多步法原位制备TiB2颗粒增强点焊电极用铜基复合材料及其应用

为提高点焊电极的使用寿命,采用多步法制备TiB2增强的铜基复合材料。采用X射线衍射(XRD)、金相显微技术、扫描电镜(SEM)等表征手段对多步法制备的TiB2增强的铜基复合材料物相、微观形貌进行分析。通过对复合材料力学性能指标测量发现,多步法制备所制备的铜基复合材料具有较好的综合力学性能,将多步法制备的铜基复合材料加工成点焊电极,其寿命测试结果相较于其它对比样最高,寿命达到1500个焊点,是普通铬锆铜点焊电极寿命的2.6倍。

点焊电极表面电火花沉积TiB_2涂层的特征

在CuCrZr电极表面通过电火花振动沉积制备了TiB2功能涂层,测试了功能涂层的显微形貌、物相、硬度以及界面元素分布。试验表明,TiB2涂层电极具有典型的电火花涂层结构,存在明显的元素互扩散,表明功能层与基体之间为冶金结合。但TiB2涂层结构不致密,存在裂纹和孔洞,硬度较低。随着电火花电容和电压的增加,涂层的硬度降低。元素扩散和涂层氧化的加剧,是导致涂层硬度降低的主要原因。由于基体Cu的气化、脆性剥落和熔敷棒的切削作用,沉积TiB2后基体质量反而降低。高电压下电火花沉积以及预涂敷Ni,都会导致基体质量降低更多。

点焊电极表面电火花沉积复合涂层的组织和性能

采用振动电极电火花沉积的方法在点焊电极表面得到合金复合涂层,用XRD、SEM、EDX,显微硬度仪以及焊接试验研究了涂层的显微组织和性能。结果表明,沉积涂层是由TiC、Cu、CuNi2Ti组成的复合涂层;复合涂层形貌的主要特征是表面呈现裂纹以及由于电弧放电引起的飞溅坑;涂层与基体之间是良好的冶金结合;在1N载荷下复合涂层的显微硬度HV高达1144。与无涂层的电极相比,电火花沉积处理的电极寿命提高了1.4倍。

电火花沉积工艺对点焊电极TiC沉积层厚度的影响

为了改善镀锌钢板点焊电极的寿命,选用铬锆铜球型点焊电极,以TiC作为熔敷材料,进行了点焊电极表面电火花沉积TiC工艺试验。通过正交试验考察了沉积工艺参数(电容、基体电极转速、振动频率、沉积时间)以及前处理与后处理对沉积层厚度的影响。结果表明,电容是影响电火花沉积层厚度的主要因素;振动频率对沉积层厚度有一定的影响;基体电极转速、沉积时间对沉积层厚度影响较小。试验条件下最佳的工艺参数是:电容量30000μF,基体电极转速1320r/min,振动频率50Hz,沉积时间120s。前处理(沉积前清洗)对其厚度影响很小。后处理(沉积后700℃×30min退火)促进元素扩散并减小沉积层厚度。

电火花沉积工艺对点焊电极TiC沉积层硬度的影响

为了改善镀锌钢板点焊电极的寿命,在电极表面进行了电火花振动熔敷TiC的工艺试验。通过正交试验考察了沉积工艺参数(电容、基体电极转速、振动频率、沉积时间)对沉积层硬度的影响,并考察了对基体材料进行前、后处理对沉积层硬度的影响。结果表明,电容是影响电火花沉积层硬度的主要因素;振动频率、基体转速、沉积时间对沉积层硬度影响较小。试验条件下最佳的工艺参数为:电容量30000μF,基体转速1320Hz,振动频率A档,沉积时间120s。前处理改善界面,对沉积层硬度影响小;后处理促进元素扩散,降低沉积层硬度,但减少了过渡层的微孔和微裂纹。

