本發(fā)明涉及一種電阻點焊工藝,特別涉及一種能有效提高先進高強鋼鋼板的焊點強度的電阻點焊工藝。
背景技術(shù):
隨著科學技術(shù)和人民生活水平的提高,以及全球能源危機和環(huán)境污染等問題日益突出,安全、節(jié)能、環(huán)保的汽車已日益成為汽車生產(chǎn)商和用戶關(guān)注的焦點。據(jù)統(tǒng)計,當鋼板厚度每減小0.10mm時,車身可減重12%。汽車車重每減輕1%,燃料可降低0.6%~1.0%。因此,在保證碰撞安全性能的情況下,高強鋼應(yīng)用于車身上可以通過減薄零件來達到減輕車身重量的目的,不僅能有效的實現(xiàn)節(jié)能減排,并且由于先進的高強度鋼(ahss)其優(yōu)異的強度和成形性,能通過增強的機械性能提高車輛的耐撞和安全性。
由于電阻點焊具有生產(chǎn)效率高、易于實現(xiàn)自動化等優(yōu)點,已在車身焊裝中大量應(yīng)用,并將繼續(xù)成為汽車工業(yè)中高強度鋼板的主要焊接方法。
然而,隨著先進高強鋼ahss的強度增加,焊點的一字拉伸強度(tension-shearstrength)和十字拉伸強度(cross-tensionstrength)遇到完全不同的情況。一字拉伸強度顯著的隨鋼板強度的增加而增加;而十字拉伸強度幾乎沒有太大的變化,往往只有一字拉伸強度的四分之一,并且有隨鋼板強度增加而成下降趨勢。這些問題阻礙了先進高強度鋼的進一步應(yīng)用。由于先進高強鋼鋼板強度、硬度的大幅提高,其韌性明顯下降,致使焊點應(yīng)力更趨于集中,這導致了焊點十字拉伸強度不增反降的嚴重問題。
先進高強鋼的焊接技術(shù)一直被汽車生產(chǎn)廠商密切關(guān)注,成為國內(nèi)外焊接學術(shù)界和工程技術(shù)人員所關(guān)注的重點研究課題。目前,針對先進高強鋼點焊性能的研究都是針對熔核形核的控制方面,如磁控電阻點焊,方法復雜且效果不佳,可行性不高。有鑒于此,有必要提供一種創(chuàng)新且具有進步性的能有效提高先進高強鋼鋼板的焊點強度的電阻點焊工藝。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明要解決的問題是先進高強鋼易飛濺、焊點性能低,特別是十字拉伸性能不增反降的問題,提供了一種能有效提高先進高強鋼鋼板的焊點強度的電阻點焊工藝。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
一種能有效提高先進高強鋼鋼板的焊點強度的電阻點焊工藝,采用中頻逆變直流點焊機,先對焊接鋼板進行單脈沖焊接測試,找出對應(yīng)鋼板的飛濺臨界電流i0;接下來可以執(zhí)行本發(fā)明的步驟一,使用軟規(guī)范焊接電流i1,i1的計算式為i1=i0-(0.5~1)(單位:ka),焊接時間為500ms~1000ms;然后執(zhí)行步驟二,使用硬規(guī)范焊接電流i2,i2的計算式為:i0<i2<2×i0(單位:ka),焊接時間為50ms~100ms,以確保第二次焊接不產(chǎn)生飛濺為上限選擇i2和焊接時間;其中步驟一與步驟二之間的間歇時間為0~10ms,以確保第二次焊接不產(chǎn)生飛濺選擇間歇時間。
本發(fā)明的特征在于:步驟一使用軟規(guī)范脈沖i1電流的目的是實現(xiàn)先進高強鋼無飛濺第一次焊接,步驟二使用硬規(guī)范脈沖i2電流的目的是得到足夠大的熔核直徑和熱影響軟化區(qū),增大熔核直徑可以提高焊點強度,而較大的熱影響軟化區(qū)可以大幅減緩點焊受載過程中的應(yīng)力集中,從而實現(xiàn)有效的提高先進高強鋼電阻點焊焊點性能。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本申請完全是從一個全新的角度去解決先進高強鋼的焊點強度不高的問題,所涉及的焊接脈沖i1和脈沖i2的電流調(diào)節(jié)范圍大,具體可根據(jù)材料厚度及強度的實際情況進行調(diào)整,能適用于各種先進高強鋼和超高強鋼,效果顯著。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的焊接流程示意圖。
