双脉冲大容量电容储能凸焊方法技术

一种焊接技术领域的双脉冲大容量电容储能凸焊方法，将被焊的两个低合金钢工件搭接置于静止的下电极上，上电极下降，将工件接头部分相对下电极压实后，将电容器组充电至Ｕ↓［ｃ１］，并由程序控制换向器闭合、放电可控硅触发，向焊接变压器放电一次后断开换向器；经冷却后，同时使电容器组充电至Ｕ↓［ｃ２］，再通过换向器闭合及可控硅触发向焊接变压器进行第二次放电；通电结束断开换向器，经恒压维持后释放上电极，完成一次焊接过程。本发明专利技术在储能电阻凸焊上实现了焊接、回火双脉冲焊接，尤其适用于较大厚度低合金钢的点（凸）焊，对于保证接头强度、改善接头韧性及表面质量起到关键作用。同时，与其他电阻焊电源相比，也显著降低了对电网功率的容量要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种焊接
的方法，尤其是一种。
技术介绍
在汽车生产中，为了减轻汽车的整体质量，以节省汽车运行中的能耗，现在越来越多地采用低合金中高强度钢材。由于汽车车身及零部件装配中经常需要采用电阻凸焊或点焊工艺，而与普通低碳钢相比，低合金钢的电阻焊接头往往会出现韧性下降、脆性增加的现象。目前通常采用的交流单脉冲电阻点(凸)焊方法对低合金钢焊接，不仅接头表面质量低、韧性差，且对于焊接接触面较大的工件所需电网功率要求较大。经对现有技术文献检索发现，杨思乾等在《航空制造技术》2002(11)上撰文“TC3钛合金的双脉冲点焊试验研究”，该文研究表明在焊接热循环下，TC3钛合金的焊接接头及热影响区产生大量的钛马氏体组织，使接头塑性明显下降，用第二次脉冲对其点焊接头进行热处理，可提高接头的塑性，但该文采用的是采用常规的工频交流点焊机，只能用于钢板厚度和焊接面积较小的点焊情况。采用大容量电容储能凸焊方法可以产生集中的热量，保证厚板、较大焊接面积接头的强度，而且对电网输入功率要求低，但由于电容器充放电切换上的难点，在国内目前还未见的研究和应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种用于连接较大厚度低合金钢的。使其针对现有低合金钢电阻焊连接方法技术中的局限性，提高低合金钢连接接头的强度和韧性，以及低合金钢连接接头的表面平整性，显著降低对电网功率的容量要求。本专利技术是通过以下技术方案实现的，本专利技术将被焊的两个低合金钢工件(其中一件预先加工有凸缘)搭接置于静止的下电极上，上电极下降，将工件接头部分相对下电极压实后，电容器组采用电压跟踪式限流充电方式充电至Uc1，并由程序控制换向器闭合、放电可控硅触发，向焊接变压器放电一次(焊接脉冲)后断开换向器；经冷却后，同时使电容器组充电至Uc2，再通过换向器闭合及可控硅触发向焊接变压器进行第二次放电(回火脉冲)。通电结束断开换向器，经恒压维持后释放上电极，完成一次焊接过程，形成凸焊接头。Uc2通常小于Uc1其比例为Uc2＝0.5～0.7Uc1；焊接脉冲与回火脉冲间的冷却时间为0.5s～1s，接头越大、板厚越厚，冷却时间越长。所述的电压跟踪式限流充电方式，即通过实时检测电容器组的电压，按预先设定的规律反馈调节充电可控硅的导通角大小，使充电电流基本保持恒定，以减小对供电电网的瞬时冲击。本专利技术所采用的电容储能焊接设备的最大输入功率为72kVA，最高允许充电电压为440V，每次脉冲的最大放电能量为28000焦耳，电极最大压力为60kN，最大焊接效率为4.5秒/次。本专利技术利用大容量电容储能焊接方法能量集中的优点，用瞬时大电流储能焊接脉冲完成低合金厚板的凸焊过程，再用第二次放电脉冲对已形成的焊接接头进行回火，消除接头脆性，改善其韧性。用此种方法，可以解决汽车零部件生产中越来越推广使用的较大厚度的低合金中高强度钢的凸焊问题，并保证接头强度和韧性，改善接头表面质量，同时也减小焊接电流对供电电网的冲击。