精确控制箍带电阻点焊过程特性和接头质量的工艺方法技术

本发明专利技术公开了一种精确控制箍带电阻点焊过程特性和接头质量的工艺方法，焊接对象为0.5～1.0mm厚的不锈钢箍带，综合应用了优化控制电极压力、电极形状、预压时间、预热电流、预热通电时间、焊接电流、焊接通电时间、后压时间、焊点间距等参数的方法，消除了焊接过程飞溅和焊点表面灼伤，精确控制了熔核在三维方向的成形尺寸，减小了接头抗剪强度的波动程度，最终所得接头的焊点质量全部满足QJ1289的I级要求，将本单位电阻点焊一次合格率从原有的80％提升至100％。

【技术实现步骤摘要】
精确控制箍带电阻点焊过程特性和接头质量的工艺方法
本专利技术涉及电阻点焊领域，具体涉及一种精确控制箍带电阻点焊过程特性和接头质量的工艺方法。
技术介绍
随着航天动力技术的快速发展，当前的空间推进系统中存在着大量的压力容器，这些压力容器一般用不锈钢箍带进行固定，而此类箍带的制造技术又以电阻点焊为主。电阻点焊又叫压力电阻点焊，是指在压力的作用下，对被焊工件局部通过瞬时巨大电流，将接触点周围熔化以形成结合的一种焊接方法。虽然该方法结构、原理和设备简单，并且多年来在单位内几乎所有型号中应用，然而原有焊接工艺技术储备不足，相关工艺电气参数设置不够精确合理，导致生产过程中始终存在一些问题，诸如飞溅严重、焊点表面烧伤、熔核尺寸和力学性能波动较大，这些现象显著降低了箍带的焊接过程稳定性和一次合格率。
技术实现思路
为了精确控制箍带电阻点焊过程特性和接头质量，在分析研究各类参数对点焊过程和质量的影响规律基础上，本专利技术提供了一种精确控制箍带电阻点焊过程特性和接头质量的工艺方法，综合应用了控制电极压力、电极形状、预压时间、预热电流、预热通电时间、焊接电流、焊接通电时间、后压时间、焊点间距等参数，消除了焊接过程不稳定现象和提高了一次焊接合格率。本专利技术的精确控制箍带电阻点焊过程特性和接头质量的工艺方法的焊接对象为0.5～1.0mm厚的不锈钢箍带，具体按以下步骤实现：S1、将待焊试件的待焊面周边进行除油、清洗及烘干；S2、制作焊机所用的电极工装，根据焊接需求确定上下电极的材质(一般为铍钨铜或铬锆铜)、形状(一般为平面圆或半球)、尺寸、粗糙度(一般要求不大于6.3μm)和同轴度(一般要求不大于0.05mm)；S3、调制焊机中的焊接主程序，根据待焊试件的材质和厚度设置电极压力(一般为1.6～3.9kN)、预压时间(一般为500～800ms)、预热电流(一般为1500～3000A)、预热通电时间(一般为300～400ms)、焊接电流(一般为4500～7000A)、焊接通电时间(一般为100～200ms)、后压时间(一般为500～1000ms)等数值；S4、将待焊试件按某种形式进行装配，并保证搭接面间隙不大于0.05mm；S5、将装配好的待焊试件放置于下电极上，触发焊机开关进行第一次点焊，点焊完成后移动试件至第二个焊点预定位置，两点之间距离一般至少为8～10mm；再次触发开关进行第二次点焊，多次重复以上过程，最终完成该箍带上所有预设焊点的焊接工作；S6、将焊接试件分为熔核尺寸试验件和抗剪切力试验件两类，并分别点焊6对以进行相关项目检测，记录实测结果后与QJ1289的I级要求进行对比。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：综合应用了优化控制电极压力、电极形状、预压时间、预热电流、预热通电时间、焊接电流、焊接通电时间、后压时间、焊点间距等参数的方法，消除了焊接过程飞溅和焊点表面灼伤，精确控制了熔核在三维方向的成形尺寸，减小了接头抗剪强度的波动程度，最终所得接头的焊点质量全部满足QJ1289的I级要求，将本单位电阻点焊一次合格率从原有的80％提升至100％。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本专利技术实施例中步骤S4中的装配示意图；图中：1和5表示箍带与电极接触电阻，2和4表示箍带本体电阻，3表示箍带接触电阻。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。以下实施例中矩形平板试件采用局部搭接的方式进行电阻点焊，母材牌号为1Cr18Ni9Ti或06Cr18Ni11Ti，板材厚度分别为0.5/0.8/1.0mm。实施例S1、将待焊试件的待焊面周边进行除油(有机物)、清洗(无水乙醇)及烘干(80℃/1h)。