电阻点焊电极的研究进展与发展趋势

电极是电阻点焊工作过程中最关键的部件,电极性能的优劣直接影响点焊的焊接质量和焊接效率。介绍了点焊电极的失效形式和失效机理,分别论述了点焊电极成分、强化工艺和结构设计以及点焊工艺和被焊件材料对电极性能的影响,提出了改善点焊电极寿命的未来研究发展趋势。

点焊电极表面电火花强化TiC-TiB_2涂层

以Ti、B4C和Cu等粉末为原料,采用自蔓延高温合成工艺制备TiC-TiB2复合材料,并通过电火花表面强化在点焊镀锌钢板用电极的表面制备TiC-TiB2复合强化层。用四探针法测量了强化层的电导率,利用SEM和XRD分析了强化层的微观结构和物相,运用点焊实验测试了强化电极的使用寿命,初步分析了强化层对电极失效的影响。结果表明:电火花强化层致密无明显分层,强化层与基体间为牢固的冶金结合;强化层物相主要为TiB2、TiC、B2O3和Cu等,强化层中的非晶组织和组织细化使其衍射峰宽化;TiC-TiB2复合强化层的导电率可达86.53%IACS,具有良好的导电性能,适合制作点焊电极材料;强化电极的点焊寿命比无强化层电极大约提高了4倍。

CrZrCu电阻点焊电极焊接镀锌钢板失效原因分析

为分析CrZrCu电阻点焊电极焊接镀锌钢板失效快的原因,文章通过统计电极端部直径的变化趋势,利用扫描电镜、X衍射仪、显微硬度计对焊点及失效电极端面物相和横截面硬度进行了分析。结果发现在焊接镀锌钢板时,导致CrZrCu电极失效的原因表现为,电极的粘连使得电极材料磨损加快,以及电极端部的合金化使得焊接接触区的电阻发生较大的变化,同时也因为合金化导致硬度变低,进而加快了电极的塑性变形使得电极失效较快。

镀锌汽车板点焊电极的优化技术

为提高镀锌汽车板点焊电极使用寿命,对普通铬锆铜电极进行-130℃的深冷处理,通过对比深冷前后电极端面的微观形貌、深冷处理前后点焊电极在焊接过程中磨损情况以及焊接500点后普通电极与深冷电极端面形貌及成分分析,探讨深冷处理对点焊电极的优化机理。研究表明:深冷处理使电极内部微观结构发生了一系列变化,改善了电极的热物理性能和力学性能,显著提高了镀锌钢板点焊电极的寿命。

内氧化法制备点焊电极用ZrO_2/Cu复合材料的组织与性能

采用改进的内氧化法制备了点焊电极用ZrO2/Cu复合材料,并对其进行了塑性变形及热处理,研究了不同工艺条件下复合材料的显微组织、硬度和导电性。结果表明:ZrO2/Cu复合材料组织均匀细小,ZrO2颗粒弥散分布于铜基体中;随着冷拉拔变形量增大,复合材料的硬度增大,导电率降低,其较佳的冷拉拔变形量为60%,此时复合材料的硬度可达100 HV,导电率为86%IACS;随着加热温度的提高和保温时间的延长,复合材料仍具有较高的导电率,且硬度变化较小,其耐高温性优于铜铬锆合金的,适合作为点焊电极材料。

颗粒增强Cu基点焊电极复合材料的现状及展望

综述了颗粒增强Cu基点焊电极复合材料的研究现状,着重介绍了几种增强体(氧化物、碳化物、硼化物和氮化物等)的制备、性能和应用以及各自的优缺点,最后,对颗粒增强Cu基复合材料点焊电极的研究方向提出了一些看法和展望,认为颗粒增强点焊电极复合材料在工业领域中有很广阔的应用前景。

铝合金点焊电极烧损失效过程分析

介绍了铝合金点焊电极的烧损失效过程,并对该过程进行了试验分析。结果表明,在只考虑焊点强度而不考虑焊点表面质量的情况下,电极的烧损依次将经历三个烧损阶段,即初始烧损阶段、平稳烧损阶段、快速失效阶段。

