不锈钢点焊研究及其方法分析

杜宁++李采文

摘 要：由于201不锈钢的广泛应用及迫切需求，致使要对201不锈钢的使用性能及点焊工艺做充分的了解，为后续的工業应用和实际生产做好铺垫。因此，本文结合个人实践工作经验与相关参考文献，综合分析了国内外对不锈钢电焊的相关研究，对201不锈钢的点焊方法与内容进行详细分析，以供广大同行参考借鉴。

关键词：不锈钢电焊 研究现状 方法

中图分类号：TG44 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）09（b）-0040-02

正是因为不锈钢本身就具备较好的焊接性与耐腐蚀性，且价格十分低廉，因此，在工业制造领域之中得到了较为广泛的应用，受到了社会各界的广泛关注。近些年，随着我国城市发展进程的不断加快，更是迫切需求更加优质的、更加先进的焊接技术服务于经济社会的发展。所以，就必须对201不锈钢的使用性能及点焊工艺进行充分的了解，切实掌握点焊机理以及在点焊过程的影响因素，从而为今后的点焊工艺中提供有益的指导，使其焊点的力学性能能够达到使用要求，为以后更广泛地使用201不锈钢奠定坚实的技术基础。

1 不锈钢点焊的研究现状

1.1 国外对不锈钢点焊的研究

早在20世纪70、80年代初期，国外就已经对不锈钢电焊实施了研究工作，而自从Anik.Salahaddin等人对不锈钢板实施剪切试验以后，相关的研究试验更是层出不穷，所涉及的范围也更加广泛。直至20世纪90年代初期，人们将关注的重点放在了不锈钢点焊性能之上，Shinoda.Takeshi等基于自动化、合理化的发展趋势与基本原则，对不锈钢的点焊熔核尺寸心进行了研究，并逐渐开始对不锈钢疲劳方面的研究工作。而21世纪，在不锈钢的研究领域之中微型点焊与质量预测成为了关注重点，并逐渐开始应用有限元方法。

1.2 国内不锈钢点焊研究现状

从20世纪90年代初期我国开始不锈钢电焊的相关研究。在1991年初，乔俊杰，谭劲对冷轧、热轧不锈钢的不同厚度、不同种类实施了点焊试验，从而对不锈钢的可焊性和质量进行有效分析。而在近10年之中，我国的众多学者在研究了我国国情与不锈钢电焊实际发展情况的基础上，将研究的重点放在了不锈钢点焊工艺和性能之上，如吴家云对0Crl5Ni5Cu2Ti不锈钢板材的电阻电焊工艺进行研究、实验，从而判断在不同工艺条件之下不锈钢的性能；吴茂国等人分析并研究了SUS301L板电阻点焊接头的组织与性能；丁成钢等分析并研究了SUS301L不锈钢的电阻点焊工艺；陶汪等人对304不锈钢激光点焊工艺进行了分析与研究；罗保发等人针对电焊、凸焊会对低碳不锈钢00Crl8Ni9耐腐蚀性所带来的影响展开分析；赵小宁介绍了不锈钢车辆的制造技术；何俊，刘伟等人利用数值模拟方法对造成301L不锈钢点焊接头疲劳强度硬化的因素展开了分析；王春生、陈勇通过对三层不锈钢板电阻电焊温度场的模拟，对能够影响结果的接触电阻、材料热物性参数变化进行分析，确立出合理的边界条件，进而对201不锈钢的点焊熔核的形成过程进行明确；谢素明等人提出了一种全新的建模思想——位移主—从约束关系，并且以城市轻轨动车组的不锈钢点焊车体作为应用对象，以此对模型正确性进行验证。总体来讲，目前我国在不锈钢电焊领域的研究工作仍较为分散，许多领域都有涉及，但是都涉入不深尚未获得显著成果。在201不锈钢的点焊特性研究上仍应该给予高度重视进行深入研究。

