电阻焊标准

电阻焊标准（精选4篇）

电阻焊标准 篇1

[摘 要]：介绍了国内电阻焊设备的发展现状，并对我国电阻设备的发展提出了建议。着重介绍了电阻焊在汽车工业中的应用及发展，及国内外对新型车身材料电阻焊性能的研究；

汽车工业

电阻焊一经出现，便因其生产效率高、焊接质量容易得到保证、易实现机械化、自动化，在焊接领域中得到了广泛的应用。随着科学术的不断发展，对产品质量要求的不断提高，尤其是在大量使用电阻焊设备的汽车工业中出现的复合板（镀层金属）、高合金钢及各种有色金属材料，对电阻焊设备提出了新的要求。从目前电阻焊设备的状况来看，需要解决的主要问题是：一，提高生产效率；二，保证质量监控；三，新型材料电阻焊；四，节约能源。文章将从以上各点出发对电阻焊设备加以讨论。[关键词]： 电阻焊 发展 电阻焊设备的发展及现状[1] 电阻焊的发展以其开关器件的进步为标志，先后经历了机械开关、继电器、引燃管、晶闸管等阶段。机械开关式电阻焊机仍有部分在使用，但由于没有时间控制装置，焊接质量不稳定，在加上整流元件后便演变成现在广泛使用的工频交流电阻焊机，实现了时间和电流的控制。随着电力电子技术的发展，先后出现了三相低频、次级整流、电容储能以及逆变式电阻焊机。但目前应用较为广泛的仍是工频交流电阻焊机。就节能而言，工频电阻焊机的效率低下，而三相低频、次级整流焊机输人容量是单相交流电阻焊机的33%-25%。但由于其体积庞大、成本高，未能得到普及。近年来出现的逆变式电阻焊机利用逆变技术将电网电压整流，逆变成1kHz左右的信号，再经过中频变压器整流，输出单向焊接电流。普通工频交流电阻焊机在焊接时，电流频繁过零，且停留时间相对较长，减弱了焊机的加热能力。目前主要通过采用低频或直流波形来弥补这一缺点。逆变式电阻焊机的进展

70年代末期出现的逆变电源极大地减少了变压器重量和体积，提高了效率，使得该设备极宜用于机器人系统中。其实，点焊设备采用中频逆变技术的目的不止于此，更是为了实现瞬时高能量输入，得到更好的焊接工艺特性和动态响应能力。

逆变电源开关元件从最初的晶闸管到功率晶体管，最终到现代广泛使用的绝缘栅极晶体(IGBT)，功率可以达到10—250kV A[2]。电阻焊逆变电源变压器的体积减少受限于线圈中流过的电流，进一步提高频率并不能使之减小，一般认为1kHz左右是电阻焊逆变的最优的频段。此时，系统具有良好的动态响应能力。传统的电阻焊机参数控制基于普通工频，以周波(20ms)为时间单位，为充分发挥参数细调功能，部分逆变电阻焊机以ms为时间调节单位。对汽车工业中大量应用的点焊机器人而言，轻质量的变压器，有利于将变压器和焊钳做成一体，使点焊机器人所需的驱动功率和最大负重大大减小，并能改善焊机的电气性能，提高电源的热效率，提高控制精度和响应速度[3]，除此之外，逆变式电阻焊机还具有动态响应速度高、电网三相平衡、次级不爱感抗变化的影响、焊接电流脉动小、焊接工艺性能较好等优点。

目前逆变电阻焊机还主要应用于中小功率焊机及点焊钳。国外如日本木村制作所和MITACHE公司均在近几年相继推出了自己的逆变式电阻焊机产品。在逆变电阻焊机电路 中，次级整流时大功率二极管的压降及发热较大，即使采用压降低的肖特基势垒二极管[4]，在流过上万安培焊接电流时，也会产生大量的热量，必须设计冷却系统以便保持正常的工作。这就加大了焊机的体积和质量。总之，目前为止，逆变电阻焊机的实际应用还受限于电子元件的进步。电阻焊过程及质量控制 电阻焊焊接时间极短，焊接过程不可见，在实际焊接过程中不可避免会出现如瞬时电网电压波动、电流分流、电极磨损等因素引起的焊点质量不稳定，加之电阻焊工艺应用广泛且自动化程度高，故质量控制显得极为重要，如何保证其焊接质量一直是国内外学者的研究重心之一。数年来，国内外众多学者先后提出了各种电阻焊焊接质量监控方法，随着微机技术的发展各种监控方法日趋完善。下面简单介绍几种较为成熟的控制方法。3.1 恒电流控制法

