CN109048021A - 一种适用于多层薄板的带极点焊焊接工艺 - Google Patents

一种适用于多层薄板的带极点焊焊接工艺 Download PDF

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张培磊
于治水
闫华
李国进
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/10—Spot welding; Stitch welding
    • B23K11/11—Spot welding
    • B23K11/115—Spot welding by means of two electrodes placed opposite one another on both sides of the welded parts

Abstract

本发明公开了一种适用于多层薄板的带极点焊焊接工艺，适用于一定厚度的多层薄板点焊连接，包括铝钢异种金属多层板点焊以及多层铝板点焊，将多层薄板进行包括以下处理的步骤：(1)表面预处理，和(2)选择电极带、装配多层薄板，和(3)带极点焊，和/或(4)工件后处理；上述工艺适用于多层铝板焊接以及多层铝钢点焊，接头质量好。

Description

一种适用于多层薄板的带极点焊焊接工艺
技术领域
本发明属于焊接技术领域，涉及一种带极点焊的焊接工艺，具体涉及一种适用于多层薄板的带极点焊焊接工艺。
背景技术
电阻点焊作为一种重要的焊接方法，在现代工业领域中有着广泛的应用，如在汽车行业、轨道车辆等领域在实际生产线上，尤其是在汽车白车身的焊接过程中。同一工位上经常会出现既有两层板点焊搭接又有多层板搭接点焊的情况，因此常常会遇到多层板的点焊问题。与两层板点焊相比较，多层板的点焊有完全不同的特点，主要表现为接触电阻显著增大、多个接触面上同时形核以及绕流和分流现象严重等。
伏能士公司生产的Deltaspot是一款新型的带极点焊机，通过采用不同的电极带是实现电阻热的补偿，同时可移动的电极带又保证了每一个焊点都是全新的，极大地提高了接头的点焊质量。目前生产中采用的恒流监控技术对于多层板搭接接头往往采用不同工艺参数进行焊接，效果并不理想。因此合适的多层板点焊工艺就显得格外重要。
发明内容
为了克服上述现有技术在焊接过程中出现的缺陷，本发明的目的在于提供一种多层薄板的带极点焊焊接工艺，有效地确保一定厚度范围内多层薄板的点焊接头成形与质量，大大提高生产效率。
本发明的上述目的通过以下技术方案实现：
适用于多层薄板的带极点焊焊接工艺，将多层薄板进行包括以下处理的步骤：
(1)表面预处理，和
(2)选择电极带、装配多层薄板，和
(3)带极点焊，和/或
(4)工件后处理；
具体焊接方法包括：
先用细砂纸将板材表面打磨，然后用酒精将所述板材表面擦拭至光洁；
再根据所述多层薄板的材质选择相同或不同的电极带置于所述多层薄板的两侧；
先用脉冲电流将所述多层薄板两侧表面氧化膜击碎，脉冲电流为5～8kA，持续时间为50～80ms，同时施加压力为4.5～5kN以消除板材间隙；再用14.5～22.5kA的峰值电流进行点焊，持续时间为150～350ms，同时施加压力为1.5～2kN；必要时撬开所得接头并测量焊核直径，观察所述多层薄板连接情况。
步骤(2)中，如果所述多层薄板为同种金属，选用相同的电极带置于所述多层薄板的两侧；如果所述多层薄板为异种金属，选用不同的电极带置于所述多层薄板的两侧实现热补偿。
所述多层薄板包括铝板、铝合金薄板、镀锌钢板、镀锌板或铝钢板中的一种或两种以上组合，且所述单层板的厚度为0.1～2mm。
在一些优选的实施方案中，所述多层薄板由厚度为1.4mm的镀锌板和厚度为1.0mm的两层铝合金薄板层叠而成。在一些优选的实施方案中，所述多层薄板由厚度为1.0mm的三层铝合金薄板层叠而成。在一些优选的实施方案中，所述多层薄板由厚度为1mm的两层铝合金薄板和厚度为1.5mm的单层铝合金薄板层叠而成。在一些优选的实施方案中，所述多层薄板由厚度为1.5mm的两层铝合金薄板和厚度为1.0mm的单层铝合金薄板层叠而成。
在一些优选的实施方案中，所述峰值电流为15.5～18.5kA，所述峰值电流的持续时间为150～300ms。在一些优选的实施方案中，所述峰值电流为16.0～22.5kA，所述峰值电流的持续时间为250～350ms。在一些优选的实施方案中，所述峰值电流为18.5～21.0kA，所述峰值电流的持续时间为250～350ms。在一些优选的实施方案中，所述峰值电流为19.5～22.5kA，所述峰值电流的持续时间为250～350ms。
所述焊核直径为5.5～8.0mm，且所述点焊焊接后的板材只含有单层形核。
相较于现有技术，本发明的有益效果在于：
1.本发明采用Deltaspot带极点焊，避免铝合金氧化膜对电极的污染，降低成本，提高工作效率。
2.本发明适用于0.1～2mm铝合金薄板多层板点焊以及铝钢多层薄板点焊，可得到成形美观的焊点，焊核直径符合要求，工件连接牢固。
