不锈钢点焊工毕业论文.doc

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1、CHANGCHUN INSTITUTE OF TECHNOLOGY304不锈钢点焊工艺参数优化设计Spot Welding Parameter Optimization Design for 304 Stainless Steel 设计题目：304不锈钢点焊工艺参数优化设计学生姓名： 李世龙 学院名称： 机电学院 专业名称： 材料成型及控制工程 班级名称： 材料0742 学 号： 0702421220 指导教师： 刘辉 教师职称： 讲师 完成时间： 20 年 月 日摘 要不锈钢具有优异的耐蚀性能以及特有的力学性能、物理性能和工艺性能，使不锈钢具有广泛的应用前景。不锈钢在电阻点焊过程中极易产生飞

2、溅，焊接接头处易出现结合面断裂，将直接影响焊接接头的质量。本文针对上述问题，研究了304不锈钢电阻点焊接头的组织结构特点，分析了焊接电流、焊接时间、电极压力以及焊接过程中电阻点焊接头组织和性能的影响。实验表明：当焊接电流为焊接电流6KA，电极压力为4000N，焊接时间为7个周波时焊点性能最好。关键词304不锈钢 电阻点焊 微观组织 力学性能AbstractStainless steel with excellent corrosion resistance and special mechanical properties,physical properties and process per

3、formance, stainless steel has a broad prospect of applicationStainless steel in the process of resistance spot easily to have rained down, weldi-ng joints with face easy appear rupture, will directly affect the quality of the welding joint. Th-is is article in view of the above problems, 304 stainle

4、ss steel resistance spot joint of the organizational structure characteristics, analyzed the welding current, welding ti-me, electrode pressure and welding process of resistance spot joint organization and performance influence. The experiment showed that when welding current for welding current 6KA

5、, electrode pressure for 4000 N, welding time for 7cyc solder joint performance is the best.Keyword: 304 stainless steel ; Resistance spot welding ;Microstructure; Mechanical properties目 录1 绪论11.1 选题背景及意义11.2 电阻点焊技术及当前发展状况11.2.1 电阻点焊定义21.2.2 点焊相变原理21.2.3 电阻点焊的分类31.2.4 电阻点焊的应用41.2.5 电阻点焊的焊接参数及其间的相互关系

6、41.2.6 我国电阻焊机行业概况61.2.7 国际电阻焊的研究现状71.2.8 电阻焊设备及工艺的发展前景展望91.3 不锈钢的研究91.3.1 不锈钢的主要应用91.3.2 国内不锈钢发展状况101.3.3 国外不锈钢发展状况101.4 本文研究的主要内容122 试样材料、方法及试验过程122.1 实验材料122.1.1 304不锈钢板基本概述132.1.2 国标304不锈钢的性质132.1.3 304不锈钢板一般特性142.2 点焊方法及工艺参数142.2.1 点焊方法142.2.2 点焊工艺参数的选择152.3 点焊接头的设计172.4 点焊电极的选择182.5 电阻焊前的工件清理19

7、2.6 试验方法202.6.1 试验材料的制备202.6.2 微观分析202.6.3 性能测试203 试验结果与分析213.1 焊接电流的确定213.1.1 焊接电流对焊点品质的影响213.1.2 焊接电流对剪切强度的影响223.1.3 焊接电流熔核尺寸的影响223.1.4 焊接电流对点焊熔核的显微硬度的影响规律243.2 焊接时间的确定253.3.1 焊接时间对焊点品质的影响253.3.2 焊接时间对剪切强度的影响253.3.3 焊接时间对熔核尺寸的影响263.3.4 焊接电流对点焊熔核的显微硬度的影响规律263.4 试样焊接接头显微组织分析273.5 断口分析303.5.1 断口形貌303

