【正文】 形成的氧化物附著在電極上面，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有誤差，引起過晚形核和過早飛濺，其它影響因素和上述低碳鋼是相類似的，用高壓焊接質(zhì)量較好，曲線平滑適焊區(qū)間寬。 圖 5 鍍鋅鋼適焊區(qū)間 低碳鋼與鍍鋅鋼適焊區(qū)間規(guī)律比較 共同點(diǎn)：二種材料的適焊區(qū)間寬度與電極壓力成正比，且隨著壓力的增大，區(qū)間右移，適當(dāng)?shù)奶岣唠姌O壓力，有利于焊接質(zhì)量的穩(wěn)定， 不同點(diǎn)：二張圖的焊接曲線形狀是不一樣的，低碳鋼的曲線形狀類似與倒 C而鍍鋅鋼的曲線形狀類似與 C，即低碳鋼總體上隨著焊接時(shí)間的增大，形核電流 和飛濺電流也相應(yīng)增大，二參數(shù)成正比，即在 611/cyc，時(shí)間對(duì)低碳鋼的焊接影響不是很大，在高壓力下對(duì)焊接質(zhì)量有著良好的改善，焊接范圍寬，曲線較平滑，這樣證明了低碳鋼板焊接性非常好，易得到良好的焊接質(zhì)量。 鍍鋅鋼的曲線相比低碳鋼，偏右，即為了得到良好的熔核尺寸需要的焊接電流更大，在 小電流、低壓力情況下，鍍鋅鋼板表面接觸電阻對(duì)點(diǎn)焊過程的影響較大，而在大電流、較高壓力下，鍍鋅鋼板點(diǎn)焊加熱時(shí)接觸表面的鍍鋅層首先熔化，兩板之間就有較好的接觸。鍍鋅鋼焊接時(shí)間、焊接電流成反比，而且鍍鋅鋼的適焊區(qū)間較低碳鋼窄，曲線陡，說 明鍍鋅鋼板比低碳鋼板焊接性差，對(duì)焊接參數(shù)范圍有更嚴(yán)格的規(guī)定。 焊接參數(shù)對(duì)熔核直徑大小的影響 低碳鋼熔核直徑分析 研究焊接參數(shù)對(duì)熔核直徑的影響，首先根據(jù)實(shí)驗(yàn)要找到低碳鋼的最佳焊接參數(shù)范圍，上文中，低碳鋼焊接最佳參數(shù)是在高壓力（ ），取 3個(gè)不同的焊接時(shí)間 6cyc、8cyc、 10cyc分別研究焊接時(shí)間對(duì)熔核直徑大小的影響；同一焊接時(shí)間下，焊接電流對(duì)熔核直徑大小的影響。 表 4 在高壓力下（ ）低碳鋼熔核直徑參數(shù)表 焊接電流百分比 % 焊接時(shí)間 T/cyc 熔核直徑 D/mm T=6 T=8 T=10 58 59 60 61 62 63 64 65 低碳鋼實(shí)驗(yàn)分析思路結(jié)構(gòu)圖 焊接參數(shù)對(duì)低碳鋼的熔核直徑的影響，通過如下 的流程圖（圖 6）表示出分析的幾個(gè)思路，并繪制出低碳鋼熔核直徑 在電極壓力 與焊接 電流和焊接時(shí)間的 關(guān)系圖（圖 7）。 圖 6 低碳鋼熔核直徑分析思路流程圖 ： 低碳鋼的熔核直徑分析 畫出各個(gè)焊接時(shí)間下電流對(duì)熔核直徑的影響圖像 繪制低碳鋼熔核直徑焊接參數(shù)表 分析焊接電流、焊接時(shí)間對(duì)熔核直徑的影響 圖 7 低碳鋼的熔核直徑 低碳鋼的熔核直徑 與焊接電流的關(guān)系 做出在 不同焊接 時(shí)間下，焊接電流百分比與熔核直徑的 關(guān)系 ，如圖 7所示， 3條 不同曲線 代表 3種不同 焊接 時(shí)間下的熔核直徑，可以看出這 