[发明专利]电容储能放电脉冲退火点焊工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种焊接技术领域的焊接工艺，具体涉及的是一种电容储能放电脉冲退火点焊工艺。

背景技术

传统的电阻点焊工艺因其冶金过程简单，易于实现机械化和自动化，在工业生产，尤其在汽车制造领域得到了广泛的应用。但是，随着对焊接工艺和焊接质量要求的不断提高，如何通过设计电阻点焊电流工艺参数，来改善焊区组织，从而提升焊接性能，成为电阻点焊技术研究的重要任务。

F.Hayat在“The effects of the welding current on heat input，nugget geometry，and the mechanical and fractural properties of resistance spot welding on Mg/Al dissimilar materials(镁/铝异种材料电阻点焊在热输入、焊块形状以及机械和破坏特性方面焊接电流的效果)”，Materials and Design 32(2011)2476-2484(《材料和设计》2011年第32卷2476-2484页)，以及P.Marash等在“Microstructure and failure behavior of dissimilar resistance spot welds between low carbon galvanized and austenitic stainless steels(低碳镀锌钢与奥氏体不锈钢间异种材料电阻点焊的微结构和失效行为)”，Materials Science and Engineering A 480(2008)175-180(《材料科学和工程》2008年A480卷175-180页)中，通过破坏性试验，得到改变电流参数情况下，焊接区域几何尺寸，化学成分等宏观因素与强度硬度等机械性能的关系。他们还进行失效机制分析和组织结构表征，表明裂纹，熔合区等缺陷及缺陷密集区域对焊接机械性能起到很大负面作用。

赵熹华等在“点焊熔核‘柱状+等轴’组织形成机理分析”，《金属科学与工艺》1989年12月，第八卷，第3、4期中，分析了焊接过程中，尤其是熔核凝固过程中的组织形貌变化，从结晶机制角度讨论了焊后组织中粗大柱状晶，枝晶与等轴细晶的形成过程。其中，粗大等轴晶体间由于冷却速度过快导致的缩松缺陷严重影响点焊的强度和韧性。

为了获得更好的焊接质量，许多学者对点焊电脉冲的工艺设计进行了研究。中国实用新型87212994.2号记载了一种“点焊机二次脉冲控制系统”，通过逐点焊接与逐点回火的配合，改善焊点区域的组织，降低由于快速冷却而造成的脆性，加之易于系统化，效率高，相比于不回火或整体回火有很大的优势。徐国成等在“弹簧钢电阻点焊接头随机回火热处理过程”，《焊接学报》2010年2月第31卷第2期中，进一步研究了弹簧钢单脉冲回火处理与多脉冲回火处理的回火温度和点焊温度场分布，得到了多脉冲回火处理能获得更好点焊质量的结论。张正林在吉林大学硕士学位论文“超高强度钢的中频点焊性能研究”中，对超高强度钢的中频点焊工艺做了较为系统的研究。

Yizhou Zhou等在“Formation of a nanostructure in a low-carbon steel under high current density electropulsing(在高电流密度电脉冲下低碳钢中纳米结构的形成)”，RAPID COMMUNICATIONS 2002(快速通讯2002年号)中，利用高分辨电镜对经过高电流密度电脉冲处理过的低碳钢的微观组织进行表征。发现本来晶粒粗大的低碳钢中产生了纳米化的奥氏体相，并推测在高电流密度电脉冲作用下，低碳钢发生固态相变的热力学能障将发生变化。

尽管许多学者对传统电阻点焊的电流波形进行了创新设计，但是电阻点焊连接的强度和焊区质量在很多实际应用中仍然不能满足需要。而通电后低碳钢中纳米相的产生仅限于严格实验室条件下，其储能放电电流波形与工业中广泛使用的工频焊接电流波形也相去甚远。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种低碳钢电容储能放电脉冲退火点焊艺，通过细化晶粒，弱化各向异性，来提高低碳钢点焊的综合机械性能。

发明内容

本发明针对原有点焊工艺的不足，提供了一种电容储能脉冲退火点焊工艺，该工艺在传统的工频点焊焊接电流基础上引入高峰值，短放电时间的电容储能放电脉冲。