薄 板 连 接 技 术 宝钢集团中央研究院 汽车用钢研究所 2015年1月30日

基本理论 镀锌板焊接 高强钢焊接 影响焊接质量的因素

电阻焊应用

激光焊与熔焊应用

钨 极 氩 弧 焊 薄板连接方法 电阻焊 激光焊 电弧焊 点 焊 凸 焊 缝 焊 对 焊 手 工 电 焊 熔化极气体保护焊 resistance welding laser welding arc welding 点 焊 凸 焊 缝 焊 对 焊 手 工 电 焊 钨 极 氩 弧 焊 熔化极气体保护焊 resistance spot welding projection welding seam welding butt welding manual arc welding tungsten inter-gas arc welding gas shielded arc welding

点 焊 过 程 *图片引至文献

焊点的形成

常见缺陷 未熔合 裂纹 缩孔 压痕过深 熔核偏移 飞溅

焊接缺陷检验方法 破坏性检验 无损检验 剥离检验 低倍检验：焊点的尺寸、焊透率、压痕深度、裂纹、气 孔、飞溅等 接头显微组织检验 接头力学性能检验 无损检验 目测检验 X射线检验：透照方向必须与面积型缺陷（如裂纹）方向一致才有较高的检出率 超声波检验 渗透检验

基本理论 镀锌板焊接 高强钢焊接 影响焊接质量的因素

普冷板 宝钢薄板 热镀锌板：纯锌（GI）、锌铁（GA） 电镀锌板: 纯锌（EG）、锌镍 我们为什么要使用镀锌板?

锌层给电阻点焊带来的影响： 需要增加焊接电流：点焊时首先熔化的镀层在电极压力作下被挤出焊接区，在熔核区外形成锌环，增加了焊接区接触面积，使流经焊接区的电流密度降低； 需要提高电极压力：为将熔化的锌快速挤出焊接区，使基板和基板有效接触（一般比冷板焊接时压力提高20~25%）； 增加电极修磨次数：为了降低电极粘锌及合金化的影响，减小接触电阻，减少电极发热，保持电极端部形状，需要增加电极修磨次数； 加强电极冷却：降低电极温度，减少电极变形； 可焊区间减小： 形成熔核所需电流升高，较冷轧板更易发生飞溅，导致可焊区间比冷轧板小。

冷轧裸板、GA板、GI板的可焊性比对 钢 种：IF钢 板 厚：0.8mm 镀层重量：50/50 g/m2 电极压力：2.2kN 焊接时间：9cy 冷却水流量：4L/min.

基本理论 镀锌板焊接 高强钢焊接 影响焊接质量的因素

高强钢主要特性 高能量吸收 高防撞性 高耐磨 减重 绿色产品

汽车用高强度钢

高强钢点焊特点： 高强钢的可焊窗口比软钢窄 需要更大的电极压力 更长的焊接时间或采用多脉冲 焊接区高硬度

高强钢点焊特点： 焊点强度随母材强度的 升高而升高,表现出良好的承载能力。 不适于用断裂方式评判高强钢的点焊性能。

高强钢点焊工艺制定原则 根据材料的强度提高电极压力 增加焊接时间 采用多脉冲 增大电极工作面直径 改变电极种类 提高最小可接受的熔核直径

基本理论 镀锌板焊接 高强钢焊接 影响焊接质量的因素

材料因素：钢板成分、厚度；镀层种类、厚度 钮扣断裂 界面断裂

钢板厚度 镀层厚度

设备因素：焊 机、电极材料、电极形状 点焊设备 点焊性能 点焊标准 焊 机： 设备因素：焊 机、电极材料、电极形状 焊 机： 点焊设备 点焊性能 点焊标准 工频焊机：电阻焊设备中，数量最多、使用最广的是单相工频焊机，焊机功率可由 0.5kVA到500kVA，甚至更大； 直流焊机：焊机变压器二次回路中接入大功率硅整流器，使其向焊接区输出的是直流电流。优点：与工频焊机相比无“零点效应”；电流的大小仅和电阻相关；无电磁交变力，故电极压力稳定，电缆寿命高； 三相直流焊机：二次回路的感抗很小，功率因数可提高到0.95左右；便于克服了电网负荷不平衡现象；这种焊机的控制线路设计精确，抗干扰能力高，焊接质量稳定可靠。 电容贮能焊机：实质是一组电容器，利用电容器充电然后快速放电来焊接。特点：可瞬间获得大电流，不受电网电压波动的影响，多用于对焊接热要求严格的场合。 变频焊机：是上世纪80年代中期发展起来的一种新型焊机。目前最高输出频率可达1000Hz；特点：变压器体积小，重量轻，适于焊接高强钢。 日系点焊机 欧美系点焊机 接头力学性能 微观组织及硬度 接头疲劳性能 熔核直径 （工频焊机、二次整流焊机、电容贮能焊机、中频焊机） 日系焊接标准 欧美系焊接标准

电极材料：Ⅰ类（纯铜、锆铌铜）、 Ⅱ类（铬铜、铬锆铜）、 Ⅲ类（铍钴铜） 圆锥型电极 适于平板焊接 弧面型电极 适于冲压件焊接 平面电极 适于裸露焊点的焊接 复合电极 电流密度集中，电极寿命高 电极形状： 常用电极头有圆锥型和球面型两种。电极

电极形状对可焊的影响

焊接工艺：焊接电流、焊接时间、电极压力 适于镀锌板 适于高强钢 适于高强钢 适于高强钢

电极压力 增加可焊电流范围 增大焊点熔核直径 减少缩孔 提高所需焊接电流 加速电极磨损 焊枪和电极的限制

电极压力 * 镀层重量: GA 45/45(g/m2)；GI 60/60(g/m2)

焊接时间 钢板厚度、强度及镀层种类决定焊接时间 推荐使用多段焊接时间 * 镀层重量: GA 45/45(g/m2)；GI 60/60(g/m2)

焊接电流 * 镀层重量: GA 45/45(g/m2)；GI 60/60(g/m2)

焊点设计 焊点数量 焊点间距 焊点的大小 焊点位置（边部、转角）

注意事项 合理的焊接工艺制定准则 电极检验、修磨方式及质量的控制 电极对中 装配间隙 焊点位置

化学成分 强度级别 板 厚 镀层类型 镀层厚度 电极压力 焊接电流 焊接时间 脉冲数量 装配间隙 焊点设计 钢板性能 装 配及设计 焊接工艺 板 厚 镀层类型 镀层厚度 电极压力 焊接电流 焊接时间 脉冲数量 装配间隙 焊点设计 钢板性能 装 配及设计 焊接工艺 电 极 电极材料 工作面形状 修磨质量管控 硬度检测 焊接设备 焊机类型 控制器 电极对中

Mail: hpan@baosteel.com 宝钢中央研究院汽车用钢研究所 潘 华 Tel.: 021-26642911（O） Mail: hpan@baosteel.com