田 偉 黃道兵 蔡 捷 馮冠文 文 珂

(1.寶鋼股份武鋼有限制造部 湖北 武漢：430080；2.寶鋼股份中央研究院武漢分院(武鋼有限技術(shù)中心) 湖北 武漢：430080；3.寶鋼股份武鋼有限冷軋廠 湖北 武漢：430080)

電鍍鋅板由于其優(yōu)異的加工性能和表面物理性能，在汽車和家電工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)得到廣泛的應(yīng)用[1-3]。在汽車和家電的生產(chǎn)和裝備過程中，往往會用到電阻點焊方法對材料進行焊接。由于電鍍鋅板表面經(jīng)過耐指紋涂層處理，涂層不導電，同時鋅層的熔點低，硬度低，給點焊帶來了一定的困難[4-6]。本文對電鍍鋅板在客戶端加工過程中產(chǎn)生的的點焊不良缺陷進行了分析，分析了點焊不良產(chǎn)生的原因，提出了改善措施，有效地消除了點焊不良缺陷。

1 實驗過程

1.1 實驗材料

實驗材料為點焊不良缺陷的電鍍鋅耐指紋涂層鋼板，電鍍鋅基板主要成分為：0.03%C，0.01%Si，0.14%Mn，0.02%P，0.01%S，均為質(zhì)量分數(shù)。表面經(jīng)過耐指紋涂層涂覆處理。

1.2 試樣制備與試驗過程

取試樣材料直接進行表面電阻測試，測試設(shè)備為Loresta EP MCP-T610測試儀；同時將試片切割成10mm×10mm規(guī)格，采用Bruker表面輪廓儀、Quanta 400掃描電子顯微鏡(SEM)配合能譜儀觀察缺陷部位的表面形貌及成分。

2 實驗結(jié)果與分析

2.1 表面電阻分析

點焊不良缺陷樣品如圖1所示，點焊不良缺陷主要發(fā)生在加工樣件的壓邊部位。

圖1 電鍍鋅點焊不良缺陷形貌

分別對點焊缺陷樣件的壓邊部位和正常平面部位進行表面電阻測試，測試分上下兩個面進行，表面電阻結(jié)果如圖2所示。

圖2 壓邊及平面部位上下表面電阻分析

由圖2結(jié)果可知，樣品點焊不良的壓邊部位，表面電阻要明顯高于平面部位，推測為樣板在沖壓加工過程中，表面耐指紋涂層在壓邊部位堆積所導致表面電阻顯著升高。

2.2 表面微觀結(jié)構(gòu)分析

將樣件切割成小樣，對壓邊部位和平板部位區(qū)域進行SEM微觀分析，不同放大倍率壓邊部位的微觀組織結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 不同放大倍率壓邊部位表面SEM形貌

圖3中所選部位能譜結(jié)果如表1所示。

表1 壓邊部位能譜分析結(jié)果

由SEM及能譜結(jié)果可知，圖3中顏色更黑的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)為不導電的耐指紋涂層，表面經(jīng)過沖壓加工后，表面涂層受損，表面涂層向壓邊部位堆積，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，表面電阻大幅上升。

同時，對比了平面部位的微觀組織結(jié)構(gòu)，如圖4所示。

圖4 不同放大倍率平面部位表面SEM形貌

圖4中所選部位能譜結(jié)果如表2所示。

表2 平面部位能譜分析結(jié)果

由上述分析結(jié)果可知，平面表面同樣經(jīng)過沖壓加工，表面涂層受損，表面涂層向壓邊部位堆積，因此平面部位表面涂層要少得多，在400倍放大倍率下，表面只有少量黑色的耐指紋涂層成分，金屬基體被大面積暴露出來，因此表面電阻大幅降低。

2.3 表面輪廓分析

對樣品壓邊部位和平面部位區(qū)域進行表面輪廓分析，壓邊部位和平面部位的表面輪廓詳見圖5、圖6所示。

圖5 壓邊部位表面輪廓形貌

圖6 平面部位表面輪廓形貌

將測得的表面輪廓數(shù)據(jù)進行了對比，詳見表3。

表3 壓邊及平面部位表面輪廓對比

由表3對比數(shù)據(jù)可知，平面表面經(jīng)過沖壓加工，表面涂層受損，平面部位表面涂層要少得多，裸露出的基體更充分，因此粗糙度輪廓要大。而壓邊部位由于沖壓后表面涂層的堆積，表面存在更多的耐指紋涂層成分，金屬基體被大面積覆蓋，因此表面粗糙度輪廓更低，表面輪廓結(jié)果與SEM結(jié)果一致。

3 改善措施

通過點焊不良缺陷的微觀組織形貌及表面電阻分析，制定了針對點焊不良缺陷的工藝改善措施。

(1)在輥涂生產(chǎn)時，密切關(guān)注板面PMT烘干溫度，如必要時可適當降低機組速度以滿足較好的烘干溫度，保證表面涂層皮膜足夠的烘干固化能力，以增加表面涂層對沖壓加工的抗性，減少涂層沖壓后流動；

(2)對客戶有點焊需求的產(chǎn)品，對產(chǎn)品涂層厚度可適當按照下限來控制；

(3)在保證涂層其他性能正常的前提下，可使用高導電耐指紋涂層，該涂層具有較高的表面電導率，焊接性能優(yōu)良。

通過實施以上改善措施，電鍍鋅板點焊不良缺陷已得以大幅降低。

4 結(jié)論

本文應(yīng)用表面電阻、表面輪廓及掃描電鏡對電鍍鋅板點焊不良缺陷進行了分析，結(jié)果表明點焊不良缺陷是由于客戶端沖壓導致的耐指紋涂層堆積所致，因耐指紋涂層不導電，導致點焊部位表面電阻較正常部位顯著升高，從而導致點焊不良的產(chǎn)生。據(jù)此制定了相關(guān)改善工藝措施后，電鍍鋅板點焊不良缺陷已得以大幅降低。