3條 曲 線的變化規(guī)律，都是先增后減，即在 3種不同時(shí)間下，當(dāng)焊接電流從最小值開始增加時(shí)，曲線經(jīng)過快速上升和平穩(wěn)上升兩個(gè)階段后達(dá)到最大值，即隨著焊接電流的增加，熔核直徑不斷增加，但當(dāng)焊接電流達(dá)到一定值后，從而使熔核直徑趨于穩(wěn)定，當(dāng)趨于穩(wěn)定后低碳鋼隨著焊接電流百分比的增加，熔核直徑還有下降趨勢，這是因?yàn)楫?dāng)焊接電流百分比超過一定值時(shí)，熔核金屬過 度膨脹 ， 塑形環(huán)被沖破 ，產(chǎn)生較大的飛濺，所以熔核直徑反而有下降的趨勢。 綜上所述，可以得出低碳鋼的熔核直徑隨著焊接電流百分比增加，呈現(xiàn)先增然后趨于穩(wěn)定再有下降的趨勢。焊接時(shí)間越長， 峰值峰值越靠左， 相應(yīng)電流下的熔核直徑越 大。此外，最佳焊接參數(shù)應(yīng)選擇在峰值附近左側(cè)區(qū)域，以不出現(xiàn)飛濺為準(zhǔn)。 鍍鋅鋼熔核直徑分析 研究焊接參數(shù)對(duì)熔核直徑的影響，首先根據(jù)實(shí)驗(yàn)要找到鍍鋅鋼的最佳焊接參數(shù)范圍，上文中，鍍鋅鋼的焊接最佳參數(shù)是在高壓力（ ），取 3個(gè)不同的焊接時(shí)間 8cyc、10cyc、 12cyc分別研究焊接時(shí)間對(duì)熔核直徑大小的影響；同一焊接時(shí)間下，焊接電流對(duì)熔核直徑大小的影響。 表 5 在高壓下（ ）鍍鋅鋼熔核直徑參數(shù)表 焊接電流百分?jǐn)?shù) % 焊接時(shí)間 T/cyc 熔核直徑 D/mm T=8 T=10 T=12 68 0 0 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 鍍鋅鋼的實(shí)驗(yàn)分析思路結(jié)構(gòu)圖 焊接參數(shù)對(duì)鍍鋅鋼的熔核直徑的影響，通過如下的流程圖（圖 8）表示出分析的幾個(gè) 思路。并繪制出鍍鋅鋼熔核直徑 在電極壓力 與焊接 電流和焊接時(shí)間的 關(guān)系圖（圖 9）。 圖 8 鍍鋅鋼熔核直徑分析思路流程圖 圖 9 鍍鋅鋼的熔核直徑 鍍鋅鋼的熔核直徑 與焊接電流的關(guān)系 做出在 不同焊接 時(shí)間下，焊接電流百分比與熔核直徑的 關(guān)系 ，如圖 9所示， 3種不同鍍鋅鋼的熔核直徑分析 繪制鍍鋅鋼焊接參數(shù)表 繪制各個(gè)時(shí)間下電流對(duì)熔核直徑的影響 分析焊接時(shí)間、焊接電流對(duì)鍍鋅鋼熔核直徑的影響 曲線代表 3種不同 焊接 時(shí)間下的熔核直徑，可以看出這 3條線的變化規(guī)律。 3條線都呈拋物線狀，隨著焊接電流百分比的增加，熔核 直徑增加，部分低熔點(diǎn)、低硬度的鋅合金首先被擠到熔核外緣，而此時(shí)低碳鋼基體的塑性變形量并不很大，形成的塑性環(huán)不能密封熔核，在一定的電流、壓力下就會(huì)產(chǎn)生飛濺 .當(dāng)電流進(jìn)一步增大時(shí)，工件接觸面直徑可進(jìn)一步擴(kuò)大，熔核直徑也繼續(xù)增大。