汽车用镀锌钢板电阻点焊可焊性的研究.pdf

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2011年(第33卷)第6期
Automotive Engineering
2011(Vol,33)No.
2011113
汽车用镀锌钢板电阻点焊可焊性的研究
林浩磊,沈洁,张延松,陈关龙
(上海交通大学,上海市数字化车身重点实验室,上海200240)
[摘耍]采用剥离试验、扫描电子显微镜和能谱仪等方法对比分析了不同镀层钢板对电阻点焊可焊性工艺窗
口和电极磨损的影响规律。结果表明,与纯锌镀层钢板相比,锌铁合金镀层钢板的点焊工艺窗口要宽33%左右;连
续点焊电极寿命约长4000点,原因在于纯锌镀层更容易与电极帽中的铜发生合金化反应。
关键词:镀锌钢板;电阻点焊;可焊性;电极黁损
A Study on the Weldability of Automotive Galvanized Steel
Sheet in Resistance Spot Welding
Lin Haolei, Shen Jie, Zhang Yansong &Chen Guanlong
Shanghai Jiaotong University, Shanghai Key Laboratory of Digital Autobody Engineering, Shanghai 200240
Abstract The effects of different coatings on the weldability and eletrode wear of automotive galvanized
steel sheet in resistance spot welding are comparatively analyzed by peeling test, scanning electron microscopy and
energy dispersive spectrometry. The results show that compared with pure Zn coated steel, the welding process win-
dow of Fe-zn coated steel is 33% wider and the lifespan of its electrode is much longer( some 4, 000 spots more)
The reason of the latter is that alloy reaction with copper in electrode tip is easier to happen for pure-zhn coating
Keywords: galvanized steel sheet; resistance spot welding; weldability; electrode wear
的钢板在我国汽车厂均有应用,但我国的大型钢厂如
前言
宝钢等主要生产纯锌镀层的钢板,而锌铁合金镀层钢
板因成本较高产量较少1],为此,我国部分汽车制
近年来,新一代汽车产品对车身耐腐蚀性能提造厂商正在用纯锌镀层钢板代替锌铁合金镀层钢板。
出了更高的要求。据报道,造成汽车损坏的重要原然而,在钢板替代过程中,原有焊接工艺规范是否满
因之一是腐蚀,全世界每辆汽车由于腐蚀造成的损足点焊接头性能及质量要求还须要做进一步验证。
失平均每年约150~250美元。为解决该问题,车身
针对不同镀层钢板对点焊接头性能的影响,国
采用耐腐蚀性能更好的镀锌钢板,以提高整个白车内外专家学者已开展相关研究工作。文献[4]中的
身使用寿命。镀锌钢板按不同的镀锌方式主要分为研究结果表明,要形成相同尺寸的熔核,纯锌镀层钢
电镀锌(EG, electro- galvanizing)和热浸镀锌(HDG,板比合金化镀层钢板需要更大的电流,并且随着合
hot dip galvanizing)两种。根据镀层成分不同,热浸金中铁含量的提高,所需的电流差值增大。文献
镀锌又可分为纯锌镀层(GI, galvanized)和锌铁合金[5]中通过SEM方法分析了铬锆铜电极与热镀锌钢
镀层(GA, galvanneal)两种。目前,欧美汽车厂采用板点焊2000点后的电极帽微观组织,并通过EDS
纯锌镀层的钢板较多,且镀锌层较厚,一般为60~分析了不同反应层化学成分的变化。文献[6]中计
90g/ma2;而日韩汽车厂则采用锌铁合金镀层的钢板算了生成1.8molB-bras时,锌铁合金镀层及纯锌镀
较多,且镀锌层较薄,一般为30~50g/m2。两种镀层层需要吸收的 Gibbs自由能量,认为纯锌镀层更易
国家自然科学基金(50905111)资助。
原稿收到日期为2010年9月15日,修改稿收到日期为2010年11月4日。