一种铝合金点焊接头的修复方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及焊接技术领域，具体涉及一种铝合金点焊接头的修复方法。
【背景技术】
[0002] 电阻点焊系采用双面双点过流焊接的原理，工作时两个电极加压工件使两层金属 在两电极的压力下形成一定的接触电阻，而焊接电流从一电极流经另一电极时在两接触电 阻点形成瞬间的电阻热熔化被焊材料，来达到使它们结合的目的高效率、低能耗、高产出， 操作简单等优点广泛应用于航空航天、电子、汽车、家用电器等工业。
[0003]目前为了达到节能减排的目的，汽车轻量化是必然的发展趋势。铝合金材料是实 现汽车轻量化的理想材料，铝合金的比重是碳钢的1/3,采用铝合金材料制造汽车车身，在 保证具有与钢同样强度和刚度的前提下，车身重量可减少50%，整车重量可减少10%，同 时可以减少燃油消耗和环境污染。电阻点焊在铝合金的连接中广泛应用，尤其是在汽车工 业中，所以保证铝合金点焊接头的质量对于实际汽车生产具有很大的现实意义。但是铝合 金的点焊性并不好，由于铝的线膨胀系数大等原因，在焊接后冷凝过程中易产生气孔和裂 纹。在实际生产过程及焊后服役过程中，容易产生焊点不合格失效的现象。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种铝合金点焊接头的修复方 法，该方法首先在待修复点焊区域去除原有焊点，并预制一个圆通孔，然后将一圆柱状固体 填充材料（一般焊接性好于母材）压入预制的通孔内，通过过盈配合实现一定的结合强度， 最后用电阻点焊的方法在填充物处进行点焊，以完成修复。
[0005] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
[0006] -种铝合金点焊接头的修复方法，该方法包括：
[0007] 提供不合格的铝合金点焊接头；
[0008] 使用机械方法去除不合格铝合金点焊接头上的原有焊点并制作出直径为3_5mm 的通孔；
[0009] 清理不合格铝合金点焊接头上的污物；
[0010] 在所述通孔内加入填充材料并预紧，所述填充材料的直径大于通孔直径以实现过 盈配合；
[0011] 使用直流电焊机在所述通孔内的填充材料处进行点焊以完成修复。
[0012] 焊接时的工艺参数为：焊接电流为15-17KA，焊接时间为150-250ms，电极压力为 2000-2500N，缓升时间为 10-50ms。
[0013] 所述填充材料的长度大于不合格铝合金点焊接头的厚度。
[0014] 与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：
[0015] (1)本发明通过去除不合格焊点并添加填充物重新进行点焊的工艺方法实现了铝 合金电阻点焊的修复，该方法一方面可以延长具有不合格焊点工件的使用寿命，另一方面 在生产制造过程中可以降低生产成本，节约材料消耗，具有较高的应用价值。
[0016] (2)本发明在实现修复的基础上，相较于原有合格的电阻点焊接头，获得了更大的 熔核尺寸，并在一定程度上提高了修复点焊接头的力学性能。
【附图说明】
[0017] 图1是不合格铝合金点焊接头修复前的宏观形貌图。
[0018] 图2是不合格铝合金点焊接头修复后的宏观形貌图。
[0019] 图3是不合格铝合金点焊接头修复前后的拉伸曲线比较示意图。
[0020] 图4(a)是不合格铝合金点焊接头修复前的接头断裂模式；图4(b)是图4(a)中的 断口形貌示意图；图4(c)是图4(b)的局部放大示意图。
[0021] 图5(a)是不合格铝合金点焊接头修复后的接头断裂模式；图5(b)是图5(a)中的 断口形貌示意图；图5(c)是图5(b)的局部放大示意图。
