CN110773856A - 一种高强度钢工件和高强度铝合金工件的电阻点焊方法 - Google Patents

一种高强度钢工件和高强度铝合金工件的电阻点焊方法 Download PDF

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周细应
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杨尚磊
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Abstract

本发明公开了一种高强度钢工件和高强度铝合金工件的电阻点焊方法，其包括以下步骤：S1、焊前清除高强度钢工件和高强度铝合金工件的表面杂质；S2、在工频电阻焊机的铜电极和高强度铝合金工件放置耐热钢垫片；S3、将高强度钢工件和高强度铝合金工件设置为搭接接头，利用所述工频电阻点焊机进行电阻点焊。本发明能改善高强度钢工件和高强度铝合金工件焊接界面的冶金反应，消除熔核中的缩孔、裂纹缺陷，改善焊点质量，提高接头性能。同时，通过优化工频电阻焊机的电阻点焊工艺参数，优化焊接热输入和热平衡，减少飞溅，从而进一步改善点焊接头质量。

Description

一种高强度钢工件和高强度铝合金工件的电阻点焊方法
技术领域
本发明涉及电阻点焊方法技术领域，尤其涉及一种高强度钢工件和高强度铝合金工件的电阻点焊方法。
背景技术
汽车制造业是制造业的支柱产业之一。汽车及其附属制造设备的轻量化是目前汽车制造行业的主要趋势。高强度钢和高强度铝合金是汽车行业中主要的轻量化材料，因此，实现高强度钢和高强度铝合金的连接是实现轻量化的重要设计思路和技术途径。电阻点焊是汽车制造行业应用最广泛的连接技术，具有接头质量高、辅助工序少、生产效率高、易于自动化等特点。因此，实现高强度钢和高强度铝合金的电阻点焊具有重要的价值。
但是，由于铝和钢在热物理性能、力学性能、冶金性能方面存在显著的差异，导致钢/铝合金在电阻点焊过程中，容易形成缩孔、裂纹等缺陷，恶化钢/铝结构的承载能力。
发明内容
本发明主要是解决现有技术中所存在的技术问题，从而提供一种焊接质量好的高强度钢工件和高强度铝合金工件的电阻点焊方法。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
本发明提供的高强度钢工件和高强度铝合金工件的电阻点焊方法，其包括以下步骤：
S1、焊前清除高强度钢工件和高强度铝合金工件的表面杂质；
S2、在工频电阻焊机的铜电极和高强度铝合金工件放置耐热钢垫片；
S3、将高强度钢工件和高强度铝合金工件设置为搭接接头，利用所述工频电阻点焊机进行电阻点焊。
进一步地，所述步骤S1中，所述高强度钢工件和高强度铝合金工件的表面杂质包括锈斑、氧化膜、污物。
进一步地，所述步骤S2中，所述耐热钢垫片的厚度0.1-1mm。
进一步地，所述步骤S3中，所述工频电阻点焊机的焊接参数包括：电极压力为3-5.5kN，预热电流5-10kA，预热时间20-60ms，焊接电流12-15A、焊接时间150-600ms、后热电流8-11kA，后热焊接时间100-300ms。
进一步地，所述高强度钢工件和高强度铝合金工件分别为HC420LA钢工件和6016铝合金工件。
本发明的有益效果在于：通过在工频电阻焊机的铜电极与高强度铝合金工件之间加入耐热钢垫片，其能提高高强度铝合金工件侧的产热量，并减少高强度铝合金工件侧的热散失，改善高强度钢工件和高强度铝合金工件焊接界面的冶金反应，消除熔核中的缩孔、裂纹缺陷，改善焊点质量，提高接头性能。同时，通过优化工频电阻焊机的电阻点焊工艺参数，优化焊接热输入和热平衡，减少飞溅，从而进一步改善点焊接头质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的高强度钢工件和高强度铝合金工件的电阻点焊方法的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
参阅图1所示，本发明的高强度钢工件和高强度铝合金工件的电阻点焊方法，其包括以下步骤：
S1、焊前清除高强度钢工件和高强度铝合金工件的表面杂质；所述步骤S1中，所述高强度钢工件和高强度铝合金工件的表面杂质包括锈斑、氧化膜、污物等。这样可以改善高强度钢工件和高强度铝合金工件的结合性能。