具体实施例方式以下提供实施例，对本专利技术技术方案作详细的陈述。实施例由Q15低合金钢材制成的汽车座椅转角器的双脉冲大容量电容储能凸焊，其实施过程如下1、采用双脉冲三相电容储能电阻焊机焊接上述的汽车座椅转角器。2、将转角器加工有两个凸缘的一件(厚度4mm)，凸缘向上放在焊机的平面型下电极上(每个凸缘是内径Φ4.6、外径Φ11、高为2mm的球形环)，并将转角器的另一部分(厚度4mm)按夹具定位放于其上。3、平面型上电极下降，并将转角器接头部分相对下电极压实(电极压力为47kN)。4、电容器组采用电压跟踪式限流充电方式充电至Uc1＝400V，并由程序控制换向器闭合、放电可控硅触发，向焊接变压器放电一次(焊接脉冲峰值为172kA，脉冲宽度为25ms)后断开换向器。5、经冷却0.5s后，同时使电容器组充电至Uc2＝0.5Uc1再通过换向器闭合及可控硅触发向焊接变压器进行第二次放电(回火脉冲峰值为100kA，脉冲宽度为15ms)。6、通电结束断开换向器，经恒压维持后释放上电极，完成一次焊接过程，形成转角器凸焊接头。以上实例所用的电网实际供电功率为60kVA，是常规交流焊接时的五分之一左右，焊接接头静拉伸强度达到3600N，超过产品合格要求(3100N)，断口为韧性断口，消除了单脉冲下形成的粗大马氏体组织，焊后两表面无明显压痕。权利要求1.一种，其特征在于将被焊的两个低合金钢工件搭接置于静止的下电极上，上电极下降，将工件接头部分相对下电极压实后，将电容器组充电至Uc1，并由程序控制换向器闭合、放电可控硅触发，向焊接变压器放电一次后断开换向器；经冷却后，同时使电容器组充电至Uc2，再通过换向器闭合及可控硅触发向焊接变压器进行第二次放电；通电结束断开换向器，经恒压维持后释放上电极，完成一次焊接过程。2.根据权利1所述的，其特征是，其中一个低合金钢工件焊接接触面上预先加工有凸缘。3.根据权利1所述的，其特征是，Uc2＝0.5～0.7Uc1。4.根据权利1所述的，其特征是，焊接脉冲与回火脉冲间的冷却时间为0.5s～1s，接头越大、板厚越厚，冷却时间越长。5.根据权利1所述的，其特征是，所述的电容器组充电，采用电压跟踪式限流充电方式，即通过实时检测电容器组的电压，按预先设定的规律反馈调节充电可控硅的导通角大小，使充电电流基本保持恒定，以减小对供电电网的瞬时冲击。6.根据权利1所述的，其特征是，所采用的电容储能焊接设备最大输入功率为72kVA，最高允许充电电压为440V，每次脉冲的最大放电能量为28000焦耳，电极最大压力为60kN，最大焊接效率为4.5秒/次。全文摘要一种焊接
的，将被焊的两个低合金钢工件搭接置于静止的下电极上，上电极下降，将工件接头部分相对下电极压实后，将电容器组充电至U文档编号B23K11/26GK1736649SQ20051002949公开日2006年2月22日 申请日期2005年9月8日 优先权日2005年9月8日专利技术者王敏, 阮慎孝, 倪纯珍, 芦凤桂, 钱静峰 申请人:上海交通大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双脉冲大容量电容储能凸焊方法，其特征在于：将被焊的两个低合金钢工件搭接置于静止的下电极上，上电极下降，将工件接头部分相对下电极压实后，将电容器组充电至Ｕ↓［ｃ１］，并由程序控制换向器闭合、放电可控硅触发，向焊接变压器放电一次后断开换向器；经冷却后，同时使电容器组充电至Ｕ↓［ｃ２］，再通过换向器闭合及可控硅触发向焊接变压器进行第二次放电；通电结束断开换向器，经恒压维持后释放上电极，完成一次焊接过程。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王敏，阮慎孝，倪纯珍，芦凤桂，钱静峰，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]