CN110142492A - 无飞溅汽车用镀锌钢板电阻点焊方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无飞溅汽车用镀锌钢板电阻点焊方法，其特征在于，它包括如下步骤：步骤1：将Cu中间层设置于两块待焊接镀锌钢板的待焊接处之间，Cu中间层厚度为0.02～0.20mm；步骤2：对两块待焊接镀锌钢板进行点焊预压，预压时间1000～2000ms；步骤3：对两块待焊接镀锌钢板的待焊接处进行点焊。该方法能防止焊接过程中飞溅的产生，提高焊点强度，解决镀锌钢板的点焊难题。

Description

无飞溅汽车用镀锌钢板电阻点焊方法
技术领域
本发明涉及车用空调控制技术领域，具体地指一种无飞溅汽车用镀锌钢板电阻点焊方法。
背景技术
近年来，各国汽车行业越来越重视材料的防腐蚀性能，普通的冷轧钢板已经不能满足其耐腐蚀性能的要求。进入80年代，镀锌板开始大量生产，代替冷轧钢板。随着我国汽车工业的迅猛发展，2008年总产量为938万俩，2013年达到2000万辆，其中轿车在总产量中的比例不断加大，使得镀锌钢板在汽车中的应用越来越重要。
在汽车制造中，电阻点焊是最主要的生产工艺，每辆轿车车身大约有3500～6000个焊点。由于镀锌板可焊性差，导致生产过程中出现电极损耗严重；表面镀锌层破坏而出现泛铜；易出现裂纹、气孔或软化组织；接头强度不稳定等问题，制约了镀锌钢板的应用。
镀锌钢板点焊时由于表面镀锌层的存在，接触电阻只有普通钢板的1/20～1/10，使焊接时电流密度减小，焊接镀锌板时焊接电流比普通低碳钢板增加30％，压力增加10％～30％，由于电极压力和焊接电流的增大时电极端部变形增大。熔化的锌与电极反应形成合金层，电极磨损加大，大大降低电极寿命。
专利号CN102672332的中国专利“一种用于延长镀锌薄钢板电阻点焊电极使用寿命的方法”公开了一种在电极和镀锌钢板之间插入铜镍合金垫片的方法来提高镀锌钢板电极使用寿命的方法，没有提及在镀锌钢板之间插入垫片来防止飞溅的产生和对点焊质量的影响。
专利号CN102275046的中国专利“一种镀锌钢板的电阻钎焊方法”公开了将Zn-Al等中温钎料放置在待焊表面之间的点焊方法，该方法能有效避免点焊飞溅的产生，但中温钎料的加入使接头热影响区软化，同时Al与Fe产生脆性的Fe-Al金属间化合物，将降低点焊接头强度。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种无飞溅汽车用镀锌钢板电阻点焊方法，该方法能防止焊接过程中飞溅的产生，提高焊点强度，解决镀锌钢板的点焊难题。
为实现此目的，本发明所设计的一种无飞溅汽车用镀锌钢板电阻点焊方法，其特征在于，它包括如下步骤：
步骤1：将Cu中间层设置于两块待焊接镀锌钢板的待焊接处之间，Cu中间层厚度为0.02～0.20mm；
步骤2：对两块待焊接镀锌钢板进行点焊预压，预压时间1000～2000ms；
步骤3：对两块待焊接镀锌钢板的待焊接处进行点焊。
所述Cu中间层成分按质量百分比为1.6～3％Mn、1～10％Fe、O＜0.02％，其余为Cu。
所述步骤3中，进行点焊的焊接电极为Cu-Cr-Zr电极或Cu-Al2O3电极，焊接电极的焊接端面为内凹面，焊接端面的直径范围为6～8mm，内凹面的凹面半径范围为30～55mm。
所述进行点焊的焊接电流范围为6～12kA，焊接时间范围为100～400ms。
所述进行点焊的焊接压力范围为1.5～4.0kN。
本发明提供的添加Cu中间层的镀锌钢板电阻点焊方法，可以使焊接时避免镀锌钢板表面镀锌层的破坏及焊接飞溅的产生，其主要优点在于：
其一，本方法焊接前无需对焊接表面进行特殊处理，焊接电流低，焊接中无焊接飞溅的产生，降低焊接能耗，优化焊接环境，提高焊接安全性。
其二，焊接过程中不会破坏镀锌钢板表面的镀锌层，有利于焊件的耐腐蚀性。
其三，向焊核中过渡适量的Cu元素，提高焊点强度，保持焊点韧性，能实现镀锌钢板的高强焊接，保证整体接头焊接质量。焊接失效为扣/孔式开裂，完全满足汽车工业中的应用。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明：
本发明设计的一种无飞溅汽车用镀锌钢板电阻点焊方法，它包括如下步骤：
步骤1：将Cu中间层设置于两块待焊接镀锌钢板的待焊接处之间，Cu中间层厚度为0.02～0.20mm；
步骤2：对两块待焊接镀锌钢板进行点焊预压，预压时间1000～2000ms；
步骤3：对两块待焊接镀锌钢板的待焊接处进行点焊。
上述技术方案中，所述Cu中间层成分按质量百分比为1.6～3％Mn、1～10％Fe、O＜0.02％，其余为Cu。
上述技术方案的步骤3中，进行点焊的焊接电极为Cu-Cr-Zr电极或Cu-Al2O3电极，焊接电极的焊接端面为内凹面，焊接端面的直径范围为6～8mm，内凹面的凹面半径范围为30～55mm。
上述技术方案中，所述进行点焊的焊接电流范围为6～12kA，焊接时间范围为100～400ms。
上述技术方案中，所述进行点焊的焊接压力范围为1.5～4.0kN。
上述技术方案的步骤3中，点焊前无需预热，点焊后无需热处理。
上述技术方案中，所述镀锌钢板为热镀锌钢板或电镀锌钢板，镀锌层覆盖整个镀锌钢板表层。
上述技术方案中，所述镀锌钢板的厚度为0.5～3mm，镀锌钢板中镀锌层厚度为5～50μm。
实施例1：
DP780双相钢热镀锌板，板厚1.8mm，镀锌层厚度5μm；加入Cu中间层厚度0.02mm。电极为Cu-Al2O3，电极端面为内凹，端面直径为8mm，凹面半径R为30mm。
将Cu中间层放置于两镀锌钢板之间，成分按质量百分比：1.6％Mn、10％Fe、O＜0.02％，其余为Cu。
设置预压时间2000ms，焊接电流9.5kA，焊接时间300ms，焊接压力3.0kN，进行电阻点焊，焊后自然冷却。
实施例2：
DP780双相钢电镀锌板，板厚0.7mm，镀锌层厚度22μm；加入Cu中间层厚度0.2mm。电极为Cu-Cr-Zr，电极端面为内凹，端面直径为6mm，凹面半径R为55mm。
将Cu中间层放置于两镀锌钢板之间，成分按质量百分比：3％Mn、1％Fe、O＜0.02％，其余为Cu。
设置预压时间1000ms，焊接电流6.5kA，焊接时间260ms，焊接压力1.5kN，进行电阻点焊，焊后自然冷却。
实施例3：
DP780双相钢热镀锌板，板厚3mm，镀锌层厚度15μm；加入Cu中间层厚度0.05mm。电极为Cu-Al2O3，电极端面为内凹，端面直径为8mm，凹面半径R为45mm。
将Cu中间层放置于两镀锌钢板之间，成分：2％Mn、5％Fe、O＜0.02％，其余为Cu。
设置预压时间1600ms，焊接电流11kA，焊接时间400ms，焊接压力4.0kN，进行电阻点焊，焊后自然冷却。
实施例4：
DP780双相钢电镀锌板，板厚1.2mm，镀锌层厚度50μm；加入Cu中间层厚度0.15mm。电极为Cu-Cr-Zr，电极端面为内凹，端面直径为6mm，凹面半径R为35mm。
将Cu中间层铺放在两镀锌钢板之间，成分：2.7％Mn、7％Fe、O＜0.02％，其余为Cu。
设置预压时间2000ms，焊接电流10kA，焊接时间360ms，焊接压力3.5kN，进行电阻点焊，焊后自然冷却。
实施例5：
DP780双相钢电镀锌板，板厚1.5mm，镀锌层厚度30μm；加入Cu中间层厚度0.15mm。电极为Cu-Al2O3，电极端面为内凹，端面直径为8mm，凹面半径R为50mm。
将Cu中间层铺放在两镀锌钢板之间，成分：1.7％Mn、3％Fe、O＜0.02％，其余为Cu。
设置预压时间2000ms，焊接电流10kA，焊接时间300ms，焊接压力3.5kN，进行电阻点焊，焊后自然冷却。
表1为本发明各实施例及对比例焊接试验现象及结果统计列表，对比例1～5选用被焊钢板为无镀锌层与实施例中对应钢板，板材厚度与成分与实施例1～5一致，焊接步骤及工艺对应实施例1～5一致。
从下表可以看出，按本发明工艺进行镀锌板电阻点焊可实现无飞溅焊接，并提升焊点剪切拉伸强度。
表1本发明本发明各实施例及对比例焊接试验现象及拉剪力结果
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (8)

