不銹鋼的電阻點(diǎn)焊

不銹鋼的電阻點(diǎn)焊

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1、不銹鋼的電阻點(diǎn)焊一、不銹鋼不銹鋼常按組織狀態(tài)分為:馬氏體鋼、鐵素體鋼、奧氏體鋼、奧氏體-鐵素體(雙相)不銹鋼及沉淀硬化不銹鋼等。另外,可按成分分為:鉻不銹鋼、鉻鎳不銹鋼和鉻錳氮不銹鋼等。不銹鋼外觀如圖隨著不銹鋼需要的增加,有關(guān)不銹鋼的焊接問題也就更為重要。在各種用途中,不銹鋼的耐腐蝕性能得到特別重視,同時(shí)在高溫、高壓及低溫中的使用面也很廣,所以在生產(chǎn)中采用合適的焊接工藝的必要性就很大。二、電阻點(diǎn)焊電阻點(diǎn)焊簡(jiǎn)稱點(diǎn)焊,如圖2所示,是焊件裝配成搭接接頭,并壓緊在兩電極之間,利用電阻熱熔化母材金屬,形成焊點(diǎn)的電阻焊方法。圖1不銹鋼圖2電阻點(diǎn)焊示意圖電阻點(diǎn)焊以其熱量集中,

2、焊接變形小、操作簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn)率高、無填充金屬、成本低、勞動(dòng)環(huán)境潔凈環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)得到了日益廣泛的應(yīng)用,尤其在軌道車輛不銹鋼車體上的應(yīng)用。所以不銹鋼的電阻點(diǎn)焊主要運(yùn)用在軌道車輛制造中。三、不銹鋼點(diǎn)焊在車輛制造中的應(yīng)用車輛車體的材質(zhì)都采用焊接結(jié)構(gòu)。但由于材料特性及構(gòu)件形狀不同,接合方法也各異。不銹鋼由于導(dǎo)熱系數(shù)極小,因而焊接時(shí)的熱影響會(huì)使其發(fā)生較大的變形,所以不銹鋼車體的焊接多使用電阻點(diǎn)焊。電阻點(diǎn)焊由于將疊層板材用電極加壓并通以大電流,利用電阻的發(fā)熱局部熔化焊縫進(jìn)行接合,這對(duì)固有電阻值大、導(dǎo)熱系數(shù)小的不銹鋼是相當(dāng)適用的方式。目前,用于制造軌道車輛的不

3、銹鋼多為以SUS301L和SUS304等為代表的奧氏體不銹鋼。其各自機(jī)械性能如表1所示。軌道車輛不銹鋼車體材料為0.8~4.0mm的冷作硬化奧氏體不銹鋼薄板,這種材料較普通的碳鋼材料有強(qiáng)度高、硬度大、電阻率高、導(dǎo)熱性差以及線膨脹系數(shù)大的焊接冶金特點(diǎn)。四、不銹鋼電阻焊的缺陷、原因分析及解決措施因此點(diǎn)焊時(shí)產(chǎn)熱易而散熱難,焊點(diǎn)容易產(chǎn)生未熔合、縮孔、飛濺等焊接缺陷,因此為保證冷作硬化不銹鋼板的點(diǎn)焊質(zhì)量,需結(jié)合該種材料的點(diǎn)焊工藝特點(diǎn),采用較小的焊接電流,較多的脈沖通電次數(shù)、較長(zhǎng)的焊接時(shí)間和較大的電極壓力進(jìn)行點(diǎn)焊。不銹鋼電阻點(diǎn)焊缺陷的產(chǎn)生原因有焊核直徑不符合要求、縮孔、飛濺

4、、未熔合、電極壓痕過深、過燒、熔透率不符合要求、外觀不良等。(1)焊核直徑不符合要求焊核直徑偏小會(huì)導(dǎo)致焊點(diǎn)強(qiáng)度不足,主要產(chǎn)生原因是焊接電流偏小或者通電時(shí)間不足;焊核直徑超出標(biāo)準(zhǔn)值過多,焊點(diǎn)變形較大,而且會(huì)影響焊點(diǎn)的疲勞強(qiáng)度。不銹鋼點(diǎn)焊焊核直徑要求如表2。建議焊點(diǎn)直徑為標(biāo)準(zhǔn)值+0.5mm。0表2不銹鋼點(diǎn)焊焊核直徑要求(2)縮孔縮孔是冷作硬化不銹鋼板點(diǎn)焊最常見的焊接缺陷之一。車體用不銹鋼材料為冷作硬化不銹鋼板,材料表面的硬度很高,收縮率很大,若電極壓力不足,焊核液態(tài)金屬由外向內(nèi)凝固時(shí),縮孔處得不到有效的擠壓從而形成縮孔,可以通過加大電極壓力、增加焊后保壓時(shí)間來解決。

