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1 引言

在空調(diào)鈑金件生產(chǎn)過程中，點(diǎn)焊已經(jīng)成為焊接的重要工序，點(diǎn)焊質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響產(chǎn)品焊接的質(zhì)量，也對(duì)產(chǎn)品的外觀有一定的影響。因此，提高點(diǎn)焊的質(zhì)量對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量有重要的意義。本文通過對(duì)空調(diào)用鈑金件在點(diǎn)焊過程中產(chǎn)生的缺陷進(jìn)行分析，可以對(duì)點(diǎn)焊的缺陷起到預(yù)防作用。

2 點(diǎn)焊原理

將鈑金件壓緊在兩電極之間，施加電極壓力后，電阻焊變壓器向焊接區(qū)通過強(qiáng)大的焊接電流，在鈑金件接觸面上形成真實(shí)的物理接觸點(diǎn)，并隨著通電加熱的進(jìn)行而不斷擴(kuò)大。塑變能與熱能使接觸點(diǎn)的原子不斷激活，接觸面消失，繼續(xù)加熱形成熔化熔核，獲得牢固的金屬鍵合后，接合面消失，得到柱狀晶生長(zhǎng)較充分的焊點(diǎn) ，點(diǎn)焊原理示意圖如圖1所示，圖2為DN-75點(diǎn)焊機(jī)實(shí)物圖。

圖2 DN-75點(diǎn)焊機(jī)

3 鈑金件點(diǎn)焊合格及缺陷分析

點(diǎn)焊接頭的強(qiáng)度主要取決于熔核尺寸（熔核直徑d與焊透率A）、熔核本身及其周圍熱影響區(qū)的金屬微組織及缺陷，如圖3：點(diǎn)焊接頭結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，其中焊核率A=h/a ×100%。

a-厚度；c-壓痕深度；d-熔核直徑；h-熔核深度

3.1 合格焊點(diǎn)的判定

鈑金件在點(diǎn)焊機(jī)(圖2)點(diǎn)焊后，從表面上觀察焊點(diǎn)，焊點(diǎn)呈現(xiàn)呈下凹圓狀，為淡黃色。通過破壞性試驗(yàn) ，待工件分離時(shí)，焊點(diǎn)會(huì)把零件的材料拉掉，說明點(diǎn)焊焊點(diǎn)合格，分別如圖4(a)、4(b)所示。

3.2 點(diǎn)焊缺陷種類及原因分析

鈑金件點(diǎn)焊時(shí)，由于點(diǎn)焊電極直徑大小、點(diǎn)焊電流、電極壓力、鈑金件表面清理程度、點(diǎn)焊時(shí)間等原因都會(huì)造成點(diǎn)焊缺陷。

3.2.1 壓痕過深

圖5 壓痕過深

圖3 點(diǎn)焊接頭形成示意圖

鈑金件點(diǎn)焊時(shí)，若點(diǎn)焊電極直徑較小，電極端面接觸面積小，致使散熱面減小，從而熱量集中，導(dǎo)致熔化金屬增加，造成金屬溢出熔核區(qū)域，出現(xiàn)壓痕過深；電流過大，會(huì)使加熱過于強(qiáng)烈，金屬來不及發(fā)生塑性變形直接融化溢出，引起金屬壓痕過深；加壓壓力過大，大大超出了材料的屈服強(qiáng)度 ，也會(huì)有壓痕過深出現(xiàn)，如圖5所示。

3.2.2 焊點(diǎn)表面發(fā)黑

鈑金件或者電極表面清理不良時(shí)，油污和氧化膜使焊件接觸電阻增大，造成通電異常，引起分流，造成局部區(qū)域過熱，包覆層被破壞，表面發(fā)黑，如圖6所示。

3.2.3 表面局部燒穿

電極修整太尖銳、導(dǎo)致電極端面尺寸過小，在點(diǎn)焊時(shí)電流急劇增加，金屬被熔化成液體，造成上下電極結(jié)合，鈑金件被擊穿，如圖7所示。

3.2.4 熔核尺寸小(未焊透)

