不銹鋼的電阻點焊

1、.不銹鋼的電阻點焊一、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、電阻點焊電阻點焊簡稱點焊，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，形成焊點的電阻焊方法。圖1 不銹鋼圖2 電阻點焊示意圖 電阻點焊以其熱量集中，焊接變形小、操作簡單、易

2、于實現(xiàn)機械化、自動化生產(chǎn)率高、無填充金屬、成本低、勞動環(huán)境潔凈環(huán)保等優(yōu)點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焊主要運用在軌道車輛制造中。三、不銹鋼點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，因而焊接時的熱影響會使其發(fā)生較大的變形，所以不銹鋼車體的焊接多使用電阻點焊。電阻點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)熱局部熔化焊縫進行接合，這對固有電阻值大、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銹鋼多為以SUS301L和SUS304等為代表的奧氏體

3、不銹鋼。其各自機械性能如表1所示。 軌道車輛不銹鋼車體材料為 0.84.0mm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。四、不銹鋼電阻焊的缺陷、原因分析及解決措施 因此點焊時產(chǎn)熱易而散熱難，焊點容易產(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焊質(zhì)量，需結(jié)合該種材料的點焊工藝特點，采用較小的焊接電流，較多的脈沖通電次數(shù)、較長的焊接時間和較大的電極壓力進行點焊。不銹鋼電阻點焊缺陷的產(chǎn)生原因有焊核直徑不符合要求、縮孔、飛濺、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

4、要求焊核直徑偏小會導(dǎo)致焊點強度不足，主要產(chǎn)生原因是焊接電流偏小或者通電時間不足；焊核直徑超出標(biāo)準(zhǔn)值過多，焊點變形較大，而且會影響焊點的疲勞強度。不銹鋼點焊焊核直徑要求如表2。建議焊點直徑為標(biāo)準(zhǔn)值 +0.5mm。0 表2 不銹鋼點焊焊核直徑要求（2）縮孔 縮孔是冷作硬化不銹鋼板點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，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、增加焊后保壓時間來解決。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焊最常見的焊接缺陷之一。飛濺形式表現(xiàn)為表面飛

5、濺和內(nèi)部飛濺，會影響焊點的外觀和質(zhì)量。電流過大、焊接時間過長、電極壓力過小、工件間間隙過大、焊點距工件邊距過小、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)生三個焊點飛濺，須立即停止焊接，分析飛濺原因進行點焊試驗合格后方可繼續(xù)生產(chǎn)。圖4 飛濺圖3 縮孔 （4）未熔合 未熔合是對點焊接頭強度影響最為嚴(yán)重的缺陷之一，直接影響點焊接頭強度，尤其是疲勞強度。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、電極壓力或焊接時間加以改善。未熔合形態(tài)如圖 5所示。圖6 熔透率過大圖5 未熔合 （5）熔透率不達標(biāo) 熔透率是判斷焊點質(zhì)量是否合格的重要指標(biāo)，過高或過低都會影

6、響接頭強度和外觀質(zhì)量。JIS 3140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、焊接時間、電極壓力、電極材料、電極形狀等，電流、焊接時間、電極壓力過大時易造成熔透率過大，電流、焊接時間、電極壓力過小時易造成熔透率過小。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 過燒后的焊點狀態(tài)如圖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間太長、焊后冷卻時間過短造成，應(yīng)檢查點焊設(shè)備的冷卻水循

7、環(huán)、保護氣體流量是否正常，或?qū)附訁?shù)進行優(yōu)化，盡量采用氬氣保護。圖8 外形橢圓及月牙形凸起圖7 過燒 （7）焊點外觀不良常見的焊點外觀不良表現(xiàn)為焊點形狀橢圓、月牙形狀凸起、壓痕過深等，如圖8所示。i. 形狀橢圓 主要原因為電極與工件接觸面磨損，應(yīng)及時更換電極帽或研磨電極。ii. 月牙形凸起 主要原因為電極與工件不垂直或兩電極不同軸，應(yīng)改變點焊機的焊接角度或調(diào)整兩電極的同軸度。iii. 焊點壓痕過深 主要原因是焊接參數(shù)不匹配，電極壓力過大導(dǎo)致。對于無涂裝要求的城軌不銹鋼車體，一般要求材料上的電極壓痕一定不要深于可見表面板材厚度的10%。五、發(fā)展 最近采用激光焊代替電阻點焊的實例正在增多，但并不一定能全部置換成激光焊。所以，應(yīng)考慮在發(fā)展點焊技術(shù)的同時，與激光焊接共存。通過可靠地把握各自的特點，對其加以綜合利用乃是重要課題。六、結(jié)語 通過分析軌道車輛不銹鋼車體用材料的點焊特性，統(tǒng)計現(xiàn)車體生產(chǎn)中出現(xiàn)的點焊質(zhì)量問題，分析產(chǎn)生原因并提出預(yù)防措施，對不銹鋼點焊缺陷的預(yù)防和質(zhì)量提高有一定參考價值。 實