空調用鈑金件點焊缺陷及分析

2013-04-01 01:10:20朱振華藍健城

家電科技 2013年7期

朱振華藍健城

(珠海格力電器股份有限公司廣東珠海 519070)

1 引言

在空調鈑金件生產過程中，點焊已經成為焊接的重要工序，點焊質量的優劣直接影響產品焊接的質量，也對產品的外觀有一定的影響。因此，提高點焊的質量對產品的質量有重要的意義。本文通過對空調用鈑金件在點焊過程中產生的缺陷進行分析，可以對點焊的缺陷起到預防作用。

2 點焊原理

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通過強大的焊接電流，在鈑金件接觸面上形成真實的物理接觸點，并隨著通電加熱的進行而不斷擴大。塑變能與熱能使接觸點的原子不斷激活，接觸面消失，繼續加熱形成熔化熔核，獲得牢固的金屬鍵合后，接合面消失，得到柱狀晶生長較充分的焊點，點焊原理示意圖如圖1所示，圖2為DN-75點焊機實物圖。

圖2 DN-75點焊機

3 鈑金件點焊合格及缺陷分析

點焊接頭的強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的金屬微組織及缺陷，如圖3：點焊接頭結構簡圖，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 合格焊點的判定

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

3.2 點焊缺陷種類及原因分析

鈑金件點焊時，由于點焊電極直徑大小、點焊電流、電極壓力、鈑金件表面清理程度、點焊時間等原因都會造成點焊缺陷。

3.2.1 壓痕過深

圖5 壓痕過深

圖3 點焊接頭形成示意圖

鈑金件點焊時，若點焊電極直徑較小，電極端面接觸面積小，致使散熱面減小，從而熱量集中，導致熔化金屬增加，造成金屬溢出熔核區域，出現壓痕過深；電流過大，會使加熱過于強烈，金屬來不及發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度，也會有壓痕過深出現，如圖5所示。

3.2.2 焊點表面發黑

鈑金件或者電極表面清理不良時，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，造成局部區域過熱，包覆層被破壞，表面發黑，如圖6所示。

3.2.3 表面局部燒穿

電極修整太尖銳、導致電極端面尺寸過小，在點焊時電流急劇增加，金屬被熔化成液體，造成上下電極結合，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，由于接觸面積增大，電流密度減小，散熱效果增強，使焊接區加熱程度減弱，因而熔核尺寸過小；另一方面，電極冷卻過度，散熱也會加強，熔核尺寸也會過小；焊件表面清理不良時，油污和氧化膜使焊件接觸電阻增大，造成通電不正常，引起分流也會造成熔核尺寸過小。熔核尺寸過小，導致焊點發白，極易造成脫焊，如圖8所示。

圖6 焊點表面發黑

圖4 點焊破壞性試驗

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焊區域內的電阻熱量有關，從有關資料可以看出，焊透率A與電極直徑d及電流I、通電時間t成正比關系、與電極壓力成反比關系、隨著電流及時間的增加，焊透率增大。但是過大的電流和時間，將會產生燒穿的缺陷，使鈑金件的焊接強度大為降低。

3.2.6 熔核內部有縮孔及裂紋

在焊核結晶過程的高溫中，金屬強度很低，或存在脆性組織，不足于克服收縮所產生的拉力，易產生裂紋；焊件表面銹蝕等雜質進入焊核與某些合金元素形成低熔共晶，也會引起內裂紋；電流過大,溫度急劇變化，內外冷卻不平衡，限制了焊核結晶時的收縮，也會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，在焊件加熱結束后，應使電極壓力繼續適當延長一段時間,迫使焊核結晶在壓力作用下，產生一定的擠壓變形，以彌補金屬冷卻時的收縮,有助于防止產生裂紋和縮孔。

3.2.7 板縫間金屬噴濺