电阻焊钼电极开裂的失效问题

电触头在点焊过程中所用的钼电极材料容易开裂而失效。引起开裂的主要原因是因为焊接热应力和钼电极材料自身性能导致的。

一、焊接热应力。
通过运用Ansys模拟不同焊接工艺下电极的热应力,发现在原始工艺下焊接时应力随时间不断增高,冷却时应力随时间不断降低(如图1)。对原始的焊接工艺进行改进,延长焊接时间为0.4s,冷却时间仍为0.6s,相应降低焊接电流。选取与原始工艺模拟时相同的节点,输出该节点的等效应力随时间变化的曲线(如图2),可发现该节点在焊接时应力增加的速率有所下降,但通过与原始工艺焊接模拟进行对比,显示改进工艺后电极热应力并未发生显著变化。因此,通过改进工艺来延长电极寿命的方法并不理想,也不彻底。
二、钼电极材料的自身性能
通过对已失效电极材料性能进行研究,发现钼材料塑韧性差是钼电极快速失效的根本原因。由于纯钼韧脆转变温度较高,而再结晶温度相对不太高,在1000~1200℃之间,经过1100℃以上高温处理后,就会使颗粒长粗而变脆,这对钼材料的性能影响很大。

目前,主要通过添加微量元素形成钼合金的方法来提高钼的再结晶温度,从而达到提高钼材料的综合性能目的。因此,在保证钼电极使用性的前提下进行合金化,才是提高钼电极抗裂性能的有效方法。

原始工艺下等效应随时间变化曲线图片 
图1 原始工艺下等效应随时间变化曲线
改进工艺后等效应随时间变化曲线图片

图2 改进工艺后等效应随时间变化曲线

 

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