恒电流控制法通过将被检测的焊接电流与给定值相比较，利用其偏差来调控开关器件触发角，从而使之与给定值相等，达到恒电流控制的目的。恒流控制的关键点在于如何采集电流信号。目前，电流采集主要采由空心线圈传感器从二次回路检测焊接电流，其制作水平直接影响到恒电流控制的精度[5]。故当今国内多用霍尔传感器在变压器一次侧对焊接电流进行检测，以求达到较高的控制精度。3.1 动态电阻控制法

焊接过程中被焊工件的电阻是随着焊接过程不断变化的，将其作为控制量即为动态电阻法。国内如南昌航空大学、吉林工业大学、成都电焊机研究所等机构对此进行了研究与开发。由于其原理所限，动态电阻控制法一般只适用于动态电阻曲线区域特征较明显的材料，常见的此类材料主要有低碳钢、低合金钢、钛合金钢等。日本有企业推出将恒流控制与动态电阻控制相结合的控制器，进一步保证了焊点质量。3.2 热膨胀电极位移法

热膨胀电极位移法由于能够克服干扰因素造成的焊点质量波动、适应材料广泛，一直为国内外学者高度重视。其机理是利用被焊金属在熔化时体积膨胀，使电极发生位移，且其位移和核心的尺寸相关，通过此位移量可以实时控制焊点质量[6]。国内对热膨胀电极位移法作了大量深入的研究工作，并研制出了一批具有实用价值的质量监控器。国内高校如南昌航空大学、哈工大、西北工大等较早地开始了此类研究。3.4 多参数控制

虽然采用了上述各种点焊质量控制方法，但是只靠其中任何一种控制方法仍然无法克服由于各种复杂原因造成的质量波动。显然采用采用单一参数作为控制对象是不充分的，一些学者提出了多参数综合控制的思路。其中，德国学者Burmeister[7]采用模糊控制的方法成功地在机电参数和焊接质量之间建立了一种新的关系模型。国外企业也推出了能实现多参数综合控制的产品。电阻焊在汽车工业中的发展[8]

电阻焊以其较高的机械化自动化程度，在汽车工业得到了广泛的应用。电阻焊工艺主要用于车身组装和零部件的生产。

科技的进步、汽车产业的发展，对电阻焊设备提出了进一步的要求：一，生产线自动化和柔性化程度要提高。近些年来，在国内汽车制造业中，点焊机械人和多点焊机在白车身生产线上所占的比例有所提高，但和国外相比仍有较差距[9]；二，能够很好地完成新型材料的焊接，如即将被广泛采用以代替冷轧钢板的镀锌钢板、铝合金、高强钢车身等材料；三，自动化的进一步提高、生产节奏的进一步加快必然对焊接质量控制和检验提出更高的要求。现代点焊机器人已经配备了自动化的质量和产量控制系统，如机器人三维激光系统、数字摄像控制系统、质量检测系统，有利于焊接质量的集中管理和控制。新型材料的电阻焊焊接性

如上所述，汽车工业的发展对汽车外壳材料性能提出了更高的要求，为提高汽车外壳的抗腐蚀能力，提高汽车的使用寿命，镀锌钢板正在逐步取代普通冷轧钢板；各在汽车公司也正在开发铝合金或高强钢车身，以减轻汽车重量，降低能耗。如何使汽车生产线上的设备很好地解决这些新型材料的焊接已经成了非常迫切的任务。国内外的学者对镀锌钢板进行了较多的研究，尤其是美、法、日在此方面做了大量的工作，就目前而言，这些研究主要集中在以下这方面：从大量实验中寻找最佳焊接规范参数，改善焊接质量；研究电极磨损原理、探索提高电极寿命的文法；运用数值模拟的方法对焊接过程进行模拟。展望

