开云体育 kaiyun.com 官网入口开云体育 kaiyun.com 官网入口开云体育 kaiyun.com 官网入口且还要承受加热和冷却的循环作用 ! 受到热和力的 冲击 ! 产生热疲劳而使电极失效或电极表层脱落 $ 可见这些失效机理具有 % 个特点 ) 其一 ! 这些失 效机理往往是交织在一起的 ! 以# 种或几种为主 $ 点 焊0*12 镀层钢板时 ! 电极的主要磨损是机械磨损 ! 而点焊有机硅酸盐复合镀层钢板时 ! 电极面的温度 超过了 (,*0 合金层的熔点 ! 磨损过程基本上是通 过冶金反应 $ 34552678 9#等人研究了塑性变形 %合金 化 % 磨损& 者对电极失效的相互作用 ! 认为没有合金 化的电极材料塑性流动到电极边缘 ! 将形成翻边 ! 使电极有效面增大 !这就是通常说的蘑菇化 $ 在电 极边缘的合金或锌使接触面积增大 ! 减低了电流密 度 $ 随着焊接电数的增加 $ 由于磨损 ! 电极材料从电 极上磨掉 ! 不仅使电极头直径扩大 ! 而且电极长度 也减短了 $ 其二 !这些失效机理往往相互促进 !加快 电极失效 $ 例如 ) 塑性变形使得电极端面的直径则 增大 ! 增到了电极端面与钢板的接触面积 ! 这不仅 减小了电流密度 ! 还增大 0 扩散通道 ! 使得从钢板 表面扩散到电极端面的 0 的量增加 ! 加快了电极 材料的合金化 $ 而黄铜的电阻率比铜的高 !在下次 焊接时在相同的焊接电流条件下电极端面产生的 焦耳热增大 ! 电极端面的温度就会升高 ! 反过来又 促进了电极的塑性变形 $ 可见若能避免或减缓电极 其中# 种或几种失效形式 ! 就能极大的提高电极的 寿命 $
电极寿命 ! 但在焊接镀锌钢板时 ! 无法阻止电极的 合金化 !因而提高电极寿命就显得很微弱 $
焊接压力作用下发生变形 ! 使电极端面直径增大 ! 从而降低电流密度 ! 最后使电极失效 $ 可见塑性变 形是其寿命不够长的主要原因之一 $ 而常用的电 极的强度 ! 特别是高温强度不够高 $ 可见 ! 提高点 焊镀锌钢板电极的高温强度是延长电极寿命的有 效方法之一 $ 在普通电极材料中通过各种方法加 入硬质颗粒制作成颗粒增强的铜基复合材料电极 ! 可提高电极的高温强度 !在焊接过程中不发生塑性 变形 $ 近年来出现多种复合材料电阻点焊电极 $ 用含 ,-.为 /012 % 质量分数 & 的铜基复合材料 电极点焊镀锌钢板 ! 电极寿命是普通铜合金 %&3(&4
更促进电极头部合金化的形成 ! 加快了电极磨损 ! 相对于普通钢板焊接 ’ 非镀层钢板 $ 而言 ! 点焊镀锌 钢板电极的寿命一般较短 %#!$& 若能知道在点焊过 程中电极失效的主要机理 !有针对的采取有效措施 和方法 ! 避免或减缓电极磨损 !从而提高电极寿命 为了提高电阻点焊镀锌钢板电极寿命 !国内外焊接 工作者及有关专家作了大量的工作
熔点高 ! 具有坚固 ’ 完整的晶格 ! 化学性能稳定 ! 使 得弥散强化铜电极具有高的热稳定性 $ 一般铜基复合材料制备工艺复杂 ! 成本较高 ! 价格昂贵 ! 在实际生产应用中用得比较少 $
温度基本低于此温度 !但有些微区的温度也可能达 到或超过此温度 ! 这取决于工件与电极间的接触电 阻 % 焊接速度 %冷却状况以及电极合金类型 $ 一旦电 极某的区域的温度高于电极材料的再结晶温度 ! 则 会在电极中产生再结晶和晶粒长大 ! 强度降低 ! 电 阻率升高 ! 加 快塑性变 形 ! 最终使电 极 失 效 !#$ 当 然 ! 点焊电极材料的再结晶并不一定发生 %&##$
的塑性变形导致电极端部形成蘑菇状和电极直径 的增加 !这种塑性变形的产生是由于电极头部在焊 接时承受压力和高温作用的结果 * 一般讲 !电极表 面的温度与焊件表面的温度应相等 ! 点焊时钢板的 表面温度大约为 ; # 左右 ! 点焊镀锌钢板时 ! 电 流密度比点焊普通钢板电流密度要高 == 左 右 ! 电极表面的温度能达到 ?@ $ * 正是由于 电极头部的温度分布不均匀 ! 使得电极头部产生了 不均匀的塑性变形 * 此外在电极与工件表面的高温 还导致了电极头部产生低屈服强度的 A2BC9 合金 ! 这将加重电极局部的塑性变形 * 塑性变形的产生 ! 使得电极头部的直径随焊点数目的增加而增加 ! 从