3.本发明只在一块板材上形核，未出现多板形核，分流现象不明显，在焊接过程中无飞溅，焊核直径符合要求。
4.本发明的电流曲线中电流波形具有加热过程连续、平稳和集束效应等特点，有利于多层板的焊接。
附图说明
图1为多层铝板点焊电流工艺图；
图2为多层板铝钢点焊电流工艺图；
图3为1.4mm厚镀锌板和两层铝合金薄板点焊焊核直径图；
图4为3层1mm铝合金薄板点焊焊核直径图；
图5为3层(1mm，1mm，1.5mm)铝合金薄板点焊焊核直径图；
图6为3层(1mm，1.5mm，1.5mm)铝合金薄板点焊焊核直径图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。
实施例1
适用于多层铝钢薄板的带极点焊焊接工艺，包含以下步骤：选择1块厚度1.4mm的镀锌板和两块1mm厚的铝合金薄板，用砂纸将铝合金表面打磨，酒精将铝板与镀锌钢板表面擦拭，去除油污，保证板材表面清洁，将三块板材重叠在一起，选择适用于铝板和钢板的不同电极带，将铝板置于电阻热较小的一侧、镀锌板置于电阻热较大的一侧，实现一定的热补偿以利于点焊接头的连接质量。
参见图1和2所示的点焊电流工艺图设置工艺曲线，先用持续时间为50～80ms的脉冲电流将铝合金表面氧化膜击碎，脉冲电流为8kA，同时在4.5kN压力下消除板材间隙，再用持续时间为150～300ms的峰值电流(15.5～18.5kA)进行点焊；在出现峰值电流后，将压力减小至1～1.5kN，避免出现裂纹。对上述焊接后的点焊焊点进行清理，并对焊点进行检验，测量焊核直径并观察板材之间结合情况，检验是否出现多层形核。
如图3所示，通过游标卡尺测量实际所得焊核直径，测得焊核直径为7.32mm，同时可以发现多层板中只有单层形核，证明连接质量符合要求。
实施例2
适用于多层铝合金薄板的带极点焊焊接工艺，包含以下步骤：选择3块板材为厚度1mm的6061铝合金，用砂纸将铝板表面打磨，然后用酒精将表面擦拭去除油污，保证板材表面清洁。两侧选择适用于铝板的相同电极带，将三块板材重叠，进行点焊。参见图2所示的设置工艺曲线，先用持续时间为50～80ms的脉冲电流将两侧铝合金表面氧化膜击碎，脉冲电流为6kA，同时辅以5kN的压力消除板材间隙，然后使用持续时间为250～350ms的峰值电流(16～18.5kA)进行点焊，在峰值电流出现期间，施加的压力应减小至1.5～2kN，避免出现裂纹。对上述焊接后的点焊焊点进行清理，并对焊点进行检验，测量焊核直径并观察板材之间结合情况，检验是否出现多层形核。
如图4所示，通过游标卡尺测量实际所得焊核直径，测得焊核直径为5.87mm，同时可以发现多层板中只有单层形核，证明连接质量符合要求。
实施例3
适用于多层铝合金薄板的带极点焊焊接工艺，包含以下步骤：选择3块6061铝合金(2块厚度为1mm，另外一块厚度为1.5mm)，用砂纸将铝板表面打磨，然后用酒精将表面擦拭去除油污，保证板材表面清洁。两侧选择适用于铝板的电极带，在1.5mm铝合金一侧选用电阻热较大的电极带，将三块板材重叠，进行点焊。参见图2所示的设置工艺曲线，先用持续时间为50～80ms的脉冲电流将两侧铝合金表面氧化膜击碎，脉冲电流为5kA，同时辅以5kN的压力消除板材间隙，然后使用持续时间为250～350ms的峰值电流(18.5～21kA)进行点焊，在峰值电流出现期间，施加的压力应减小至1.5～2kN，避免出现裂纹。对上述焊接后的点焊焊点进行清理，并对焊点进行检验，测量焊核直径并观察板材之间结合情况，检验是否出现多层形核。
如图5所示，通过游标卡尺测量实际所得焊核直径，测得焊核直径为6.29mm，同时可以发现多层板中只有单层形核，证明连接质量符合要求。
实施例4
适用于多层铝合金薄板的带极点焊焊接工艺，包含以下步骤：选择3块6061铝合金(2块厚度为1.5mm，另外一块厚度为1mm)，用砂纸将铝板表面打磨，然后用酒精将表面擦拭去除油污，保证板材表面清洁，两侧选择适用于铝板的电极带，在1.5mm铝合金一侧选用电阻热较大的电极带，将三块板材重叠，进行点焊。参见图2所示的设置工艺曲线，先用持续时间为50～80ms的脉冲电流将两侧铝合金表面氧化膜击碎，脉冲电流为7kA，同时辅以5kN的压力消除板材间隙，然后使用持续时间为250～350ms的峰值电流(19.5～22.5kA)进行点焊，在峰值电流出现期间，施加的压力应减小至1.5～2kN，避免出现裂纹。对上述焊接后的点焊焊点进行清理，并对焊点进行检验，测量焊核直径并观察板材之间结合情况，检验是否出现多层形核。
如图6所示，通过游标卡尺测量实际所得焊核直径，测得焊核直径为7.45mm，同时可以发现多层板中只有单层形核，证明连接质量符合要求。
以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应该局限于该实施例所公开的内容。所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。

