無機(jī)自潤(rùn)滑涂層對(duì)鍍鋅板點(diǎn)焊性能的影響研究

代朋虎 計(jì)遙遙 王偉峰 李子濤

（馬鞍山鋼鐵股份有限公司技術(shù)中心，安徽 馬鞍山243000）

0 引言

鍍鋅板因其耐腐蝕性、良好的成型性和可涂裝性，已在汽車和家電領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用[1]。但其表面鍍鋅層硬度較低，在沖壓復(fù)雜零件時(shí)，由于鍍鋅層的摩擦行為對(duì)沖壓工藝及模具較敏感，會(huì)使鋼板的沖壓成型性能受到影響，甚至?xí)l(fā)生沖壓開裂現(xiàn)象[2]。

針對(duì)以上問題，國(guó)內(nèi)外鋼鐵公司以及研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行了諸多以降低鍍鋅板表面摩擦因數(shù)為目的的研究，隨后自潤(rùn)滑鍍鋅板應(yīng)運(yùn)而生[3]。自潤(rùn)滑鍍鋅板可以在不添加潤(rùn)滑油等潤(rùn)滑劑的情況下直接進(jìn)行沖壓成型，不僅節(jié)省了制造成本而且降低了環(huán)境污染[4]。目前，國(guó)外尤其是日本的汽車板、家電板為提高生產(chǎn)效率而大量生產(chǎn)自潤(rùn)滑鍍鋅板。國(guó)內(nèi)目前也有幾家鋼廠生產(chǎn)自潤(rùn)滑鍍鋅板，主要用于微電機(jī)外殼、汽車、家電等領(lǐng)域[5]。本文從可焊性區(qū)間、焊點(diǎn)強(qiáng)度兩個(gè)方面對(duì)無機(jī)自潤(rùn)滑鍍鋅板和普通鍍鋅板進(jìn)行了對(duì)比研究，為無機(jī)自潤(rùn)滑鍍鋅板的點(diǎn)焊提供了參考價(jià)值。

1 實(shí)驗(yàn)材料及方法

實(shí)驗(yàn)材料為0.65 mm厚度的普通鍍鋅板H180YD+Z和無機(jī)自潤(rùn)滑鍍鋅板H180YD+Z-MGL。其中，無機(jī)自潤(rùn)滑鍍鋅板是采用在線輥涂工藝進(jìn)行生產(chǎn)的，直接在普通鍍鋅板表面涂覆一層無機(jī)自潤(rùn)滑涂料，經(jīng)烘干后生產(chǎn)出無機(jī)自潤(rùn)滑鍍鋅板。

針對(duì)特定的搭接工況，固定電極材料和尺寸、加壓時(shí)間、焊接時(shí)間和維持時(shí)間，研究電極壓力和焊接電流的可焊性范圍。電極采用鉻鋯銅平面電極，電極端面直徑為6 mm，加壓時(shí)間為500 ms，焊接時(shí)間為200 ms，維持時(shí)間為200 ms。

2 結(jié)果與討論

2.1 無機(jī)自潤(rùn)滑涂層對(duì)可焊性區(qū)間的影響

如圖1（a）和圖1（b）所示，在五種電極壓力下，與H180YD+Z相比，H180YD+Z-MGL點(diǎn)焊最小焊核點(diǎn)電流降低了0.2～0.5kA，飛濺點(diǎn)電流也降低了0.2～0.5 kA。隨著電極壓力的增加，與H180YD+Z相比，H180YD+Z-MGL最小焊核點(diǎn)電流和飛濺點(diǎn)電流降低程度都基本表現(xiàn)出先減小后增加然后趨于穩(wěn)定的趨勢(shì)。如圖1（c）所示，與H180YD+Z相比，H180YD+Z-MGL的可焊性范圍在電極壓力為2 500 N、3 000 N和3 500 N時(shí)保持不變，在電極壓力為4 000 N和4 500 N時(shí)都增加了0.1 kA。造成H180YD+Z最小焊核點(diǎn)電流和飛濺點(diǎn)電流降低的原因是H180YD+Z-MGL表面的無機(jī)潤(rùn)滑膜電阻率較大，在相同的焊接電流下，H180YD+Z-MGL會(huì)產(chǎn)生更多的熱量從而會(huì)更容易產(chǎn)生焊核，同理也會(huì)更容易產(chǎn)生飛濺。

圖1 可焊性區(qū)間

2.2 無機(jī)自潤(rùn)滑涂層對(duì)焊點(diǎn)強(qiáng)度的影響

圖2為在五種電極壓力下，無機(jī)自潤(rùn)滑涂層對(duì)焊點(diǎn)強(qiáng)度的影響圖。從圖2中可以看出，與H180YD+Z相比，H180YD+Z-MGL的剪切拉伸力在電極壓力為2 500N、3 000N和3 500N時(shí)，增加了0.01～0.04kN；在電極壓力為4 000N和4 500N時(shí)，剪切拉伸力減少了0.06～0.07kN。綜上，在五種電極壓力下，無機(jī)自潤(rùn)滑涂層對(duì)H180YD+Z的焊點(diǎn)強(qiáng)度幾乎無影響。

圖2 焊點(diǎn)強(qiáng)度

3 結(jié)語

（1）與H180YD+Z相比，H180YD+Z-MGL點(diǎn)焊最小焊核點(diǎn)電流和飛濺點(diǎn)電流都降低了0.2～0.5 kA，隨著電極壓力的增加，最小焊核點(diǎn)電流和飛濺點(diǎn)電流降低程度都基本表現(xiàn)出先減小后增加然后趨于穩(wěn)定的趨勢(shì)。

（2）在五種電極壓力下，無機(jī)自潤(rùn)滑涂層對(duì)H180YD+Z的焊點(diǎn)強(qiáng)度幾乎無影響。