国内的焊接设备行业是在解放后发展起来的，特别是在改革开放以来取得了较大的成效，初步建立了科研、设计、生产、测试、销售体系。但是和国外的先进技术相比较，国产设备在可靠性、自动化程度、技术水平上存在很大的差距，我国的点焊机仍以进口为主。我国应当加强相关专业技术人员的培养，提高在生产一线的工人的技术水平，引进国外先进的设备，并借鉴之、吸收消化之，在其基础之上发展创新，以迅速提高我国电阻焊设备的技术水平。

坦率的讲，国外电阻焊技术代表了电阻焊机的发展方向，对我国的科研方向具有重要借鉴意义。

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电阻焊标准 篇2

气门是发动机零部件关键件之一,从结构上分为:整体气门、杆端凸焊气门、双金属杆部焊接气门[1]。杆端凸焊也称为电阻焊,通常用于排气门,即适于要求采用奥氏体钢的排气门,奥氏体钢提供所要求的高温强度,但是不能淬硬到所要求的50HRC以上,在杆端电阻焊可淬硬钢(常用5Cr8Si2或4Cr9Si3)使杆端淬火后硬度达到50HRC以上。

为了开发某一杆端电阻焊气门,购买了电阻焊机,通过不断调整工艺参数、改进工装、完善电阻焊片工艺,最终电阻焊气门开发成功,现已大批量生产电阻焊气门。

电阻焊气门的技术要求:焊缝<0.3mm,熔合面≥80%,剪切力>8.45kN。

2 工艺试验步骤

2.1 设备

工艺设备如下:

(1)电阻焊机—国产,镇江清华焊接设备有限公司生产;

(2)冲击试验机—公司自制;

(3)剪切试验机—WE-30液压式万能材料试验机。

2.2 实验步骤

根据产品设计要求:气门材料为21-4N,钢片材料为5Cr8Si2,样件10支。

(1)为提高气门导电性能,气门磨杆一次,从Φ7.5mm磨至Φ7.3mm。

(2)保证焊片质量及气门长度统一,气门切断后磨削杆端面。

(3)检查气门杆端面及片表面粗糙度,表面粗糙度是否会影响熔合,气门总长要求80.5±0.05mm,钢片厚度2.4±0.06mm,粗糙度要求

(4)保证电阻焊时气门与片的同心度,片的直径比气门杆径大0.2mm,即Φ7.5mm。

(5)检查焊前焊后长度变化,进行冲击试验、剪切力试验、金相检查。

(6)电阻焊工艺参数:预热时间0.04s,预热电流2.5kA,焊接时间0.14s,焊接电流8.6kA,气压0.20MPa。

(7)电阻焊后按工艺流程加工:磨飞边→磨削杆部→磨杆端面→高频淬火→冲击试验。在高频淬火前检查焊缝,焊缝均<0.3mm,冲击试验中,序号1、4、7号片脱落。

实验所得样件技术数据如表1所示。

3 脱片原因

(1)气门杆端面有磨削氧化膜。

(2)氧化膜影响导电性,导致熔合不良,周边有熔合,中间因氧化膜影响而出现虚焊,如图1所示。

4 剪切试验

选序号3、6、8号进行剪切试验,剪切力均>8.45kN(最大值22kN、最小值18kN)

5 金相检查

选序号2、5、9、10进行金相检查,熔合状态>80%,如图2所示。

6 试验结果分析

(1)在试验过程中,选用同样材料、同样工艺参数情况下,出现冲击后脱片3支,检查气门杆端面外观,发现杆端面有氧化膜,氧化膜直接影响导电性能,导致无法熔合,氧化膜问题可通过磨削杆端面过程控制消除。

(2)根据电阻焊原理,两种金属焊后必须要有一定烧损,保证钢片焊接强度。

(3)表面粗糙度能保证小于Ra1.25μm,对电阻焊性能无影响。

7 工艺改进

综合分析上述结果,该工艺未能达到预期的效果,冲击试验有脱片,说明熔合状态不稳定,对此工艺合理性进行分析,在电阻焊工艺中,必须要解决两种材料有互相熔入的问题,根据电阻焊设备及凸焊原理,确定电阻焊工艺改进方案如下。