電極端面尺寸過大時(shí)，由于接觸面積增大，電流密度減小，散熱效果增強(qiáng)，使焊接區(qū)加熱程度減弱，因而熔核尺寸過小；另一方面，電極冷卻過度，散熱也會(huì)加強(qiáng)，熔核尺寸也會(huì)過?。缓讣砻媲謇聿涣紩r(shí)，油污和氧化膜使焊件接觸電阻增大，造成通電不正常，引起分流也會(huì)造成熔核尺寸過小 。熔核尺寸過小，導(dǎo)致焊點(diǎn)發(fā)白，極易造成脫焊，如圖8所示。

圖6 焊點(diǎn)表面發(fā)黑

圖4 點(diǎn)焊破壞性試驗(yàn)

3.2.5 焊透率過大

焊透率為焊核深度與鈑金件的厚度之比，而焊核深度主要與點(diǎn)焊區(qū)域內(nèi)的電阻熱量有關(guān)，從有關(guān)資料可以看出，焊透率A與電極直徑d及電流I、通電時(shí)間t成正比關(guān)系、與電極壓力成反比關(guān)系、隨著電流及時(shí)間的增加，焊透率增大。但是過大的電流和時(shí)間，將會(huì)產(chǎn)生燒穿的缺陷，使鈑金件的焊接強(qiáng)度大為降低 。

3.2.6 熔核內(nèi)部有縮孔及裂紋

在焊核結(jié)晶過程的高溫中，金屬?gòu)?qiáng)度很低，或存在脆性組織，不足于克服收縮所產(chǎn)生的拉力，易產(chǎn)生裂紋；焊件表面銹蝕等雜質(zhì)進(jìn)入焊核與某些合金元素形成低熔共晶，也會(huì)引起內(nèi)裂紋；電流過大,溫度急劇變化，內(nèi)外冷卻不平衡，限制了焊核結(jié)晶時(shí)的收縮，也會(huì)在焊核中心形成縮孔。因此，要克服裂紋缺陷，除選擇合適的電流電壓之外，在焊件加熱結(jié)束后，應(yīng)使電極壓力繼續(xù)適當(dāng)延長(zhǎng)一段時(shí)間,迫使焊核結(jié)晶在壓力作用下，產(chǎn)生一定的擠壓變形，以彌補(bǔ)金屬冷卻時(shí)的收縮,有助于防止產(chǎn)生裂紋和縮孔 。

3.2.7 板縫間金屬噴濺

圖7 表面局部燒穿

圖8 熔核尺寸小

內(nèi)部噴濺的產(chǎn)生主要與熔核形成過程中溫度變化和相變引起的金屬的體積膨脹產(chǎn)生的作用力有關(guān)，在鈑金件點(diǎn)焊過程中，塑性變形區(qū)域先于液態(tài)熔核生成，并伴隨熔核一起長(zhǎng)大。在加熱速度過快的情況下，熔核體積會(huì)迅速增大，塑性變形來不及擴(kuò)展，就會(huì)在鈑金件之間發(fā)生塑性環(huán)的撕裂，產(chǎn)生內(nèi)部噴濺 ，如圖10所示。

4 結(jié)論

(1)結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況，分析了鈑金件點(diǎn)焊特性及實(shí)際生產(chǎn)中點(diǎn)焊產(chǎn)生壓痕過深、表面局部燒穿、焊點(diǎn)表面發(fā)黑、熔核尺寸的過小或者過大、熔核內(nèi)部的縮孔及裂紋以及鈑金件之間的金屬噴濺等缺陷的影響原因。

圖9 焊核裂紋

(2)點(diǎn)焊缺陷的產(chǎn)生主要與點(diǎn)焊電流、電極壓力、電極直徑以及鈑金件表面的清潔程度有關(guān)，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)而調(diào)整點(diǎn)焊電流和點(diǎn)焊時(shí)間、規(guī)范點(diǎn)焊電極的直徑大小，適當(dāng)調(diào)節(jié)電極壓力等措施，可以減少零件因?yàn)槿毕輪栴}而產(chǎn)生的質(zhì)量問題。

圖10 板縫間金屬噴濺

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