[發明專利]一種點焊方法及其在鋁合金及鋼材中的應用

無效

• 申請號: 201310325052.1
• 申請日: 2013-07-29
• 公開（公告）號: CN103350276A
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發明（設計）人: 羅震;羅玉璨;馮悅嶠;段瑞
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B23K11/11
• 分類號: B23K11/11;B23K11/34;B23K11/16
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 王秀奎

技術領域

本發明涉及電阻點焊焊接技術，更加具體的說，涉及鋁合金和鋼材的板材點焊焊接技術領域。

背景技術

電阻點焊系采用雙面雙點過流焊接的原理，工作時兩個電極加壓工件使兩層金屬在兩電極的壓力下形成一定的接觸電阻，而焊接電流從一電極流經另一電極時在兩接觸電阻點形成瞬間的電阻熱熔化被焊材料，來達到使它們結合的目的高效率、低能耗、高產出，操作簡單等優點廣泛應用于航空航天、電子、汽車、家用電器等工業。鋁合金的焊接性，由于鋁的線膨脹系數大，在焊接后冷凝過程中易產生氣孔和裂紋，過程中易產生氣孔,易變形,熔池周圍形成陷坑,影響焊接質量，因此鋁合金的焊接性較差。

發明內容

本發明的技術目的在于克服現有技術的不足，利用電阻點焊的特點，針對鋁合金和鋼材板材的焊接，提出一種新的點焊方法。

本發明的技術目的通過下述技術方案予以實現：

點焊方法，在進行點焊之前，在相鄰材料連接部位（即搭接部分）的中心處鉆孔并將連接材料壓入，以連接相鄰材料，然后進行電阻點焊即可。

在本發明的技術方案中，所述連接材料選用鉚釘，例如鋁鉚釘、銅鉚釘或者鋼鉚釘，直徑選擇1-10mm；在壓入進行連接的過程中選用壓鉚接方式。

在本發明的技術方案中，在預先進行連接之后，再進行電阻點焊，焊接參數：焊接電流10—19KA，電極壓力0.1-0.3MPa，預壓時間100-900ms，焊接時間100-900ms；優選焊接參數：焊接電流12—16KA，電極壓力0.2-0.3MPa，預壓時間300-600ms，焊接時間200-700ms。

本發明的點焊方法可在鋁合金及鋼材進行實際應用，包括全系列的鋁合金板材，以及不同種類的鋼材，材料厚度例如0.5-20mm。待焊接的材料，與連接材料，選擇相同材料，例如焊接Q235鋼加入金屬棒Q235鋼，焊接5052鋁合金加入金屬棒5052鋁合金；也可以選擇兩種為不同材料，例如焊接7075鋁合金薄板加入5052鋁合金，焊接DP600超強鋼加入Q235鋼。

本發明具有的優點和積極效果是：通過金屬填充物的加入，在焊接過程中，連接材料與板材接觸面形成有效連接，上下待焊材料是通過連接材料與待焊材料（即母材）之間在電極壓力與熱能的綜合作用下形成固相連接從而連接上下待焊材料，比傳統點焊（有效連接是點焊形成熔核處），連接面積增加了3-5倍，同時金屬棒與板材接觸面區域相對熔核區域,熱輸入較少，形成的焊接缺陷也較少，因此采用這種新方法獲得的點焊拉伸強度相對傳統點焊提高了40%甚至更高，同時基于拉伸曲線的分析，其疲勞性能也得到了一定提升，即焊接接頭的焊接質量較點焊好，沒有明顯的裂紋和氣孔。

附圖說明

圖1是本發明技術方案中進行焊接前，連接材料與待焊材料的連接示意圖（俯視圖），其中1為待焊接的材料，2為連接材料。

圖2是本發明技術方案中進行焊接前，連接材料與待焊材料的連接示意圖（側視圖），其中1為待焊接的材料，2為連接材料，3為搭接部分。

圖3是本發明技術方案中進行電阻點焊時的示意圖，其中1為待焊接的材料，2為連接材料，3為搭接部分，4為點焊電極頭。

圖4是本發明技術方案和傳統點焊后樣品進行拉伸曲線的對比圖，其中1為利用本發明技術方案點焊后的拉伸曲線，2為傳統點焊后的拉伸曲線，3為曲線1的回峰現象部位。

具體實施方式

下面結合具體實施例進一步說明本發明的技術方案。

第一組，焊接7075鋁合金薄板（厚度1mm，長度100mm，寬度30mm，搭接部分長30mm），按搭接方式于搭接中心處鉆孔然后將金屬棒壓力加入，金屬棒材料為5052鋁合金，直徑3mm，長度3mm

第二組，焊接Q235鋼(厚度2mm，長度100mm，寬度30mm，搭接部分長30mm)，填充金屬棒Q235鋼（直徑3mm，長度6mm）

第三組，焊接5052鋁合金（厚度2mm，長度100mm，寬度30mm，搭接部分長30mm），填充金屬棒5052鋁合金(直徑3mm，長度6mm)

第四組，焊接DP600超強鋼（厚度2mm，長度100mm，寬度30mm，搭接部分長30mm），填充金屬棒Q235鋼（直徑3mm，長度6mm）

對四組試驗樣品的待焊區域即鉚接處進行氧化膜的清理，避免影響點焊質量。

采用電阻點焊方式進行焊接，每組選擇分別選擇如下工藝進行