但當(dāng)焊接電流達(dá)到一定值后，由于加熱膨脹，在焊接壓力作用下金屬塑性變形形成密封熔核的塑性環(huán)，且熔核以外工件發(fā)生翹離，從而使熔核直徑趨于穩(wěn)定，基本保持不變，變化緩慢，鍍鋅鋼雖然比低碳鋼形核要更大的焊接電流，但在大的電流下，會(huì)產(chǎn)生飛濺，熔核直徑也會(huì)變小，說明了焊接質(zhì)量差。 再比較 3 個(gè)不同時(shí)間對(duì)熔 核直徑的影響，可以從圖中看出在 10/cyc、 12/cyc 下形核需要更大的電流，焊接時(shí)間越長，熔核直徑越大。 低碳鋼與鍍鋅鋼熔核直徑圖像比較 2 個(gè)圖像反應(yīng)的變化規(guī)律基本相同，都呈拋物線形狀，熔核直徑隨著焊接電流百分比先單調(diào)增加，然后趨于穩(wěn)定，再減小。 5. 實(shí)驗(yàn)誤差因素分析 誤差思路結(jié)構(gòu)圖 實(shí)驗(yàn)中存在誤差，是由于很多因素導(dǎo)致的，最主要的因素還是電極磨損和材料表面清潔 度因素，見分析思路流程圖（圖 10）。 圖 10 誤差因素流程圖 電極磨損因素的影響 低碳鋼實(shí)驗(yàn)中，電極磨損的不太快， 影響不大，焊接過程中，可以焊接很多低碳鋼試片 ，再用銼刀對(duì)電極進(jìn)行修復(fù)即可。 鍍鋅鋼實(shí)驗(yàn)中，焊接過程中電極上易被污染，附上鋅氧化物等，需要經(jīng)常用銼刀修復(fù)電極，點(diǎn)焊鍍鋅鋼板時(shí)電極的磨損也包含與焊接其它材料相同的因素，比如說高溫下的塑性蠕變、機(jī)械磨損、熱疲勞、再結(jié)晶等。而且點(diǎn)焊鍍鋅鋼板比焊接普通鋼板時(shí)電極磨損快得多。除了以上共有原因外，還有其自身的特殊機(jī)理。對(duì)機(jī)理的推測，有以下原因 : 1） 點(diǎn)焊電極的作用主要為傳遞焊接壓力、焊接電流和散熱，點(diǎn)焊是焊接電流常達(dá)到數(shù)千安培甚至數(shù)萬安培，焊接壓力可達(dá)幾百兆帕，焊件表面溫度 可達(dá) 1000K 左右，導(dǎo)致形核過晚，飛濺過早的原因 電極磨損等因素 材料表面清潔度因素 在高溫和壓力的雙重作用下電極很快產(chǎn)生變形和粘附，使熔核焊透率降低、焊接接頭強(qiáng)度下降，最終使電極失效 [31]。點(diǎn)焊鍍鋅鋼板時(shí)采用的焊接電流及電極壓力均大于普通鋼板。電極在更高的壓力與更大的電流、更高的溫度下工作，機(jī)械磨損與變形加劇，電極磨損更快是必然的。 2） 在點(diǎn)焊鍍鋅鋼板時(shí)，由于鍍層金屬的存在，使接觸電阻小鍍層表面易燒損粘污電極且發(fā)生合金化 [32]。銅制電極的一部分與鋅形成合金，使硬度下降。硬度下降的電極在高溫高壓力變形更加容易，使磨損加快 [33]。 3） 通電時(shí)鋅層熔化，熔化了的附著在電 極上，使電極導(dǎo)電性惡化接觸電阻增加較快，從而加快電極失效。 4） 鍍層內(nèi)有機(jī)物高溫下碳化，粘附在電極頭端面上，使電極形狀改變。 綜上所述，實(shí)驗(yàn)過程中會(huì)造成電極磨損，現(xiàn)象就是導(dǎo)致形核過晚，需要超過規(guī)范的焊接電流，而且易過早產(chǎn)生飛濺，使得焊接質(zhì)量較差。 