胡廣程 劉廟義

安徽江淮汽車股份有限公司 安徽合肥 230000

汽車輕量化是指在保持汽車原有的性能不受影響的前提下實現(xiàn)汽車重量的減輕。在汽車的整備質(zhì)量中，車身的重量占了四分之一以上，輕量化是改善汽車燃料經(jīng)濟性的有效途徑。對于國內(nèi)車型來說，鋁合金材料是最適合的方案，目前已大范圍應(yīng)用。鋁合金點焊以其高效率、低成本、便于實現(xiàn)自動化生產(chǎn)的突出優(yōu)點已經(jīng)成為白車身制造的主要工藝。本文通過對鋁點焊的工藝研究，將帕爾貼效應(yīng)應(yīng)用到實際鋁合金焊接中。珀耳帖效應(yīng)：當(dāng)電流通過不同導(dǎo)體組成回路時，除產(chǎn)生焦耳熱外，在不同導(dǎo)體的接頭處隨電流方向的不同會分別出現(xiàn)吸熱、放熱。物理解釋為：荷載體在導(dǎo)體中運動形成電流。由于電荷載體在不同的材料中處于不同的能級，當(dāng)它從高能級向低能級運動時，便釋放出多余的能量；相反，從低能級向高能級運動時，從外界吸收能量[1]。

由于鋁合金所具有的獨特性能，鋁合金極易被氧化，形成致密的氧化膜，其熔點極高、密度大，屬于難熔物質(zhì)，焊接時會夾雜在焊點位置，阻礙金屬之間的良好結(jié)合，導(dǎo)致未焊透、不融合現(xiàn)象。常用的5 系、6 系鋁合金板材擁有較大的線膨脹系數(shù)，線膨脹系數(shù)比鋼大2 倍[2]。在實際生產(chǎn)中，常規(guī)工藝參數(shù)無法避免的出現(xiàn)鋁點焊假焊、焊核偏移、焊點表面針孔等焊接質(zhì)量缺陷，下面根據(jù)實例進行介紹。

兩層薄厚板焊接，以常用的汽車鑄鋁和6 系鋁板材為例，搭接厚度和材質(zhì)為S600（1．5mm）

+AlSi10MnMg（2．5mm），板材與板材之間焊點處涂3mm直徑膠水。焊接設(shè)備為ARO 廠家中頻逆變直流焊機MFDC1200，最大輸出電流：1200A，最大焊接電流：55KA；焊槍為C 型槍，電極材質(zhì)為CrZrCu，直徑20mm。

當(dāng)薄板側(cè)在負(fù)極側(cè)焊接，S600（1．5mm）薄板側(cè)存在假焊情況，薄板側(cè)直接脫落。分別增加對比驗證，每組參數(shù)焊接，參數(shù)如下表1：

對比3-6 號焊點凹表面質(zhì)量問題，進一步金相切割確認(rèn)焊接效果：

由金相結(jié)果可以看出：1．焊核偏移偏向鑄件測。2．焊核成型趨向于正極側(cè)。3．正極在鑄件側(cè)鑄件側(cè)明顯焊透，而薄板側(cè)無熔融痕跡，焊核形狀為矩形，負(fù)極在鑄件側(cè)鑄件側(cè)熔核位置焊透，而薄板側(cè)部分焊透，焊核形狀為“蘑菇頭型”。經(jīng)過拉伸實驗、剪切實驗僅6 號滿足標(biāo)準(zhǔn)。故通過變更板材焊接側(cè)正負(fù)極來解決鑄件薄厚板焊接假焊問題。

5系鋁合金Mg為主要合金元素，主要特點為密度低、抗拉強度高、延伸率高，具有良好的可焊接性能；6 系鋁合金的主要合金元素是Mg 與Si，具有良好的焊接性、可機加工性[3]。以常用的汽車車門5系鋁和6 系鋁板材為例，搭接材質(zhì)和厚度為5182（1．5mm）+S600（1．5mm），板材與板材之間焊點處涂3mm 直徑膠水。設(shè)備同上例。當(dāng)5182Ti/Zr（1．5mm）在正極側(cè)焊接，5182（1．5mm）側(cè)存在針孔問題。分別增加對比驗證，基礎(chǔ)焊接參數(shù)下進行對比，見表2：

變更變壓器的正負(fù)極，對比焊點表面質(zhì)量，各實驗進行48 組，5182 正極側(cè)17 個針孔，而5182 負(fù)極側(cè)僅2 個。5 系鋁合金因含Mg 元素，更活潑，若放在正極側(cè)，輸入熱量高，更易產(chǎn)生過燒、針孔等問題。

表1

表2

帕爾貼效應(yīng)普遍存在于焊接連接中，本文著重分析了常見電阻焊中正負(fù)極的影響，提出焊槍正負(fù)極的重要性，在一定程度上解決假焊、焊核偏移、焊點表面針孔等焊接問題。