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镀锌板电阻焊质量控制的研究

作者:admin 发布日期:2017-11-9 关注次数: 二维码分享

近十年来,我国汽车工业发展迅速,随之而来的汽车车体防蚀问题也日渐突出。据有关调查表明,一般国产新车运行一年即出现腐蚀斑点,3至4年即出现腐蚀穿透,为此全国年维修费用达数十亿元人民币。因此,为了提高车体使用寿命和增强车体材料的抗腐性能,表面带镀层的低碳钢板被广泛使用,但目前用得最多的是西安镀锌板,欧美国家汽车用镀锌钢板占整个车体材料的60%左右,日本则更多。我国也早就制订了相关政策鼓励汽车制造业推广使用国产镀锌钢板,还曾把镀锌薄板的焊接列入国家基金项目。

西安镀锌板设计

西安镀锌板虽然具有较好的抗腐蚀性能,但在国内外汽车车体制造中,大量采用的都是电阻点焊方法,与无镀层钢板相比,镀锌钢板的点焊过程中存在以下问题:先于钢板熔化的锌层形成锌环而分流,致使焊接电流密度减小;锌层表面烧损、粘连、污染电极而使电极寿命降低;锌层电阻率低,接触电阻小;容易产生焊接飞溅、裂纹、气孔或组织软化等缺陷。正是由于镀锌钢板的点焊存在上述问题,因而引起国内外相关领域的广泛关注,并做了大量的研究工作。目前对于镀锌钢板点焊工作的研究主要从四个方面着手:一是镀锌板的点焊焊接性,二是电极材料和形状的正确选择,三是主要工艺参数对点焊质量的影响,四是点焊质量控制的模式和方法。

2 镀锌方式和厚度对点焊的影响

根据镀锌工艺的不同,镀锌钢板大致可分为电镀锌钢板和热镀锌钢板,还有一种合金化渗锌钢板,是在热浸锌后保温在450ºC以上进行合金化处理。这三者相比较而言,电镀锌板镀层薄,焊接性相对较好,但造价高;热镀锌钢板镀层厚,耐蚀性好,但焊接性差;合金化渗锌钢板的焊接性相对热镀锌钢板则有所改善;在锌层厚度相同的情况下,热镀锌板比电镀锌板具有更优良的焊接性。锌层对于钢板来说厚度虽然非常小,但对于焊接性的影响却很大。一般认为,随着锌层厚度的增加,所需焊接电流越大,但程轩挺等通过试验比较,发现在一定镀层厚度范围内,锌层越厚,所需电流越大;但当锌层达到一定厚度时,则所需电流反面减小。而美国金属学会主编的有关资料则明确提出,镀锌钢板在镀层厚度增加时(锌层厚度在0.005~0.025mm范围内),焊接性降低,但锌层厚度在1.52mm以上时,焊接性不受镀层厚度的影响。在国内外汽车车体制造中,使用的电镀锌板镀层厚度一般为20~90g/m2(0.003~0.013mm),热镀锌钢板镀层厚度为40~180g/m2(0.006~0.025mm),可见汽车用镀锌钢板的点焊需要合理选择工艺参数以保证焊接质量。但笔者工厂实践证明,尽管有锌层的存在,但只要选择适当的设备、工艺等,镀锌钢板的电阻点焊质量完全可以达到车体制造的技术要求。所以镀锌钢板本身的镀锌方式或锌层厚度,并不是影响车体点焊质量好坏的决定因素。

3 电极材质及形状的选择与设计

西安镀锌的点焊研究中,电极材料是一个注目的焦点,研究主要集中在现有电极与镀层之间的相互作用特点分析, 以及开发新的电极材料。国外镀锌板点焊用电极材料主要有Cu-Cr(0.8%Cr)、Cu-Zr(0.15%Zr)、Cu-Cr-Zr,以及含Al3O2粒子的弥散强化铜(简称DSC)。美国有人采用铬铜上嵌钨电极头的复合电极做实验,结果证明这种电极使用寿命很长,但因钨极的导热性差,只能采用低电流的焊接规范,故难以在车体制造业推广使用。也有人主张在电极表面喷涂一层高熔点材料,如钴、氧化钛、铑等,或在镀锌板间预置氧化铝粉末,以增加接触电阻,缩短焊接时间,从而提高电极寿命。国内研究大都是通过试验研究上述几种材质电极的使用性能,大量实验证明,在焊接条件不太理想的情况下,无论是价格较便宜的Cu-Cr、Cu-Zr合金电极,还是较贵的DSC电极,其使用情况相近,但工厂经验表明,在实际生产的某些情况下,使用DSC20级合金电极时,电极粘着性减小。

西安镀锌板厂家

至于电极的形状及端面尺寸方面,圆锥台形被认为是最好。同时,文献指出,在使用移动焊钳时,推荐采用端面半径为1~2in的球面电极,但文献却强调要避免使用这种球面电极。

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