8、.5.2 缩孔313.5.3 裂纹323.6 304不锈钢成分分析324 结论34参考文献：34致 谢361 绪论1.1 选题背景及意义轻量化、节能、环保和安全是当今世界汽车技术的重要发展方向。材料及其相关应用技术是汽车工业技术创新的重要内容和物质基础。轻量化材料和相关的应用技术在汽车上的应用是降低汽车排放和提高燃油经济性的有效措施之一。汽车质量每减重0.1，燃油消耗可降低0.6-1.0%，全世界每年可以减少石油使用量3.4亿桶，CO:气体排放2.02亿吨1-2针对电阻点焊质量保证体系现状，研究高效、质量可靠、成本低、易操作、易实现焊接自动化，适用于大批量生产，获得表征焊接过程和质量的特征信息

9、，保证焊接质量，同时校验对所学相关课程理论、技能的理解程度，再次是培养理论联系实际的良好作风。在汽车制造业中，电阻点焊仍是主要的生产工艺。它具有高效、价格低及易于实现自动化焊接的特点。电阻点焊广泛应用于低碳钢、高强钢3和镀层钢等焊接。在法国、英国等国家为了减轻汽车的质量、改善油耗，则采用轻金属材料，如铝合金4。然而，不同的材料及不同的板厚，需要不同的点焊规范参数与之相配合，以达到最佳的力学性能和工艺性能。因此，采用好的优化设计方法，选择最佳焊接工艺参数对于深入理解电阻点焊接头强度的意义、正确选择连接工艺、指导汽车制造具有重要意义1.2 电阻点焊技术及当前发展状况点焊作为一门机械、力学、电子、控

10、制等多学科密集交叉的专门制造技术，其发展与其他科技的进步息息相关。随着我国制造技术自动化程度的日益提高，对点焊接头的质量的可靠性也提出了更高的要求，因此如何采用精确控制方法来监控电阻电焊过程，以满足现代化生产的需要已经成为电阻电焊质量控制研究的重点。点焊是一个高密度非线性、多变量耦合作用和存在大量随机不确定因素的过程，而且形核处于封闭状态且无法观测，质量信息的提取难度也非常大。影响电阻电焊质量的因素很多，包括接头设计、材料性能、工艺方法选择电阻焊设备的可靠性与稳定性，甚至还包括焊工操作水品和生产环境，这些因素都使得焊接过程复杂程度增加，是质量控制变得非常困难。而且随着电阻点焊应用领域的不断扩展

11、和深入，对焊接质量也提出了越来越高的要求5近年来随着汽车车辆、航空航天、建筑、运输以及轻工家电等工业的飞速发展，相应的工业产品在其材料、结构及应用领域上不断更新和发展，对产品的加工质量要求不断提高，作为这些工业产品制造中的一种广泛使用的材料加工工艺电阻焊也受到了很大的挑战。 由于电阻焊过程相当复杂，包含了多种影响因素，例如：被焊材料、电流、电极压力、通电时间、电极端面形状及尺寸、分流、焊点离边缘的距离、板厚、工件表面状态等，而且这些因素之间互相联系，有一定的交互作用。同时，加之焊接过程中熔核的不可救性及焊接过程进行的瞬时性，给焊接质量控制带来较大的困难。为了适应新材料、新工艺。新产品在工业上开

12、发应用的需要，以使电阻焊工艺及设备能满足现代化生产的要求，近十年来，各国焊接界在电阻焊工艺和设备控制方面做了大量的工作，主要集中在以下几方面:6 （1）电阻焊过程的计算机模拟研究 （2）新型材料的可焊性研究 （3）电阻焊质量监控方法研究电阻点焊是一个高度非线性、多变量耦合作用和存在大量随机不确定因素的过程，而且形核处于封闭状态无法观测，质量信息提取难度非常大。影响电阻点焊的质量因素很多，包括接头设计、材料性能、工艺方法选择、电阻焊设备的可靠性和稳定性，甚至还包括焊工技能水平和和生产环境，这些都使得焊接过程复杂程度增加，使质量控制变的非常困难。而且随着电阻点焊应用领域的不断扩展和深入，对焊接质量

