电阻点焊缺陷分析及控制_毕业设计论文(编辑修改稿)

电阻点焊缺陷分析及控制_毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

通电时间，简称焊接时间。 点焊时 t一般在数十周波（ 1周波＝ ）以内。 焊接时间对接头力学性能的影响与焊接电流相似（图 ）。 但应注意 两 点： 1) C 点以后曲线并不立即下降，这是因为尽管熔核尺寸已达饱和，但塑性环还可有一定扩大，再加之热源加热速率较和缓，因而一般不会产生喷溅。 图 1板厚 1mm 2板厚 .5mm 2) 焊接时间对接头塑性指标影响较大，尤其对承受动载或有脆性倾 向的材料（ DC05的可淬硬倾向小 ），较长的焊接时间 也可以获得良好的点焊接头，但是点焊的生产效率。 所以，在实际生产中通过减少焊接时间来提高生产效率。 （ 3） 电极压力 Fw —— 点焊时通过电极施加在焊件上的压力一般要数千牛（ N）。 图 ，电极压力过大或过小都会使焊点承载能力降低和分散性变大，尤其对拉伸载荷影响更甚。 当电极压力过小时，由于焊接区金属的塑性变形范围及变形程度不足，造成因电流密度过大而引起加热速度增大而塑性环又来不及扩展，从而产生严重喷溅。 这不仅使熔核形状和尺寸发生变化，而且污染环境和不安全，这 是绝对不允许的。 电极重庆科技学院毕业设计论文 2 点焊原理 10 压力过大时将使焊接区接触面积增大，总电阻和电流密度均减小，焊接散热增加，因此熔核尺寸下降，严重时会出现未焊透缺陷。 一般认为，在增大电极压力的同时，适当加大焊接电流或焊接时间，以维持焊接区加热程度不变。 同时，由于压力增大，可消除焊件装配间隙、刚性不均匀等因素引起的焊接区所受压力波动对焊点强度的不良影响。 此时，不仅使焊点强度维持不变，稳定性亦可大为提高。 图 （低碳钢 δ =1mm） wF 电极压力 tF 抗剪载荷 qF 抗伸载荷 （ 4）电极头端面尺寸 D 或 R—— 电极头是指点焊时与焊件表面相接触时的电极端头部分。 其中 D 为锥台形电极头端面直径， R 为球面形电极头球面半径， h 为端面与水冷端距离（图 ）。 电极头端面尺寸增大时，由于接触面积增大、电流密度减小、散热效果增强，均使焊接区加热程度减弱，因而熔核尺寸减小，使焊点承载能力降低（图 ）。 应该指出，在点焊过程中，由于电极工作条件恶劣，电极头产生压溃变形和粘损是不可避免的，因此要规定：锥台形 电极头端面尺寸的增大 △ D15％ D，同时对由于不断锉修电极头而带来的与水冷端距离 h的减小也要给予控制。 低碳钢点焊 h≥3mm。 图 重庆科技学院毕业设计论文 2 点焊原理 11 图 tF 与电极头端面直径 D关系 （低碳钢δ =1mm；用图 C规范焊接） 焊接参数间相互关系及选择 点焊时，各焊接参数的影响是相互制约的。 当电极材料、端面形状和尺寸选定以后，焊接参数的选择主要是考虑焊接电流、焊接时间及电极压力，这是形成点焊接头的三大要素，其相互配合可有两种方式。 （ 1）焊接电流和焊接时间的适当配合 这种配合是以反映焊接区加热速度快慢为主要特征。 当采用大焊接电流、短焊接时间参数时，称硬规范；而采用小焊接电流、适当长焊接时间参数时，称软规范。 软规范的特点：加热平稳，焊接质量对焊接参数波动的敏感性低，焊点强度稳定；温度场分布平缓，塑性区宽，在压力作用下易变形，可减少熔核内喷溅、缩孔和裂纹倾向；对有淬硬倾向的材料，软规范可减小接头冷裂纹倾向；所用设备装机容量小，控制精度不高，因而较便宜。 但是，软规范易造成焊点压痕深，接头变形大，表面质量差，电极磨损快，生产效率低，能量 损耗较大。 应该注意，调节 I、 t使之配合成不同的硬、软规范时，必须相应改变电极压力 Fw，以适应不同加热速度及满足不同塑性变形能力的要求。 硬规范时所用电极压力显著大于软规范焊接时的电极压力。 （ 2）焊接电流和电极压力的适当配合 这种配合是以焊接过程中不产生喷溅为主要原则，这是目前国外几种常用电阻点焊规范（ RWMA、 MIL Spec、 BWRA 等）的制定依据。 根据这一原则制定的 ，称喷溅临界曲线（图 25）。 曲线左半区为无喷溅区，这里 Fw大而 I 小，但焊接压力选择过大会造成固相焊接（塑性环）范围过宽， 导致焊接质量不稳定；曲线右半区为喷溅区，因为电极压力不足，加热速度过快而引起喷溅，使接头质量严重下降和不能安全生产。 当将 低碳钢 点焊 规范选在喷溅临界曲线附近（无喷溅区内）时，可获得最大熔核和最高拉伸载荷。 同时，由于降低了焊机机械功率，也提高了经济效果。 当然，在实际 生产中 应用这一原则时，应将电网电压、加压系统等的允许波动带来的影响考虑在内。 以重庆科技学院毕业设计论文 2 点焊原理 12 上讨论的两种情况， 通过低碳钢 点焊焊接参数表、列线图、曲线图和规范尺等形式表现出来，但在实际使用这些资料时均需进行试验修正。 