(1)改变钢片形状,钢片加工成凸台状,采用成形刀具加工,钢片的一端成0.1mm×3°,如图3所示。

(2)改进电阻焊机工装。在电极底部加工一道深1mm、宽1.3~1.5mm的槽,如图4所示。这样,当通电焊接时,电流束流经焊接面的凸台位置,加热从凸台开始,并将其熔化,随着时间的推移,熔化区域渐向外扩散,在压力的作用下使钢片与气门杆端面达到一定面积的熔合,同时,钢片的一端有0.1mm×3°的倒角,焊接过程中产生的气孔、氧化夹渣物被排出。由于中间位置互溶状况比周边好,钢片金属溶入气门杆端面后在焊接面形成钉扎作用,提高了两种金属的结合强度。

工艺方案确定后,与第一次试验一样,取10支气门,气门材料21-4N,磨杆至Φ7.3±0.01mm,钢片材料5Cr8Si2,Φ7.5mm,切断后磨杆端面总长<80.50±0.05mm,钢片厚度取2.4±0.06mm,检查外观是否有氧化膜,钢片经倒角后,用投影仪检测凸台直径。

电阻焊工艺参数:预热时间0.04s,预热电流2.3kA,焊接时间0.14s,焊接电流8.0kA,气压0.23MPa。

磨飞边后检查焊缝外观,焊缝<0.3mm,冲击试验未发现有脱片,取有代表性的编号为1、2、7的样件做金相检验,其余部分做剪切试验,剪切力最大24kN,最小20kN,试验结果符合图纸设计要求。

金相检验结果表明熔合良好,如图5所示。通过图5可以看到,钢片与气门熔合面>80%,从剪切力数据可以看出,由于熔合良好,钢片的焊接强度得到了提高。

改进工艺后样件技术数据如表2所示。

8 总结

工艺改进的重点是解决如何使两种材料相互熔为一体,以提高钢片冲击强度的问题。通过改变钢片的形状、改进设备工装、调整焊接工艺参数,解决了焊片的质量问题。目前,焊片质量稳定,此工艺已应用于生产。

摘要：主要介绍气门杆端电阻焊片工艺,对工艺试验过程出现的问题进行分析,改进工装,调整工艺参数,解决了焊片气门在生产中出现的脱片问题。

关键词：气门,电阻焊,冲击试验,剪切试验,脱片

参考文献

电阻焊标准 篇3

关键词：水电主副缆；失效模式；产生原因；解决办法

中图分类号：TG441.7 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）18-0086-03

1 背景概述

中国目前人均汽车拥有数量为1.4亿台，但距离世界每百人拥有乘用车数量差距还非常大，近十年都保持年均上千万的增长速度，算上近年已经开始上升的报废率，整体市场极其诱人。故各大汽车厂都在兴建新的工厂扩大自身的产能，以满足市场的需求。然而在目前土地紧缺的大环境下，提高单位面积的小时产量显得尤其重要。

随着JPH的逐步提升，作业管理的严谨化，停线问题的处置幅度逐步下降到以秒进行计算，此时设备的保障能力就尤为重要。而作为白车身制造过程中普遍使用的焊接工艺——电阻焊，焊接电缆的损坏带来的影响开始凸显，尤其是在故障前发生的一段时间内，其损坏问题带来的后果还隐藏着焊接质量的品控问题。

资金雄厚的合资厂现有的经验是通过定期更换电缆来保证生产的流畅性，但这一做法对于目前利润空间本来就薄弱的国产品牌较难操作。大量尚未达到报废标准的水电缆被遗弃是一笔较大的资金浪费。同时目前受各品牌的生产车间的工艺水平、设备布局不同的影响，即使能够做到定期更换，但是这个时间点也需要进行大量的前期数据收集才能完善此类的更换标准，投入大量的人力和物力进行统计，却无法做到所有车间通用的标准让此项工作价值过低。

为了让新车间在投入生产时能够迅速把握水电缆损耗程度，减低水电缆损坏带来的设备空开时间的损耗影响，提高焊接过程质量的控制能力，故对该类问题的原因进行控制和改善是必须的。

