镀锌钢板电阻点焊涂层电极研究

文中采用焊点熔核直径标准测定了涂层电极的寿命并分析了点焊过程中电极端面的形貌及成分分布.试验结果表明,镀锌钢板电阻点焊时,在相同条件下,涂层电极抗塑性变形能力明显高于普通电极,涂层电极在焊接过程中所受到的损坏程度要比普通电极小;无涂层电极的使用寿命不少于800点,而涂层电极的使用寿命不少于2 200点,相比无涂层电极,涂层电极的使用寿命提高了2.5倍以上;电极表面的涂层能有效防止镀锌钢板电阻点焊过程中Zn在电极表面的粘连、剥离.     

镀锌钢板点焊电极寿命预测

采用连续点焊试验与数值模拟相结合的方法预测电极寿命,即利用镀锌钢板连续点焊试验得出电极端面直径随焊接点数增加的规律,并用ANSYS软件模拟不同电极端面直径下点焊区域温度场,得出对应的熔核直径.综合试验及模拟结果得出焊接点数与熔核直径的关系,在定义了保证焊点质量的临界熔核直径情况下,即可得出相应的临界电极端面直径和连续点焊可焊点数,从而预测电极寿命.结果表明,两种方法得出的熔核直径的误差不超过15%.此方法对实际生产过程中的电极修整及更换周期制定具有一定的指导作用.     

镀锌钢板点焊电极寿命研究

通过在不对电极进行更换和修磨的情况下，对2种镀锌钢板进行连续点焊的电极寿命试验，探索焊接过程中电极直径的增加规律和影响因素，以及对熔核尺寸的影响，并简单分析电极在长时间焊接后的合金化程度。     

镀锌钢板电阻点焊电极的失效分析

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Cu5相似文献   

镀锌钢板插入辅助材料电阻点焊研究

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。     

深冷处理提高镀锌钢板点焊电极寿命的机理

为了提高镀锌钢板点焊电极寿命，作者提出了镀锌钢板点焊电极的深冷处理方法。采用不同深冷处理工艺参数处理了点焊镀锌钢板的Cr—Zr—Cu合金电极，用这些电极进行了镀锌钢板点焊电极寿命试验并与未深冷处理的电极寿命进行了比较。用扫描电子显微镜对深冷处理电极进行了背散射及面扫描分析，用X射线衍射法观测了深冷处理前后的电极晶粒度，测试了电极在深冷处理前后的电阻率。通过对深冷电极微观结构的观测及电极性能的测试，探讨了深冷处理提高镀锌钢板点焊电极寿命的机理。研究结果表明，深冷处理提高了镀锌钢板点焊电极基体的致密性，改变了合金元素的分布，细化了电极材料的晶粒，提高了镀锌钢板点焊电极的导电、导热能力及电极抗压渍变形的能力，从而提高了镀锌钢板点焊电极的寿命。     

用电流波形控制法提高镀锌钢板点焊电极的寿命

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：采用电流滤形控制法可将镀锌钢板点焊电极的寿命由原来的400点以980点；工件表面的飞溅率及电极寿命与焊前电泳脉冲幅值、焊前电流通电时间有关。     

表面渗钛的镀锌钢板点焊电极寿命试验研究

对Cr-Zr-Cu合金的镀锌钢板点焊电极进行了表面渗钛处理，通过点焊电极寿命试验观测了表面渗钛处理前后镀锌钢板点焊的表面质量和电极端面状况。试验结果表明，采用表面渗钛可以提高镀锌钢板点焊电极的耐磨性和热稳定性，从而延长了电极的寿命。     

电极状态对镀锌钢板点焊质量的影响

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.     

镀锌钢板的点焊研究

本文对近几年国内外镀层钢板，点焊过程中镀层的重工与点焊电极的寿命、焊接电流等方面的研究作了综述．     

点焊镀锌钢板时电极表面熔敷TiC涂层对电极失效的影响

利用SEM、EDx和XRD等方法分析了在点焊镀锌钢板时电极表面熔敷TiC涂层对电极失效的影响.结果表明:点焊镀锌钢板时电极的失效机制主要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.表面涂敷TiC的CuCrZr电极的寿命(1 200点)是CuCrZr电极寿命(500点)的2.4倍,表面处理能提高电极寿命的主要原因是在点焊镀锌钢板时表面涂敷的TiC层能阻碍电极和镀锌板之间的局部焊接和阻碍电极和镀锌板表面的锌之间的合金化.     