图 （ A、 B、 C为 RWMA焊接规范中的三类） 重庆科技学院毕业设计论文 3 汽车车身点焊工艺 13 3 汽车车身点焊工艺 材料点焊焊接性分析 判断金属材料点焊焊接性的主要标志： ① 材料的导电性和导热性，即电阻率小而导热率大的金属材料，其焊接性较差； ② 材料的高温塑性及塑性温度范围，即高温屈服强度大的材料（如耐热合金）塑性温度区间窄的材料（如铝合金），其焊接性较差； ③ 材料对热循环的敏感性，即生成与热循环作用有关缺 陷（裂纹脆硬组织等） 的材料（ 65Mn），其焊接性差； ④ 熔点高线膨胀系数大硬度高等金属材料，其焊接性一般较差，当然，评定某一金属材料点焊焊接性时应综合全面考虑以上诸因素。 DC05 点焊焊接性分析 DC05 含碳量为 ％ ，为低碳钢， 其点焊焊接性良好，采用 用工频交流点焊机，简单焊接循环，无需特别的焊接工艺措施，即可或得满意的焊接质量。 DC05 冷轧钢板由于其具有优良的冲压性能 ，已经成为汽车制造用钢板的热门材料 ， 由于电阻点焊具有生产效率高和易于实现自动化等优点 ， 已经在汽 车工业中被广泛采用，并将继续成为汽车工业中钢板的主要焊接方法。 特深冲用 DC05为材料的化学成分及力学性能如表。 焊接性可 通过对照 Q235A 进 行对比 分析。 Q235A的化学成分如表 所示。 表 DC05 冷轧钢板的化学成分 ％ 成分 C Si Mn P S Al 含量 表 DC05 冷轧钢板的力学性能 项目 屈服强度 /(N/mm2 ) 抗拉强度 /(N/mm2 ) 端面延伸率 δ /％ 指标 145 311 40 表 Q235A 的化学成分 成分 C Si Mn P S 含量 的导电性和导热性 通 过 查 阅 资 料 得 到 DC05 电 阻 率 和 热 导 率 分 别 为 ： 20℃ 时 的 电 阻 率/(10^( 6)Ωm)≤ 、 （ m2 K） DC05 电阻率和热导率 都小于 Q235。 的高温塑性及塑性温度范围 通过对 比 DC05 与 Q235 的化学成分， DC05 的 Mn/s 大于 Q235 的 Mn/s，得 DC05 的高温塑性较好，且塑性温度区间大于 Q235。 对热循环的敏感性 因为 DC05 含碳量低于 Q235， S、 P 含量都低，得到 DC05 的对焊接热循环的敏感性较低，在冷却的时候不易得到脆硬组织，就有良好的焊接性。 的熔点、线膨胀系数、硬度 重庆科技学院毕业设计论文 3 汽车车身点焊工艺 14 通过查阅资料 DC05 的熔点 14001500℃ 线膨胀系数小于 Q235 且硬度小于 Q235，起点焊性能优于 Q235。 根据上述数据分析得到， DC05 冷轧钢板 为低碳钢， DC05 的 电阻率适中，塑性温度区宽，易于获得所需的塑性变形而不必使用很大的电极压力，具有良好的点焊工艺性能，在板厚小于 6mm 时通常采用普通的工频交流焊机，焊接电流、电极压力和通电时间都具有较大的调节范围。 在焊接工艺参数选取的时候可以参照表 推荐的焊接工艺参数。 点焊技术要点： （ 1）焊前冷轧板表面可不必清理，热轧板应去掉氧化皮、锈。 （ 2）建议采用硬规范点焊， CE 大者会产生一定的淬硬现象，但不一定不影响使用。 （ 3）焊厚板 δ ≥ 3mm 时建议选用带锻压的压力曲线，带预热电流脉冲或断续通电的多脉冲点焊方式，选用三相低频 焊机焊接等。 （ 4）低碳钢属于铁磁性材料，当焊件尺寸大时应考虑分段调整焊接参数，以弥补因焊件伸入焊接回路过多而引起的焊接电流减弱。 （ 5）焊接参数参见表。 表 的点焊 常用焊接参数 板厚 电极型式和电极直径 硬规范 软规范 最小搭接宽度 最小焊点间距 焊点直径 电极间 压力 焊接时间 焊接电流 电极间 压力 焊接时间 焊接电流 mm D (mm) d (mm) N Cycles A N Cycles A mm mm mm 1350 6 6100 600 10 3700 11 10 1900 8 8100 1000 15 4500 11 13 4 1 16 5 2300 10 9300 1200 20 5700 12 19 16 3500 14 11500 1700 35 6800 16 26 2 16 7 4800 18 13500 2300 45 8200 18 32 16 8 6100 21 15000 3000 70 8700 19 38 （ 1）材料表面应没有锈、氧化物、油漆、油脂、油。 （ 2）电极材料应根据板材状况选用 （ 3）对于三层板焊接，最小间距应增加 30% 重庆科技学院毕业设计论文 3 汽车车身点焊工艺 15 汽车 燃油箱固定件 点焊焊接工艺 汽车的 燃油箱固定件是固定燃油箱的重要部件，保证车辆在行驶过程中油箱不会掉落，保证车辆的安全行驶。 燃油箱固 定件是 DC05经过冲在成型过后再点焊在一起。 燃油箱固定件的 实际规格由 8个焊点组成。 燃油箱固定件由固定件 3mm 60mm 75 mm和固定座板 2mm l74mm l05mm点焊而成。 如图。 图 定件 示意图 （ 1） 焊接接头形式 点焊接头的强度取决于焊点的几何尺寸及其内外质量。 焊点的几何尺寸见图 1，一般要求熔核直径随板厚增加而增大。 通常用下式表示： δ5=d。