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    電阻焊銅電極的性能

    發布日期:2020-07-25 17:12:23瀏覽次數: 0

    在電阻焊的電極材料中,應用最廣、用量最大的是銅及銅合金。在銅中還添加了少量的合金元素以改善銅的物理性能和力學性能,特別是提高其硬度和軟化溫度,以滿足焊接中對電極的使用要求。

    電極銅合金中常用的合金元素有鎘( Cd )、銀( Ag)、鉻( Cr)、鋯( Zr)、鎳( Ni)、硅( Si)、鈹

    ( Be)、鈷( Co )、和鋁( Al)等。這些合金元素與銅組成二元、三元或多元合金而具有不同的性能,

    從而適應各種金屬材料焊接的需要。

    目前常用的電極銅合金主要有鎘銅、鉻銅、鋯銅、鉻鋯銅、鉻鋁鎂銅、鎳硅銅、鈹鈷銅和鈹銅等。先分別對幾種典型材料簡述如下。

    1)純銅

    純銅即工業純銅, 含銅量在 99.9% 以上,密度為 8.9g/cm3 ,熔點為 1083 ℃,具有優良的導電、 導熱性能,是最重要的導電、導熱材料。純銅在退火狀態下塑性高而強度低,故適于各種冷熱加工。冷作加工能提高銅的強度和硬度,降低塑性,而對電導率的影響卻很小,純銅的這一特性使得其成為焊接純鋁的重要電極材料之一。

    冷作硬化會降低銅的再結晶溫度, 所以純銅作電極的焊接溫度不宜高于 150 ℃,否則會使銅迅速軟化, 影

    響焊接質量。

    總之,純銅電極只適用于壓強小、焊接溫度低和產品批量不大的情況。

    2)鎘銅

    鎘銅是電極銅合金中最重要的一種材料, Cd0.7% ~1.0%, 屬于熱處理強化合金 ,可通過冷作硬化提高其硬

    度 (可達 140HV) 。鎘銅具有良好的導電、導熱性能和耐磨與抗蝕性能,冷作硬化后其再結晶溫度較低,

    故只適于在 200 ℃以下使用,而且焊接時需加強對電極的冷卻,以提高其使用壽命。

    3)鉻銅

    鉻銅具有高強度高導電性的特點, 應用最為廣泛, Cr0.5% ~1.0% ,電導率可達純銅的 80% ~90% ,屬于熱處理強化合金。經熱處理后的鉻以彌散形式在晶粒間沉淀析出,使基體得到強化且電導率增加。若再

    經過冷加工,其力學性能會進一步提高。鉻銅軟化溫度較高,具有良好的耐熱性,可在 450 ~477 ℃高溫

    下安全工作,不過使用溫度仍要防止超過鉻銅的軟化溫度并加強冷卻。

    在鉻銅中若加入少量銀、鋁、鎂和硅等元素,形成多元銅合金,如鉻銀銅和鉻鋁鎂銅等,可以進一步提

    高力學性能和軟化溫度。

    4)鋯銅

    鋯銅是一種高電導率、高熱導率的熱處理強化合金。銅中加入鋯能顯著提高銅的力學性能和軟化溫度,常用的有 Zr0.2% 和 Zr0.4% 兩種鋯銅合金。鋯銅在經過固溶處理及一定程度的冷加工再時效強化后才具有較高的力學性能和軟化溫度。使用性能優于鉻銅和鉻鋯銅,但鋯價格比鉻貴,制造成本較高。

    5)鉻鋯銅

    鉻鋯銅是高強度、高電導率熱處理強化銅合金中性能最好的一種,兼有鉻銅的高失效強化性能和鋯銅的高軟化溫度的優點,因而在常溫和高溫下均有較高的硬度。 Cr0.25% ~0.80%,Zr0.08% ~0.50% ,還含有少量的 Mg。經固溶和失效熱處理后, 在銅基體上均勻析出彌散的 Cr 和 CuZr 粒子, 改善其性能。 加入少量 Mg 是為了提高其熱穩定性。

    實踐表明, 用鉻鋯銅做成點焊電極來焊接低碳鋼或鍍層鋼, 電極壽命會比用鉻鋁鎂銅電極提高 5~10 倍。

    6)鈹銅

    鈹銅是銅合金中強度和硬度最高的一種, Be2.0% 。鈹銅經固溶和時效熱處理后,其強度和抗磨性可達到高強度合金鋼水平。 但鈹銅的電導率和軟化溫度較低, 使用溫度超過 550 ℃時, 便完全軟化, 因此不適用

    于接觸面積小、焊接表面溫度高的點焊或縫焊電極,否則會因導電、導熱性能低而引起嚴重黏附。

    7)鈹鈷銅

    鈹鈷銅屬高強度、中等電導率電極銅合金的一種, Be0.4% ~0.7%,Co2.0% ~2.8%, 屬熱處理強化合金。

    加入鈹和鈷可以形成高熔點高硬度的金屬韶華合物,以顯著提高銅的強度,鈷還能提高合金沉淀硬化效果。

    8)鎳硅銅

    鎳硅銅屬熱處理強化型合金, 具有較高的強度和硬度, 有良好的耐磨性, 可替代鈹銅作電極材料, 通常 N

    i2.4% ~3.4%,Si0.6% ~1.1% 。該合金在熱處理時鎳和硅能形成金屬間化合物并呈彌散相析出,使基體得到強化,所以其力學性能和電導率較高。

     

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