一种双相钢电阻点焊方法与流程

1.本发明涉及电焊技术领域，尤其涉及一种双相钢电阻点焊方法。


背景技术：

2.为了满足日益严格的环保法规要求，汽车制造商正在努力减轻汽车重量，因为车身越轻，燃料消耗和气体排放就越低。其中，先进高强度钢拥有出色的强度和重量比，在更轻的车身重量需求下促使先进高强度钢正逐步替代传统碳钢。先进高强度钢，如双相钢、复相钢、相变诱导塑性钢及淬火配分钢等已广泛应用于汽车行业。在汽车车身制造中，焊装包括车身底板、侧围、车架、车身总成等部分，在焊接过程中大量采用电阻点焊工艺，车身上有数千个点焊，由于它们的性能会影响车辆的耐用性和耐撞性，因此先进高强度钢的电阻点焊性能尤为重要，焊接裂纹、缩孔和飞溅等缺陷均会对点焊接头的机械性能产生不利影响。先进高强度钢焊接过程中其塑性温度区间较窄，与传统低碳钢相比，为获得同样的塑性变形需要较大的电极压力，因此导致焊接窗口变窄，工艺较难控制，容易出现焊接缺陷影响焊接性能。
3.先进高强度钢由于碳当量较高，熔核区快速冷却后组织基本为马氏体具有非常高的硬度，在拉伸剪切试验中，因材料较高的屈服强度将会在点焊接头边缘产生更大的应力集中，所以完全钮扣断裂不容易发生，因此，焊点机械性能测试过程中，可能更容易产生界面或部分界面断裂模式。对于先进高强度钢，即出现这种类型的断裂模式，预期应用的焊接强度仍然可以达到，但相对较低。传统的失效模式准则认为熔核直径大于临界值可确保点焊接头以完全钮扣断裂模式失效，临界值仅取决于焊接钢板的厚度，但对于先进高强钢临界熔核直径不仅取决于钢板厚度，还取决于失效部位硬度与焊点熔核硬度的比值，因此传统的失效准则已不足以其电阻点焊性能进行评价。


