宣城军焊焊接科技有限公司

新型焊接镀锌板电极材料


 ——弥散强化铜电阻焊电极优点:

镀锌钢板由于具有良好的耐腐蚀性,近年来在汽车、家电、建筑等行业的应用越来越广泛,尤其是在汽车制造中取代冷轧钢板而被大量使用。在汽车制造过程中,电阻焊应用的越来越广泛,电阻焊的电极头作为易耗品直接与镀锌板接触,其质量直接影响到焊接产品质量,同时,由于其作为一种大量使用的易耗品,其对生产成本的贡献也不可忽略。

镀锌板焊接时,由于其表面低熔点镀锌层的存在, 减小了接触电阻和电流密度,从而与不带镀层的普通钢板相比,需要增大焊接电流或者延长焊接时间,由于更高温度的存在,从而促进了锌铜合金的产生,造成生产上所说的粘连工件现象,严重影响产品质量,增加了电极的修模次数,镀锌层越厚、焊接温度越高、压力越大、焊接频率越高,电极头的使用寿命就越短。近些年来,研究出新型的电极材料,解决电极与镀锌板的粘连现象,提高电极使用寿命,并且成功的进行工业化生产是材料研究的一项重要工作。 

目前,汽车焊接中使用的电极材料主要为铬锆铜,但镀锌钢板电阻焊时,铬锆铜电极有2个主要缺点:一是电极会与钢板严重粘连,大大降低生产效率;二是在焊接镀锌钢板时电阻焊电极(包括电极头、电极帽、电极板和电极轮)的使用寿命要比焊接无镀层钢板时明显缩短。由于铬锆铜电极经常与工件粘连、在焊接一定数量的焊点后,焊接质量急速降低,严重影响焊点质量的一致性。基于以上原因,焊接设备厂家均希望有更好的电极材料。美国SCM公司在上世纪末期开始推出氧化铝弥散强化铜材料。常温下,这种材料与铬锆铜相似,但其具有出色的高温力学性能(软化温度900 ℃)及耐磨性,更主要的是氧化铝弥散强化铜电极中弥散分布着纳米级的氧化铝颗粒,在焊接时,由于高温熔化了镀锌板的镀锌层,加剧锌向铜基体扩散,形成冶金化合金,而在铜基体中弥散分布着纳米级的氧化铝颗粒具有良好的热稳定性,可阻止Zn向电极中扩散,从而大大减小粘连所带来的电极损耗,焊接过程中电极头部形成蘑菇状的速率较慢,减少了修模及更换电极次数,焊接时也不用调大电流或者二次脉冲等,节约了大量能源,提高了生产率,对于目前使用机器化生产的汽车领域来说,弥散强化铜电极的推广应用,是焊接生产线上的一次改革,它成功的为镀锌钢板的焊接提供了终端的解决方案。

氧化铝弥散强化铜具有优良的焊接性能,但目前还不够普及,其最主要的原因是由于其生产为粉末冶金发制备,生产工艺流程长,工艺复杂,产品回收困难,所以造成价格比传统电极材料要高,目前,如何简化氧化铝弥散强化铜的生产工艺,研究氧化铝弥散强化铜的回收工艺,减少生产成本,是材料研究面临的新课题。 

弥散强化铜可以加工成各类电阻焊电极、电极帽、电极块、电极臂、缝焊轮等,可用于镀层板、碳素钢、合金钢、铝、铜、异种材料以及不等厚板的点焊、缝焊、对焊等。弥散铜电极具有非常好的高温强度,高温导电、高温导热性能优异,在高温下具有优异的抗软化能力,同时具有良好的塑性和机械加工性能。与传统电极材料铬锆铜、铍钴铜等相比,弥散铜电极材料具有以下优点:

1.使用寿命长,由该材料制备的点焊电极寿命长,可以减少停机、修理、更换的时间,焊接效率大幅度提高。

2.焊接质量好,焊接时无粘结电极现象发生,无脱焊现象产生。

3.工作环境好,焊接时焊接火花很小或无焊接火花出现。

4.焊点美观,焊接部位不发黄,没有点焊印迹,无需后续抛光,提高了生产效率,降低了成本。


弥散强化铜主要性能参数:


弥散铜与铬锆铜相比最大的优势即为软化温度高,因为电极产品均在高温下使用,所以当电极温度达到550℃以上是,铬锆铜已经软化失效,硬度与电导率急剧下降,不能再继续使用,导而弥散铜产品仍然可以在更高的温度区间550-900℃继续使用,保持其高硬度,高电导率的性能,从而增加使用寿命。