅助材料时,采用软规范电流范围7.20～9.36ka;镀层在电极侧的单面镀铜低碳钢作为辅助材料时,采用硬规范电流范围8.19～8.45ka,采用软规范电流范围13.60～13.72ka;双面镀铜低碳钢作为辅助材料,采用硬规范电流范围9.88～10.40ka,采用软规范电流范围13.60～13.96ka,能得到要求焊点直径。试验中的其他材料不适合作辅助材料。

通过分析镀锌钢板点焊电极寿命降低的原因,提出了提高镀锌钢板点焊电极寿命的离子注入钨的方法。采用离子注入钨方法在点焊电极工作端面注入钨以改善电极性能。进行了离子注入钨前、后的点焊电极寿命试验研究,测试了离子注入钨前、后的点焊电极显微硬度。试验结果表明,离子注入钨的电极寿命由原来的600点左右提高到800点左右,点焊飞溅现象减少,改善了焊点表面质量。

热镀锌钢板点焊时电极磨损严重,点蚀特征变化明显。建立点焊过程中的电极端面接触电阻模型与接触热阻模型,分析点蚀变化对电极使用寿命的影响,并进行相应试验验证。结果表明,点蚀的产生与发展使电极端面接触电阻与接触热阻增大,导致电极端面温度升高、电极使用寿命降低。试验研究表明,热镀锌钢板点焊的点蚀区域在高温高压下容易产生微裂纹,镀锌层金属元素沿微裂纹渗入电极的内部,加速了电极失效。

镀锌钢板具有良好的耐腐蚀性能,但相对于普通钢板而言,镀锌钢板电阻焊的电极寿命较短。为了提高镀锌钢板电阻焊电极的使用寿命,对电极材料的研究受到越来越广泛的关注。本文综述了镀锌钢板电阻焊电极材料的研究现状及进展,为今后镀锌钢板电阻焊电极材料的研究提供一定的借鉴。

用电阻点焊方法,在相同工艺参数下实现了铝合金-钢板、铝合金-镀锌钢板的有效连接。通过对焊接接头进行力学性能、断口形貌、x射线衍射的观察和测试,结果表明,同种工艺条件下,铝-镀锌钢接头与铝-钢接头相比熔核直径、剪切强度都要大。

镀锌钢板在现代车身中广泛应用。笔者结合焊装车间新车型cs7生产现场的实际情况,通过对点焊飞溅形成机理和影响因素的分析,结合镀锌钢板电阻点焊的特殊性,详细的分析了白车身焊接过程中镀锌钢板点焊飞溅的影响因素,得出了一些结论,为提高白车身镀锌钢板点焊质量,降低工人劳动强度找到一些解决措施。

采用水浸超声聚焦直入射法对镀锌薄板点焊焊核进行超声c扫描成像检测,分析c扫描图像中各特征部分的超声a扫描信号。超声波c扫描成像方法能够测量点焊焊核直径,检测焊核中常见的几种缺陷如气孔、裂纹以及飞溅,此外采用该方法还能对焊核的外观进行检测。为了获得更为精确的焊核内部结构信息,进一步分析了焊核内部不同形状缺陷的c扫描图像特征及a扫描信号特征,通过这些图像特征和信号特征能够判断焊核内部缺陷的形状及类型。因此,超声c扫描成像法能够在不破坏点焊焊核的前提下全面直观地显示焊核的内外部结构。该方法不仅能够用于评价点焊质量,而且还可以作为辅助手段用于点焊的其他研究中。

研究了低频超声探头的谐振特性,并将这种谐振特性用于镀锌薄板的点焊检测中。采用接触式低频探头对点焊进行检测时,检测探头能够接收到未焊薄基板产生的半波谐振高频信号,这些半波谐振信号的高频部分处于探头频带外的奇数次谐振频率附近。通过小波包变换的方法可以将这些高频信号从检测信号中分离出来并用于点焊的质量评价。分析小波包变换中各尺度信号,获取了能够评价焊核质量的超声波特征值并将这些特征值与点焊力学性能联系起来,提供了一种能够定量评价点焊质量的超声无损评价方法。此外,采用低频探头对点焊进行检测较之普通检测方法将大大降低检测成本。