目前鋁合金電阻點焊所存在的問題主要有以下幾方面:
1、焊點質量不穩定
鋁合金點焊焊點質量不穩定主要體現在以下四個方面。
(1)噴濺與飛濺
(2)焊點表面質量差
(3)熔核尺寸波動大
(4)熔核內部易產生缺陷
2、電極燒損嚴重,使用壽命短
由於電極-工件間的接觸電阻較大,鋁合金工件的導熱率也較大,而鋁合金點焊又是採用規定條件進行焊接,所以電極-工件間接觸面上的溫度較高,且鋁與銅之間存在著強烈的合金化傾向,以上情況導致鋁合金點焊時銅電極的燒損嚴重。銅鋁合金化反應生成合金層的主要成分為CuAl2 金屬間化合物,其電阻率為銅的5倍左右。由於該合金層粘附在電極表面,在後續焊點的焊接過程中,合金層的存在增大了電極-工件間的接觸電阻,即增加電極-工件間的產熱量。在連續點焊過程中,電極表面不連續程度的增加也加劇了電極-工件間局部熔化和飛濺的產生,同時也加劇了銅鋁合金化反應的程度。上述因素使得鋁合金點焊時電極的燒損速度增加,使用壽命縮短。
2、電極燒損實質上是電極表面銅鋁合金化反應的問題。合金化反應的產生條件包括成分和溫度;而反應時間對合金化反應程度的影響非常大。從理論上說,只要破壞了成分,溫度和反應時間中的一個條件,就可以克服或減弱電極燒損。目前電極燒損方面的研究大多限於從成分條件的角度來考慮如何避免或減弱電極燒損問題,而在如何降低電極-工件接觸面溫度及減少電極-工件間接觸面處於高溫區的時間方面做的工作較少。
3、缺乏有效的焊接質量控制方法
鋁合金的電阻率低,阻溫係數也比較小。從室溫到熔化溫度電阻率的變化幅度僅為3倍左右。所以,鋁合金電阻點焊過程很難用焊接電參量的變化來描述。這給鋁合金電阻點焊過程的閉環控制帶來很大困難。;
鋁合金點焊的焊點質量不僅包括了熔核尺寸的波動,也包括飛濺和噴濺、焊點表面成形質量差及工件與電極易出現粘連等。因此,鋁合金點焊所面臨的質量問題遠比低碳鋼復雜。而主要針對低碳鋼點焊問題所提出的以保證熔核大小穩定為目標的各種控制方法並不適合與鋁合金點焊,尤其是對工件電極的粘連問題和焊點表面成形質量差的問題更是無能為力。能量是點焊過程的本質問題。從理論上說,能量控制是點焊質量控制中的為本質的方法。能量控制的理論基礎是點焊過程中的產熱分析和能量分布分析,而點焊過程中的產熱分析和能量分布分析是無法通過實驗來進行的。應該說,在目前能量控制的理論依據及如何實現能量控制還沒得到很好的解決。
鋁合金電阻電焊改進工藝措施
點焊的工藝參數通常是根據工件的材料和厚度,參考該種材料的焊接條件選取。首先確定電極的斷面形狀和尺寸,其次初步選定電極壓力和焊接時間,然後調節焊接電流;以不同的電流焊接試樣,經檢驗熔核直徑符合要求後,再在適當的範圍內調節電極壓力、焊接時間和電流,進行試樣的焊接和檢驗,直到焊點質量完全符合技術條件所規定的要求為止。
通電焊接在電極壓力達到穩定值後進行,否則可能因壓力過低而噴濺,或者因各點壓力不一致而影響加熱,造成焊點強度波動。
電極提起在電流全部切斷之後,否則電極工件間將引起電弧,傷工件。這一點在直流脈衝焊機上尤為重要。
為了改善接頭的性能,有時需要將下列各項中的一項或多項加以考慮:;
1)加大預壓力以厚工件的間隙,使之緊密貼合;
2)用預熱脈衝提高金屬的塑性,使工件易於緊密貼合、防止噴濺;
3)加大鍛壓力以壓實熔核,防止產生裂紋和縮孔;
4)採用較大電流和較短通電時間,保證既有足夠的熱量形成熔核,又能減少表面過熱;
5)焊前清理氧化膜