不锈钢点焊研究

不锈钢点焊研究

班级：成型二班

一、点焊

点焊是一种高速、经济的连接方法。它适于制造可以采用搭接、接头不要求气密、厚度小于3mm的冲压、轧制的薄板构件。是把焊件在接头处接触面上的个别点焊接起来。点焊要求金属要有较好的塑性。

点焊通常分为双面点焊和单面点焊两大类。双面点焊时，电极由工件的两侧向焊接处馈电。典型的双面点焊方式是最常用的方式，这时工件的两侧均有电极压痕。大焊接面积的导电板做下电极，这样可以消除或减轻下面工件的压痕。常用于装饰性面板的点焊。同时焊接两个或多个点焊的双面点焊，使用一个变压器而将各电极并联，这时，所有电流通路的阻抗必须基本相等，而且每一焊接部位的表面状态、材料厚度、电极压力都需相同，才能保证通过各个焊点的电流基本一致采用多个变压器的双面多点点焊。

二、不锈钢组织分析

按钢的组织可将不锈钢分为奥氏体型、铁素体型、奥氏体－铁素体型、马氏体型和沉淀硬化型等。其中马氏体不锈钢由于可淬硬、有磁性，其点焊焊接性与前述可淬硬钢相近，考虑到该型钢具有较大的晶粒长大倾向，焊接时间参数一般应选择小些。

奥氏体不锈钢、奥氏体－铁素体不锈钢点焊焊接性良好，尤其是电阻率高（为低碳钢的5～6倍），热导率低（为低碳钢的1/3）以及不存在淬硬倾向和不带磁性（奥氏体－铁素体不锈钢有磁性），因此无需特殊的工艺措施，采用普通交流点焊机、简单焊接循环即可获得满意的焊接质量。

三、焊前准备

1、不锈钢件储存:应有专用存放架，存放架应为木质或表面喷漆的碳钢支架或垫以橡胶垫，以与碳钢等其它金属材质隔离。存放时，储存位置应便于吊运，与其它材料存放区相对隔离，应有防护措施，不锈钢钢管两端加防护盖以避免灰尘、油污、铁锈对不锈钢的污染。

2、不锈钢件吊装：吊装时，应采用专用吊具，如吊装带、专用夹头等，严禁使用钢丝绳以免划伤表面；并且在起吊和放置时，应避免冲击磕碰造成划伤。

3、不锈钢件运输：运输时，应用运输工具（如小车、拖拉机等），并应洁净有隔离防护措施，以防灰尘、油污、铁锈污染不锈钢。严禁拖拉，避免磕碰、划伤。

四、不锈钢的点焊工艺分析

1、点焊的质量与焊接设备的性能与焊接工艺参数的关系很大。点焊的工艺参数主要有焊接电流、焊接时间、电极压力以及电极端面形状和尺寸。由于不锈钢的热敏感性强及线膨胀系数大的物理特性，在采用点焊时候通常采用硬规范（大的焊接电流，短焊接时间）以及强力的水冷。

2、电阻点焊常见的焊接缺陷有喷溅、缩孔、裂纹、气孔及未融合等。

3、电阻点焊过程是一个高度非线性、多变量耦合和大量随机不确定因素的过程，点焊形核在封闭状态无法观测，形核时间短，焊接条件短时间变化会造成严重的质量问题。

4、目前常用的点焊质量控制的方式是通过生产前进行点焊试验以及焊接过程中采用先进的点焊质量监控软件进行实时监测和反馈控制两种方式。

五、不锈钢的点焊技术要点

1、不锈钢主要用于耐腐蚀,但也用作耐热钢和低温钢。因此,在焊接不锈钢时，保持工件表面的高度清洁十分重要，因为油、尘土、油漆的存在，能增加硫脆化的可能，从而使接头产生缺陷。清理方法可用激光、喷丸、钢丝刷或化学腐蚀。对于特别重要的工件，有时用电解抛光，但这种方法复杂而且生产率低。可用酸洗、砂布打磨或毡轮抛光等方法进行焊前表面清理，但对用铅锌或铝锌模成形的焊件必须采用酸洗方法。

2、采用硬规范、强烈的内部和外部水冷，可显著提高生产率和焊接质量。

3、由于高温强度大、塑性变形困难，应选用较高的电极压力，以避免产生喷溅和缩孔、裂纹等缺陷。

4、板厚大于3mm时，常采用多脉冲焊接电流来改善电极工作状况，其脉冲较点焊等厚低碳钢时要短且稀。这种多脉冲措施亦可用后热处理。

六、不锈钢焊后处理

焊后应对焊缝及近缝区做酸洗、钝化处理，酸洗、钝化步骤如下：

1、将焊缝表面清理干净。

2、再将酸洗、钝化膏涂抹于焊缝及近缝区具有氧化皮处，涂膜厚度为1~3mm。

3、反应一般为1-10分钟，0℃以下，氧化皮厚处，需适当延长时（反应时间视膏体品牌及金属氧化膜厚度而定）。

4、待反应完全后，用抹布或丝刷擦除，清水冲净即可。

七、点焊的应用

1、点焊在冲压结构中应用很广。如用两个或更多个形状比较简单的冲压件，由焊点连接起来组（如成形状复杂的部件（小客车的地板、载重汽车的驾驶室等）点焊也常用来焊接构架结构。

2、铁路上客车车厢的侧壁和顶棚、联合收割机的漏斗、飞机的部件等）。在建筑工程中，钢筋网和构架的焊接是点焊的一个重要领域。

3、点焊还广泛地用于薄钢板件的生产中（厚度在2.5-3 毫米以下的大型钢件及5-6 毫米厚以下的小型钢件）。新型点焊机的发展，大大扩大了点焊在钢结构制造中的应用范围（厚度达8 -10 毫米以上）。

参考文献：

[1]彭章祝，吴志明.城轨不锈钢车体制造焊接工艺研究[B].南车株洲电力机车有限公司

[2]刘辉，王海东，张晓庆，李采文.201不锈钢点焊工艺优化与焊点质量分析[A].长春工学院机电学院

[3]刘辉，王海东，张晓庆.304不锈钢点焊工艺优化与焊点质量分析[A].长春工学院机电学院

[4]刘辉，王海东，张晓庆，李研.316不锈钢点焊工艺优化与焊点质量分析[A].长春工学院机电学院

[5]孙芳芳，李萌盛，王洋，赵瑛.201不锈钢点焊过程的数值模拟[A].合肥工业大学材料科学与工程学院