电阻焊电极材料热变形行为的研究

这种样品的特点是两端带有较浅的凹槽， 槽 内填充润滑剂组成： 石墨 （质量分数为 "#$ ）% &’ （质量分数为 )*$ ）% 硝酸三甲苯脂 （质量 ( 机油 分数为 #$ ） 。压缩时， 可防止润滑剂流失， 基本消 除摩擦的影响。 !+) 高温压缩热模拟试验 试验是在 ,-../-.0!#** 动态材料热模拟机上进 行。压缩通过一对平锤之间对圆柱样品进行镦粗
［9］ 金凤浩 : 国外电阻焊接电极材料的发展概况 ［ ;］ : 铜加 工， ，9） ： 9<<7（ 9(5 = 91( : ［5］ 王孟君 : 弥散强化铜电阻焊电极材料的研制 ［ ;］ : 矿冶 工程， ，5） ： 5+++（ 01 = 0* : ［(］ 娄燕 : 电阻焊弥散无氧铜电极材料的研制 ［ >］ : 长沙： 中南工业大学， 5+++，( : ［1］ 美国金属学会 : 金属手册 第九版 第七卷 ［ %］ : 北京： 机械工业出版社，9<<1 :
784",.3"： -=4 4?4<7(:G4 8’D7 H’(G49 7=4 4;;4<7 :; =>+= 4?4<7(>< <’((497， =>+= 74854(67’(4 69G =>+= 5(4D, D’(4， I=><= 86J4 7=4 I:(J>9+ <:9G>7>:9 H6GK /7 7=4 D684 :; 7=4 4?4<7(>< <:9G’<7>C7E 69G =467 <:9G’<7>C>7E， 7=4 =467 D76H>?>7E :; 7=4 4?4<7(:G4 ’9G4( =>+= 74854(67’(4 (4D’?7D >9 7=4 ?>;4 :; 7=4 ’D4 :; 7=4 4?4<7(:G4K L: 7=4 =:7 G4, （ &’&(， ;:(867>:9 6H:’7 7=4 7=(44 7E54 :; 7=4 4?4<7(:G4 &’&()(*+， M3L&） >D D7’G>4GK -=(:’+= 7=4 (4D46(<= 7=4 D7(4DD,D7(6>9 <’(C4 ’9G4( =>+= 74854(67’(4 7=4 =467 D76H>?>7E 69G 7=4 ?>;4 :; 7=4 ’D4 :; 7=4 4?47(:G4 6(4 ;:’9GK 9)% :&,$4： 4?4<7(:G4 8674(>6?； =467 D76H>?>7E； =:7 G4;:(867>:9； D7(4DD； D7(6>9
定性好坏， 直接影响其使用寿命。因此， 对电极材 料热变形行为进行了研 究。采 用 &’&(， &’&()(*+ （加工变形类） ， 以及正研制的一种新型电极材料
［"］ 弥散铜 （烧结类） ， 以这 % 种材料作代表， 通 过分析其在不同高温情况下的应力应变曲线， 确定
高温热稳定性及使用寿命长短。
#
变形结束后， 对样品进行水淬， 以冻结高温变 形组织， 淬火延迟时间约为 * + !2。由 ,-../-.0!#** 系统的计算机自动采集真应力0真应变。
图)
弥散铜的真实! 4546、 45467689、 0 " 曲线
) 试验结果分析
图 ) 为 4546， 弥散铜的真实 ! 45467689， 0 "曲 线。从中可以看出， 材料在 #** ; "**< 高温下变 其次为 45467689， 弥散 形， 4546 的高温强度最小， 铜的高温强度最大。也就是说， 弥散铜在高温下发 生塑性变形时所需应力值最大。这说明， 在此条件
生裂纹， 因此其应力也就迅速降低。温度越高， 软 化速度越大于其加工硬化速度， 所以强度下降得越 厉害。
(
弥散铜的金相分析
图 (： 弥散铜的金相组织 ) 弥散铜 *++, -.% （1++ 2 ） / 弥散铜 0++, 金相组织
从图中可以看出， 弥散铜在高温下晶粒很细 小， 未发生再结晶。这是由于细小的弥散相 345 6( ， 钉扎位错， 阻碍了再结晶的发生， 使再结晶温度升 。因此， 这 高 （无氧铜的再结晶温度为 (7+ 8 1(0, ） 也是弥散铜高温热稳定性好、 高温强度高的原因。
（(） 随着变形的增加， 只有弥散铜电极的应 力值是逐步降低的， 且温度越高，这种下降的趋势wenku.baidu.com越明显。
［ 参 考 文 献 ］
1 结论
（9） 当电流大、 温度高时， 弥散铜电极的高温 强度最大， 使用寿命最长， 其 次为 !"!#$#%&， !"!# 电极最差。 （5） 随着温度的升高， ( 种电极材料的高温 强度都是降低的。
