专利名称：一种镀锌钢板的电阻钎焊方法
技术领域：
本发明涉及是一种镀锌钢板的电阻点焊方法。
背景技术：
近年来，各国汽车行业越来越重视材料的防腐性能，如美国、日本提出了车身耐表面腐蚀5年、耐穿孔腐蚀10年。此时用涂漆冷扎钢板已经不能满足其耐腐蚀方面的要求。 为了提高汽车车身钢板的耐腐蚀性能，从80年代开始大量使用镀锌钢板来代替涂漆冷扎钢板。镀锌钢板的最大优点是优良的耐蚀性、涂漆性、装饰性以及良好的成形性。同时，镀锌钢板在汽车上的用量一直呈上升趋势，并成为汽车用薄板的主体。并且我国汽车工业发展迅猛，2002年汽车总产量为250万辆，而2008年总产量已经达到了 938万辆，2009年总产量超过了 1300万辆。随着汽车产量的增大，特别是轿车在总产量中的比例不断加大，使得镀锌钢板在汽车中的应用越加重要。我国在汽车点焊中广泛采用的电极材料是Cu-Cr-Zr电极，一般一对Cu-Cr-Zr电极用于低碳钢的焊接可焊400(Γ5000点，而焊接镀锌钢板只能焊接20(Γ300点，就要更换电极。这对于大批量生产的汽车行业来说，频繁的修整或更换电极导致生产率的严重下降和生产成本的上升。每辆轿车大约有350(Γ5000个焊点，由于镀锌钢板点焊可焊性很差，其结果导致大批量的生产带来一系列的问题①电极损耗严重；②焊件表面镀锌遭到破坏且泛铜；③易出现裂纹、气孔或软化组织；④接头强度不稳定。目前对于镀锌板的点焊研究主要从三个方面着手一是镀锌板的性能对可焊性的影响，如镀锌层的厚度、成分、形态、表面状态等，主要是通过对不同厚度和不同涂镀方法的镀锌板进行点焊工艺的分析，以得出不同厚度和不同性质的镀层对焊接工艺性的影响；二是对镀锌板点焊工艺及设备的研究，选取一种特定的镀锌板，通过改变焊接参数和电极结构来优化焊接工艺；三是对镀锌点焊电极材料的研究，对现有Cr-Zr-Cu材料体系上改变电极材料的特性，比如热处理、表面渗层处理等达到硬化电极的作用，以提高电极寿命。近年来，各国焊接工作者就镀锌钢板的焊接工艺规范、电极寿命等问题作了大量的研究，虽然取得一些进展，但仍未得到圆满的答案。点焊电极，尤其是在焊接镀锌钢板时，由于镀锌层的存在，镀锌钢板的接触电阻只有普通钢板的1/1(Γ /20。同时由于锌层的存在，使通过镀锌钢板的电流密度变小。因此镀锌板的焊接与普通低碳钢相比焊接电流增加30%，电极压力增加109Γ30%，焊接时间不变或减少20%，由于电极压力和电流的增大使电极端部变形严重。在电极的端部，由于热和压力的联合作用，锌粘附在电极的表面形成合金化，使电极端部的硬度下降，电阻增大，又进一步加快了电极的磨损和变形。其电极材料失效的原因有塑性变形、磨损、合金化、坑蚀、再结晶、热疲劳和粘附等。另外电极失效会使电极工作部分须频繁地用切削工具加工，此时电极的一部分金属被除去，即电极被磨损。电极失效会带来一系列的焊接缺陷焊点不致密或未焊合、焊点形状不规则、工件表面有不允许的压痕、烧损或斑渍、表面熔化、电极在工作表面溶敷等等。目前镀锌钢板点焊虽然取得一些进展，但在点焊镀锌钢板的电极失效问题仍没有得到较满意的解决。
发明内容
本发明的目的在于提供一种容易、实现使焊接质量得以改善的镀锌钢板电阻钎焊的方法。本发明的目的是这样实现的
一种镀锌钢板电阻钎焊方法，所述方法是将&1-A1或Al-Si系中温焊料放置或镀或喷涂在两镀锌钢板待焊表面，焊料可以是片状，箔状，焊料厚度为0. 05、. 5mm,电极为 Cu-Cr-Zr电极、Cu-Co-Be电极、Cu-W电极或Cu-Al2O3电极，电极无需特殊处理。设置电阻点焊参数，焊接电流为700(Γ14000Α，焊接时间为10CT50C，焊接压力为0. 7ΚΝ 5ΚΝ，启动电阻点焊，随后让焊件自然冷却即可。所述镀锌钢板的厚度为0. 3^3mm,镀锌层厚度为5 19 μ m。本镀锌钢板电阻钎焊方法可以使镀锌钢板实现无镀锌层破坏及无泛铜的连接，并且提高电极使用寿命，其主要优点如下
