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随着经济的发展,人们生活水平的提高,我国的汽车工业亦因此获得了前所未有的高速发展。镀锌钢板由于其优异的腐蚀防护性能被大量应用于制造汽车车身,如底盘、外覆盖件、前机舱、行旅箱、车门等,部分车型上镀锌钢板的使用量已达100%。目前,镀锌钢板的汽车车身及各组件的焊接生产仍大量采用电阻点焊的方法,这与电阻点焊特有的焊接优异性有关。电极是电阻焊中的主要耗材,目前主要使用CuCrZr合金制造,部分使用Al2O3弥散强化铜等其他铜合金制造。CuCrZr合金电极在点焊镀锌钢板时存在一定问题,主要是熔融锌液易粘附于电极表面使电极工作面合金化,降低了电极的导电导热性能,加速电极损耗导致生产率降低、成本提高,而Al2O3弥散强化铜合金电极价格昂贵,目前应用较少。针对这些的问题,研究人员开发出了多种CuCrZr合金涂层电极,提高了电极的使用寿命。但涂层电极也存在制备相对复杂、涂层耗损完后就相当于普通CuCrZr合金电极不再具有优势等不足。为此,本课题选用CuNiCoBe和CuNiBe合金制作点焊镀锌钢板的电极,与CuCrZr和Al2O3弥散强化铜合金电极进行点焊镀锌钢板的性能对比试验,分析了不同材质电极点焊时焊接区的电阻,测量了不同材质电极在点焊过程中的温度变化,并运用超景深显微镜、SEM、EDS、XRD、光谱仪等分析测试设备对失效之后的电极进行失效分析。结果表明:尽管CuNiBe与CuNiCoBe合金的电导率要低于CuCrZr以及Al2O3弥散强化铜合金,但这四种材质的电极与焊镀锌钢板间的接触电阻大小相当,其原因在于接触电阻主要决定于较软的镀锌层。点焊过程中,四种材质的电极温度均迅速上升并很快进入动态稳定阶段,就散热性能而言,CuCrZr、Al2O3弥散强化铜合金电极要优于CuNiBe和CuNiCoBe合金电极,但各电极在距工作端面最近处测得的峰值温度均为160℃~170℃左右,并无明显差异。按照美国焊接协会标准(AWS/SAED8.9M:2002)测得CuCrZr、Al2O3弥散强化铜、CuNiBe和CuNiCoBe四种材质的合金电极在相同的点焊工艺参数下,点焊镀锌钢板的使用寿命分别为:1600点,4300点,3700点和3500点。对失效之后的四种材质电极进行失效分析,发现:四种材质电极中都存在上电极比下电极磨损严重,以及上电极端面直径增大速率较快的现象;在点焊过程中四种材质电极都存在“坑蚀”与“自愈合”现象及不同程度的合金化,合金化的主要产物为Cu-Zn合金,其主要物相为:CuZn、(CuZn)、Cu5Zn8、Cu1.05Zn0.95。CuCrZr电极的合金化速率最快,Al2O3弥散强化铜和CuNiCoBe合金电极次之,CuNiBe电极合金化速率最小。四种材质电极失效后的显微硬度显示:Al2O3弥散强化铜合金电极端面的硬度下降幅度最小,CuCrZr及CuNiCoBe和CuNiBe合金电极端面的硬度下降幅度较大,但CuNiCoBe和CuNiBe合金电极由于本身硬度较高,因此失效后电极端面仍具有较高的硬度,而CuCrZr合金电极失效后的端面硬度最低,因此其端面最容易发生塑性变形。四种材质电极的失效均是由磨损、塑性变形、坑蚀、合金化等因素共同作用的结果,但因材质及原始组织状态不同,引起失效的上述各因素在不同材质的电极中所起的作用程度也不相同,故其寿命也各不相同。