铝合金点焊电极复合涂层的制备

介绍了铝合金点焊电极复合涂层的制备。试验结果表明,采用优化设计的涂层制备装置,借助点焊时产生的电阻热和加压作用,配上合理的制备工艺,可在点焊电极表面原位合成电极复合涂层。

TiC晶须对铜基点焊电极的影响

利用点焊方法制备了加入TiC晶须的铜基复合材料,并分析了该复合材料的性能。试验结果表明,在铜基体中加入TiC晶须能降低铜基体电阻,提高铜基体硬度,并且TiC晶须起骨架作用而改善基体组织。利用这种复合材料制作点样电极可有效减弱电极和工件的铜铝合金化,提高铜基点焊电极的使用寿命。

纳米复合材料(Cu/AlN)点焊电极的失效机制分析

通过高能球磨制备铜基纳米氮化铝复合粉体(Cu/AlN),用粉末冶金方法制备Cu/AlN点焊电极并装机进行镀锌薄钢板点焊试验。用XRD、SEM、TEM等表征失效电极的组织形貌,分析电极的失效机制及失效原因。结果表明:铜基纳米复合材料(Cu/AlN)点焊电极的主要失效机制是:"蘑菇化"变形、坑蚀、粘结等,未见电极表面合金化生成新相。Cu/AlN点焊电极使用性能优于铸态商用(CuCrZr)点焊电极,主要因为纳米AlN颗粒的弥散强化作用及其优异的导热性能。

电阻点焊电极表面处理的研究现状和展望

简要介绍了点焊电极表面处理的方法,对涂层材料的要求、点焊电极失效机理以及涂层材料对点焊电极失效机理的影响;另外介绍了点焊电极表面处理的发展方向。

点焊电极用Cu-Al_2O_3复合材料的研究进展

简单概述了点焊电极材料的性能要求及发展趋势。综述了Al2O3弥散强化铜基复合材料的各种制备工艺及研究进展,对喷雾干燥法制备Al2O3弥散强化铜基复合材料进行了详细的阐述。着重分析了Al2O3弥散强化铜基复合材料发展过程中遇到的问题,并对其今后的研制方向作了进一步的展望。

镀锌钢板点焊电极的强化技术

镀锌钢板的电阻点焊可焊性较差,导致其点焊电极过早失效,因此,点焊电极的强化引起了广泛的重视。主要强化方法分为基体强化和表面强化。点焊电极通常是Zr、Cr等强化并经冷作硬化的Cu合金,通过Al2O3、TiB2、ZrO2等对基体进行弥散强化,或对基体深冷处理,或通过渗金属Ti、电刷镀Co、离子注入W、电火花沉积TiC、TiB2、TiN等对电极进行表面强化,可有效地提高电极的使用寿命。其中,电火花沉积TiC、TiB2涂层电极是一种新的电极表面强化技术,经过广泛工业应用效果显著。

点焊电极表面电火花振动熔敷TiC工艺参数优化

为了改善镀锌钢板点焊电极的寿命,选用铬锆铜球型电极,以TiC作熔敷材料,对点焊电极表面进行了电火花振动熔敷功能强化层工艺试验。通过正交试验考察了沉积工艺参数(电容、基体转速、振动频率、沉积时间)对沉积层硬度和厚度的影响。结果表明,电容是影响电火花沉积层硬度和厚度的主要因素;振动频率对沉积层性能有一定的影响;基体转速、沉积时间对沉积层性能影响较小。试验条件下最优工艺参数为电容量30000μF,基体转速1320 r/min,振动频率50 Hz,沉积时间120 s。

点焊电极工作状态在线监测

对连续点焊过程中电极两端电流、电压和动态电阻进行跟踪测试,并对点焊电极不同工作状态下跟踪测试结果进行对比分析,确定出在线监测点焊电极工作状态的最佳方法。