技术实现要素：

4.本发明为解决上述问题，提供一种双相钢电阻点焊方法，改善了先进高强钢的失效模式，提高了焊点机械性能，具体包括：
5.一种双相钢电阻点焊方法，包括如下步骤：
6.s1、在焊接平台上搭接两块待焊接钢板，所述两块待焊接钢板搭接的长度方向为轧制方向，其中，所述两块待焊接钢板的材质为800mpa级热镀锌双相钢；
7.s2、通过点焊机对两块待焊接钢板进行焊接，焊接点为两块待焊接钢板搭接的中心点；
8.s3、对两块待焊接钢板进行预压，所述预压时间为100ms；
9.s4、从小到大调整焊接脉冲电流，对两块待焊接钢板进行焊接，焊接后进行回火处理；
10.s5、对所述步骤s4焊接在一起的两块钢板进行拉伸剪切性能测试及熔核直径测量；
11.s6、在同样的焊接工艺参数的条件下，多次重复所述步骤s3至所述步骤s5直至出现焊接飞溅。
12.优选的，所述步骤s4中的焊接参数为：设置焊接时间在200ms至400ms之间，设置所述焊后间隔时间为500ms至1000ms，回火脉冲电流在4ka至6ka之间，回火脉冲时间在100ms至300ms之间。
13.优选的，所述点焊机为中频直流电阻点焊机。
14.优选的，所述点焊机使用的电极头为端面直径是6mm的圆顶形电极，焊接压力范围在3.5kn至6.5kn之间。
15.优选的，所述待焊接钢板为两块大小、形状、材质、厚度完全一样的钢板，所述两块钢板搭接时的接触位置为正方形。
16.优选的，所述两块待焊接钢板的长度为150mm，宽度为50mm，搭接时形成50mm
×
50mm的正方形。
17.优选的，所述拉伸剪切性能测试在电子万能试验机上进行，所述电子万能试验机的位移速率为5mm/min至10mm/min。
18.优选的，所述回火处理采取单脉冲方式。
19.有益效果：本焊接方法简单，无需其他辅助器材，如中间层或垫板。回火脉冲采用单脉冲方式，缩短焊接过程时间且进一步减少能耗。本方法材料厚度不同，采用单脉冲方式通过调整回火脉冲时间及回火脉冲电流调整焊接热量输入，对热影响区的软化程度进行调控。本方法能显著提高点焊接头的拉剪强度，点焊接头塑韧性提高，脆硬倾向减小，点焊接头吸收能增加，本方法使得800mpa级热镀锌双相钢电阻点焊的焊接工艺窗口变宽，增加回火脉冲进一步减少焊接缺陷，通过焊接脉冲形成初始熔核，结合回火脉冲进一步增大最终熔核尺寸，提高机械性能，另外结合回火脉冲进一步增加熔核尺寸，避免因焊接脉冲过程中焊接电流过大而导致的飞溅。
附图说明
20.图1为本发明一种实施例的焊接过程示意图；
21.图2为本发明一种实施例的搭接方式。
22.其中，图1中相关数据解释为：
23.i1：焊接脉冲；i2：回火脉冲；t0：预压时间t1：焊接时间；t2：焊后间隔；t3：脉冲时间；t4：持续压制时间。
具体实施方式
24.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
25.需要注意的是，本文使用术语第一、第二、第三等来描述各种部件或零件，但这些部件或零件不受这些术语的限制。这些术语仅用来区别一个部件或零件与另一部件或零
件。术语诸如“第一”、“第二”和其他数值项在本文使用时不是暗示次序或顺序，除非由上下文清楚地指出。为了便于描述，本文使用空间相对术语，诸如“内部”、“外部”、“上端”、“下端”、“左侧”、“右侧”、“上部的”、“左”、“右”等，以描述本实施例中部件或零件的方位关系，但这些空间相对术语并不对技术特征在实际应用中的方位构成限制。
26.本发明为了改变点焊接头的断裂模式，提高点焊接头的机械性能，提供一种双相钢电阻点焊方法，经试验证明，使用该方法得到的点焊接头的拉剪强度大大提升，塑韧性提高，脆硬倾向减小，点焊接头吸收能增加，焊接工艺窗口变宽，同时，在特定的焊接工艺参数下，能够得到全部以完全钮扣断裂模式的点焊接头，有效提高了点焊接头的性能水平，具体如下：
27.一种双相钢电阻点焊方法，包括如下步骤：
28.s1、在焊接平台上搭接两块待焊接钢板，所述两块待焊接钢板搭接的长度方向为轧制方向，其中，所述两块待焊接钢板的材质为800mpa级热镀锌双相钢。