5、縮孔形態(tài)如所示。(3)飛濺焊接飛濺也是冷作硬化不銹鋼板點(diǎn)焊最常見的焊接缺陷之一。飛濺形式表現(xiàn)為表面飛濺和內(nèi)部飛濺,會(huì)影響焊點(diǎn)的外觀和質(zhì)量。電流過大、焊接時(shí)間過長(zhǎng)、電極壓力過小、工件間間隙過大、焊點(diǎn)距工件邊距過小、工件表面清理不徹底均可能導(dǎo)致飛濺。圖4焊點(diǎn)表面和內(nèi)部飛濺示意圖,生產(chǎn)過程中連續(xù)產(chǎn)生三個(gè)焊點(diǎn)飛濺,須立即停止焊接,分析飛濺原因進(jìn)行點(diǎn)焊試驗(yàn)合格后方可繼續(xù)生產(chǎn)。圖4飛濺圖3縮孔(4)未熔合未熔合是對(duì)點(diǎn)焊接頭強(qiáng)度影響最為嚴(yán)重的缺陷之一,直接影響點(diǎn)焊接頭強(qiáng)度,尤其是疲勞強(qiáng)度。通常未熔合是由于熱輸入量不足造成,可通過加大焊接電流、電極壓力或焊接時(shí)間加以改善。未熔合

6、形態(tài)如圖5所示。圖6熔透率過大圖5未熔合(5)熔透率不達(dá)標(biāo)熔透率是判斷焊點(diǎn)質(zhì)量是否合格的重要指標(biāo),過高或過低都會(huì)影響接頭強(qiáng)度和外觀質(zhì)量。JIS3140中指出,焊核的熔透率應(yīng)為20%-80%。圖6為熔透率過高的焊核宏觀照片。影響熔透率的因素較多,重要的有電流、焊接時(shí)間、電極壓力、電極材料、電極形狀等,電流、焊接時(shí)間、電極壓力過大時(shí)易造成熔透率過大,電流、焊接時(shí)間、電極壓力過小時(shí)易造成熔透率過小。上下電極材料不一致同樣易造成熔透率過大,圖6中焊接時(shí)上下電極的材料分別為鎢銅和鉻銅,鎢銅硬度高、散熱慢,導(dǎo)致與上電極接觸的母材側(cè)熔透率過大。(6)過燒過燒后的焊點(diǎn)狀態(tài)如圖7

7、所示,表面有鉻碳化物沉積,影響無涂裝不銹鋼車體的商品化質(zhì)量。過燒通常由于焊接時(shí)間太長(zhǎng)、焊后冷卻時(shí)間過短造成,應(yīng)檢查點(diǎn)焊設(shè)備的冷卻水循環(huán)、保護(hù)氣體流量是否正常,或?qū)附訁?shù)進(jìn)行優(yōu)化,盡量采用氬氣保護(hù)。圖8外形橢圓及月牙形凸起圖7過燒(7)焊點(diǎn)外觀不良常見的焊點(diǎn)外觀不良表現(xiàn)為焊點(diǎn)形狀橢圓、月牙形狀凸起、壓痕過深等,如圖8所示。i.形狀橢圓主要原因?yàn)殡姌O與工件接觸面磨損,應(yīng)及時(shí)更換電極帽或研磨電極。ii.月牙形凸起主要原因?yàn)殡姌O與工件不垂直或兩電極不同軸,應(yīng)改變點(diǎn)焊機(jī)的焊接角度或調(diào)整兩電極的同軸度。iii.焊點(diǎn)壓痕過深主要原因是焊接參數(shù)不匹配,電極壓力過大導(dǎo)致。對(duì)于無

8、涂裝要求的城軌不銹鋼車體

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