Автоматическая сварка, 2015, №08



2015 №08 (04)

2015 №08 (06)

---

Журнал «Автоматическая сварка», № 8, 2015, с. 28-33
 

Анализ деформации электродов на медно-хромовой основе при контактной точечной сварке

Ч. Начимани

Университет Малайя. 50603, Куала Лумпур, Малайзия. E-mail: nachicharde@yahoo.com
 
Реферат
Данная работа представляет экспериментальное исследование съемных концов электродов второго класса (медно-хромовых) компании RMWA, выполненное при помощи контактной точечной сварки углеродистой и нержавеющей стали. Пара одинаковых по размеру закругленных съемных концов электродов (5 мм диаметром) прошла 900-кратное использование. Съемные концы электрода со временем заостряются и заменяются при помощи заправника для электродов после выполнения приблизительно четырехсот сварных точек. Коэффициент ухудшения рабочих характеристик медно-хромовых электродов имеет непосредственное влияние на геометрию шва соединений из углеродистых и нержавеющих сталей, что оказывает косвенное воздействие на прочность соединения. Съемные концы электродов, которые были использованы 900 раз, подвергали микроструктурному анализу. В результате во внутренней структуре было обнаружено несколько трещин. Внутренние трещины появляются из-за постоянного нагрева и воздействия пневматического давления только в движимом съемном конце верхнего электрода по сравнению с нижним статическим электродом в машине для точечной сварки мощностью 75 кВ?А. Образование грибовидных деформаций на конце электрода также является негативным фактором для поверхности шва, поскольку снижает устойчивость процесса при сварке. Данный эксперимент показывает, что образование грибовидных деформаций кажется более вероятным со стороны верхнего электрода, чем нижнего. Увеличение диаметра поверхности конца электрода из-за эффекта образования грибовидных деформаций приводит к появлению нехарактерной геометрии шва, что в результате делает его внешний вид неоднородным и впоследствии приводит к выгоранию (выталкиванию). Библиогр. 21, рис. 9.
 
Ключевые слова: точечная сварка, образование грибовидных деформаций на электроде, деградация электрода, ухудшение характеристик электрода
 
Поступила в редакцию 27.04.2015
Подписано в печать 25.06.2015
 
1. Bower R.J., Sorensen C.D., Eager T.W. Electrode geometry in resistance spot welding // Welding J. – 1990. – P. 45–51.
2. Babu S.S, Santella M.L, Peterson W. Modelling resistance spot welding electrode life. – Oak Ridge National Laboratory, 2000.
3. Yeung K.S, Thornton P.H. Transient thermal analysis of spot welding electrodes // Welding J. – 1999. – P. 1–6.
4. Chakrabarti D.J, Laughlin D.E. The Chromium – Copper (Cu–Cr) system // Bulletin of Alloy Phase Diagrams. – 1984. – Vol 5, № 1.
5. Chen Z., Zhou Y., Scotchmer N. Coatings on resistance welding electrodes to extend life // SAE International. – 2005. – P. 1–4.
6. Nachimani C. Effect of spot welding variables on nugget size and bond strength of 304 austenitic stainless steel (2 mm) // Australasian Welding J. – 2012. – Vol 57. – P. 39–44.
7. Nachimani C., Farazila Y., Rajprasad R. Material characterizations of mild steels, stainless steels, and both steel mixed joints under resistance spot welding (2-mm sheets) // Intern. J. of Advanced Manufacturing Technology. – 2014.
8. Mathematical modeling of electrode cooling in resistance spot welding / Z.H. Rao, S.M. Liao, H.L. Tsai et al. // Welding J. – 2009. – P. 111–119.
9. Numerical modelling of electrode degradation during resistance spot welding using CuCrZr electrodes / G. Elise, C. Denis, R. Philippe et al. // J. of Materials Engineering and Performance. – 2014.
10. Chang B.H., Zhou Y. Numerical study on the effect of elec-trode force in small scale resistance spot welding // J. of Materials Processing Technology. – 2003. – 139. – P. 635–641.
11. Babu S.S., Joseph A. Carpenter long-life electrodes for resistance spot welding of aluminum sheet alloys and coated highstrength steel sheet // Automotive Lightweighting Materials. – 2010. – P. 229–236.
12. The effects of coating parameters on the quality of TiBTiC composite phase coating on the surface of Cu–Cr–Zr alloy electrode / P. Luo, S. Dong, Z. Xie et al. // Surface and Coatings Technology. – 2014. – 253. – P .132–138.
13. Effects of cone angle of truncated electrode on heat and mass transfer in resistance spot welding / Y. Bing Li, Ze Yu Wei, YaTing Li et al. // Intern. J. of Heat and Mass Transfer. – 2013. – 65. – P. 400–408.
14. Bayraktar E., Moiron J., Kaplan D. Effect of welding conditions on the formability characteristics of thin sheet steels: mechanical and metallurgical effects // J. of Materials Processing Technology. – 2006. – 175. – P. 20–26.
15. Primoz Podrzaj, Samo Simoncic. A machine vision-based electrode displacement measurement // Weld World. – 2014. – P. 58:93–99.
16. Wei P.S., Wu T.H. Effects of electrode contact condition on electrical dynamic resistance during resistance spot welding // Sci. and Technology of Welding and Joining. – 2014. – 19, № 2. – P. 173–180.
17. Peng-Sheng Wei, Tzong-Huei Wu, Long-Jeng Chen. Joint quality affected by electrode contact condition during resistance spot welding // IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology. – 2013. – Vol. 3, № 12.
18. Aravinthan A., Nachimani C. Analysis of spot weld growth on mild and stainless steel (1 mm) // Welding J. – 2011. – P. 143–147.
19. Pouranvari M., Marashib S.P.H. Failure mode transition in AHSS resistance spot welds, Part I: Controlling factors. Materials Science and Engineering A. – 2010. – 528. – P. 8337–43.
20. Feramuz K. The effect of process parameter on the properties of spot welded cold deformed AISI304 grade austenitic stainless steel // J. of Materials Processing Technology. – 2009. – 209. – P. 4011–19.
21. Dursun O. An effect of weld current and weld atmosphere on the resistance spot weld ability of 304L austenitic stainless steel // Materials and Design. – 2008. – 29. – P. 597–603.