專利名稱：一種不等厚超高強熱成形鋼板與低碳鋼板電阻焊方法
技術領域：
本發明涉及焊接技術領域，尤其是一種用于焊接不等厚異種鋼材且其中之一為超高強熱成形鋼板的電阻焊方法。
背景技術：
“節能、環保、安全”是21世紀汽車發展的三大主題，超高強度鋼熱成形技術是同時實現汽車車體輕量化和提高碰撞安全性的最新技術，目前，歐、美、日等各大汽車生產廠商已成功地將超高強熱成形鋼板應用于汽車車門防撞梁、前后保險杠等保安件以及A柱、B 柱、C柱、中通道等車體結構件的生產中，這樣不但可以實現汽車輕量化，而且還使車體的彎曲剛性和扭曲剛性都得到顯著提高，保證了整車的抗沖擊安全性；同時，該項技術經濟效益顯著，有效地提高了市場競爭力。目前，國外較大的鋼鐵企業已經能批量生產熱成形鋼板并應用于汽車車身，例如阿塞勒公司生產的Usiborl500馬氏體鋼(熱成形鋼)已在奔馳車身上成功應用。而目前國內僅有幾家公司從國外引入生產線，耗資十分巨大。如何將先進的熱成形技術國產化并應用于汽車生產中，除了解決超高強鋼開發、熱成形技術外，如何尋找一種適合于超高強熱成形鋼板與低碳鋼板電阻焊方法及工藝也是非常重要的，因為電阻焊是目前汽車白車身生產中應用最廣的一種焊接方法。經對現有技術文獻檢索發現，陳樹君等在《金屬加工(熱加工)》2011增刊上撰文“超高強鋼中頻電伺服加壓點焊工藝”，該文研究表明熱成形高強鋼點焊過程易于產生噴濺、縮孔，并且存在熱影響區軟化等現象，采用IQR智能調控焊接模式可以大大降低噴濺率，保證焊接質量穩定性；林建平等在《中國工程機械學報》2007,5(3)上撰文“USIB0R1500 超高強度淬火鋼板點焊性能研究”，該文研究表明采用電極壓緊力4. 5kN，焊接時間30周波，焊接電流7. 2kN工藝，對超高強度淬火鋼板USIB0R1500同種材料以及與低碳鋼DC04異種材料點焊，基本無噴濺，均能獲得質量較好的接頭。但前者僅研究了超高強熱成形鋼板同種材料焊接，且熱影響區軟化現象無法改善；后者僅研究了等厚度超高強鋼板與低碳鋼板的點焊，且采用單脈沖焊接。經查詢，目前國內還未見采用預熱加焊接雙脈沖，且上下電極端面面積不同的電阻點焊方法及工藝焊接不等厚超高強熱成形鋼板與低碳鋼板的研究及應用。

發明內容
本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種以避免不等厚異種鋼材點焊時的噴濺及熔核偏移等影響焊點質量的缺陷，并減小了超高強熱成形鋼板熱影響區軟化現象對接頭質量的影響，顯著提高了不等厚超高強熱成形鋼板與低碳鋼板電阻點焊接頭的焊接質量的不等厚超高強熱成形鋼板與低碳鋼板電阻焊方法。本發明的目的可以通過以下技術方案來實現一種不等厚超高強熱成形鋼板與低碳鋼板電阻焊方法，其特征在于，該方法是將低碳鋼板與超高強熱成形鋼板搭接置于電阻焊機上，采用預熱加焊接雙脈沖方法進行焊接。
所述的低碳鋼板的厚度小于超高強熱成形鋼板的厚度。所述的電阻焊機包括球形上電極和球形下電極，其中球形下電極的端面面積大于球形上電極的端面面積，所述的方法具體為將低碳鋼板放置在超高強熱成形鋼上方，然后將超高強熱成形鋼置于靜止的球形下電極上，啟動電阻焊機，球形上電極下降，將低碳鋼板與超高強熱成形鋼板的接頭部分相對球形下電極壓實后，通以預熱電流預熱，預熱結束后再通以焊接電流，焊接通電結束經恒壓維持后釋放球形上電極，完成一次焊接過程，形成點焊接頭。