Claims (10)

1.适用于多层薄板的带极点焊焊接工艺，其特征在于，将多层薄板进行包括以下处理的步骤：
(1)表面预处理，和
(2)选择电极带、装配多层薄板，和
(3)带极点焊，和/或
(4)工件后处理；
具体焊接方法包括：
先用细砂纸将板材表面打磨，然后用酒精将所述板材表面擦拭至光洁；
再根据所述多层薄板的材质选择相同或不同的电极带置于所述多层薄板的两侧；
先用脉冲电流将所述多层薄板两侧表面氧化膜击碎，脉冲电流为5～8kA，持续时间为50～80ms，同时施加压力为4.5～5kN以消除板材间隙；再用14.5～22.5kA的峰值电流进行点焊，持续时间为150～350ms，同时施加压力为1.5～2kN；必要时撬开所得接头并测量焊核直径，观察所述多层薄板连接情况。
2.根据权利要求1所述的适用于多层薄板的带极点焊焊接工艺，其特征在于，步骤(2)中，如果所述多层薄板为同种金属，选用相同的电极带置于所述多层薄板的两侧；如果所述多层薄板为异种金属，选用不同的电极带置于所述多层薄板的两侧实现热补偿。
3.根据权利要求1所述的适用于多层薄板的带极点焊焊接工艺，其特征在于，所述多层薄板包括铝板、铝合金薄板、镀锌钢板、镀锌板或铝钢板中的一种或两种以上组合，且所述单层板的厚度为0.1～2mm。
4.根据权利要求3所述的适用于多层薄板的带极点焊焊接工艺，其特征在于，所述多层薄板由厚度为1.4mm的镀锌板和厚度为1.0mm的两层铝合金薄板层叠而成。
5.根据权利要求3所述的适用于多层薄板的带极点焊焊接工艺，其特征在于，所述多层薄板由厚度为1.0mm的三层铝合金薄板层叠而成。
6.根据权利要求3所述的适用于多层薄板的带极点焊焊接工艺，其特征在于，所述多层薄板由厚度为1mm的两层铝合金薄板和厚度为1.5mm的单层铝合金薄板层叠而成。
7.根据权利要求3所述的适用于多层薄板的带极点焊焊接工艺，其特征在于，所述多层薄板由厚度为1.5mm的两层铝合金薄板和厚度为1.0mm的单层铝合金薄板层叠而成。
8.根据权利要求1所述的适用于多层薄板的带极点焊焊接工艺，其特征在于，所述峰值电流为15.5～18.5kA，所述峰值电流的持续时间为150～300ms。
9.根据权利要求1所述的适用于多层薄板的带极点焊焊接工艺，其特征在于，所述峰值电流为19.5～22.5kA，所述峰值电流的持续时间为250～350ms。
10.根据权利要求1所述的适用于多层薄板的带极点焊焊接工艺，其特征在于，所述焊核直径为5.5～8.0mm，且所述点焊焊接后的板材只含有单层形核。
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