热镀锌高强钢点焊的点蚀对电极寿命的影响

建立了点焊过程多物理场耦合的点蚀有限元模型,分析了点蚀对电极端面温度与应力分布的影响规律,并进行相应的试验研究.结果表明,点蚀区域产生更高的温度与应力集中,降低电极使用寿命;点蚀区域在高温高压下容易产生微裂纹,镀层金属元素沿微裂纹渗入电极内部,加速电极失效,点蚀的产生与发展加剧电极寿命下降.     

镀锌板无飞溅点焊电极设计及试验

针对传统汽车镀锌板点焊时易产生飞溅以及参数可调范围窄等问题,提出在传统平电极端部设置盲孔以降低飞溅的方法,通过与传统电极镀锌板点焊时的对比试验可知,在电极压力2 kN、焊接时间200 ms时,无飞溅的焊接电流区间为:传统电极6~7 kA,盲孔型电极6.5~9.5 kA,且熔核直径均不小于5 mm,接头抗剪切力高于3.6 kN;盲孔型电极能够有效降低汽车镀锌板点焊时的飞溅、毛刺等质量问题,满足焊接质量要求的可选参数范围宽,对改善点焊质量及提高参数调试效率有一定的实用意义。     

铝合金电阻点焊电极寿命及其烧损原因分析

针对铝合金电阻点焊存在电极烧损和寿命短等缺点,结合国内外相关工作的研究状况,从铝合金点焊电极端面存在的问题、铝合金点焊电极烧损及其影响因素、铝合金点焊电极端面铜铝合金化等方面,分析总结了铝合金点焊电极烧损与寿命短的原因。结果表明:铝合金电阻点焊电极端面与工件界面铜铝合金化是电极烧损及寿命短的主要原因;而探索控制电极端面铜铝合金化反应的措施,是减弱电极烧损程度,提高铝合金电阻点焊电极寿命的重要途径。     

热镀锌高强钢点焊的电极磨损机理分析

热镀锌高强钢点焊的电极端面合金化作用机制复杂、电极磨损严重.进行磨损电极的元素成分与金相试验分析,研究电极端面合金化作用机制与微观组织演变规律,揭示其电极磨损机理.结果表明,在合金层中发现镀层中的Zn,Al元素,锌、铝与铜在不同温度与含量情况下形成不同相合金,使电极端面导电、导热能力变差,镀层中铝的存在是电极磨损严重的一个主要原因.电极端面的点蚀区域由于较高的温度与压力作用,很容易产生微裂纹,熔化的镀锌层金属元素沿微裂纹渗入电极内部,加速电极失效.电极再结晶区域发生组织再结晶,由柱状晶转变为等轴晶,使电极硬度降低,抗塑性变形能力变差.

Abstract：

Surface alloying mechanism on the electrode end face was complex and its wear was serious in welding of high strength hot galvanization steel. Elements composition and metallography experiment of the worn electrode were carried out to study the alloying on electrode end surface and microstructure evolvement. It was shown that the elements of Al, Zn etc were found in alloying layer. Different alloys were formed for different contents of Al, Zn at different temperatures, which decreased conductivity and heat conduction on electrode face. Al in coating was one of the main reasons that led to serious electrode wear. Pitting was grown obviously and micro cracks were produced at pitting region for higher temperature and pressure, the molten metal in coating penetrated into the electrode interior and accelerated electrode invalidation. The metal structure in recrystallization region was changed from columnar crystal to equiaxed crystal, which decreased hardness and anti-plastic deformarion capability of electrode.     

热镀锌钢板连续点焊时电极损耗对焊接质量的影响

镀锌钢板电阻点焊时由于锌层的影响电极损耗非常严重。以厚0.8mm家电用热镀纯锌钢板DX51D+Z为研究对象,探究在正交试验优化焊接参数后,热镀锌钢连续点焊时焊接接头质量变化的规律和电极损耗的特点。结果表明,当采用I=11 kA、P=2 500 N、T=13 cyc的点焊工艺参数组合可获得力学性能最佳的点焊接头;连续点焊试验初期(150点前)焊点力学强度稳定且焊点成形较好,焊接后期(150～300点)接头力学强度波动大,焊接状况不稳定;电极损耗至失效是接头质量急剧下降的主要原因,电极失效形式为头部塑性变形、端面坑蚀和Cu-Zn合金化,在本试验条件下,Cr-Zr-Cu电极焊至150点后显现不稳定现象,电极寿命约280点;失效电极端面的Cu-Zn合金层约65μm。