為保證既能進行超薄鋼板與超薄鋼板之間的點焊,又能滿足將超薄板點焊在厚大的鍛件上,另外還能滿足點焊工件形狀復雜、底層玄武巖纖維不導電必須單面點焊的需求,必須選擇合適的工藝、設備及焊接輔助裝置。同時,針對超薄鋼板點焊的特點進行工藝試驗,確定最佳的工藝參數。
1 試驗方案
采用力飛富升生產的電子脈沖式點焊機。該機適用于各種表面的焊接、維修、修復,本試驗利用單面碰撞功能,對工件模擬點焊,通過不同的工藝參數點焊出不同的試件,通過對比從中選出最好的一組工藝參數。
2 焊接材料及方法
試驗材料包括:δ0.1 mm的1Cr18Ni9Ti,尺寸為20mm×40mm;δ0.1 mm的GH3030,尺寸為20mm×40mm;3π517鍛件,加工后的尺寸為20mm×40mm。
對以下材料分別進行試驗:0.1 mm的1Cr18Ni9Ti與3π517鍛件點焊,0.1 mm的GH3030與3π517鍛件點焊,0.1 mm的1Cr18Ni9Ti與1Cr18Ni9Ti墊在玄武巖纖維上點焊,0.1mm 的GH3030與GH3030墊在玄武巖纖維上點焊,得出焊點結合力的數據,并通過低倍檢查確定是否有裂紋。
3 試驗過程
(1)保證接線正確,安全接地,仔細清理電極表面,修準電極角度,必要時可以上車床加工,將設備調至點焊狀態。
(2)清理工件表面的水、銹、油污等雜質,用工業酒精擦拭工件表面。
(3)按上述試驗方法通過調節不同的焊接電流和放電時間的結合,制備焊接試樣。焊接電流增大,焊點增大,結合力增加,如果電流過大易造成焊不上;放電時間延長,電流密度減小,與減小電流效果一致,反之與增加電流的效果一致。
4 試驗結果
對試樣進行性能檢測及金相檢測,確定最佳的焊接工藝參數。焊點經低倍檢查均未發現裂紋,以下為其力學性能結果。
4.1 1Cr18Ni9Ti與3π517鍛件單點點焊
1Cr18Ni9Ti與3π517鍛件單點點焊的參數與力學性能的關系見圖1。從圖1b中可以看出,當電流達到40A后,再繼續增加,1Cr18Ni9Ti薄板燒穿,從結果分析可以得出結論:時間對拉脫力影響較小,電流對拉脫力影響較大,規范參數過軟其焊點的性能也不穩定,因此可選參數40A/5s進行焊接。
圖1 1Cr18Ni9Ti與3Ⅱ517鍛件單點點焊參數與拉脫力的關系
4.2 1Cr18Ni9Ti與3π517鍛件兩點點焊
1Cr18Ni9Ti與3π517鍛件單點點焊電流與力學性能之間的關系見圖2,可以看出點間距的減小可以使拉脫力增加,但并不是很明顯,點間距過大,結合力會降低;點間距過小,不利于提高生產效率??蛇x參數40A/5s進行焊接。
4.3 1Cr18Ni9Ti兩薄板在玄武巖纖維上點焊的電流與拉脫力之間的關系見圖3,可以看出由于玄武巖纖維比較軟,點焊時壓力上不去,因此需要增加電流密度,可選參數45A/3s進行焊接。
4.4 GH3030兩薄板在玄武巖纖維上點焊
兩GH3030薄板與玄武巖纖維上點焊電流與拉脫力之間的關系見圖4,由分析得出可選參數50A/3s進行焊接。
4.5 GH3030與3π517鍛件單點點焊
GH3030與3π517鍛件單點點焊電流與拉脫力的關系曲線見圖5,由分析得出:可選參數45A/3s進行焊接。
5 結 論
(1)焊接電流增大焊點增大,結合力增加,如果電流過大易造成燒穿,反之結合力減小,如果電流過小易造成焊不上。
(2)放電時間增長,電流密度減小,與減小電流效果一致,反之與增加電流的效果一致。
(3)點間距減小使拉脫力略有增加,但過小,不利于提高生產效率;點間距過大,結合力會降低。
(4)焊接時間對拉脫力影響較小,電流對拉脫力影響較大,規范參數過軟其焊點的性能也不穩定。
(5)由于玄武巖纖維比較軟,點焊時壓力上不去,因此需要增加電流密度,即提高電流或減小放電時間。
(6)最佳工藝參數如下:①1Cr18Ni9Ti與3π517鍛件單點焊參數為電流40A,時間5s;②GH3030與3π517鍛件單點焊參數為電流45A,時間3s;③1Cr18Ni9Ti兩薄板在玄武巖纖維上點焊參數為電流40A,時間3s;④GH3030兩薄板在玄武巖纖維上點焊參數為電流50A,時間3S。