鍍鋅鋼板燃油箱制造過程中的電阻焊——科技論文

    現(xiàn)在我國(guó)汽車的燃油箱一般都是采用鍍鉛板進(jìn)行制造，不僅成本過高，還及其容易導(dǎo)致環(huán)境污染。在將鍍鋅鋼板用來制造燃油箱后，不僅可以大大降低成本，還可以保證減少對(duì)環(huán)境的污染以及員工的身體危害，但是必須保證其使用壽命大于原燃油箱。但是，在制造過程中我們遇到一個(gè)非常大的挑戰(zhàn)，那就是電阻焊難焊的問題，尤其是有氣密性要求的縫焊問題。在制造過程中，國(guó)外多是采用鋅附著量較小的電鍍鋅鋼板來代替縫焊，但是這樣將使得燃油箱壽命大大降低。為了找到鍍鋅鋼板電阻焊困難的原因，我們?cè)诮?jīng)過反復(fù)研究后，提出了一套確定工藝參數(shù)相關(guān)的理論，經(jīng)過跟蹤調(diào)查發(fā)現(xiàn)，效果良好?，F(xiàn)將實(shí)驗(yàn)情況進(jìn)行如下分析：

一、實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)備

（1）材料情況

    燃油箱一般是使用鍍鉛鋼板進(jìn)行制造，鍍層元素的物理性能決定了鍍鉛板和鍍鋅板電阻焊之間的差異。實(shí)驗(yàn)選用的材料是鍍鉛鋼板，這兩種材料鍍層元素鉛以及鋅的物理性能如見表1所示。

表1 鍍層元素鉛物理性能

（2）設(shè)備情況

在本次試驗(yàn)中選用了點(diǎn)焊、凸焊以及縫焊設(shè)備，他們的詳細(xì)情況下表2。

表2 點(diǎn)焊、凸焊以及縫焊設(shè)備概況

注：錐體平面為點(diǎn)焊電極的幾何形狀，厚度7. 5mm為 縫焊電級(jí)的幾何形狀，  極端厚為6mm的滾輪電極。

二、電阻焊接

2.1 點(diǎn)焊

    點(diǎn)焊在汽車燃油箱上主要是用于本體與隔板、加油管支架之間，起到連接的作用。由于鍍層以及電極間在高溫焊接的條件下會(huì)發(fā)生合金化反應(yīng)，當(dāng)焊接次數(shù)到達(dá)一定的數(shù)量后，會(huì)在電極的表面形成一層鋅銅合金,這不僅使得電極出現(xiàn)嚴(yán)重的磨損，還擴(kuò)大了焊接表面的直徑，導(dǎo)致電流密度變小，焊接質(zhì)量嚴(yán)重下降，甚至還會(huì)產(chǎn)生坑蝕[1]。

    經(jīng)過詳細(xì)的分析，我們認(rèn)為對(duì)點(diǎn)焊進(jìn)行合理的電極冷卻是十分重要的，必須保證冷卻水流足夠充分，從而保證電極能夠在溫室中工作。試驗(yàn)告訴我們，水流量應(yīng)該控制在0.5L/min，這是最佳的效果。此外，還要將打點(diǎn)次數(shù)增加大2000點(diǎn)左右，不要超過，這與鍍鉛板點(diǎn)焊差不多[2]。

    針對(duì)點(diǎn)焊時(shí)的飛濺問題，其主要原因是由于鋅的沸點(diǎn)過低造成的，只要在操作時(shí)把握好焊接的時(shí)間以及冷卻水的流量即可。試點(diǎn)還確定了點(diǎn)焊接頭的工藝參數(shù)，詳細(xì)見表3。

表3點(diǎn)焊接頭的工藝參數(shù)

 2.2 凸焊

    燃油箱內(nèi)的放油孔其實(shí)是將一個(gè)直徑為16mm的六角螺母內(nèi)孔和其自身的沖孔相焊接而形成的。螺母其實(shí)也有超薄的鍍層，但是在焊接時(shí)，相比點(diǎn)焊或縫焊，其和鍍鋅板之間的鍍層厚度要減少一半，并且焊接起來較前兩者都更加容易，詳細(xì)可見表4其工藝參數(shù)。

                         表4 凸焊接頭的工藝參數(shù)

2.3 縫焊

    縫焊在采用鍍鋅板時(shí)對(duì)容器氣密性要求比較高，通過分析我們知道， 鍍鋅板與鍍

    鉛板電阻焊之間的的差異，其實(shí)是由鋅和鉛物理性質(zhì)的不同決定的，包括元素的硬度、熔點(diǎn) 等，這些都對(duì)焊接性能產(chǎn)生較大的影響。當(dāng)然，其中影響最大的要數(shù)元素沸點(diǎn)溫度了。              表5中是縫焊最佳工藝參數(shù)，它使用的焊接燃料箱長(zhǎng)度達(dá)到950mm，有效地避開了滲漏[3]。

                           表5 最佳工藝參數(shù)

四、結(jié)語(yǔ)

    通過試驗(yàn)我們知道，鍍鋅鋼板燃油箱的電阻焊在制造過程中的確存在許許多多的問題，當(dāng)外界條件一定時(shí)，我們要考慮其焊接是否規(guī)范合理，這樣不僅能夠理清思緒，然后針對(duì)問問，強(qiáng)勢(shì)解決。在進(jìn)行鍍鋅板焊接時(shí)，極其容易導(dǎo)致電極磨損，在這里我們建議選擇相對(duì)比較廉價(jià)的Cu - Cr與Cu-Zr電極。在試驗(yàn)中，我們確定了工藝參數(shù)的具體措施，采用鍍鋅鋼板制造燃油箱不僅能獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益，還能得到更好的社會(huì)效益。

【參考文獻(xiàn)】：

[1] 吳志生，單平，廉金瑞，等．深冷處理提高鍍鋅鋼板電阻焊電極壽命的機(jī)理［J］．焊接學(xué)報(bào)，2009，4（4）：7－10．

[2] 殷美慶，王敏，蔣鏡昱，等．鍍鋅鋼板電阻電極壽命研究［J］．電焊機(jī)，2010，33（5）： 14－15．

[3] Chen Zheng ， Zhou Y ． Surface modification of resistance welding electrode by electro-spark deposited composite coating ： Part 1 Coating characterization［J］． Surface and Coating Technology， 2010， 201（6）：1 503－1 510．