1.一种无飞溅汽车用镀锌钢板电阻点焊方法，其特征在于，它包括如下步骤：
步骤1：将Cu中间层设置于两块待焊接镀锌钢板的待焊接处之间，Cu中间层厚度为0.02～0.20mm；
步骤2：对两块待焊接镀锌钢板进行点焊预压，预压时间1000～2000ms；
步骤3：对两块待焊接镀锌钢板的待焊接处进行点焊。
2.根据权利要求1所述的无飞溅汽车用镀锌钢板电阻点焊方法，其特征在于：所述Cu中间层成分按质量百分比为1.6～3％Mn、1～10％Fe、O＜0.02％，其余为Cu。
3.根据权利要求1所述的无飞溅汽车用镀锌钢板电阻点焊方法，其特征在于：所述步骤3中，进行点焊的焊接电极为Cu-Cr-Zr电极或Cu-Al2O3电极，焊接电极的焊接端面为内凹面，焊接端面的直径范围为6～8mm，内凹面的凹面半径范围为30～55mm。
4.根据权利要求1所述的无飞溅汽车用镀锌钢板电阻点焊方法，其特征在于：所述进行点焊的焊接电流范围为6～12kA，焊接时间范围为100～400ms。
5.根据权利要求4所述的无飞溅汽车用镀锌钢板电阻点焊方法，其特征在于：所述进行点焊的焊接压力范围为1.5～4.0kN。
6.根据权利要求1所述的无飞溅汽车用镀锌钢板电阻点焊方法，其特征在于：所述步骤3中，点焊前无需预热，点焊后无需热处理。
7.根据权利要求1所述的无飞溅汽车用镀锌钢板电阻点焊方法，其特征在于：所述镀锌钢板为热镀锌钢板或电镀锌钢板。
8.根据权利要求7所述的无飞溅汽车用镀锌钢板电阻点焊方法，其特征在于：所述镀锌钢板的厚度为0.5～3mm，镀锌钢板中镀锌层厚度为5～50μm。
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