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.     

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.     

镀锌钢板电阻焊电极材料的研究现状及进展

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鏊.     

TiB_2-ZrB_2/Ni涂层电极点焊镀锌钢板失效过程分析

目的了解TiB_2-ZrB_2/Ni涂层电极点焊镀锌钢板时的失效机理。方法通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度测试等表征方法,研究TiB_2-ZrB_2/Ni涂层点焊电极点焊镀锌钢板时表面结构、物相及性能的变化。结果 TiB_2-ZrB_2/Ni涂层电极对提高点焊电极寿命有很大帮助,点焊电极寿命可提高5倍左右。涂层使点焊电极表面的硬度得以明显提高,减缓了点焊电极端部塑性变形的进程。ZrB_2-TiB_2/Ni涂层在一定程度上减缓了钢板镀层与点焊电极产生合金化反应的进程。结论 ZrB_2-TiB_2/Ni涂层电极由于具有一定的塑性,点焊过程中涂层不会出现完全脱落现象。涂层作用一直持续至电极失效,电极失效的形式主要表现为塑性变形。     

电火花沉积法在铜电极表面制备TiB2/Ni涂层

为了提高镀锌钢板用点焊电极的使用寿命,在铜电极表面涂覆过渡层Ni后沉积了TiB2涂层。通过SEM和XRD分析了Ni和TiB2涂层的物相和微观结构,并测试了其显微硬度。结果表明：由于材料具有良好的塑性,预涂覆的Ni涂层结构致密无裂纹,与基体Cu无分层;而TiB2涂层内存在裂纹和孔洞。通过过渡层Ni将TiB2涂层和基体Cu粘结起来,获得了较理想的涂层。随着电火花放电电容和电压的增加,TiB2的氧化程度增强,Cu和Ni大量扩散进入涂层表面,使TiB2/Ni涂层的硬度降低。由于TiB2良好的导电和导热性能及高的硬度,TiB2/Ni涂层电极在点焊时的塑性变形降低,寿命比无涂层电极和TiC涂层电极得到了明显提高。     

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。     

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。     

镀锌钢板点焊电极的强化技术

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.     

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。     

TiB2-ZrB2涂层电极与TiB-ZrB2/Ni涂层电极失效对比分析

采用扫描电镜、能谱分析、X射线衍射仪以及显微硬度等表征手段,分析TiB2-ZrB2涂层与TiB2-ZrB2/Ni涂层电极点焊镀锌钢板时的失效过程.研究发现,无论是ZrB2-TiB2涂层还是ZrB2-TiB2/Ni涂层,在一定程度上均具有阻碍钢板镀层与点焊电极基体产生合金化反应的能力.ZrB2-TiB2、ZrB2-TiB2/Ni涂层电极失效过程存在些许不同,前者由于涂层与基体间结合力差,且涂层内塑性相相对较少,导致在点焊热和力的作用下,涂层逐渐脱落,点焊电极最终在合金化及塑性变形作用下发生失效.后者由于具有一定塑性,且涂层与基体结合力较好,点焊过程中涂层不会出现完全脱落现象.涂层作用一直持续至电极失效,电极失效形式主要表现为塑性变形.     

TiB2/Cu复合材料作电极点焊镀锌钢板的失效分析

研究了含 Ti B2 为 1.5 %的铜基复合材料 (Ti B2 /Cu)作电极在点焊镀锌钢板时的失效形式 ,结果表明 :Ti B2 /Cu电极在点焊镀锌钢板时的平均使用寿命是 Cu Cr Zr合金电极的 4倍 ,Ti B2 /Cu电极的失效形式主要是表面的合金化 ,少量的细碎翻边、粘附和坑蚀 ,不出现蘑菇状 ,是一种较好的点焊电极材料     

Numerical simulation of deep cryogenic treatment electrode tip temperature for spot welding aluminum alloy

Deep cryogenic treatment technology of electrodes is put forward to improve electrode life of resistance spot welding of aluminum alloy LF2.Deep cryogenic treatment makes electrode life for spot welding aluminum alloy improve.The specific resistivity of the deep cryogenic treatment electrodes is tested and experimental results show that specific resistivity is decreased sharply.The temperature field and the influence of deep cryogenic treatment on the electrode tip temperature during spot welding aluminium alloy is studied by numerical simulation method with the software ANSYS.The axisymmetric finite element model of mechanical,thermal and electrical coupled analysis of spot welding process is developed.The numerical simulation results show that the influence of deep cryogenic treatment on electrode tip temperature is very large.     

电极形状对AA5182铝合金电阻点焊性能的影响

采用自主设计的球面电极(spherical electrode, SE)进行铝合金的电阻点焊研究,从电极寿命、裂纹抑制及接头拉剪载荷三个方面,比较其与普通平端面电极(flat electrode, FE)对AA5182铝合金电阻点焊性能影响的差异,并结合SORPAS模拟结果验证和分析了产生这种差异的机理. 结果表明,针对AA5182铝合金中频直流电阻点焊,采用这种自主设计的SE电极所得的焊点拉剪载荷总体较高,裂纹风险因子也较小(SE:0.105～0.110, FE:0.148～0.152),焊点的裂纹呈现短而小的特征,电极寿命明显优于FE电极.     

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.     

Surface modified long-life electrode for resistance spot welding of Zn-coated steel

In order to increase the life of conventional copper electrodes in resistance spot welding of Zn-coated sheet steel, a multi-layer Ni/(TiC_P/Ni)/Ni composite coating was deposited onto the copper electrode top surface by electro-spark deposition. Scanning electron microscopy, energy dispersive X-ray analysis, X-ray diffraction and micro-hardness tests were employed to characterize the microstructure and property of the coating. The results showed that the copper electrodes with a dense Ni/(TiC_P/Ni)/Ni coating slightly increased the resistance of the weld system and hence the welding current could be reduced to produce a weld with the same button size as that made by uncoated electrodes at a high welding current. The coating was gradually cracked during welding under the action of welding force, forming Ni/(TiC_P/Ni)/Ni composite islands which were strongly adherent to and further, punched into copper substrate. The coating could significantly reduce the alloying between copper electrode substrate and molten Zn. As a result, coated electrode showed a much longer life than an uncoated electrode even though the welding current for coated electrode was lower than that for uncoated one.     

带状电极MAG焊工艺熔滴过渡分析

采用氙灯背光高速摄像系统对带状电极MAG焊的熔滴过渡进行了研究.试验发现,随焊接工艺参数的增大,钢带端部熔化变得均匀,由多个熔滴并存转变为只产生一个熔滴.熔滴在长大过程中沿钢带端部移动,过渡位置不定.随焊接参数由小到大变化,熔滴依次呈现短路过渡、大滴过渡、射滴过渡、射流过渡和旋转射流过渡等形式.结果表明,射滴过渡是带状电极MAG焊熔滴过渡的主要方式;电流、电压波形与熔滴过渡形式之间有很好的对应关系;由于其特殊的电极形状和熔滴过渡特点,带状电极MAG焊适合大电流高速焊,可以提高焊接效率.     

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。     

槽型堆焊焊条及其堆焊技术研究

研制了一种新型槽型堆焊焊条并探讨了堆焊工艺及其对显微组织的影响,该焊条具有稀释率低,制造简便等优点。金相显微照片和波谱分析结果表明:堆焊层剖面分为热影响区、过渡层、胞状树枝晶层和等轴晶层,成分由亚共晶向过共晶过渡,该组织使涂层具有高耐磨性,可延长堆焊件使用寿命。当焊速增大时,堆焊层中的晶粒主轴朝向焊缝熔合线方向,稀释率变低。