一、影响镀锌钢板点焊电极寿命的因素
电极的寿命是以电极的烧损作为评价指标的,而电极的使用寿命指的是电极在修磨一次的基础上连续焊接所能产生的合格的焊点数,电极寿命的评价标准一般采用熔核直径。一般来说,影响镀锌钢板点焊电极寿命的主要因素有:电极的塑性变形、合金化的程度、镀锌层的厚度、点蚀、电极的磨损以及热疲劳等等。
1. 电极的塑性变形
由于电极在焊接时承受较大的压力和温度,所以在焊接过程中会产生电极的端部变粗、直径加大的塑性变形。一般来说,焊接时电极的温度应该和镀锌钢板的温度一致,但是由于镀锌钢板表面镀锌层的影响,导致钢板的温度要高于电极头部的温度,这种温度差异就会导致电极的不均匀变形。而且,由于点焊的高温,在电极头部很可能会粘附上锌铜合金,也会加剧电极的塑性变形。当熔核直径减小到最佳直径 80%的时候,就必须对电极做出修整或者是更换电极。
2. 合金化的程度
在镀锌钢板的点焊过程中,由于温度较高以及电极力的缘故会使锌粘附在电极的端部,从而发生合金化作用。镀锌钢板点焊电极的合金化程度往往与点焊温度、锌的扩散速度以及在电极端部形成的锌铜合金的扩大有关。由于锌铜合金的弱导电性,导热性,硬度低,会要求点焊的温度更高,此时又会加剧电极的塑性变形以及合金化,使电极的寿命下降。
3. 镀锌层的厚度
大量对普通钢板与对镀锌钢板进行点焊的对比实验表明,点焊普通钢板的压力至少比点焊镀锌钢板少10%,时间至少短 25%,电流至少小25%,而压力,时间,电流等恰恰是影响电极寿命的因素,所以镀锌层的厚度也是影响电极寿命的因素之一。
4. 点蚀
在镀锌钢板点焊过程中,由于镀锌层自身的特性以及温度较高等因素会发生合金化作用,产生低熔点的合金,当电极离开镀锌钢板时,会有一些低熔点的合金飞溅离开电极表面,造成电极表面的不平整性,随着飞溅合金的增加就形成了点蚀。点蚀对电极工作产生的影响是:会使电极的工作压力变大,导热性能降低,工作电阻升高,点蚀温度升高,并且镀层中的锌容易游离到点蚀部分的电极中去。这些影响都会造成电极寿命缩短。
5. 电极的磨损
电极的磨损主要是指电极在进行点焊的过程中头部的物质转移到镀锌钢板这一现象。磨损的发生主要是由电极的强度以及镀锌层的强度决定的,如果电极的强度较高就会发生合金化的作用,如果镀锌层的强度较高就会发生电极的磨损。
二、改善措施
由以上对电极寿命的分析可以看出,影响电极寿命的因素是密切相关的,他们都是受点焊的温度、压力以及镀锌层的特性所影响的,所以要想提高电极寿命,就要针对这几方面因素下手。
1. 电极形状的选择
点焊时,为镀锌钢板选择合适的电极形状是提高电极寿命的方法之一,电极的形状有锥台型、矩形、球形等。拿锥台形电极举例来说,随着锥角的增大,虽然电极的头部的直径会放慢增大速度,但是电极轴向的磨损会增大,而且对点焊的工作温度也会要求越来越高。分别用 15°,35°,45°,60°的锥角电极做对比试验,发现锥台形电极锥角越大,电极中心温度越高。试验发现锥角为 15°和 60°的锥形电极寿命最短,这是因为锥角为60°的电极中心温度较高,所以磨损较大,而锥角为 15°的电极由于电极头部的直径增长速度较快,所以寿命也较短。因此对锥台形电极来说,点焊温度以及合适的角度是影响其寿命的主要原因。
2. 点焊工艺参数的选择
点焊的工艺参数主要有:电流大小、点焊时间以及电极压力。镀锌钢板按照生产方式分类主要分为:电镀锌钢板、热镀锌钢板、合金化镀层钢板。相对于电镀锌钢板的锌层来说,热镀锌钢板的锌层较厚,而且多了一层锌铁合金层。随着镀锌层厚度的增加,要求的工作电流也必须加大,但工作电流过大又会加速电极的塑性变形以及合金化作用。当电流不足时,可以用焊接时间来补充,当延长焊接时间时,电极的发热量也会增加,但焊接时间过长时,会造成电极的老化。对于电极压力来说,电极压力过小,会造成接触电阻增大,电极发热量增加,而电极压力过大,又会加剧电极塑性变形以及电极的合金化作用,这些都是影响电极寿命的重要因素。所以选择正确合适的点焊工艺参数对增加电极寿命来说是相当重要的。