所述的預熱電流控制在焊接電流的40% 45%，預熱時間為焊接時間的35 45%。所述的預熱電流和焊接電流的大小根據被焊接鋼板的厚度進行調節，鋼板越厚， 預熱電流和焊接電流越大。所述的焊接電流為7. 5 10kA，焊接時間為15 20周波。所述的球形下電極的端面面積是球形上電極的端面面積的I. 3 2. O倍。所述的電阻焊機為N2-63型工頻一體化懸掛點焊機，并配有微電腦控制器，其額定功率為63kVA，次級開路電壓為8V，最大次級短路電流為18kA，電極最大壓力為7kN。與現有技術相比，本發明采用預熱加焊接雙脈沖，其主要作用是改善焊接區域熱量分布的均勻性和超高強熱成形鋼板的冷態剛性，有利于減少焊接噴濺和改善不等厚鋼板焊接中的熔核偏移現象；采用上下不同端面面積的電極，在厚板(超高強熱成形鋼板)側用較大端面面積的電極，其主要作用是調整焊接區的散熱情況，以改善熱量分布，有利于改善熔核偏移及軟化區對接頭質量的影響。本發明采用的此種焊接方法及工藝，可以解決汽車車身及零部件關鍵結構件生產中越來越推廣使用的不等厚超高強熱成形鋼板與低碳鋼板的點焊問題，以保證此類焊接接頭的質量。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。實施例I :將厚度為O. 8mm的低碳鋼板支架用本發明電阻點焊方法及工藝焊接到轎車B柱內板加強板(厚度為2. Omm的超高強熱成形鋼板)上，其實施過程如下I、將厚度為O. 8mm的低碳鋼板支架根據定位要求置于轎車B柱內板加強板上，支架的下表面與加強板很好貼合。2、將加強板的下表面需要點焊的部位置于DN2-63型工頻一體化懸掛點焊機的下電極(端面為OlOmm平面的球形電極)上。3、啟動焊機，端面為Φ5πιπι平面的球形上電極下降，將支架和加強板接頭部分相對下電極壓實(電極壓力為3kN)。4、通以3. 7kA的預熱電流，預熱通電時間為6周波。5、通以9. 18kA的焊接電流，焊接通電時間為15周波。6、焊接通電結束經恒壓維持后釋放上電極，完成一次焊接過程，形成一個焊點。7、按照同樣的流程及焊接參數，完成低碳鋼板支架與B柱內板加強板的另外三個焊點的焊接。本實例采用預熱加焊接雙脈沖，且上下電極端面面積不同的電阻點焊方法及工藝，單點拉剪強度達到7. 3kN，正拉強度達到5. 7kN，分別比采用常規工藝時提高了 8. 89% 和13. 34%，焊點熔核直徑達到5. 1mm，超過產品合格要求(Φ3. 5mm)，且焊接過程中無噴濺產生，基本消除熔核偏移現象，熱成形鋼板側的軟化區位置向遠離熔核的方向擴展，削弱了軟化區對接頭質量的影響。實施例2將厚度為I. 5mm的低碳鋼螺母板用本發明電阻點焊方法及工藝焊接到轎車B柱內板加強板(厚度為2. Omm的超高強熱成形鋼板)上。采用的設備電阻焊機為N2-63型工頻一體化懸掛點焊機，并配有微電腦控制器， 其額定功率為63kVA，次級開路電壓為8V，最大次級短路電流為18kA，電極最大壓力為7kN。 該電阻焊機包括球形上電極和球形下電極，球形上電極的端面面積為Φ6mm，球形下電極的端面面積為Φ8ι πι。將低碳鋼螺母板放置在轎車B柱內板加強板上方，然后將轎車B柱內板加強板置于靜止的球形下電極上，啟動電阻焊機，球形上電極下降，將低碳鋼板與超高強熱成形鋼的接頭部分相對球形下電極壓實后，通以預熱電流4. OkA預熱6周波，預熱結束后再通以焊接電流10kA，焊接15周波，通電結束經恒壓維持后釋放球形上電極，完成一次焊接過程，形成點焊接頭。