Welding
Technology Vo
1.
41 No.3 Mar.
2012
文章编号:
1002-025X(2012)03-0019-04
·工艺与新技术.
19
热;中压高强钢伺服点焊工艺
陈树君,王超,于
洋,白韶军,卢振洋,白立来
(北京工业大学汽车结构部件先进制造技术教育部工程中心,北京
100124)
摘要:热冲压高强钢点焊过程易产生飞溅、缩孔,并且存在热影响区软化等现象。通过对热冲压高强钢点焊工艺初步分析表明,热冲
压高强钢点焊需采用较大电极压力。采用恒流模式,当电极压力为
4.2kN
时进行点焊,点焊过程易产生飞溅,导致焊接窗口较小,并
且熔核中存在缩孔缺陷。采用合理的点焊锻压力可以显著抑制缩~1..产生。智能调控(I
QR)
点焊模式根据动态电阻的变化,自适应调节
热量输入,可大大降低飞溅卒,且保证点焊质量的稳定性。
关键词:热冲压高强钢;点焊;伺服;飞溅;缩孔
中图分类号:
T
G4
53
文献标志码
B
o
"5
1
言
"节能、环保、安全"是
21
世纪汽车发展的三大
主题。由于
759
毛的汽车燃油消耗直接与汽车自身质
量相关,而汽车自身质量每减少
10%
,即可节省燃油
3%-7%
,同时汽车废气排放也将相应减少,轻量化
成为汽车开发与制造的一大目标[I
J
。热冲压高强钢是
超高强度钢种中轻强度级别最大的钢种。热冲压高强
钢成形与热处理同时完成
不但使成形件具有优异的
力学性能,而且解决了由于钢板强度级别提高而使成
形性变差问题
[2J
必将在汽车重要受力构件(如防撞
梁、
B-
柱等)上得到广泛应用[到。
热冲压高强钢在国外高级轿车上已有应用,如凯
迪拉克
CTS
的车门内部及内外挡板均采用马氏体钢[剑。
国内北京奔驰公司
C
级车上已经有部分加强板使用
了德国阿塞勒公司的
Usiborl500
马氏体高强钢板
[5J
。
但是,有关热冲压高强钢焊接性问题的文献在国内外
检索还很少,基本无参考资料。
北京工业大学与机械科学研究总院、北京汽车制
造厂有限公司、北汽福田汽车股份有限公司等单位进
行产学研合作,开展超高强钢热冲压及点焊连接技术
研究,本文即是在此基础上对热冲压高强钢点焊焊接
性关键问题进行初步的分析。
收稿日期
2011-07-23
基金项目:科技重大专项基金资助项目
(2009ZX04014-072-03)
1
试验设备及材料
点焊焊接设备为
NIMAK
机器人
X
形点焊钳,电
极为直径
20
mm
的锥面电极,电极端面直径为
8
mm
。配备
SCM
012
伺服压力控制器及
HWI2008
中
频电源控制柜。额定电极压力为
7.0kN
,额定功率为
130
kV.A
。
试验材料为
22MnB5
,板厚为
2
mm
,供货状态
为冷轧态,组织为铁素体和珠光体。热冲压成型后
得到具有板条状马氏体组织的超高强度钢,抗拉强
度在
1600
MPa
左右。
2
焊接性初步分析
试验采用
4.2
kN
及
6.0
kN
这
2
种电极压力,恒
流模式,改变点焊电流参数,具体见表
1
。
表
1
点焊工艺参数
图
1
为
2
种电极压力下的熔核直径随点焊电流
的变化曲线。熔核直径随点焊电流的增大而增大,
当电极压力为
4.2
kN
,点焊电流增大到
8.0
kA
时,
焊接过程产生飞溅,熔核直径不再增大。电极压力
为
6
kN
时,点焊电流的变化范围增大到
9.5
kA
。如
按照熔核直径
4
Vt为焊接窗口的下限
[6]
以焊接过
程出现严重飞溅时作为焊接窗口的上限,可知当电极
压力为
4.2
kN
,焊接电流窗口应为
7.0-7.5
kA
。对于