29.首先，如图2所示，优选的一种搭接方式，具体如下：所述待焊接钢板为两块大小、形状、材质、厚度完全一样的钢板，所述两块钢板搭接时的接触位置为正方形，也就是两块大小、厚度一样的矩形钢板进行搭接，其中一个放置在另一个上面但是两者不完全重合，另外两块钢板在形成一条直线，只是有部分重合，具体如图2所示的搭接方式，重合部分也是有限定的，重合部分要形成正方形，也就是重合的长度等于矩形钢板的宽度。
30.例如一种搭接方式：所述两块待焊接钢板的长度为150mm，宽度为50mm，搭接时形成50mm
×
50mm的正方形。50mm
×
50mm的正方形为重合部分的形状和面积。
31.步骤s1的具体操作就是：首先选两个大小、形状、厚度、材质完全相同的两个钢板进行搭接，搭接重合部位形成正方形，由于搭接形成的整体的长宽方向中的长方向为轧制方向。然后进行步骤s2：
32.s2、通过点焊机对两块待焊接钢板进行焊接，焊接点为两块待焊接钢板搭接的中心点。
33.本方法中采用的点焊机为中频直流电阻点焊机，通过中频直流电阻点焊机对两块戴杰好的钢板进行电焊，其中点焊的位置不是随便设置的，为了两个钢板之间接触均匀，需要先对搭接部分的中心进行点焊，
34.s3、对两块待焊接钢板进行预压，所述预压时间为100ms。
35.s4、从小到大调整焊接脉冲电流，对两块待焊接钢板进行焊接，焊接后进行回火处理。
36.所述步骤s4中的焊接参数为：设置焊接时间在200ms至400ms之间，设置所述焊后间隔时间为500ms至1000ms，回火脉冲电流在4ka至6ka之间，回火脉冲时间在100ms至300ms之间。
37.s5、对所述步骤s4焊接在一起的两块钢板进行拉伸剪切性能测试及熔核直径测量。
38.s6、在同样的焊接工艺参数的条件下，多次重复所述步骤s3至所述步骤s5直至出现焊接飞溅。
39.优选的一种实施方式，所述点焊机为中频直流电阻点焊机。所述点焊机使用的电极头为端面直径是6mm的圆顶形电极，焊接压力范围在3.5kn至6.5kn之间。所述待焊接钢板
为两块大小、形状、材质、厚度完全一样的钢板，所述两块钢板搭接时的接触位置为正方形。所述两块待焊接钢板的长度为150mm，宽度为50mm，搭接时形成50mm
×
50mm的正方形。所述拉伸剪切性能测试在电子万能试验机上进行，所述电子万能试验机的位移速率为5mm/min至10mm/min。所述回火处理采取单脉冲方式。
40.本方法具体的原理为：本发明涉及的电阻点焊方法为，使用中频直流电阻点焊机进行焊接，电极为端面直径6mm的圆顶型电极，材质为铬锆铜。电极压力为3.kn5～6.5kn，预约时间为100ms，焊后间隔为500～1000ms，满足使焊点完全转变为马氏体所需的淬火时间。为避免因于水冷铜电极的存在及其淬火效应使点焊接头快速冷却，回火脉冲后的保持时间设置为0ms以防止焊点的快速冷却，焊接过程示意图如1图所示。
41.拉伸剪切试验的样品为将长度150mm，宽度50mm的钢板以图2所示的方式搭接后进行焊接。
42.在相同的焊接工艺参数条件下进行三次重复焊接，并分别测试拉伸剪切性能。为了在拉伸测试过程中保持对准，在每次测试中都使用由试验材料制造的垫片，其厚度与拉伸剪切试验的样品厚度相同。在电子万能试验机上进行拉伸试验，应变速率为5～10mm/min，同时记录载荷
‑
位移曲线，从中提取最大载荷并测量吸收能。
43.本焊接方法简单，无需其他辅助器材，如中间层或垫板。回火脉冲采用单脉冲方式，缩短焊接过程时间且进一步减少能耗。本方法材料厚度不同，采用单脉冲方式通过调整回火脉冲时间及回火脉冲电流调整焊接热量输入，对热影响区的软化程度进行调控。本方法能显著提高点焊接头的拉剪强度，点焊接头塑韧性提高，脆硬倾向减小，点焊接头吸收能增加，本方法使得800mpa级热镀锌双相钢电阻点焊的焊接工艺窗口变宽，增加回火脉冲进一步减少焊接缺陷，通过焊接脉冲形成初始熔核，结合回火脉冲进一步增大最终熔核尺寸，提高机械性能，另外结合回火脉冲进一步增加熔核尺寸，避免因焊接脉冲过程中焊接电流过大而导致的飞溅。
44.以上实施例不局限于该实施例自身的技术方案，实施例之间可以相互结合成新的实施例。以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而并非对其进行限制，凡未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明技术方案的范围内。