电极的磨损主要发生在电极头部 !表现为电极 头部的物质转移到工件上 源自文库 使得电极磨损 ! 导致电 极直径增大和焊接电流密度的下降 $ 电极在点焊
过程中是焊件表面合金材料黏附电极还是电极发 生磨损主要取决于电极的强度 % 钢板表面镀层与钢 板间的结合强度以及焊点局部焊接强度之间的大 小 !如果电极的强度最低 ! 电极头部就会发生磨损 & 如果焊件或镀层的强度最低 ! 电极头部就会产生合 金黏附物 & 如果电极头部和焊点局部焊接的强度介 于前两者之间 !电极磨损和电极表面的黏附都会发 生 $ 另外影响磨损的因素还有在正常焊接规范下 电极撞击工件和对电极的冷却不足 !#$
增强的铜基复合材料电极点焊镀锌钢板 ! 电极寿命 是%&4%)寿命的. 倍 !电极的工作面不发生塑性变形 且比较平整
和镀层钢板的交界面上 !合金主要产生在电极工作 端面及头部的周围 $ 电极合金化的程度取决与在 焊接循环过程中电极与工件交界边作用的温度和 时间 ! 镀层元素与电极材料的扩散速度 ! 以及生成 物质在电极端面的形核和长大 $ 一般 !电极端面与 工件接触面积越大 % 作用的时间越长 % 工作温度越 高 !扩散速度越快 !越易合金化 ! 而合金化的产生不 仅使电极端面的电导率下降 ! 提高了焊接时电极表 面的温度 ! 更加加快合金化 ! 而且影响了电极表面 的分流作用 $
电极压力等 ! 每个参数必然会对电极寿命产生影 响 ! 因此正确选择焊接规范是很重要的 $ 焊接电流是最重要的点焊参数 $ 焊接电流偏小 时 ! 使热源强度不足而不能形成熔核或熔核尺寸很 小 ( 随着焊接电流的增加 ! 内部热源发热量急剧增 加 ! 熔核尺寸稳定增加 ( 随着焊接电流进一步增大 ! 使加热过于强烈 ! 引起金属的过热 ’ 飞溅等 /C#! 此时 电极发热严重 ! 易发生飞溅和塑性变形 ! 从而影响 电极的寿命 $ 焊接时间对电极的寿命的影响与焊接电流对 电极的寿命的影响类似 $ 当其它焊接参数不变而增 加焊接时间时 ! 电极的发热量也是增加的 ! 这对电 极的寿命是有影响的 $ 电极压力主要影响焊接区电阻和电极的塑性 变形量 $ 一旦电极压力过小 !焊接区电阻增大 !其它 焊接参数不变时 ! 焊接区发热量就会增加 ! 这必然 会影响电极寿命 $ 一旦电极压力过大 !焊接中 !将增 加焊件表面的压痕和增大电极塑性变形的可能性 $ 文献 /5 # 报道中频整流电流有益于延长 电极 的寿命 $ 吴志平等人用电流波形控制法使点焊镀锌 钢板电极寿命提高了. 倍多 ! 并且通过适当调节焊 前电流波形的幅值或通电时间的长短 ! 显著地降低 了焊接过程中的飞溅程度 /!#! 但无法避免合金化 $
在电极表层产生低熔点合金 ! 当电极离开工件时 ! 有些低熔点合金在飞溅作用下离开了电极端面 !在 电极端面产生了一个个小弧坑 ! 许多小弧坑连成一 起的过程就叫坑蚀 ! 坑蚀的结果便形成了蚀坑 $ 坑 蚀的产生 ! 提高了坑蚀周围的电流密度和工作压力 密度 !导致了蚀坑周围产生更严重的塑性变形和脱 落 ! 从而增加了电极端面的直径和降低了焊点直 径 $ 资料 #%# 报道了点焊镀层钢板的电极在点焊过 程中表面的蚀坑有 ’ 自愈合 ( 现象 !自愈合的产生是 由于镀层钢板的表面物质向电极表面转移填满了 蚀坑和电极表面的合金物被 ’ 诱捕 ( 而填满了蚀坑 $ 即使蚀坑被 ’ 自愈合 (! 但在电极与工件交界面上的 温度升高 ! 可加速电极失效或由于焊接电流密度的
随着汽车工业的发展 !普通钢板已不能满足汽 车耐蚀性能日益提高的要求 ! 于是各种镀层钢板 ! 特别是镀锌钢板在汽车上应用愈来愈广泛 不过 点焊镀锌钢板时 ! 其表面低熔点的锌镀层 ! 减小了 接触电阻和电流密度 ! 与点焊普通钢板 # 非镀层钢 板 $ 相比 ! 需增大焊 接电流
电极电阻点 焊镀锌钢板 时 ! 寿命 都 不 够 长 #!$#$ 例 如 ! 用 %&’(&’%) 电极点焊镀锌钢板电极寿命只有
而导致焊接电流密度下降 ! 熔核焊透率降低 ! 直到 熔核直径减少 ! 焊点强度下降 ! 此时必须休整电极 或更换电极 $