2 现状把握

2.1 主副电缆标准

目前国内焊接车间使用的主副电缆基本为如下技术标准：

一套“h”型同轴电缆规格要求及包括的内容（“E”型类似）：

主电缆：截面2×200 mm2，一根（2 m）

副电缆：截面200 Vmm2，一根（0.6 m、0.7 m、1.5 Vm）

电缆过渡接头：一个

带绝缘物的无感螺栓：2套

要求绝缘物为胶木质。

2.2 外观要求

每套电缆应有固定铭牌，标明规格，电缆接头表面光洁不允许有裂纹等明显损伤。橡胶表面应包扎牢固、整齐。

2.3 水路系统密封性

在0.8 MPa的压力下，无气泡（电缆浸入水中）。

2.4 水流量

水路系统在0.25 a的压力下，水流量2×6 L/min。循环水接口外径为φ13 mm。

2.5 绝缘电阻

胶管内电缆之间绝缘电阻≥3 MΩ。

两极接头绝缘电阻≥3 MΩ。

2.6 橡胶管要求

①在0.8 MPa的压力下，胶管不破裂、无明显膨胀。

②橡胶管柔韧性良好，安装后无明显折扁现象。

2.7 温 升

配160 kVA悬点焊机连续点焊，电缆温升<进水水温+30 ℃。

2.8 电 缆

应使用买方使用的焊钳、焊机标准。

2.9 电缆电阻值

电缆电阻值的截面150 mm2，见表1。

2.10 电缆压降

电缆压降<变压器次级电压×20%。

2.11 主电缆的使用寿命

①条件：电流10 000 A（±10%）；单点通电时间：0.2 s。

②寿命：保证使用一年并满足累计50万点使用寿命。

2.12 副电缆的使用寿命

①条件：电流10 000 A（±10%）；单点通电时间：0.2 s。

②寿命：保证使用半年并满足累计25万点使用寿命。

3 要因分析及对策

3.1 采样数据

结合上述标准，在实际使用过程中，发现副缆的寿命都远远低于技术要求，通过对笔者工作的车间进行采样，得出下列数据。

3.1.1 采样范围

白车身焊接车间，共使用156台某品牌悬挂点焊机，174根主缆，348根副缆，日均工作时间18 h，整车约为3 222个焊点，平均每把焊钳焊接约18.5个点。时间为3个月，共生产了20 906台车身。

3.1.2 采样长度

2014年第三季度主缆故障统计，见表2。

消耗具体情况，见表3。

结合上面技术规范进行计算，正常副缆更换周期应达到269根，但是实际更换数量为346根，远远大于低于点数使用寿命，且满足半年的条件远远未达成，但此现象集中体现在副缆上，而主缆则未出现此类现象。

故研究对象集中在副缆身上。

对目前替换下来50根副缆进行解体，发现造成副缆无法完成焊接工作的故障失效模式，如图1所示。

可以看出故障失效基本由三大类组成。

3.2 故障要因分析

3.2.1 铜芯断股

长度为0.7 m的副缆如图2所示，基本结构为左右两端的80 mm电缆端接压头采用压札的方式将10股每股500丝铜丝编织而成的导电束，截面积为200 mm2，以顺时针方向螺旋盘绕在中间的冷却通水管上，冷却通水管可以在电缆曲折时具备自行恢复直线状的特性。

割除外部橡胶管后肉眼可见于每导电束的铜丝有肉眼可见的断丝现象，尤其以长期受到弯折的变形部位最多。

弯折现象：

在现场的实际使用过程中，副缆因为靠近焊接点，在工人使用焊钳进行焊接的过程中，长期需要进行弯折操作。尤其是在需要频繁切换焊钳焊接姿态的工位，进水副缆和回水副缆甚至还会出现扭曲在一起的情况。而主缆因为远离操作点，故基本都能在保持自然顺直的状态下完成工作。而技术规范里面的使用寿命，为各制造厂家在自然顺直状态下的通过重复性试验以及正常的通电金属发热情况计算出一个标准的使用寿命，该寿命在现场较为恶劣的工作环境下自然会大幅度减少。

在多次弯折的过程中，铜丝的疲劳强度达到极限，发生断裂，进而影响电流强度，造成无法通电焊接或焊接不良的情况发生。为了避免这种情况的发生，那么我们必须要对其铜丝的断裂情况进行监控，而从剖解图可知，图示故障副缆外部橡胶管磨损程度轻微，且副缆外层黑色胶皮厚度达4 mm，感官上无法推测副缆内部铜芯的断裂程度。

