电极结合常见问题有效解决方案
结合问题为何发生——我们能做什么预防?
最近我们谈了许多可用于电阻点焊电极的不同材料——单独或组合需承受大电流和大压力。但那非全貌。即使有100%渗透铜钨电极,比例如30%铜70%钨,提供两材料最佳——钨高温卓越稳定性强度、铜优异热导电性……即便如此,事情仍可能出错。
因除选择点焊电极材料外,还须有良好电极设计制造才能获一致高质量焊缝——更别提从电极投资获最长寿命。不仅需正确材料、尖端杆部轮廓,还需电极制造中适当结合。
电极结合为何重要
电极设计结合缺陷导致终产品焊接质量变异,含弱焊或失败焊。因电极自身缺陷连接降低热导率、致电极电阻波动。这些缺陷也减短电极寿命,需更频繁维修更换。
例如,钨或钼合金配铜杆电极适合许多电阻点焊应用。毕竟钨钼高熔点、高温稳定,铜电极杆快速散热。但制造商用钎焊工艺连接这些合金到铜杆时问题产生。
钎焊填充金属在电极材料与电极夹持器连接处分布不均,导致影响电阻、降低热导率的气孔。最终导致结合质量不一致,气孔减少电极有效结合面积。此外,毛细作用不足或钎焊中零件错位导致空隙也降低电极结合强度。
电极尖端发热问题也可由电极结合缺陷引起。因焊接电流通过电极时产热广泛——在电极本体、电极尖端、尖端-工件界面、被焊工件、工件-工件界面。随后续焊接,电极尖端残余热在稳定前累积至某平均值,视焊接速率和焊接能量而定。
手工焊接慢速时残余尖端热通常非大问题——但自动化焊接环境焊接速率达每秒一焊或更快时可能成大问题。此处残余电极尖端热可导致焊接问题:
- 工件变形增加
- 工件开裂
- 尖端快速氧化
- 尖端工件材料/镀层快速堆积
- 焊接强度降低
- 严重尖端-工件粘连
- 严重尖端几何磨损
- 尖端寿命缩短
过大焊接电流密度也导致严重电极粘连、尖端区域变形、尖端长度弯曲——进而削弱电极结合能力。此外,油、油脂、锈/氧化皮、氧化皮、污垢等表面污染物可形成屏障阻碍电极制造中适当钎焊——导致电极材料实际从杆部脱落。
如何避免电极结合故障
庆幸,我们可通过在电极和杆间创建无缝连接解决上述许多问题。用更好电极-夹持器结合方法,可获更一致电阻和热导率、更可复现焊接性能、更长电极使用寿命。一种无缝连接方法是钨、钼及其合金(含铜钨、银钨、银碳化钨)电极组件的无缺陷结合(NDB)。
无缝结合电极指杆与电极尖端间无填充材料、接近100%连接,创建更有效结合面积、进而产生工件间更强更一致焊缝。此外,无缝结合电极优化热循环,减少热负载和电极消耗。
NDB情况下,方法保持电极材料组分特性,在模具中熔融材料形成仅几微米结合。异于钎焊电极,NDB电极因电极-杆无缝连接提供恒定热导率和电阻。
将电极结合与材料选择同等重视
无正确焊接电极设计制造,终产品饱受工艺低效、电极失效、弱焊缝导致生产延误。电极适当结合——用NDB等工艺——与材料选择同等重要,确保焊接质量一致、最小电极粘连、最大电极寿命。
简单说,电极组成材料间结合越好,焊接结果越好更可复现。若想了解NDB方法及其制造电阻点焊电极优势,可下载免费白皮书《电阻点焊电极无缺陷结合》。
工业技术