13、也提出越来越高的要求。在早期的点焊控制研究中，工作重点主要是寻找能够反映烙核形成的参量作为质量控制的被控制纨这些方法虽然有优点，但也在不同程度上存在局限性，难以获得满意的控制效果。原来的经典控制手段难以获得满意的焊接质量。点焊过程控制已由宏观向微观、由简单控制向智能控制发展71.2.1 电阻点焊定义 电阻点焊(Resistance Spot Welding，简称RS W)是较受汽车工业青睐且应用较为一泛的传统材料连接技术之一。把工件装配成搭接接头，将其压紧于上下电极之间，刊用瞬时电流通过工件时产生的电阻热熔化母材金属，经冷却后形成焊点的焊接方法即为电阻点焊【8】。1.2.2 点焊相变原理熔核、

14、塑性环及其周围母材金属的1部分构成了点焊接头。在良好的点焊焊接循环条件下，接头的形成过程是预压、通电加热和冷却结晶3个连续阶段所组成。图1-1 点焊原理图（1）预压阶段：在电极压力的作用下清除1部分接触表面的不平和氧化膜，形成物理触点，为焊接电流的顺利通过及表面原子的键合作准备。（2）通电加热阶段：在热与机械力作用下形成塑性环、熔核，并 随着通电加热的进行而长大，直到获得需要的熔核尺寸。通电刚开始，由于边缘效应，使焊件接触面边缘 处温度首先升高，接着由于金属加热膨胀，接触面和电流场均扩展并伴有绕流现象，而靠近电极的焊接区 金属散热较有利，从而在焊接区内形成了回转双曲面的加热区，其周围产生了较大

15、的塑性变形。随着通电 加热的持续，电极与工件接触表面增加，表面金属的冷却增强，而焊接区中心部位由于散热困难温度继续 升高，形成被塑性环包围的回转4方形液态熔核。继续延长通电时间，塑性环和熔核不断长大。当焊接温 度场进入准稳态时，最终获得椭圆形液态熔核，周围是将熔核紧紧包围的塑性环。（3）冷却结晶阶段：使 液态熔核在压力作用下冷却结晶。由于材质和焊接规范特征不同，熔核的凝固组织可有3种：柱状组织、 等轴组织、“柱状+等轴”组织。由于点焊加热集中、温度分布陡、加热与冷却速度极快，若焊接参数选用不当，在结晶过程中会出现 裂纹、胡须、缩孔、结合线伸入等缺陷，可通过减慢冷却速度和段压力等措施来防止缺陷产

16、生。 1.2.3 电阻点焊的应用电阻点焊是一种高速、经济的重要连接方法，适用于制造可以采用搭接、接头不要求气密、厚度小于3mm的冲压、轧制的薄板构件9。电阻点焊作为焊接科学技术的一个重要分支，广泛应用于航空、航天、能源、电子、车辆及轻工等部门。每年约占世界总焊接量的13都是用压力焊来完成的，并有上升的趋势目前，电阻点焊被广泛应用于汽车驾驶室、轿车车身、飞机机翼、航空发动机扰流器、建筑用钢网、家用电器如电冰箱、洗衣机，电风扇以及电炉、家具等薄板冲压焊接结构的生产。现代计算机技术的突飞猛进大大提高了电阻焊机的控制水平。特别是在点焊方面，国内外许多公司已采用计算机控制技术，来实现焊接质量监控与群控，

17、使点焊质量更加可靠。如OBM_0120型微处理机在汽车车门玻璃导轨多点焊机中的应用，效果良好。美国、日本早在20世纪7O年代韧就将点焊机器人用于汽车生产线。而具有视觉触觉等传感器的第二代点焊机器人已完全成熟，它们完全采用计算机控制技术和电伺服驱动，如IR761125型点焊机器人在汽车驾驶室生产线上的广泛应用。随着科学技术的发展，电阻点焊作为压力焊中一种重要的焊接技术，越来越受到世界焊接界的青睐，焊接自动化和计算机技术的发展将为点焊技术的发展提供广阔的发展空间。1.2.4 电阻点焊的焊接参数及其间的相互关系点焊参数主要有焊接电流、焊接通电时间、电极压力和电极尺寸。 （1）焊接电流 析出热量与电流