结合其余更换副缆情况，都发现了此类现象，表明通过感官上无法有效的判断断股情况。

因为技术规范提供了我们各类电缆的标称阻值，根据电阻公式：

R=ρL/S

通过副缆电阻的变化可以反映副缆横截面积的变化，即铜芯断股程度。故可以采用仪器检测的手法达成我们预期的目的。

通过寻找市面的仪器后，选定“微欧表”这类仪器进行测量工作，如图3所示，选取的微欧表型号测量范围为：0～9.9 μΩ测量精度为0.001 μΩ，完全满足实际使用需求。

通过多次反复测量和人为破坏断股验证后，得出当副缆电阻增大到初始电阻值的4倍时，副缆铜芯断股接近1/2，焊机开始无法焊接故障或融核无法达到标称值。

结合实际情况，设定记录情况，见表4，当超出设定值时，安排人员进行副缆更换。

而更换下来的副缆，在随后的判断分析后，发现部分阻值超过4倍的焊接电缆还能够进行焊接，故替换至车门等焊接班组，即使发生故障进行返修更换，也可以通过消耗库存数量而不造成线体的停止，浪费现象得到了彻底解决。

3.2.2 水路堵塞

此类故障副缆实测橡胶管温度达到约60 ？觷，焊接时有肉眼可见的电极头发红现象，焊点融合完成后因为无法得到足够的冷却速度，无法形成良好的金相结构。融核结合程度变差，焊点变脆。

在对故障点进行处理时，对故障副缆进行敲击，发现副缆内部留存水呈现出暗沉浑浊的色泽。通过对循环冷却水中的杂质进行分析，发现主要杂质有如下三部分。

①碎铜丝。由于副缆在频繁弯折的过程中铜芯会逐渐断裂，断裂的细铜丝将会在副缆水路中积累，当铜丝碎屑积累过量后将造成水路堵塞。

②铁锈。该车间的冷却循环水路系统的主管道以及蓄水池都是钢铁结构，长期使用后钢铁表面被腐蚀，铁锈等杂质将进入冷却水中，造成冷却水净度下降。

③其他物质。该车间的冷却水塔非密闭式结构，外界的任何小于过滤网的异物都可以进入到循环水路内，再加上在电极端的高温使得各项离子都比较活跃，游离的Ca离子很容易和水中CO2结合形成CaCO3，造成其他物质的沉积。

3.3 解决措施

这些杂质在处于低位的副缆弯折部分逐渐沉积，当达到一定程度时副缆内部的单位流速将降低，无法有效减低焊钳温度，进而影响焊点质量。解决措施的方法主要有以下几方面：

①使用疲劳强度更高的铜丝进行水电缆的生产，还能一并降低因铜丝断股造成的电流密度不足的问题点，但势必会增加水电缆厂家的生产成本，就目前市场形式上看，暂未有厂家打算提升该块的使用寿命，故此方法的实施需主机厂推动水电缆厂家开展工作才可行。

②对于水中存在的铁锈或者碳酸钙物质，该部分可以通过在管路内添加药水的形式使其能够分解成为铁离子和钙离子，在添加完成药水后对管路内的循环水进行排空处理，更换新水。但在厂房内部管路使用已久的铁质管道使用此类方法可能会造成管壁过薄的问题。该措施在近几年投入建设的PVC管道中比较适合操作。

③增加滤网结构和冲洗设备。在管道内增加更为细致的过滤网，用于过滤管道内的异物，在一定时间段内通过压缩空气对滤网进行反吹，使其异物排出整个循环系统。参考样板车间管路结构，可以得出简图，如图4所示。

控制手段原理：

在主管道旁边建设一旁通道，使其该过滤系统即使出现故障时，关闭V2阀门，开启V1阀门后，也不会影响到正常的循环系统，且该方案可以独立施工，不影响现有生产组织。过滤系统内设水泵A＼B两套增压系统，以解决增加了叠片过滤器后水压带来的压损，正常过滤状态时关闭V1阀门，打开V2、V3阀门，并只开启一套水泵增压系统，另外一套水泵作为备用泵处置。当叠片过滤器达到脏污标准时，打开反冲装置，使其过滤器内的杂物可以直接排出。

