1.前言:
由于高強(qiáng)度熱成形鋼板的超高強(qiáng)度,具有極高的機(jī)械安全性,因此在汽車(chē)行業(yè)越來(lái)越多的被采用,使用部位集中在汽車(chē)的前/后保險(xiǎn)杠骨架、A柱/B柱、中央通道及前后門(mén)防撞板等重點(diǎn)部位,這些部件上均有螺母及螺栓需要凸焊;螺母凸焊機(jī)因其焊接時(shí)間短、熱影響區(qū)小、效率高,是車(chē)身部件凸焊的選擇,而高強(qiáng)度熱成形鋼板與螺母、螺栓的焊接也同樣采用電阻焊設(shè)備。
3.案例分析:
例1:蘇州安嘉為某車(chē)型A柱螺母凸焊,板材為BTR165H熱成形鋼,厚度1.8MM;螺母為M10凸焊法蘭螺母,三段月牙凸臺(tái);焊接要求:扭矩130N.M,推脫力8KN,螺紋無(wú)損傷,外觀(guān)無(wú)明顯損傷;
3.1焊機(jī):機(jī)型為安嘉DR-30000J,采用山形電極垂直加壓;
3.2焊接規(guī)范調(diào)整:
3.2.1在常規(guī)電阻焊工藝參數(shù)調(diào)整時(shí),三個(gè)基本要素:焊接時(shí)間、焊接電流、焊接壓力缺一不可,而在電容式儲(chǔ)能焊機(jī)則無(wú)焊接時(shí)間調(diào)整這一項(xiàng),焊接電流也是通過(guò)充電電壓反映出來(lái)的,因此儲(chǔ)能焊機(jī)規(guī)范調(diào)整主要是在焊接壓力和充電電壓之間匹配,特殊情況下會(huì)再加一項(xiàng)回火電壓用于細(xì)化晶粒;
3.2.2本案高強(qiáng)度熱成形鋼螺母凸焊工藝調(diào)整時(shí)需要克服的難點(diǎn):1.焊接壓力的設(shè)定,由于高強(qiáng)度熱成形鋼板的強(qiáng)度較高,熔接時(shí)需要更大的壓力,但凸焊螺母的強(qiáng)度較低,較大的壓力會(huì)導(dǎo)致凸點(diǎn)過(guò)早的壓潰,因此焊接壓力最好采用馬鞍形壓力曲線(xiàn),實(shí)用情況是階梯狀的二段壓力更為普遍些,這樣能保證凸點(diǎn)不過(guò)早壓潰變形,又能在熔核生長(zhǎng)后期不會(huì)產(chǎn)生太多的飛濺;2.充電電壓的設(shè)定,過(guò)高的充電電壓在焊接時(shí)產(chǎn)生過(guò)大的熱量,螺母金屬表現(xiàn)為擠出、飛濺,會(huì)造成兩種情況,一是飛濺導(dǎo)致熔合聯(lián)接面積減少(過(guò)燒),螺母推脫力下降,二是螺紋塞規(guī)無(wú)法通過(guò);較低的充電電壓則會(huì)導(dǎo)致熔接深度不夠,出現(xiàn)螺母推脫力不達(dá)標(biāo)和虛焊;
3.2.3工藝規(guī)范調(diào)整方法,兩個(gè)焊接要素(充電電壓和焊接壓力)調(diào)整時(shí)需以其中一個(gè)為基礎(chǔ)對(duì)另一數(shù)值做出調(diào)整匹配,不可同時(shí)調(diào)做出兩項(xiàng)調(diào)整;此處應(yīng)考慮到經(jīng)驗(yàn)的運(yùn)用,有類(lèi)似的螺母凸焊的參數(shù)可以做為參考,能有效減少調(diào)整的次數(shù),只是高強(qiáng)度熱成形板材的焊接需要更大的電流和壓力,可以從同規(guī)格在普通材料上的測(cè)試數(shù)據(jù)做為起點(diǎn)開(kāi)始調(diào)整,經(jīng)過(guò)試焊及試驗(yàn)室驗(yàn)證找出最佳的數(shù)值;需要注意的時(shí),在批量生產(chǎn)時(shí)應(yīng)在試焊數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上加大3-5%,以滿(mǎn)足產(chǎn)品其它原因造成的波動(dòng)下限;
3.3焊接參數(shù)確認(rèn):
充電電壓設(shè)定 |
焊接氣壓設(shè)定 |
焊接電流監(jiān)測(cè) |
預(yù)壓壓力監(jiān)測(cè) |
焊接壓力監(jiān)測(cè) |
焊接時(shí)間監(jiān)測(cè) |
430V |
0.3Mpa |
54KA |
9.6KN |
13KN |
9ms |
3.4工件推脫力及破壞測(cè)試:
測(cè)試設(shè)備 |
扭力鈑手、萬(wàn)能實(shí)驗(yàn)機(jī)、螺紋塞規(guī) |
測(cè)試結(jié)果 |
扭力﹥180 N.M;推脫力﹥12KN,螺紋無(wú)異常,外觀(guān)無(wú)損傷 |
4.電極部分工藝補(bǔ)充:
4.1在高強(qiáng)度熱成形鋼版凸焊時(shí)由于焊接壓力巨大、峰值電流非常高,因此焊接時(shí)對(duì)電極材料的要求很高,需要較高的軟化溫度、較高的導(dǎo)電率和較高的硬度,而彌散銅(氧化鋁銅)具有這幾種優(yōu)勢(shì),(軟化溫度達(dá)950°),成為目前高強(qiáng)度熱成形鋼板凸焊最合適的電極材料;
4.2定位銷(xiāo)常用用的材質(zhì)有膠木、陶瓷、KCF等,而近年歐美車(chē)企有用到氮化硅做為高強(qiáng)度熱成形鋼板凸焊的定位銷(xiāo),因其使用壽命更長(zhǎng)(20萬(wàn)次)、絕緣效果好、硬度高等特點(diǎn),使其成為凸焊定位銷(xiāo)材質(zhì)的新寵,但因其價(jià)格昂貴,目前尚無(wú)普遍使用,但這是未來(lái)定位銷(xiāo)的方向。
4.3高強(qiáng)度熱成形鋼板凸焊時(shí)由于其物理特性和采用硬規(guī)范焊接,金屬擠出的機(jī)率比較高,采用下電極吹氣的方法能有效改善,在焊接時(shí)用較大的氣壓對(duì)焊接區(qū)域吹氣,可以使擠出金屬迅速氧化、燃燒,大幅減少擠出金屬的粘附,保證螺紋的合格。
5.結(jié)語(yǔ)
通過(guò)對(duì)高強(qiáng)度熱成形鋼板凸焊件的測(cè)試,在使用安嘉電容式儲(chǔ)能焊機(jī)和合理工藝情況下,焊接后均能達(dá)到技術(shù)要求,甚至遠(yuǎn)高于技術(shù)要求,毋庸置疑電容式儲(chǔ)能焊機(jī)是高強(qiáng)度熱成形鋼板凸焊的理想的凸焊設(shè)備之一,給焊接界又帶來(lái)了一項(xiàng)重大焊接工藝突破!給業(yè)界高強(qiáng)度熱成形鋼板螺母凸焊帶來(lái)了春天!
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