1、本方法可在不更换电极材料下，实现镀锌板钢板的点焊，焊接表面无需特殊处理，焊接电流低，焊接成本低，接头可靠，工程意义较理想。2、焊后的镀锌钢板，无镀锌层的破坏，无泛铜，克服了镀锌钢板直接点焊的镀锌层遭到严重的破坏及泛铜，有利于焊件的耐腐蚀性及电极寿命。本发明在不跟换电极材料的条件下，通过在镀锌钢板间增加钎料，使得镀锌钢板的点焊转变为镀锌钢板的电阻钎焊，能够降低焊接温度及焊接压力，从而彻底解决点焊电极失效问题。
图1是实施例1中的镀锌钢板电阻钎焊的表面焊接质量。
具体实施例方式作为接头强度的评价，对镀锌钢板实施了拉剪试验。在拉剪试验中，如果平均拉剪力为5. 5KN以上则记为Θ，如果平均拉剪为4. 5^5. 5ΚΝ则记为〇，如果平均拉剪力为3. 5、. 5ΚΝ则记为Δ，如果平均拉剪力不足3. 5ΚΝ则记为X。如果平均拉剪力不在 4. 5^5. 5ΚΝ (O)以上，则不能作为汽车等结构材料使用。实施例1: D)(51D双面热镀锌钢板的电阻钎焊
DX51D双面热镀锌钢板的板厚为0. 9mm,双面镀锌层厚度为16. 8 μ m ；钎焊料为ZA5合金(重量百分比=Zn :89. 3%,A1:4. 2%、Cu :3. 22%,Mg:0. 82%,Mn:0. 91%, Si :0. 81%、余量为杂质)，厚度为0. 3mm，大小为直径为12mm圆形钎料片。电极压力为0. 2MPa，焊接时间为20C、 50C，焊接电流为600(Tl2000A，电极材料为Cr_Zr_Cu，电极直径为10mm。将焊料放置在两DX51D双面热镀锌钢板的待焊表面，设置电阻点焊参数、焊接电流、焊接时间和焊接压力，启动电阻点焊，随后让焊件自然冷却即可。其力学性能如表1。表权利要求
1.一种镀锌钢板电阻钎焊方法，其特征在于所述方法是将ai-ΑΙ或Al-Si系中温焊料放置或镀或喷涂在两镀锌钢板待焊表面，焊料厚度为0. 05、. 5mm,电极为Cu-Cr-Zr电极、Cu-Co-Be电极、Cu-W电极或Cu-Al2O3电极，电极无需特殊处理，设置电阻点焊参数，焊接电流为700(Γ14000Α，焊接时间为10CT50C，焊接压力为0. 7ΚΝ 5ΚΝ，启动电阻点焊，随后让焊件自然冷却即可。
2.根据权利要求1所述的镀锌钢板电阻钎焊方法，其特征在于放置的焊料是片状或箔状。
3.根据权利要求1或2所述的镀锌钢板电阻钎焊方法，其特征在于镀锌钢板的厚度为 0. 3^3mm,镀锌层厚度为5 19 μ m。
全文摘要
一种镀锌钢板电阻钎焊方法，它涉及镀锌钢板电阻点焊方法的改进。本发明将Zn-Al等中温焊料放置在两待焊表面，焊料可以是片状，箔状，镀层或事先喷涂在待焊表面，焊料厚度为0.05~0.5mm。电极材料可为普通的Cu-Cr-Zr电极，且电极无需特殊处理。设置电阻点焊参数，焊接电流为7000~14000A，焊接时间为10C~50C，焊接压力为0.7KN~5KN，启动电阻点焊，随后让焊件自然冷却即可。本发明可以实现镀锌钢板满足强度的前提下实现无镀锌层破坏及无泛铜的连接，提高电极使用寿命。
文档编号B23K31/02GK102275046SQ20111020206
公开日2011年12月14日 申请日期2011年7月19日 优先权日2011年7月19日
发明者周博芳, 唐丽文, 孙汇彬, 曾友亮, 杜长华, 罗泉祥, 许惠斌, 陈宏佑 申请人:重庆理工大学