紧固件电极材质及形状的选择与设计

　　在镀锌板的点焊研究中，电极材料是一个注目的焦点，研究主要集中在现有电极与镀层之间的相互作用 特 点 分 析 ， 以 及 开 发 新 的 电 极 材 料 。 国 外 镀 锌 板 点 焊 用 电 极 材 料 主 要 有 Cu— Cr(0.8%Cr)、Cu— Zr(0.15%Zr)、Cu— Cr— Zr ，以及含 Al3O2 粒子的弥散强化铜(简称 DSC)。美国有人采用铬铜上嵌钨电极头的复合电极做实验，结果证明这种电极使用寿命很长，但因钨极的导热性差，只能采用低电流的焊接规范，故难以在车体制造业推广使用[6]。也有人主张在电极表面喷涂一层高熔点材料，如钴、氧化钛、铑等，或在镀锌板间预置氧化铝粉末，以增加接触电阻，缩短焊接时间，从而提高电极寿命。

　　国内研究大都是通过试验研究上述几种材质电极的使用性能，大量实验证明，在焊接条件不太理想的情况下，无论是价格较便宜的 Cu— Cr、Cu— Zr 合金电极，还是较贵的 DSC 电极，其使用情况相近，但工厂经验表明，在实际生产的某些情况下，使用 DSC 20 级合金电极时，电极粘着性减小。

　　至于电极的形状及端面尺寸方面，圆锥台形被认为是最好。同时，资料指出，在使用移动焊钳时，推荐采用端面半径为 1～2in 的球面电极，但文献]却强调要避免使用这种球面电极。

　　国外研究者很早就认识到，对于镀锌钢板的点焊而言，电极寿命取决于电极头与熔化金属发生合金化反应的难易程度，一些合金电极可在 5 周波(60Hz)时间内完成合金化过程，越容易发生合金化反应的电极其寿命越短。另外大量的点焊试验表明，电极在焊接过程中其表面温度比焊接普通钢板时有显著提高。

　　因此，电极的冷却十分重要，冷却水流必须充分，保证电极接近室温，这样才能将电极与镀层的合金反应减至最小，并防止因电极软化而产生的“凸起”或电极胀大。然而，冷却水流速度多大，温度多高才不至于引起电极端部过热，目前尚无结论。文献推荐，对于直径为 16 mm 的圆锥台形电极而言，水流速度不小于 1 加仑/分，进水最高温度为 32oC。

作者：耿化联