S2、制作焊机所用的电极工装，确定上下电极的材质为铬锆铜，端面形状为平面圆形，上电极直径为6mm，下电极直径为12mm，上下表面粗糙度均为6.3μm，同轴度实测为0.04mm。S3、调制焊机中的焊接主程序，根据待焊试件的材质和厚度设置电极压力为1.8kN(厚度为0.5mm的箍带，下同)/3.0kN(0.8mm厚)/3.6kN(1.0mm厚)、预压时间为500ms、预热电流为1800A(0.5mm厚)/2600A(0.8mm厚)/3000A(1.0mm厚)、预热通电时间为320ms、焊接电流为4800A(0.5mm厚)/6400A(0.8mm厚)/7000A(1.0mm厚)、焊接通电时间为160ms、后压时间为800ms。S4、将待焊试件按图1的形式装配，实测搭接面间隙为0.02mm。S5、将装配好的待焊试件放置于下电极上，触发焊机开关进行第一次点焊。点焊完成后移动试件至第二个焊点预定位置，确保两焊点间距≥8(0.5mm厚)/9(0.8mm厚)/10mm(1.0mm厚)，再次触发开关进行第二次点焊。多次重复以上过程，最终完成该箍带上所有预设焊点的焊接工作。实测焊接过程无任何飞溅且焊点表面无灼伤变黑。S6、将焊接试件分为熔核尺寸试验件和抗剪切力试验件两类，并分别点焊6对以进行相关项目检测。最终实测熔核平均直径均大于2.5mm(0.5mm厚)/3.7mm(0.8mm厚)/4.1mm(1.0mm厚)，实测熔核焊透率均在50％～80％范围内，实测接头抗剪切力均大于2355N(0.5mm厚)/4650N(0.8mm厚)/6495N(1.0mm厚)，全部满足QJ1289的I级要求。以上对本专利技术的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本专利技术并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本专利技术的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种精确控制箍带电阻点焊过程特性和接头质量的工艺方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将待焊试件的待焊面周边进行除油、清洗及烘干；S2、制作焊机所用的电极工装，根据焊接需求确定上下电极的材质、形状、尺寸、粗糙度和同轴度；S3、调制焊机中的焊接主程序，根据待焊试件的材质和厚度设置电极压力、预压时间、预热电流、预热通电时间、焊接电流、焊接通电时间、后压时间；S4、将待焊试件按某种形式进行装配，并保证搭接面间隙合适；S5、将装配好的待焊试件放置于下电极上，触发焊机开关进行第一次点焊，点焊完成后移动试件至第二个焊点预定位置，再次触发开关进行第二次点焊，多次重复以上过程，最终完成该箍带上所有预设焊点的焊接工作；S6、将焊接试件分为熔核尺寸试验件和抗剪切力试验件两类，并分别点焊6对以进行相关项目检测，记录实测结果后与QJ1289的I级要求进行对比。

【技术特征摘要】
1.一种精确控制箍带电阻点焊过程特性和接头质量的工艺方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将待焊试件的待焊面周边进行除油、清洗及烘干；S2、制作焊机所用的电极工装，根据焊接需求确定上下电极的材质、形状、尺寸、粗糙度和同轴度；S3、调制焊机中的焊接主程序，根据待焊试件的材质和厚度设置电极压力、预压时间、预热电流、预热通电时间、焊接电流、焊接通电时间、后压时间；S4、将待焊试件按某种形式进行装配，并保证搭接面间隙合适；S5、将装配好的待焊试件放置于下电极上，触发焊机开关进行第一次点焊，点焊完成后移动试件至第二个焊点预定位置，再次触发开关进行第二次点焊，多次重复以上过程，最终完成该箍带上所有预设焊点的焊接工作；S6、将焊接试件分为熔核尺寸试验件和抗剪切力试验件两类，并分别点焊6对以进行相关项目检测，记录实测结果后与QJ1289的I级要求进行对比。2.根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，所述步骤S2中的电极的材质为铍钨铜或铬锆铜、形状为平面圆或半...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋凡，于康，孙亚非，唐磊，刘生建，徐晓丹，
申请(专利权)人：上海空间推进研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31