一:铝合金的材料特性
铝合金板
铝挤压型材
铝真空压铸件
采用铝合金板件主要有以下优势
铝的密度约为钢的1/3,在满足相同性能要求的情况下,可比钢制零件轻60%;
车辆发生碰撞时,铝比钢能多吸收50%的能量;
我国铝资源丰富,产量占全球的1/3;
铝可循环回收利用,国家发改委、科技部和环保zongju明确提出:2017 年,我国所有国产车及进口
汽车的可回收利用率将达到95%左右;
90%的汽车用铝可以循环利用,采用回收铝生产的汽车零件耗能是使用原铝耗能的1/6~1/7 。
且经实验证明,若汽车整车重量降低10%,燃油效率可提高6%~8%;汽车整备质量每减少100kg,每百公里油耗可降低0.3~0.6L;汽车重量降低1%,油耗可降低0.7%
先进的铝合金连接工艺介绍:
铝合金与钢材物理性能比较
塑形温度范围
铝合金比钢材的塑形温度范围更低,因为铝合金有更低的熔点。(480 到640 °C 对比于1480到1540°C)
铝合金的塑性变形温度范围约有90度,与钢材相比,具有更宽的范围540度
铝合金更难形成拥有足够塑性材料的熔核。、
热导率
比钢材更大
铝合金的热损失率更高
需要短时间,大电流
电阻率
铝合金电阻率低于钢材,约为钢材的40%
需要短时间,大电流
相同GMT的铝合金焊接所需电流为钢材的3-5倍
铝合金的分流效应造成的电流损失比钢材更加严重
二:铝点焊原理
铝合金电阻点焊工艺
是利用电极对待焊接件两端施加高压,使得待焊接件之间充分接触并通以电流,通过工件接触面及邻近区域产生的电阻热效应,使得焊接件温度升至一定高度后,使其焊接件达到熔化或塑性状态,再通过冷却后的冷却结晶形成焊点。
原理
铝电阻点焊焊接由3部分组成:预热+焊接+多脉冲焊接
第一部分:预热
作用:去除铝材表面杂质油污,保证板材接触良好,为电流上升作基础。(电流较小)
第二部分:焊接
作用:击穿铝材表面的氧化层。电流较大,通常比后面的多脉冲焊接电流大
第三部分:多脉冲焊接
作用:影响焊核尺寸大小
铝合金点焊与钢材点焊的比较
更低的熔点(过程时间短)
塑形变形温度铝合金90°C、钢材540°C
焊接电极需要更多的冷却水
低电阻率以及高导热系数
很难保证焊接温度以及保温形成焊核
铝合金分流比钢材更明显
凝固过程中铝合金更易形成裂纹
铝合金表面具有高电阻以及高熔点的氧化物阻碍电流形成回路
热导率与熔核温度
铝合金有高导热系数以及很大的软化区域
球面或小直接焊接面电极帽不能覆盖铝合金焊核以及全部软化区域
需要大直径平面,其他与钢材焊接相同的电极帽
采用低密度电流减少生产影响
焊枪电极帽使铝合金焊核/PMZ/软化区域稳定
低焊核温度—电极无软化变形
铝合金焊接特性
三:焊枪简介
焊枪整体结构介绍
冷却系统
由于铝焊枪所需的电流较大,冷却的要求较高:
需要两进两出的水管冷却对于冷却电极杆和电极臂的水路,需要8L/min的水流量;对于冷却变压器的回路,需要15L/min的水流量。
变压器系统
由于铝焊枪所需的电流较大,变压器的要求较高:一般采用170KVA-220KVA的变压器。具体的需求需要根据板材决定。
焊枪
由于铝材的特性,需要短时间大电流焊接,并且融核需要保持的比较好。铝焊接一般不建议电极杆偏角度。电极杆在焊接施加压力是的变形量是需要控制的,否则容易造成焊接效果不好。由于枪体,电极杆和电极臂需要刚度较好,焊枪重量会在160-190Kg之间。
电极帽
由于铝焊接在某些场合需要较大的压力,推荐使用直径20mm的电极帽。直径20的电极帽的散热性会比直径16mm的电极帽好。当然,有个别厂家会使用直径16mm的电极帽