理论教育 电阻焊接头的强度特点及影响因素

电阻焊接头的强度特点及影响因素

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:点焊接头强度常用室温或高温单点抗剪力(Fτ)表示。在生产中,常用缝焊接头抗剪强度与母材抗拉强度的比值表示。图18-11 缝焊接头抗剪强度试件[3]4.对焊接头拉伸和弯曲对焊接头质量指标之一是接头的抗拉强度和抗弯强度。在测试抗拉强度的试件上,还可求出相对伸长率δ,表示接头的延性。

电阻焊接头的强度特点及影响因素

1.点焊接头的抗剪力和正拉力

电阻焊接头的强度是表示接头质量的另一个重要指标。点焊接头强度常用室温或高温单点抗剪力(Fτ)表示。点焊接头延性常用单点正拉力(Fb)与Fτ的比值表示。一般认为Fb/Fτ≥25%时,接头的延性尚可;Fb/Fτ>40%时,接头的延性良好。对某些低合金高强度钢或有淬火倾向的结构钢和不锈钢、高强度铝合金进行单点正拉力试验是十分有意义的。因为这类钢和合金,要达到Fτ的规定值是较容易的,但要达到延性指标(Fb/Fτ≥30%)则不容易。对延性较好的材料,如1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢,几乎可达到Fτ的水平,因此往往不要求Fb值,只规定Fτ的最小要求值。

在点焊质量检验标准中,对不同材料按其厚度规定了最小单点抗剪力的标准,作为产品质量验收的依据之一,这也是结构设计的依据之一。表18-8列出了常用材料的室温单点抗剪力的最小值(GJB724A—1998;HB 5282—1984;HB 5276—1984;HB5427—1989)。

表18-8 室温单点抗剪力最小值

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(续)

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①30CrMnSiA和25CrMnSiA点焊前为退火状态,焊后未处理。

点焊接头的抗剪强度试件如图18-7。该试件应符合国家标准(GB/T 2651—2008)。点焊接头正拉试件如图18-8。在各行业标准中,正拉试件的形状与尺寸还未统一,较多采用十宇形试件。因为这种试件尺寸对正拉力引起的误差较小,是一种常用的尺寸较小的正拉试件[3]。

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图18-7 点焊接头的抗剪强度试件

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图18-8 点焊接头正拉强度试件

在进行点焊拉剪试验时,若采用不加销孔试件,直接在试验机上夹紧后拉伸,会因拉力试验机夹头不平行,只夹紧试件的局部,造成受力轴线与焊点轴线不重合,产生扭力(图18-9),结果焊点的抗剪力变低,不能真实反映接头的强度。此外,拉伸试验时,应注意拉伸速度小于15mm/s,否则影响试验结果。在正拉试验夹紧试件时,拉伸夹具上应有4块垫片压紧试件,否则试件会产生变形,影响试验结果。

2.点焊接头的拉剪疲劳

点焊接头的拉剪疲劳试件,如图18-10,试件尺寸见表18-9。它适用于板厚0.5~5.0mm的金属板材在室温大气环境中的拉剪疲劳试验。

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图18-9 点焊接头抗剪试件不正确拉伸的示意

表18-9 试件尺寸 (单位:mm)(www.daowen.com)

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图18-10 点焊接头剪切拉伸疲劳试件

疲劳试验一般均做一组,测定各不同循环应力系数k(同一最大应力下,最低应力与最大应力之比,其值在-1~+1之问)的循环次数n值,并画出k与n的曲线,也可固定k值作最大应力σ与n的关系曲线。由于试验数据较分散,每组一般均需取15个试样。

单点点焊试样在疲劳试验时,其裂纹源始于熔核边缘或热影响区,而后迅速扩展到母材金属,最终断裂。

3.缝焊抗剪强度

抗剪强度也是衡量缝焊接头质量的指标之一。在生产中,常用缝焊接头抗剪强度与母材(同炉批的)抗拉强度的比值表示。在检验标准中,一般规定其比值应>75%。对焊接性能较好、焊接区厚度<2.0mm的材料,要求比值≥85%;对焊接性能较差或厚度>2.0mm的材料,要求比值≥75%。缝焊接头的抗剪强度试件如图18-11所示。

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图18-11 缝焊接头抗剪强度试件[3]

4.对焊接头拉伸和弯曲

对焊接头质量指标之一是接头的抗拉强度和抗弯强度。由于对焊接头多数为圆棒、型材或筒形件,且厚度较大,因此接头的拉伸试件和弯曲试件与材料的拉伸和弯曲试件尺寸基本相同(GB/T 2651—2008,GB/T 2653—2008),如图18-12和图18-13所示。在测试抗拉强度的试件上,还可求出相对伸长率δ,表示接头的延性。

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图18-12 对焊接头的拉伸试件

l=hk+40,L=l+36

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图18-13 对焊接头的弯曲试件

b—试板厚度

除上述接头的室温抗拉强度和抗弯强度外,根据工件的使用要求,可能进行高温抗拉强度、高温持久强度、疲劳强度、冲击韧度和断裂韧度等项目的测试。

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