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条件下,这种不连续接触将加剧飞溅、局部熔化及粘连的产生,对焊点的表面质量更为不利。
(3)熔核尺寸波动大
电极工件表面上的局部熔化、飞溅及电极与工件的粘连,破坏了电极表面的连续性;并且在连续点焊过程中电极表面的不连续性具有较强的随机性,这使得电极工件间的接触状态不稳定。另外,点焊过程又受工件表面状态、电极压力、焊接电流等因素的影响。铝合金点焊对以上各因素的变化非常敏感,因此连续点焊中熔核尺寸波动较大。
(4)熔核内部易产生缺陷
与弧焊相比,铝合金在点焊时金属的熔化量较少,其导热系数比较大,故而熔核的冷却速度非常快;另一方面,由于铝合金是非导磁材料,液态熔核区的流动速度非常小,熔核在凝固时极易形成缩孔、气孔。虽然这些缺陷对接头强度影响不大,但对接头的疲劳性能却有显著影响2。
2、电极烧损严重,使用寿命短
由于电极工件间的接触电阻较大,铝合金工件的导热率也较大,而铝合金点焊又是采用规定条件进行焊接,所以电极工件间接触面上的温度较高,且铝与铜之间存在着强烈的合金化倾向,以上情况导致铝合金点焊时铜电极的烧损严重。铜铝合金化反应生成合金层的主要成分为CuAl2金属间化合物,其电阻率为铜的5倍左右。由于该合金层粘附在电极表面,在后续焊点的焊接过程中,合金层的存在增大了电极工件间的接触电阻,即增加电极工件间的产热量。在连续点焊过程中,电极表面不连续程度的增加也加剧了电极工件间局部熔化和飞溅的产生,同时也加剧了铜铝合金化反应的程度。上述因素使得铝合金点焊时电极的烧损速度增加,使用寿命缩短。
电极烧损实质上是电极表面铜铝合金化反应的问题。合金化反应的产生条件包括成分和温度;而反应时间对合金化反应程度的影响非常大。从理论上说,只要破坏了成分,温度和反应时间中的一个条件,就可以克服或减弱电极烧损。目前电极烧损方面的研究大多限于从成分条件的角度来考虑如何避免或减弱电极烧损问题,而在如何降低电极工件接触面温度及减少电极工件间接触面处于高温区的时间方面做的工作较少3。
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3、缺乏有效的焊接质量控制方法
铝合金的电阻率低,阻温系数也比较小。从室温到熔化温度电阻率的变化幅度仅为3倍左右。所以,铝合金电阻点焊过程很难用焊接电参量的变化来描述。这给铝合金电阻点焊过程的闭环控制带来很大困难。
铝合金点焊的焊点质量不仅包括了熔核尺寸的波动,也包括飞溅和喷溅、焊点表面成形质量差及工r
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