镀锌钢板的电阻焊研究

文/明安均

【摘要】相对其他普通钢板来说，镀锌钢板拥有极好的耐腐蚀性，电阻焊是一种重要的生产工艺，在众多领域得到越来越广泛的应用，如汽车、家电、金属容器、建筑等。但是镀锌钢板电阻焊的电极的寿命却是非常短。现如今，新型的电阻焊电极材料也一直在研发当中，人们极力想提高电阻焊的使用寿命。近几年，各国都对镀锌钢板的电阻焊进行了大量的研究，力求能够找到解决能够克服电阻焊中存在的各种性能问题，从而降低制造电极材料的相关成本。本文主要就展开了镀锌钢板的电阻焊相关的研究，并分析了当前在镀锌钢板中遇到的一些难题，并针对这些难题提出相应的解决方法。

【关键字】镀锌钢板；电阻焊

0 引言

现在我国汽车的燃油箱一般都是采用镀铅板进行制造，不仅成本过高，还及其容易导致环境污染。在将镀锌钢板用来制造燃油箱后，不仅可以大大降低成本，还可以保证减少对环境的污染以及员工的身体危害，但是必须保证其使用寿命大于原燃油箱。

但是，在制造过程中我们遇到一个非常大的挑战，那就是电阻焊难焊的问题，尤其是有气密性要求的缝焊问题。在制造过程中，国外多是采用锌附着量较小的电镀锌钢板来代替缝焊，但是这样将使得燃油箱寿命大大降低。为了找到镀锌钢板电阻焊困难的原因，我们在经过反复研究后，提出了一套确定工艺参数相关的理论，经过跟踪调查发现，效果良好。现将实验情况进行如下分析。

1 实验材料与设备

1）材料情况

燃油箱一般是使用镀铅钢板进行制造，镀层元素的物理性能决定了镀铅板和镀锌板电阻焊之间的差异。实验选用的材料是镀铅钢板，这两种材料镀层元素铅以及锌的物理性能如见表1所示。

表1 镀层元素的物理性能

2）设备情况

在本次试验中选用了点焊、凸焊以及缝焊设备, 他们的详细情况如下表2。

表2 点焊、凸焊及缝焊设备概况

注：锥体平面为点焊电极的几何形状，厚度7.5mm为缝焊电级的几何形状，极端厚为6mm的滚轮电极。

2 电阻焊接

2.1 点焊

点焊在汽车燃油箱上主要是用于本体与隔板、加油管支架之间，起到连接的作用。由于镀层以及电极间在高温焊接的条件下会发生合金化反应，当焊接次数到达一定的数量后，会在电极的表面形成一层锌铜合金，这不仅使得电极出现严重的磨损，还扩大了焊接表面的直径，导致电流密度变小，焊接质量严重下降，甚至还会产生坑蚀。

经过详细的分析，我们认为对点焊进行合理的电极冷却是十分重要的，必须保证冷却水流足够充分，从而保证电极能够在温室中工作。试验告诉我们。水流量应该控制在0.5L/min，这是最佳的效果。此外，还要将打点次数增加大2000点左右，不要超过，这与镀铅板点焊差不多。

针对点焊时的飞溅问题，其主要原因是由于锌的沸点过低造成的，只要在操作时把握好焊接的时间以及冷却水的流量即可。试点还确定了点焊接头的工艺参数，详细见表3。

表3 点焊接头的工艺参数

2.2 凸焊

燃油箱内的放油孔其实是将一个直径为16mm的六角螺母内孔和其自身的冲孔相焊接而形成的。螺母其实也有超薄的镀层，但是在焊接时，相比点焊或缝焊，其和镀锌板之间的镀层厚度要减少一半，并且焊接起来较前两者都更加容易, 详细工艺能数可见表4。

表4 凸焊接头的工艺参数

2.3 缝焊

缝焊在采用镀锌板时对容器气密性要求比较高，通过分析我们知道，镀锌板与镀铅板电阻焊之间的的差异，其实是由锌和铅物理性质的不同决定的，包括元素的硬度、熔点等,这些都对焊接性能产生较大的影响。当然，其中影响最大的要数元素沸点温度了。表5中是缝焊最佳工艺参数，它使用的焊接燃料箱长度达到950mm，有效地避开了渗漏。

表5 最佳工艺参数

3 结论

通过试验我们知道，镀锌钢板燃油箱的电阻焊在制造过程中的确存在许许多多的问题，当外界条件一定时，我们要考虑其焊接是否规范合理，这样不仅能够理清思绪，然后针对问问，强势解决。在进行镀锌板焊接时，极其容易导致电极磨损，在这里我们建议选择相对比较廉价的Cu-Cr与Cu-Zr电极。在试验中，我们确定了工艺参数的具体措施，采用镀锌钢板制造燃油箱不仅能获得较好的经济效益，还能得到更好的社会效益。