2 不锈钢点焊方法及内容概述

2.1 点焊方法

点焊主要被分为两大类，即双面点焊、单面点焊。实施双面点焊时由于电极是从工件的两侧向焊接处集中馈电，所以，工件两侧往往存在一定的电极压痕，此时则可采用大接触面积的导电板作为电极，消除工件两侧的电极压痕。当同时焊接拥有两个或多个焊点的双面点焊时，应使用一个变压器将其电极进行并联，为了确保每一个焊点的电流基本一致，还要确保电流通路之中的电阻相等，每一个焊接部位的表面状态、电极压力、材料厚度相同。实施单面点焊时电极是由工件的同一侧向着焊接处集中馈电。在单面点焊过程中为了进一步降低电流密度，不形成焊点的电极可采用大直径、大接触面积。无分流的单面双点点焊，此时焊接电流全部流经焊接区。有分流的单面双点点焊，流经上面工件的电流不经过焊接区，形成分流。为了给焊接电流提供低电阻的通路，在工件下面垫有铜垫板。例如：在进行骨架构件和复板的焊接时，为了避免不适的地加热引起复板翘曲和减小两电极间电阻，采用了特殊的铜桥A与电极同时压紧在工件上。

2.2 点焊工艺参数选择

在点焊工艺参数的选择上应结合工件的材料性质、材料厚度、材料的焊接条件等诸多因素进行综合考量后予以选择。首先要对电机端面的形状、尺寸进行确定，之后对电极的压力、焊接时间予以选定，调整焊接电流并进行试样，直至熔核直径符合相关要求以后，在对电极压力在适当的范围之内予以调节，当焊点质量完全符合技术条件所规定的要求为止。撕开法是目前最为常用的检验试验方法之一，以试样选择工艺参数时，要充分考虑试样和工件在分流、铁磁性物质影响，以及装配间隙方面的差异，并适当加以调整。

2.3 点焊接头的设计

在对电焊结构进行设计时，必须要充分考虑到电极的可达性，即必须要确保电极能够方便抵达工件焊接处。同时，还做好边距、点距、搭接量、装配间隙等诸多因素的综合考量。

2.4 不锈钢的点焊

由于不锈钢具备着较高的电阻率，且导热性较差，所以，与低碳钢相比较可采用较小的焊接电流以及较短的焊接时间。但是因为不锈钢具备较高的高温强度，也就必须要实施较高的电极压力，以此防止不锈钢出现缩孔、裂纹等问题。此外，不锈钢还具备较强的热敏感性，所以，需要采用较短的焊接时间以及强有力的内外部水冷却，从而防止热影响区晶粒长大、晶间腐蚀现象的发生。通常情况下我们推荐使用2类或3类电极合金对不锈钢进行电焊，从而满足高电极压力的需求。

不锈钢点焊电极采用锥形电极，其材料为铬锆铜合金，电极直径视板厚而定。电极夹头用夹持电极导电和传递压力，故应有良好的力学性能和导电性。

2.5 电阻点焊前的工件清理

无论是点焊、缝焊或凸焊，在焊前必须进行工件表面清理，以保证接头质量稳定。清理方法分机械清理和化学清理两种。不锈钢、高温合金电阻焊时，保持工件表面的高度清洁十分重要，因为油、尘土、油漆的存在，能增加硫脆化的可能，从而使接头产生缺陷，因此，可采用激光、喷丸、钢丝刷或化学腐蚀。另外，将盐酸与硝酸3∶1比例制成王水，也可以很好地腐蚀不锈钢板材，实际生产中也广泛地使用王水腐蚀不锈钢材料。

3 结语

可以说21世纪是科技飞速发展的全新时代，作为基础行业的焊接技术水平为了适应科技的发展，时代的需要，也必须要不断地予以完善、改进。特别是随着我国城市建设发展进程的不断加快，对先进的、快速的、优质的焊接技术更是提出了迫切的需求。所以，在今后的工作中还应该继续加强对不锈钢电焊工作的研究，研发出更多的先进的焊接方法，使其更好地服务于社会经济建设。

参考文献

[1] 王洋.201不锈钢点焊过程的数值模拟[D].合肥工业大学，2009.

[2] 康丽齐，于菲.电阻点焊电极头形式对高强不锈钢焊点强度影响的试验研究[A].第八届中国智能交通年会[C].2013.

[3] 梁海，张文杨.3层1Cr17Mn9Ni4N含氮节镍奥氏体不锈钢带材电阻点焊接头组织和力学性能[A].中国机械工程学会焊接学会第十八次全国焊接学术会议[C].2013.

[4] 邱然锋，张柯柯，石红信，等.铝合金与不锈钢电阻点焊接合界面区的组织特性[A].第十五次全国焊接学术会议[C].2010.

[5] 张勇，谢红霞，马铁军，等.不锈钢电阻点焊熔核，冷却速度的计[A].第十六次全国焊接学术会议[C].2011.