电阻焊在焊接生产中占有相当重要的地位。 电阻焊是将上、 下两个电极压靠在被焊两金属板的 两侧， 短时间内通以强大的电流在两块板之间产生 很高的接触电阻热， 使两金属板进行高温焊合。焊 接时， 虽然焊接电流通过的时间极短， 但是由于电 流极大， 有时甚至达到几万安培。因此， 焊接区的 温度很高， 尤其是电极顶端部位的温度甚至高达 电极在焊接过程中， 承受着高温、 高 1$$N 。所以， 压和高电流的作用， 工作条件十分恶劣。 目前， 电阻焊电极合金大致可分为加工变形类 和烧 结 类 合 金 两 大 类， 常 用 的 有 &’&(， &’&()( 电 极。在导电、 导热性能差不多时， 电极的高温热稳
#K#
试验内容及方法
材料的准备
［ ］ &’&()(*+ 和 弥 散 铜 % 圆 棒。 ! #288 的 &’&(、 这 % 种试样按 O6D74+64C 样品形状加工， 见图 #。
收稿日期： "$$#,#",$P 作者简介： 娄燕 （#PQ# 0 ） ， 女， 湖南浏阳人， 硕士， 讲师。主要研究方向为材料加工过程的数值模拟， 新材料、 新工艺的研 究， 激光表面淬火， 弥散铜电极材料的研究。
下， 弥散铜电极材料高温热稳定性最好， 使用寿命 最长。其次为 45467689 电极。 可以发现 : 种电极材料 将图 )=、 /、 > 作比较， 都是随着变形温度升高， 其高温强度逐步降低。高 温强度降低是由于变形温度越高， 发生变形所需的 应力值就越低。 图 )? 为弥散铜在不同温度下应力0应变曲线。
金属成形工艺
*@-/R SMO*TA. -@&FAMRM.U V:?K "$ K W K % K "$$"
%#
电阻焊电极材料热变形行为的研究
娄燕 （南华大学机械工程学院， 湖南 衡阳 !"#$$#）
［摘要］ 电阻焊电极在焊接过程中， 承受着高温、 高压和高电流的作用， 工作条件十分恶劣。 在导电、 导热性能差不多时， 其高温热稳定性的好坏直接影响它的使用寿命。因此， 针对 % 种典型 的电极材料 （ &’&(， 弥散铜） ， 进行了热变形行为研究， 通过分析在不同高温情况下的应力, &’&()(*+， 应变曲线， 从而确定其高温热稳定性及使用寿命长短。 ［关键词］ 电极； 热稳定性； 热变形； 应力； 应变 中图分类号： -.!" 文献标识码： / 文章编号： （"$$"） #$$$ 0 1!!2 $% 0 $$%# 0 $%
:)
娄燕
电阻焊电极材料热变形行为的研究
来实现的。试验的变形条件主要指加热温度、 压头 位移速度和位移大小， 对应于变形温度、 应变速率 和变形程度。变形条件列于表 !。
表! 图! 试样形状 材料 4546 45467689 弥散铜 #**， ’**， "** *+! #: 变形温 度（ 1 $） 变形条件 应变速 率 12 3 ! 变形程 度1 $
!"#$% &’ "() *&" +)’&,-."/&0.1 2(.,.3"),/4"/34 &’ 51)3",&$) 6."),/.14
!"# $%& （3456(78497 :; *4<=69><6? @9+>944(>9+， A69=’6 B9>C4(D>7E， F49+E69+ !"#$$#， &=>96）
金属成形工艺
%.?3@ A6B%CDE ?.!FD6@6EG HI4: 5+ : J : ( : 5++5
((
在初始变形阶段， 其应力值急剧上升， 到达顶点后， 随着变形的增加， 又开始下降， 且温度越高， 这种下 降的趋 势 越 明 显。可 以 看 出， 这 种 曲 线 与 !"!#、 !"!#$#%& 的应力’应变曲线有明显区别。这主要是 由于弥散铜是粉末烧结合金， 刚开始压缩变形时， 粉末体进一步致密， 所以应力迅速增加。一旦发生 较大变形后， 微小的粉末体之间受力不均匀， 易产
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
中国锻压学会特种轧制学术交流讨论会在 重庆工学院胜利召开
中国锻压学会特种轧制学术交流讨论会于 5++5 年 0 月 9< 日至 5++5 年 0 月 55 日在重庆工学院隆重 召开。参加会议的有中国工程院院士胡正寰教授， 重庆工学院胡亚民教授、 张猛教授， 北京机电工程研究 所任广升教授等 17 位专家学者。参加本次会议的单位有重庆工学院、 武汉理工大学、 北京机电研究所等 包括了楔横轧、 斜轧、 螺旋轧制、 辊锻、 辗环、 摆动辗压、 齿轮 5* 个企事业单位。大会交流讨论论文数十篇， 精密锻造等新技术新工艺的应用研究及其特种轧制机械的研制、 生产基本情况汇报。 （钱进浩）