【具体实施方式】
[0022] (1)失效接头前处理：提供不合格的铝合金点焊接头，本实施以7075铝合金为例 (其化学成分如表1所示），板厚1-2毫米，对于不合格的点焊接头用钻孔或其他机械方法 去除原有焊点并预制出直径为3-5毫米的圆通孔，然后采用无水乙醇清理其表面的油脂等 污物。一般情况下，待修复件清洗完毕后必须及时使用，以避免沾染油污对焊接质量的影 响，否则需要重新进行清洗。
[0023] 表1(质量分数％)
[0024]
[0025] (2)加入填充材料并预紧：填充材料一般选用焊接性好的圆柱形铝合金材料（如 5052铝合金，化学成分如表2所示），填充材料直径略大于预制的通孔直径以实现过盈配 合，长度略大于待修复件的总厚度。在一定的压力作用下将填充物压入预制的圆通孔内实 现预紧。
[0026] 表2 (质量分数％ )
[0027]
[0028] (3)焊接过程：焊接采用DN800型直流点焊机进行，本实施例中使用的的焊接工艺 参数如表3所示。
[0029] 表 3
[0030]
[0031] 下面结合附图对本发明方法作进一步描述：
[0032] 由图1可知，在修复前，7075铝合金点焊熔核内部存在着裂纹和气孔缺陷，对接头 性能有十分不利的影响，接头不合格。
[0033] 图2所示为通过使用本发明方法进行修复后的形貌图，有效地消除了气孔和裂纹 缺陷，获得了合格接头，并且熔核直径有所加大，有利于接头性能的提升。
[0034] 由图3通过对比修复前后的拉伸曲线可以看出，修复后接头的拉伸性能具有明显 的提升。
[0035] 由图4(a)、图4(b)和图4(c)可知在修复前接头呈界面断裂模式，且断口上有许多 缩孔，具有明显的脆断特征，接头性能差。
[0036] 由图5(a)、图5(b)和图5(c)可知在修复后接头呈部分纽扣断裂模式，且断口上可 以观察到剪切韧窝孔，具有一定的韧性断裂特征，接头性能得到改善。
【主权项】
1. 一种铝合金点焊接头的修复方法，其特征在于，该方法包括： 提供不合格的铝合金点焊接头； 使用机械方法去除不合格铝合金点焊接头上的原有焊点并制作出直径为3-5_的通 孔； 清理不合格铝合金点焊接头上的污物； 在所述通孔内加入填充材料并预紧，所述填充材料的直径大于通孔直径以实现过盈配 合； 使用直流电焊机在所述通孔内的填充材料处进行点焊以完成修复。2. 根据权利要求1所述的一种铝合金点焊接头的修复方法，其特征在于，焊接时的工 艺参数为：焊接电流为15-17KA，焊接时间为150-250ms，电极压力为2000-2500N，缓升时间 为 10_50ms。3. 根据权利要求1所述的一种铝合金点焊接头的修复方法，其特征在于，所述填充材 料的长度大于不合格铝合金点焊接头的厚度。
【专利摘要】本发明公开了一种铝合金点焊接头的修复方法，该方法包括：提供不合格的铝合金点焊接头；使用机械方法去除不合格铝合金点焊接头上的原有焊点并制作出直径为3-5mm的通孔；清理不合格铝合金点焊接头上的污物；在所述通孔内加入填充材料并预紧，所述填充材料的直径大于通孔直径以实现过盈配合；使用直流电焊机在所述通孔内的填充材料处进行点焊以完成修复。本发明方法首先在待修复点焊区域去除原有焊点，并预制一个圆通孔，然后将一圆柱状固体填充材料(一般焊接性好于母材)压入预制的通孔内，通过过盈配合实现一定的结合强度，最后用电阻点焊的方法在填充物处进行点焊，以完成修复。
【IPC分类】B23K103/10, B23P6/00, B23K11/30
【公开号】CN105397403
【申请号】CN201510930505
【发明人】罗震, 樊文飞, 冯悦峤, 凌展翔
【申请人】天津大学
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年12月14日