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【连接技术】RSWA铝点焊
发布时间:2020-09-22 07:37    文章作者:易发游戏网站

  最重要的是,铝合金表面具有高电阻及高熔点的氧化物阻碍电流形成回路。具体的对比项目如下表所示:

  铝合金的热导率比钢材的更大,可想而知铝合金在点焊时比钢材更容易损失热量,这就要求焊接时需要短时间,大电流。

  铝合金的电阻率远小于钢材,约为钢材的40%,这也要求铝点焊需要短时间,大电流。

  通过以上分析,我们知道,铝点焊时需要高电流和短的焊接时间。同时,因为铝的热导率高的问题,我们需要控制电流的上升时间在极短的时间内。钢铝点焊的电流大致如图6所示。

  2014款雪佛兰克尔维特跑车的制造采用了通用汽车公司(GM)多环圆顶电极专利技术,通用的技术被用在了凯迪拉克的CT6车型上。

  新电极在焊接面上设计了几个凸起的同心环,焊接时使相接触的铝合金表面产生变形,从而刺破铝合金表面的氧化层,这个过程对铝合金点焊工艺的稳固性至关重要。新开发的涂层刀片能够切掉电极焊接面上的凸起环,进一步推动了其在通用工厂的应用。电极帽与修磨刀片见图9。

  Centerline公司为特斯拉汽车开发了相关的铝点焊焊枪,与通用的相比在电流输入前期无需将电压变压,同时在焊枪中也只使用一个变压器。相比来说,焊枪节省了一台变压器,并且供电系统也节省了一台升压变压器,从整体成本来看,较Aro的方案介绍成本20%左右。森德莱推荐使用与铝合金接触面为超大半径(R>1mm)球面来替代平面的电极帽。该技术使用的电极帽与修模器如图10所示。

  上下电极选用不同的电极带,从而实现电极两端的热平衡,例如应用厚薄不均的多层板;

  采用电极带后,通水的铜电极直接接触母材,避免了焊后强冷导致在焊接超高强、铝合金等材料后产生裂纹。

  通用MRD电极铝点焊生产时,需要配备相应的四刀片修磨器,修磨频次为普通碳钢的5倍,约40~50点/次。由于技术保护等原因,目前仅应用于“通用汽车”,包括GM与SGM。

  森德莱FlexGun铝点焊(特斯拉使用的技术)其在北美铝材点焊枪领域供应了超过600把焊枪,占有60%市场。

  伏能士开发的Deltaspot使用70M的焊带能焊出5000~10000个点,电极带使用完需要重新更换,其可焊接任何类型的接头,即便是超高强钢、铝与铝,甚至是钢铝异种材料,并且有极高的工艺可靠性。2010年北美一家最大纯电动跑车制造商购买了6台Deltaspot用于铝合金车身的制造。经过测试后又购买了20台Deltaspot设备。另外,特斯拉Model S前期也有使用此种铝点焊技术。

  通过目视观察工件表面痕迹过大、焊接搭接处缝隙过大、焊点处是否有飞溅毛刺、有无裂纹等。产生的现象与原因如下表所示:

  多采取打试片的方法——取和工件材料厚度和材质相同的材料(试片大小根据每个主机厂的要求而定,也可参照供应商描述的大小进行)来焊接,在焊接完成后做剪切、拉伸或者剥离实验,以试片的检测性能来判断工件是否能达到性能要求。

  为了在不破坏产品的前提下需要判定产品熔核中是否有缩孔及裂纹,可通过超声波和X光来检测,由数字信号转换成图形信息,可准确形象的判定焊核的大小及焊接效果。

  焊接完成后,在特定的位置截切指定大小(每个公司的要求不一)进行金相断面的分析,从而判定铝点焊的焊点合格性。

  因铝合金熔点低、热导率高、表面易氧化等特性,铝点焊必须采用大电流、短时间、多脉冲、大电机压力,所以铝点焊对焊机、变压器及焊枪等的要求较高。目前,市面上常见的铝点焊形式有通用的MRD电极铝点焊、森德莱FlexGun铝点焊、伏能士的Deltaspot电极带式铝点焊等多种铝点焊方式。

  随着钢铝混合车身的流行,铝与铝、铝与钢的连接技术必将成为国内钢铝混合车身发展的一大障碍。而纵观钢铝混合车身的几种连接技术,SPR、FDS、拉铆等工艺都需要用到连接材料,除去对局部强度的影响不说,成本上而言这几种连接技术都比点焊要高出不少,这就是为什么我们要抓紧研究铝合金点焊的原因。

  另外,我们也必须看到,目前凯迪拉克CT6对铝点焊的应用也只限于门盖、侧围等外覆盖件与内骨架件之间这种非承载部位。

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