镀锌钢板点焊的工艺性能

镀锌钢板点焊的工艺性能

王敏，唐逸民，周萍

上海交通大学材料科学与工程学院

摘要：为提高镀锌钢板点焊接头的质量，对普通冷轧钢板、电镀锌钢板和两种镀锌层厚度不同的热镀锌钢板进行了一组点焊工艺及接点强度试验，并对试验结果进行了计算机回归分析，分别得出了这几种材料在不同的焊接电流、焊接时间下的点焊熔核直径或接头拉剪强度变化曲线以及点焊飞溅临界曲线.根据对上述试验结果的分析和比较，提出了锌镀钢板点焊时焊接电流、焊接时间和电极压力等参数的选用原则，并对几种镀锌钢板给出了相应的点焊规范范围.

关键词：镀锌钢板；点焊工艺；接头拉剪强度

Spot Welding Technology of Zinc-Coated Steels

Wang Min，Tang Yimin，Zhou Pin

School of Materials Science and Engineering, Shanghai Jiaotong University, China Abstract：A series of spot welding technology and joint tensile-shear tests for uncoated low carbon, electroplated and two kinds of hot dipped zinc-coated steels were made to improve the quality of spot welding joint for zinc-coated steels. The test results were analyzed with computer regressive method. The effects of welding current or time on nugget diameter or joint tensile-shear strength and critical curves in splash generation for spot welding were obtained. By analyzing and comparing the above test results, the special demands for welding current and time and pressure in the spot welding of zinc-coated steels were put forward. The relevant spot welding parameters for every kind of zinc-coated steels were proposed.

Key words：zinc-coated steels; spot welding technology; joint tensile-shear strength

在当前的汽车制造业中，为了提高产品的使用寿命，增强材料的抗腐性能，常采用镀锌钢板.而在这些产品的装配和制造中，往往会用到电阻点焊方法，由于镀锌钢板表面锌层的熔点很低、硬度也低，给点焊带来一定的困难［1］.为了在需点焊加工的产品上推广使用镀锌钢板，并保证其焊接质量，本文对普通冷轧钢板、电镀锌钢板和两种不同锌层厚度的热镀锌钢板进行了一系列点焊工艺及力学性能试验，并通过对试验结果的数据处理和理论分析，找出了几种材料点焊工艺性能上的差异，得出了一套合适的点焊焊接规范范围.

1 试验和结果

1.1 材料

本试验选用的材料如表1所示，试样尺寸为100mm×25mm×0.8mm.

表1 试验材料

Tab.1 Materials for test

1.2 仪器及设备

试验用SO462型点焊机，配PERTRON TIM-400型微电脑电阻焊控制器，测电流用MM-316A 型焊接监控仪.

1.3 焊接电流变化对点焊接头性能影响试验

首先，保持通电时间t w和焊接压力F w不变(t w=0.2 s,F w=2.0 kN),改变焊接电流I大小，分别对A～D 4种试样各进行了一组点焊工艺及接头拉剪试验(每一电流下3个或3个以上试样)，测得不同焊接电流下焊点的熔核直径d及拉剪断裂载荷F t，并在计算机上对试验数据

进行非线性回归分析，得出了每种材料的d-I及F t/F-I拟合曲线，如图1和图2所示(由于4种试验材料的母材强度不同，为便于比较，曲线纵坐标用焊点拉剪断裂载荷与母材试样拉

伸断裂载荷的比值F t/F来表示).

图1 点焊熔核直径与焊接电流关系的拟合曲线

Fig.1

Effects of welding current on nugget diameter

图2 点焊接头拉剪强度与焊接电流关系的拟合曲线

Fig.2 Effects of welding current on joint tensile-shear strength 试验中，每种材料焊接电流的上、下限如表2所示，其下限是不产生焊点拉开(此时点焊接头拉剪断裂都是在熔核外HAZ处)的最大电流，上限为产生内部飞溅的最小电流.

表2 点焊焊接电流上、下限及对应的熔核尺寸、接头强度

Tab.2 Maximum and minimum spot welding current and corresponding nugget diameter

and joint tensile-shear strength

min /mm

max

1.4 飞溅临界曲线测定图3是在改变焊接电流和电极压力情况下，进行点焊工艺

试验后测得的A～D材料的飞溅临界曲线.

图3 点焊飞溅临界曲线

Fig.3 Critical curves in splash generation for spot welding

1.5 焊接时间变化对点焊接头性能影响试验

为了了解焊接时间t w对各种材料点焊接头强度的影响，在焊接电流和焊接压力基本不变的条件下，进行点焊工艺及接头强度试验，其结果见图4.

图4 点焊接头抗剪强度与焊接时间的关系

Fig.4 Effects of welding time on joint tensile-shearstrength