样板车间在增加了该套过滤系统后，结合整体管路的低位定点排污工作的开展，内部因水质脏污造成的停工现象降低为原先的5%左右，整体效果满意。

4 胶皮磨损漏水

此类故障多和操作者的工作姿态有关系，只要在电缆易磨损部位增加纱布缠绕进行防护，在每周的自主保全时间内对缠绕的纱布进行检查更换，可以完全避免异常磨损的发生。

在车间安排了专职人员对于操作者的绑扎技能进行培训完成后，在设定专门的自主保全活动时间，该类问题得到了彻底解决。

参考文献：

电阻焊标准 篇4

随着1885年美国的汤姆逊取得电阻焊专利和1886年第一台电阻对焊机的诞生, 电阻对焊被越来越广泛地应用在货车、造船、矿山、农业机械等国民经济的各个行业。随着国际货车市场的开发, 货车用Φ16 mm以上制动用链条应运而生, 其焊接质量也成为关系到货车编节和行车安全的重要因素。我厂从2003年起, 一直从事Φ13 mm、Φ14 mm链条电阻对焊, Φ16 mm以上大规格链条电阻对焊对于我厂是属于新开发产品, 由于缺乏对Φ16 mm以上链条电阻对焊经验, 焊接过程中受各种现行工艺参数、焊接坡口形式、倒角大小、焊口清洁程度、焊接凸轮形式、预热、顶锻、时间等综合因素影响, 造成链条焊不透, 没有形成正常的包络线, 存在夹杂等焊接缺陷, 在承受拉力试验时有一部分链环沿焊口出现断裂, 必须重新换环再次焊接, 不仅带来了大量的人工、材料浪费, 也给生产组织带来前所未有的压力。为寻求问题的解决途径, 研究大直径链条焊不透原因, 确定合理的工艺参数、焊接规范, 不仅能节约大量的人工、材料, 而且对开发国际货车链条市场具有重大深远的意义。

出口澳大利亚的FMG、PN车、力拓车等国际列车上使用的Φ16 mm以上规格链条是货车制动系统的关键配件, 其焊接质量直接关系到运用和行车安全。但由于焊接直径大, 工艺复杂, 我厂又没有焊接大规格链条的实际经验, 所以在试验初期带来了很大难度。焊接后的链条在承受拉力试验后出现断裂, 必须重新换环后再次焊接, 不仅造成大量的人力、物力和材料的浪费, 也直接影响到公司开拓国际货车市场。通过对链条焊不透问题的研究, 既可以保证行车安全, 又可以开拓国际市场, 为我厂创造可观的经济效益。

1 研究本课题拟定进行的工作

1.1 Φ16 mm以上规格链条焊不透原因分析

1.1.1 焊接工艺选择不合理

(1) 采用的焊接规范存在问题, 应该采用弱规范进行焊接。采用强规范, 预热时间太短或预热温度太低, 达不到Φ16 mm以上规格链条焊接的预热量和预热时间。

(2) 凸轮使用不合理, 没有根据焊接的实际特点和Φ16 mm以上链条焊接要求选择合适的凸轮, 造成预热时间不充分。

(3) 预热速度过低 。

(4) 电流密度太小, 顶锻时间太短, 顶锻留量小, 夹紧力不够。

1.2 焊接接口形式选择不合适, 致使过梁形成不好

1.3 焊接倒角过大, 焊接过程中无法形成正常的包络线, 造成假焊

1.4 焊口不清洁, 存在氧化物夹渣, 造成焊接过程中氧化物挤出不充分, 影响焊接质量

2 拟定采取的工艺措施

确定合适的焊口倒角, 改变对焊接口形状, 由对接接口变为“V”型接口, 链条编结前增加滚光工序去除氧化皮等杂质, 采用专用器具, 避免焊口中进入杂质, 制作并使用弱规范凸轮, 确定合适的调伸长度、焊接电流密度、焊接时间、焊接压力、顶锻压力等工艺参数。

3 试验方案

3.1 试验材料

试验采用的材料是20Mv, 其化学成分和力学性能如表1、表2所示。

3.2 原采用的工艺参数 (见表3)