18、的平方成正比，所以焊接电流对焊点性能影响敏感。再其他参数不变时，当电流小于某值熔核不能形成，超过此值后，随电流增加熔核快速增大，焊点强度上升，而后因散热量的增大而熔核增长速度减慢。如进一步提高电流则导致产生飞溅，焊点强度反而下降，在实际生产中，焊接电流的波动有时甚大，其原因有：电网电压本身波动或多台焊机同时通电，铁磁体焊件深入焊接回路得变化，前点对后点的分流等。除选择对焊接电流变化较不敏感的参数外，解决上述问题的方法是反馈控制。（2）焊接时间 通电时间的长短直接影响输入热量的大小，在目前广为采用的同期控制点焊机上，通电时间是周（我国一周为20ms）的整数倍。再其他参数固定的情况下，只有通电时间

19、超过某最小值时才开始出现熔核，而后随通电时间的增长，熔核先快速增大，拉剪力也提高。当选用的电流适中时，进一步增加通电时间熔核增长变慢，渐趋稳定。但由于加热时间过长，组织变差，正压力下降，会对塑性指标下降，当选用的电流较大时，则熔核长大到一定极限后产生飞溅。（3）电极压力 电极压力的大小一方面影响电阻的数，从而影响析热量的多少，另一方面影响焊件向电极的散热情况，过小的电极压力将导致电阻增大，析热量过多切散热较差，引起前期飞溅；过大的电极压力将导致电阻减小，析热量少，散热良好，熔核尺寸缩小，尤其是熔核率显著下降。因此从节能角度来考虑，应选择不产生飞溅的最小电极压力。（4）电极工作面尺寸 目前点焊时

20、主要采用锥台形和球面形两种电极。锥台形的端面直径和球面形的端部圆弧半径的大小，决定了电极与焊件接触面积的多少，在同等电流时，它决定了电流大小和电极压强分布范围。一般应选用比期望获得熔核直径大20%左右的工作面直径，所需的端部尺寸，其次取决于电极是内水冷却的，电极上散失的热量往往高达50%的输入总热量，因此端部工作面的波动或水冷却端部电极表面的距离变化均将严重影响散热量的多少，从而引起熔核尺寸的波动，因此要求锥台形电极工作面直径期间每增大15%左右必须修复，而水冷却孔端至表面距离在耗损至仅纯34mm时，即应更换电极。规范参数间相互关系及选择点焊参数的选择主要取决于金属材料的性质、板厚及所用设备的

21、特点（能提供的焊接电流波形和压力曲线）。当电极材料、端面形状和尺寸选定后，焊接规范的选择主要是考虑焊接电流、焊接时间及电极压力这三个参数，其相互配合可有两种方式：（1）焊接电流和焊接时间的适当配合 这种配合是以反映焊接区加热速度快慢为主要特征。当采用大焊接电流、小焊接时间参数时称硬规范；而采用小焊接电流、适当延长焊接时间参数时称软规范10。软规范的特点：加热平稳，焊接质量对规范参数波动的敏感性低，焊点强度稳定；温度场分布平缓、塑性区宽，在压力作用下易变形，可减少熔核内喷溅、缩孔和裂纹倾向；对有淬硬倾向的材料，软规范可减小接头冷裂纹倾向；所用设备装机容量小、控制精度不高，因而较便宜。但是，软规范

22、易造成焊点压痕深、接头变形大、表面质量差；电极磨损快、生产效率低、能量损耗较大。硬规范的特点与软规范基本相反，在一般情况下，硬规范适用于铝合金、奥氏体不锈钢、低碳钢及不等厚板材的焊接，而硬规范较适用于低合金钢、可淬硬钢、耐热合金及钛合金等。应该注意，调节I、t使之配合成不同的软、硬规范时，必须相应的改变电极压力Fw，以适应不同加热速度及不同塑性变形能力的需要。硬规范时所用电极压力明显大于软规范焊接时的电极压力。（2）焊接电流和电极压力的适当配合 这种配合是以焊接过程中不产生喷溅为主要特征，根据这一原则制定的I、Fw关系曲线称为喷溅临界曲线。曲线左半区为无飞溅区，但焊接压力选择过大会造成固相焊接