S2、在工频电阻焊机的铜电极和高强度铝合金工件放置耐热钢垫片；所述步骤S2中，所述耐热钢垫片的厚度0.1-1mm。本发明中，利用耐热钢垫片的电阻率大、导热性差的特点，可以提高高强度铝合金工件侧的产热量，减少高强度铝合金工件侧的热散失。同时，利用耐热钢垫片的高温强度好的特点，配合电阻点焊工艺的优化，能减少焊接飞溅、缩孔、裂纹等缺陷，改善焊点质量。
S3、将高强度钢工件和高强度铝合金工件设置为搭接接头，利用所述工频电阻点焊机进行电阻点焊。本发明的所述步骤S3中，为了消除缩孔、裂纹、飞溅等缺陷，可采用一个由三脉冲构成的复杂热循环和高的电极压力，如：所述工频电阻点焊机的焊接参数包括：电极压力为3-5.5kN，预热电流5-10kA，预热时间20-60ms，焊接电流12-15A、焊接时间150-600ms、后热电流8-11kA，后热焊接时间100-300ms。
优选地，所述高强度钢工件和高强度铝合金工件分别为HC420LA钢工件和6016铝合金工件。
以HC420LA钢和6016铝合金异种材料电阻点焊为例：
实施例一：
HC420LA钢和6016铝合金的板厚组合为1.4mm+2.0mm，采用0.7mm厚耐热钢垫片，焊前清除钢板和铝合金板表面的锈斑、氧化膜、污物等杂质；电极压力4kN，预热电流5kA、预热时间30ms、焊接电流13kA、焊接时间600ms、后热电流8kA，后热焊接时间150ms。焊点无未熔合、无缩孔、无裂纹等缺陷，焊接飞溅较少，成形良好。电阻点焊接头的室温拉剪载荷可达3.7kN。
实施例二：
HC420LA钢和6016铝合金的板厚组合为1.4mm+2.0mm，采用0.3mm厚耐热钢垫片，焊前清除钢板和铝板表面的锈斑、氧化膜、污物等杂质；电极压力4.7kN，预热电流8kA、预热时间50ms、焊接电流12kA、焊接时间600ms、后热电流8kA，后热焊接时间150ms。焊点无未熔合、无缩孔、无裂纹等缺陷，焊接飞溅较少，成形良好。电阻点焊接头的室温拉剪载荷可达5.0kN。
实施例三：
HC420LA钢和6016铝合金的板厚组合为1.4mm+2.0mm，采用0.1mm厚耐热钢垫片。焊前清除钢板和铝板表面的锈斑、氧化膜、污物等杂质；电极压力5.5kN，预热电流5kA、预热时间50ms、焊接电流11kA、焊接时间200ms、后热电流10kA，后热焊接时间200ms。焊点无未熔合、无缩孔、无裂纹等缺陷，焊接飞溅较少，成形良好。电阻点焊接头的室温拉剪载荷可达6.3kN。
综上所述，本发明通过在工频电阻焊机的铜电极与高强度铝合金工件之间加入耐热钢垫片，其能提高高强度铝合金工件侧的产热量，并减少高强度铝合金工件侧的热散失，改善高强度钢工件和高强度铝合金工件焊接界面的冶金反应，消除熔核中的缩孔、裂纹缺陷，改善焊点质量，提高接头性能。同时，通过优化工频电阻焊机的电阻点焊工艺参数，优化焊接热输入和热平衡，减少飞溅，从而进一步改善点焊接头质量。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种高强度钢工件和高强度铝合金工件的电阻点焊方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、焊前清除高强度钢工件和高强度铝合金工件的表面杂质；
S2、在工频电阻焊机的铜电极和高强度铝合金工件放置耐热钢垫片；
S3、将高强度钢工件和高强度铝合金工件设置为搭接接头，利用所述工频电阻点焊机进行电阻点焊。
2.如权利要求1所述的高强度钢工件和高强度铝合金工件的电阻点焊方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述高强度钢工件和高强度铝合金工件的表面杂质包括锈斑、氧化膜、污物。
3.如权利要求1所述的高强度钢工件和高强度铝合金工件的电阻点焊方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述耐热钢垫片的厚度0.1-1mm。
4.如权利要求3所述的高强度钢工件和高强度铝合金工件的电阻点焊方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述工频电阻点焊机的焊接参数包括：电极压力为3-5.5kN，预热电流5-10kA，预热时间20-60ms，焊接电流12-15A、焊接时间150-600ms、后热电流8-11kA，后热焊接时间100-300ms。
5.如权利要求1所述的高强度钢工件和高强度铝合金工件的电阻点焊方法，其特征在于，所述高强度钢工件和高强度铝合金工件分别为HC420LA钢工件和6016铝合金工件。
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