具體實施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白,以下結(jié)合附圖及實施例,對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解,此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明,并不用于限定本發(fā)明。
實施例1
試驗先進高強鋼的條件:鋼板厚度1.2毫米,鋼板抗拉強度1000mpa。
1)單脈沖焊接測試,得出飛濺臨界電流i0為8ka;
2)執(zhí)行步驟一,使用軟規(guī)范焊接電流i1,i1的計算式為i1=i0-(0.5~1)(單位:ka),這里選擇i1為7ka,焊接時間800ms;
3)間歇10ms;
4)執(zhí)行步驟二,使用硬規(guī)范焊接電流i2,i2的計算式為:i0<i2<2×i0(單位:ka),這里選擇i2為10ka,焊接時間50ms。
實施例2
試驗先進高強鋼的條件:鋼板厚度1.2毫米,鋼板抗拉強度1400mpa。
1)單脈沖焊接測試,得出飛濺臨界電流i0為8ka;
2)執(zhí)行步驟一,使用軟規(guī)范焊接電流i1,i1的計算式為i1=i0-(0.5~1)(單位:ka),這里選擇i1為7.5ka,焊接時間1000ms;
3)間歇10ms;
4)執(zhí)行步驟二,使用硬規(guī)范焊接電流i2,i2的計算式為:i0<i2<2×i0(單位:ka),這里選擇i2為10ka,焊接時間50ms。
實施例3
試驗先進高強鋼的條件:鋼板厚度1.5毫米,鋼板抗拉強度1500mpa。
1)單脈沖焊接測試,得出飛濺臨界電流i0為9ka;
2)執(zhí)行步驟一,使用軟規(guī)范焊接電流i1,i1的計算式為i1=i0-(0.5~1)(單位:ka),這里選擇i1為8ka,焊接時間1000ms;
3)間歇10ms;
4)執(zhí)行步驟二,使用硬規(guī)范焊接電流i2,i2的計算式為:i0<i2<2×i0(單位:ka),這里選擇i2為12ka,焊接時間50ms。
實施例4
試驗先進高強鋼的條件:鋼板厚度1.2毫米,鋼板抗拉強度1700mpa。
1)單脈沖焊接測試,得出飛濺臨界電流i0為8ka;
2)執(zhí)行步驟一,使用軟規(guī)范焊接電流i1,i1的計算式為i1=i0-(0.5~1)(單位:ka),這里選擇i1為7.5ka,焊接時間500ms;
3)間歇10ms;
4)執(zhí)行步驟二,使用硬規(guī)范焊接電流i2,i2的計算式為:i0<i2<2×i0(單位:ka),這里選擇i2為10ka,焊接時間50ms。
實施例5
試驗先進高強鋼的條件:鋼板厚度1.5毫米,鋼板抗拉強度1800mpa。
1)單脈沖焊接測試,得出飛濺臨界電流i0為9ka;
2)執(zhí)行步驟一,使用軟規(guī)范焊接電流i1,i1的計算式為i1=i0-(0.5~1)(單位:ka),這里選擇i1為8ka,焊接時間1000ms;
3)間歇10ms;
4)執(zhí)行步驟二,使用硬規(guī)范焊接電流i2,i2的計算式為:i0<i2<2×i0(單位:ka),這里選擇i2為12ka,焊接時間50ms。
表1為本發(fā)明各實施例及對比例經(jīng)試驗檢測后的結(jié)果統(tǒng)計列表。
表1本發(fā)明各實施例及對比例經(jīng)試驗檢測后拉伸試驗結(jié)果
注:對比例1與實施例1鋼板材料一致,焊接電流8ka,焊接時間200ms,焊接壓力4kn;對比例2與實施例2鋼板材料一致,焊接電流8ka,焊接時間200ms,焊接壓力4kn;對比例3與實施例3鋼板材料一致,焊接電流9ka,焊接時間200ms,焊接壓力4.5kn;對比例4與實施例4鋼板材料一致,焊接電流8ka,焊接時間200ms,焊接壓力4kn;對比例5與實施例5鋼板材料一致,焊接電流9ka,焊接時間200ms,焊接壓力4.5kn;
從表1可以看出,由于本發(fā)明采用的是先軟規(guī)范后硬規(guī)范焊接方法,可以確保先進高強鋼焊接過程中實現(xiàn)無飛濺焊接,且焊點性能實現(xiàn)大幅提高,特別是十字拉伸性能,其強度均可實現(xiàn)80%以上的增幅,吸收能提高4倍左右。這是由于采用軟規(guī)范可以實現(xiàn)第一次無飛濺的連接,在這基礎(chǔ)上再采用硬規(guī)范,可以得到足夠大的熔核直徑和熱影響軟化區(qū),增大熔核直徑可以提高焊點強度,而較大的熱影響軟化區(qū)可以大幅減緩點焊受載過程中的應(yīng)力集中,從而實現(xiàn)有效的提高先進高強鋼電阻點焊焊點性能。