23、（塑性环）范围过宽，导致焊接质量不稳定。曲线右半区为喷溅区，因为电极压力不足、加热速度过快而引起喷溅，使接头质量严重下降和不能安全生产。1.2.5 国际电阻焊的研究现状为了适应新材料、新工艺、新产品在工业上开发应用的需要，以使电阻焊工艺及设备能满足现代化生产的要求，近十几年来，各国焊接界在电阻焊工艺和设备控制方面做了大量的工作，由于在汽车车身等薄板结构的装配制造中，大量采用电阻点焊方法，为保证焊接质量，研究镀锌钢板、高强钢等新材料的电阻点焊性能已成了非常迫切的任务，各国焊接工作者就此方面做了大量的理论及实际研究工作，并取得了一定的成绩。 （1）高强钢的电阻点焊研究根据国际上对超轻钢汽车的研究，

24、把屈服强度在210-550N/mm2范围内的钢板称为高强度钢板，屈服强度大于550N/mm2的钢板称为超高强度钢板。根据强化机理的不同又把高强度钢板分为普通高强度钢板和先进高强度钢板。其中，普通高强度钢板主要包括高强度IF（无间隙原子）钢、烘烤硬化钢、含磷钢、各向同性钢、碳-锰钢和高强度低合金钢；先进高强度钢板主要包括双相钢、复相钢、相变诱发塑性钢、贝氏体钢和马氏体钢等。 目前，世界各国焊接学者对高强钢电阻点焊的研究主要集中在各种高强钢的可焊性、点焊参数对焊点组织及性能的影响以及焊接工艺优化等方面12例如:Mime:等人通过试验研究提出了通过焊后回火工艺来改进高强钢和超高强度钢的电阻点焊性能的

25、方法;Otani 等人对超细晶粒高强钢电阻点焊特性作了系统的研究，由于高强钢在高温下的电阻率和强度与低碳钢不同，点焊时得到同样大小的熔核尺寸需要的焊接电流比低碳钢板更大，同时，超细晶粒高强钢板的碳当量很低，焊后熔核的主要组织是马氏体，低碳成分限制了熔核硬化，因此这种材料的点焊接头不经过回火就能得到高的拉剪强度和垂直拉伸强度13; Sakuma等还对高强镀锌钢板的点焊可焊性进行了研究。 先进高强度钢具有强度高、成型性能好、高烘烤硬化性能、能量吸收率和疲劳强度较高，而且防撞凹性能好等优点，因而在汽车轻量化建设中它的应用量正在日益增长，高强钢的电阻焊可焊性的研究也应运而生。目前各国焊接学家对高强钢电

26、阻焊的研究主要集中在各种高强钢的可焊性、焊接规范参数对焊点组织性能的影响、焊接程序和工艺的优化等。例如：英国TWI材料连接技术全球中心的Shi,G等学者研究了高强钢点焊程序的修正以及母材强度和焊接淬火对焊点性能的影响；日本学者Otani,Tadayuki等对超细晶粒高强钢电阻点焊特性作了系统的研究，研究发现：这种由于高强钢在高温下的电阻率和强度与低碳钢不同，其点焊时得到同样大小的熔核尺寸需要的焊接电流比低碳钢板更大，同时，这种钢板的碳当量很低，虽然焊后熔核的主要组织是马氏体，但由于低碳成分限制了熔核硬化，因此这种材料的点焊接头不经过回火就能得到高的拉剪强度和垂直拉伸强度；法国学者Mimer，M

27、通过试验研究提出了通过焊后回火工艺来改进高强钢和超高强度钢的电阻点焊性能的方法；日本学者Sakuma,Yasuharu还对高强镀锌钢板的点焊可焊性进行了研究。研究表明，各类高强度钢板因其固有的特性不同，用途也不同。如烘烤硬化钢板具有冲压成形前较软、形状稳定性好和烘烤后抗凹陷性能较高的特点，特别适合于冲制汽车的外覆盖件；双相钢和相变诱发塑性钢具有高的强度、高的碰撞吸收能和高的抗疲劳性能等特点，适合于冲制结构件和安全件等。 （2）镀锌钢板的电阻点焊研究为了提高产品的耐腐蚀性能，在汽车、家电等行业越来越广泛地使用各种类型的镀锌钢板，根据镀锌工艺、镀锌成分等不同，镀锌钢板分为：电镀锌板、热镀锌板、Zn

