空调用钣金件点焊缺陷及分析

2013-04-01朱振华蓝健城

家电科技 2013年7期

朱振华蓝健城

(珠海格力电器股份有限公司广东珠海 519070)

1 引言

在空调钣金件生产过程中，点焊已经成为焊接的重要工序，点焊质量的优劣直接影响产品焊接的质量，也对产品的外观有一定的影响。因此，提高点焊的质量对产品的质量有重要的意义。本文通过对空调用钣金件在点焊过程中产生的缺陷进行分析，可以对点焊的缺陷起到预防作用。

2 点焊原理

将钣金件压紧在两电极之间，施加电极压力后，电阻焊变压器向焊接区通过强大的焊接电流，在钣金件接触面上形成真实的物理接触点，并随着通电加热的进行而不断扩大。塑变能与热能使接触点的原子不断激活，接触面消失，继续加热形成熔化熔核，获得牢固的金属键合后，接合面消失，得到柱状晶生长较充分的焊点，点焊原理示意图如图1所示，图2为DN-75点焊机实物图。

图2 DN-75点焊机

3 钣金件点焊合格及缺陷分析

点焊接头的强度主要取决于熔核尺寸（熔核直径d与焊透率A）、熔核本身及其周围热影响区的金属微组织及缺陷，如图3：点焊接头结构简图，其中焊核率A=h/a ×100%。

a-厚度；c-压痕深度；d-熔核直径；h-熔核深度

3.1 合格焊点的判定

钣金件在点焊机(图2)点焊后，从表面上观察焊点，焊点呈现呈下凹圆状，为淡黄色。通过破坏性试验，待工件分离时，焊点会把零件的材料拉掉，说明点焊焊点合格，分别如图4(a)、4(b)所示。

3.2 点焊缺陷种类及原因分析

钣金件点焊时，由于点焊电极直径大小、点焊电流、电极压力、钣金件表面清理程度、点焊时间等原因都会造成点焊缺陷。

3.2.1 压痕过深

图5 压痕过深

图3 点焊接头形成示意图

钣金件点焊时，若点焊电极直径较小，电极端面接触面积小，致使散热面减小，从而热量集中，导致熔化金属增加，造成金属溢出熔核区域，出现压痕过深；电流过大，会使加热过于强烈，金属来不及发生塑性变形直接融化溢出，引起金属压痕过深；加压压力过大，大大超出了材料的屈服强度，也会有压痕过深出现，如图5所示。

3.2.2 焊点表面发黑

钣金件或者电极表面清理不良时，油污和氧化膜使焊件接触电阻增大，造成通电异常，引起分流，造成局部区域过热，包覆层被破坏，表面发黑，如图6所示。

3.2.3 表面局部烧穿

电极修整太尖锐、导致电极端面尺寸过小，在点焊时电流急剧增加，金属被熔化成液体，造成上下电极结合，钣金件被击穿，如图7所示。

3.2.4 熔核尺寸小(未焊透)

电极端面尺寸过大时，由于接触面积增大，电流密度减小，散热效果增强，使焊接区加热程度减弱，因而熔核尺寸过小；另一方面，电极冷却过度，散热也会加强，熔核尺寸也会过小；焊件表面清理不良时，油污和氧化膜使焊件接触电阻增大，造成通电不正常，引起分流也会造成熔核尺寸过小。熔核尺寸过小，导致焊点发白，极易造成脱焊，如图8所示。

图6 焊点表面发黑

图4 点焊破坏性试验

3.2.5 焊透率过大

焊透率为焊核深度与钣金件的厚度之比，而焊核深度主要与点焊区域内的电阻热量有关，从有关资料可以看出，焊透率A与电极直径d及电流I、通电时间t成正比关系、与电极压力成反比关系、随着电流及时间的增加，焊透率增大。但是过大的电流和时间，将会产生烧穿的缺陷，使钣金件的焊接强度大为降低。

3.2.6 熔核内部有缩孔及裂纹

在焊核结晶过程的高温中，金属强度很低，或存在脆性组织，不足于克服收缩所产生的拉力，易产生裂纹；焊件表面锈蚀等杂质进入焊核与某些合金元素形成低熔共晶，也会引起内裂纹；电流过大,温度急剧变化，内外冷却不平衡，限制了焊核结晶时的收缩，也会在焊核中心形成缩孔。因此，要克服裂纹缺陷，除选择合适的电流电压之外，在焊件加热结束后，应使电极压力继续适当延长一段时间,迫使焊核结晶在压力作用下，产生一定的挤压变形，以弥补金属冷却时的收缩,有助于防止产生裂纹和缩孔。

3.2.7 板缝间金属喷溅