材料表面清潔度因素 2 種實(shí)驗(yàn)材料點(diǎn)焊前，均需對(duì)焊件表面進(jìn)行清理，以除掉表面贓物與氧化膜，從而獲得小而均勻一致的接觸電阻，這是避免電極粘結(jié)、噴濺、保證點(diǎn)焊質(zhì)量和高生產(chǎn)率的主要前提，主要有噴砂、刷光、拋光及磨光等 [34]。 本實(shí)驗(yàn)的材料易清理，所以均用砂紙打磨低 碳鋼與鍍鋅鋼即可。實(shí)驗(yàn)中，有的焊接參數(shù)偏大或偏小，導(dǎo)致過晚形核或過早飛濺。這樣嚴(yán)重影響了焊接質(zhì)量，所以當(dāng)在正常焊接參數(shù)下，得到較差的焊接質(zhì)量時(shí)，先從焊接設(shè)備的檢測，到參數(shù)的校準(zhǔn)，再到電極的打磨，更應(yīng)從焊接材料的方面考慮，把焊接材料未清理表面考慮在重要的影響焊接質(zhì)量的因素內(nèi)。 6. 結(jié)論 本文對(duì) 1+1mm 厚度的低碳鋼 板 和鍍鋅鋼 板 分別進(jìn)行點(diǎn)焊實(shí)驗(yàn)，對(duì)焊接時(shí)間、焊接電流、焊接壓力等參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，得出不同壓力，不同材料下適焊區(qū)間的變化規(guī)律。并分析了各個(gè)參數(shù)對(duì)焊接質(zhì)量和熔核直徑的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)論如下： 1） 低碳鋼板和鍍鋅 鋼板的適焊區(qū)間寬度與電極壓力成正比，且壓力升高，區(qū)間右移，需要更大的焊接電流。這表明在焊機(jī)功率許可的情況下，適當(dāng)提高焊接壓力和電流，可使適焊參數(shù)范圍更寬，焊接質(zhì)量對(duì)參數(shù)變化的敏感度降低，有利于提高焊接質(zhì)量的穩(wěn)定性。 2） 低碳鋼 板 焊接性能良好，焊接適焊區(qū)間寬 ；而 焊接鍍鋅鋼 板 時(shí)由于鋅層熔化造成導(dǎo)電面積增加，因此比低碳鋼 板 點(diǎn)焊需要更大的電流。 但 鍍鋅鋼板適焊區(qū)間較低碳鋼板窄，其可焊性較差。 3） 低碳鋼 板 和鍍鋅鋼 板這兩 種材料熔核直徑隨焊接時(shí)間、焊接電流的變化規(guī)律基本相同，即相同時(shí)間下，焊接電流越大，熔核直徑先增大，然后趨于穩(wěn) 定 ，當(dāng)出現(xiàn)飛濺后熔核直徑 有下降的趨勢；焊接時(shí)間越長，相應(yīng)電流下的熔核直徑越大。 4） 在不當(dāng)?shù)墓に嚄l件 下 ，如電極磨損和材料 未 清理 表面 ，會(huì)導(dǎo)致更窄的焊接適焊區(qū)間，需要更多的熱量輸入來補(bǔ)償不當(dāng)?shù)墓に嚄l件，所以焊接時(shí)應(yīng)當(dāng)避免不當(dāng)?shù)暮附庸に嚄l件。 參考文獻(xiàn) [1] 閻俊霞 .電阻點(diǎn)焊工藝參數(shù)正交試驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì) [J].河北科技大學(xué)學(xué)報(bào) ,2020,(2):39一 42. 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