4 试验结果及分析

4.1 试验结果

为了寻找20Mv钢链环电阻对焊焊不透原因, 观察金相组织、形态, 确定焊接规范, 对焊接接头取2个金相试样打磨抛光后, 用2%的硝酸酒精溶液腐蚀, 随后用肉眼及4×1光学显微镜放大100倍进行观察, 可得出如下结论:

(1) 在焊缝中存在孔洞。

(2) 试样1焊口晶粒粗大。

(3) 有熔化的金属。

4.2 原试样的金相组织

原母材的金相组织为晶粒较细小的珠光体, 而试样1、2焊缝及过热区组织晶粒粗大, 焊缝中由于C的烧损, 比较光亮, 并存在孔洞, 造成综合性能下降, 在95 kN拉力作用下链环被拉断。

4.3 试验分析

(1) 通过金相组织观察, 在两个试样的焊缝中均存在孔洞, 孔洞两端比较圆滑, 不可能是裂纹 (因为裂纹两端成尖形) , 有可能是夹渣造成, 也可能是熔化金属在凝固时产生的焊接缺陷。

(2) 在两个焊缝中均夹有熔化的金属, 如果按闪光电阻对焊的原理来分析, 主要是对口及邻近区域温度分布及塑性变形产生再结晶, 再结晶不仅速度快而且已进入聚合再结晶, 即新产生的再结晶晶粒互相吞并长大使晶界转移完善, 形成由两焊件金属组成的共同晶粒, 接触面消失, 实现了牢固的焊接, 但其再结晶温度仅达950～1000 ℃, 根本达不到20Mv钢的熔点, 查找其原因是由于链环冷煨时接口形式不对, 坡口为对接接口, 由于坡口形状为对接接口而不是“V”型接口, 同时表面退火后存在氧化皮, 在焊接刚开始, 接触电阻增大, 温度迅速升高, 造成导电效果不好, 熔化的金属在顶锻力的作用下被挤出, 由于挤出不完全, 形成了一条由熔化金属组成的焊缝, 直接影响焊缝形态和总体的机械性能。

(3) 焊接热影响区过热严重, 对试样1, 在对接接口整个平面形成粗大的柱状晶, 焊缝上部晶粒也比母材粗大, 脆性增强, 韧性降低;试样2稍好一些, 仅在孔洞周围存在少量粗大组织, 但其机械性能也较差。

4.4 工艺参数分析

原工艺参数中的顶锻量是根据对接接口给出的1～1.5 mm, 顶锻量不足, 熔化的金属无法完全挤出, 形成熔化金属所组成非线性焊缝;链条倒角过大, 造成对焊过程中无法形成完整的包络线;顶锻速度不够、顶锻力不足, 在液态状态下杂质没有完全挤出;采用的焊接规范不正确, 采用强规范, 没有针对Φ20 mm链条更换合适的凸轮, 致使预热和保压时间不够, 形成带有夹杂的线性焊缝;由于链棍表面存在退火的氧化皮, 造成闪光电阻对焊过程中通电不充分, 影响焊接质量和正常焊缝的形成。

5 改进方案

通过对试样金相组织的观察和分析, 以及对工艺参数和焊接调伸长度, 焊接电流密度, 焊接时间, 焊接顶锻力, 顶锻量的定量、定性分析, 确定了以下的具体解决办法:

(1) 改变对接接口为“V”型接口。

(2) 在链条编结前增加滚光工序, 去除表面的氧化皮。

(3) 改手工倒角为车床倒角, 倒角由原来的5×45°改为3×45°。

(4) 制造并更换凸轮, 改强规范焊接为弱规范焊接, 延长预热时间和保压时间。

(5) 顶锻量由原来的1～1.5 mm, 调整至2 mm。

(6) 链条编结和滚光后采用专用器具, 避免焊口中进入杂质。

(7) 调整后的焊接工艺参数见表4。

6 结论

通过上述工艺参数的改进和工艺方案的实施, 有效地解决了Φ16 mm以上链条焊接质量问题, 为国际货车制动链条开发和研究奠定了良好的基础, 也为企业带来了可观的经济效益。

参考文献

[1]赵熹华, 冯吉才.压力焊方法和设备[M].北京:机械工业出版社, 2005.