[发明专利]一种延长碳钢点焊电极头寿命的方法

说明书

本发明涉及一种延长碳钢点焊电极头寿命的方法，属于点焊电极头修磨领域。本发明采用的手段是：1.电极头更换后，首先进行初始修磨；2.第二次开始可进行特定的边缘修磨，充分利用灰相层；3.在寿命结束之前，根据电极头的使用情况确定是否还需要进行初始修磨。本发明的有益效果为：1.能有效保证焊接品质；2.能减少焊接时间5％～20％；3.能降低焊接能量，避免能源浪费30％～50％；4.能减少电极头消耗品50％～80％。

技术领域

本发明涉及点焊电极头修磨领域，具体而言为涉及一种延长碳钢点焊电极头寿命的方法。

背景技术

1.碳钢点焊铬锆铜电极头；

①电极头的化学成份：

铬Cr 0.5～1.5％ 锆Zr 0.05～0.25％ 铁Fe最多0.05％，其余成分为铜Cu

②电极头的机械电气特性：

导电率：80％ IACS 延伸率：13％ 硬度：80HRB 软化温度：>550℃

③电极头的形状规格：

本说明书均以使用最为普遍电极头为例(见图1B标准电极头)

2.碳钢点焊电极头在使用寿命中出现的问题

点焊电极头在使用过程中与焊接工件工作部分接触面在热和电的作用下会逐步被镦粗放大，R50接触面凸型也随之扁平化。焊接过程中的电流密度逐步减弱，从而导致焊接品质缺陷问题。这样就要对电极头修磨，重新构造电极头的工作部分接触面R50凸型。

传统的点焊采用恒流模式，并通过电流逐步递增3％～5％保持电流密度。先进的点焊自适应模式通过追踪电阻样板曲线来调整电流时间保证焊接质量。

3.目前现有技术中延长碳钢点焊电极头寿命的方法

传统的电极修磨方式有手工挫修，取下电极头集中修磨，利用修磨机在线修磨等3种方式。这些方法无一例外，将点焊焊接过程中产生的灰相层除掉，重建光亮的铬锆铜工作部分接触面R50凸型。

为了兼顾点焊过程中的冷却效果，电极可修磨的高度只有6mm，在电极外表面标有生命线。不同的厚度和材料焊接产生的需要去除的灰相层0.25～0.6mm，一般可修磨12～30次。每次修磨周期打点200～300,理论上电极寿命为2000～7200点。

具体的电极头寿命和人员修磨操作，板材搭接方式，焊接参数的设置相关。对薄板和低碳钢使用寿命比较长能达到上限，厚板和高强度钢取下限。一般厂家采用修磨机在线修磨电极头平均寿命大概在3000点左右。

焊接参数设置是一个窗口，焊接能量设定过低，如电流小，时间短，由于冷却水会带走部分能量，在修磨后的焊接初期会出现虚焊，小焊核等缺陷；焊机能量设置过高，如电流大，时间长，在修磨后的焊接末期，电极头镦粗加剧，凸面变凹陷，电流密度补偿不足容易造成虚焊，小焊核，气孔，飞溅等缺陷。

发明内容

1.基本原理

本发明的目的在于提供一种延长碳钢点焊电极头寿命的方法，其基本原理是：

电极头的工作部分接触面凸型有益形成塑形环和焊接电流集中效应，在电极修磨循环焊接过程中，直到寿命终结之前，需要一直保持住工作部分接触面R50～R100的凸面。修磨电极头，就是通过切削一部分电极头的材料对工作部分接触面重新构造，电极头高度在一次次切削中逐步缩短，直到寿命结束。

我们在生产实践中发现可以保留和利用在焊接电极头工作部分接触面合金化而形成的灰相层，利用灰相层层薄，电阻高产热快，硬度高不易软化变形等特点，只对电极头支持部分及工作部分接触面边缘镦粗的部分进行修磨，来保证电流密度，这样既能够保证点焊的质量，又减少了对电极材料切削量，从而延长电极头使用寿命。