本實例采用預熱加焊接雙脈沖，且上下電極端面面積不同的電阻點焊方法及工藝，單點拉剪強度達到18. 6kN，正拉強度達到11. 7kN，分別比采用常規工藝時提高了 5. 31%和15. 38%，焊點熔核直徑達到6. 6mm，超過產品合格要求(Φ4. 8mm)，且焊接過程中無噴濺產生，基本消除熔核偏移現象，熱成形鋼板側的軟化區位置向遠離熔核的方向擴展， 削弱了軟化區對接頭質量的影響。實施例3焊接電流為7. 5KA，焊接時間為20周波，其余同實施例I。
權利要求
1.一種不等厚超高強熱成形鋼板與低碳鋼板電阻焊方法，其特征在于，該方法是將低碳鋼板與超高強熱成形鋼板搭接置于電阻焊機上，采用預熱加焊接雙脈沖方法進行焊接。
2.根據權利要求I所述的一種不等厚超高強熱成形鋼板與低碳鋼板電阻焊方法，其特征在于，所述的低碳鋼板的厚度小于超高強熱成形鋼板的厚度。
3.根據權利要求I所述的一種不等厚超高強熱成形鋼板與低碳鋼板電阻焊方法，其特征在于，所述的電阻焊機包括球形上電極和球形下電極，其中球形下電極的端面面積大于球形上電極的端面面積，所述的方法具體為將低碳鋼板放置在超高強熱成形鋼板上方，然后將超高強熱成形鋼板置于靜止的球形下電極上，啟動電阻焊機，球形上電極下降，將低碳鋼板與超高強熱成形鋼板的接頭部分相對球形下電極壓實后，通以預熱電流預熱，預熱結束后再通以焊接電流，焊接通電結束經恒壓維持后釋放球形上電極，完成一次焊接過程，形成點焊接頭。
4.根據權利要求3所述的一種不等厚超高強熱成形鋼板與低碳鋼板電阻焊方法，其特征在于，所述的預熱電流控制在焊接電流的40% 45%，預熱時間為焊接時間的35 45%。
5.根據權利要求3所述的一種不等厚超高強熱成形鋼板與低碳鋼板電阻焊方法，其特征在于，所述的預熱電流和焊接電流的大小根據被焊接鋼板的厚度進行調節，鋼板越厚，預熱電流和焊接電流越大。
6.根據權利要求5所述的一種不等厚超高強熱成形鋼板與低碳鋼板電阻焊方法，其特征在于，所述的焊接電流為7. 5 10kA，焊接時間為15 20周波。
7.根據權利要求3所述的一種不等厚超高強熱成形鋼板與低碳鋼板電阻焊方法，其特征在于，所述的球形下電極的端面面積是球形上電極的端面面積的I. 3 2. O倍。
8.根據權利要求I或3所述的一種不等厚超高強熱成形鋼板與低碳鋼板電阻焊方法， 其特征在于，所述的電阻焊機為N2-63型工頻一體化懸掛點焊機，并配有微電腦控制器，其額定功率為63kVA，次級開路電壓為8V，最大次級短路電流為18kA，電極最大壓力為7kN。
全文摘要
本發明涉及一種不等厚超高強熱成形鋼板與低碳鋼板電阻焊方法，該方法是將低碳鋼板與超高強熱成形鋼搭接置于且上下電極端面面積不同的電阻焊機上，采用預熱加焊接雙脈沖方法進行焊接。與現有技術相比，本發明具有可以避免不等厚異種鋼材點焊時的噴濺及熔核偏移等影響焊點質量的缺陷，并減小了超高強熱成形鋼板熱影響區軟化現象對接頭質量的影響，顯著提高了不等厚超高強熱成形鋼板與低碳鋼板電阻點焊接頭的焊接質量等優點。
文檔編號B23K11/11GK102581459SQ201210058838
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月7日 優先權日2012年3月7日
發明者吳嘉元, 孔諒, 孫游, 王敏, 程軒挺 申請人:上海交通大學, 上海翼銳汽車科技有限公司