鋁材因其輕質(zhì)、耐腐蝕、導(dǎo)電性能好等特點在各個領(lǐng)域都有應(yīng)用,隨著新能源的興起鋁材的應(yīng)用更是得到了加強,而鋁材的聯(lián)接除了鉚接、膠接就是焊接,對于薄板鋁材的連接電阻點焊是個重要工藝,應(yīng)用場景除了常規(guī)的工業(yè)化應(yīng)用,更是在新能源汽車、航空航天等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。
鋁板電阻點焊的優(yōu)點很明顯,無需加輔料,僅靠母材熔化即能形成強度很大的焊點。鋁板在空氣中常有一層氧化膜,鋁的熔點為660攝氏度,而氧化膜為三氧化二鋁,其熔點為2000度左右,而熔化母材形成焊核首先要擊破氧化層,這也是鋁的點焊工藝被認(rèn)為是比較困難的原因。
鋁板點焊設(shè)備的選用,中頻逆變直流電源因其輸出電流為直流,具用更高的熱效率,因此是鋁板點焊的首選之一。傳統(tǒng)的三相次級整流電源為半波整流,電容儲能電源雖輸出為直流但時間極短,因此其綜合性能均不如中頻逆變直流點焊機,這些電源在早期有應(yīng)用,未來應(yīng)用場景會越來越少。
鋁板點焊的工藝,鋁板的導(dǎo)電率和導(dǎo)熱率比高,因此需要更大的電流和適當(dāng)?shù)暮附訒r間,這就需要注意以下幾點:
設(shè)備的功率功率要足夠大,確保在較短的時間能要極大的電流輸出,一般是碳鋼點焊電流的2-3倍;
電極需要強水冷,焊接后能將熱量快速帶走;
電極前端的球面直徑要匹配,不同的板厚要有不同的球面,原則不要能低于SR25;
電極直徑要與板材厚度相匹配,板材厚度1.0MM以下電極直徑為¢13;板材厚度1.0-1.5電極直徑為¢16;板材厚度1.5-2.0電極直徑為¢20;板材厚度2.0以上電極直徑不小于為¢25;
電極的材質(zhì)選用高導(dǎo)電率的銅合金或硬化紫銅,導(dǎo)電率不低于80%IACS;
滿足高品質(zhì)的焊點要將鋁板表面去氧化,酸洗或打磨,航空/軍工產(chǎn)品A級接頭需要將表面電阻控制在50微歐-100微歐;
鋁板點焊后的檢測主要有無損檢測和破壞檢測兩個類別,無損主要通過目視、X光以及超聲波等檢測,破壞檢測主要有拉抻、低倍等檢測,具體檢測方法如下:
外觀檢測:包括焊點的外形、焊點顏色、壓痕深度等;
X光檢測:拍片檢測焊核的直徑大小,焊核是否有裂紋、縮孔等缺陷;
低倍檢測:對焊點進(jìn)行切片腐蝕后進(jìn)行15-25倍的檢測,檢測焊透率、焊接缺陷等;
拉伸測試:主測試焊點的強度;
剝離測試:對焊點進(jìn)行剝離或撕破測試,主要用于現(xiàn)場的強度檢測和熔核直徑的確認(rèn)。
超聲波的檢測:隨著超聲波檢測技術(shù)的升級,在點焊檢測上的應(yīng)用不斷增強,通過反射波形的比對,以及數(shù)字成像技術(shù)的成熟,多晶頭超聲波檢測將是鋁點焊無損檢測一個很好的選擇。
隨著中頻逆變直流焊機的成熟應(yīng)用,以及焊接工藝和檢測手段的提升,鋁板點焊的門檻將會越來低,也會促進(jìn)鋁板點焊在工業(yè)輕量化,以及新能源、航空航天的應(yīng)用越來越廣。