28、-Ni合金镀层板、Zn-Fe合金镀层板等。由于镀层金属的物理性能与导电性能不同于低碳钢，所以镀锌钢板的电阻点焊性能与未镀锌的同种钢板有较大的不同，且从其使用性能考虑，对接头质量要求更高，即点焊时既要保证产生足够强度的接头，还应合理地保护镀层。锌层对于钢板来说厚度虽然非常小，但对于焊接性的影响却很大。一般认为，随着锌层厚度的增加，所需焊接电流越大，但程轩挺等通过试验比较，发现在一定镀层厚度范围内，锌层越厚，所需电流越大；但当锌层达到一定厚度时，则所需电流反面减小13。而美国金属学会主编的有关资料则明确提出，镀锌钢板在镀层厚度增加时（锌层厚度在0.0050.025mm 范围内），焊接性降低，但锌层

29、厚度在1.52mm 以上时，焊接性不受镀层厚度的影响14。在国内外汽车车体制造中，使用的电镀锌板镀层厚度一般为20 90g/m2(0.0030.013mm)，热镀锌钢板镀层厚度为40180g/m2 (0.0060.025mm)，可见汽车用镀锌钢板的点焊需要合理选择工艺参数以保证焊接质量。但笔者工厂实践证明，尽管有锌层的存在，但只要选择适当的设备、工艺等，镀锌钢板的电阻点焊质量完全可以达到车体制造的技术要求。所以镀锌钢板本身的镀锌方式或锌层厚度，并不是影响车体点焊质量好坏的决定因素。由于镀锌钢板在其点焊焊接性上存在一定的难点，这些年来各国焊接工作者就镀锌钢板的焊接性方面围绕着焊接工艺规范、焊接过

30、程的数值模拟、电极寿命等问题作了大量的研究工作15。目前，国际上对镀锌钢板的焊接工艺研究基本成熟，进一步研究的热点主要集中在如何提高镀锌钢板点焊电极寿命，例如采用弥散强化铜合金或通过对电极的低温处理等措施提高电极的使用寿命。 1.3 不锈钢的研究不锈钢的发展是因为有其自身的特性，而特性满足了需要。不锈钢的最重要的特性是耐腐蚀性能。但是又绝不是仅仅具有耐蚀性能，而且还具有特有的力学性能（屈服强度、抗拉强度、高温强度、低温强度）、物理性能（密度、比热容、现膨胀系数、导热系数、电阻率磁导率、弹性系数等）、工艺性能（成形性能、焊接性能、切削性能等）以及金相（相组成、组织结构等）等。这些性能构成了不锈钢

31、的特性。1.3.1 不锈钢的主要应用不锈钢主要用于厨房、家电、运输、建筑、土木各领域。从节能和再循环等环保的观点看，不锈钢的需求有望进一步扩大。在运输领域主要有铁道车辆和汽车的排气系统，用于排气系统的不锈钢在每辆车中约为20-30kg，全世界的年需求约100万吨，这是不锈钢追打的应用领域。在建筑领域，最近的需求急剧增长。关于环保方面，首先从大气环保的观点看，用于抑制二恶英发生的高温垃圾焚烧装置、LNG发电装置和使用煤的高效发电装置的耐热、耐高温腐蚀不锈钢的需求将扩大。还有估计在21世纪初将投入实际应用的燃料电池汽车的电池壳也将使用不锈钢。从水质环保的观点看，在给水、排水处理装置中，具有优异耐蚀

32、性的不锈钢也将扩大需求。关于长寿命，在欧洲已有桥梁、高速公路、隧道等设施中，不锈钢的应用在增加，预计这种潮流将遍及全世界。还有日本一般住宅建筑的寿命特别短为20-30年，废材处理成为一大问题。关于IT的普及，在IT的发展和普及过程中，功能材料在设备硬件方面起很大的作用，对高精密度、高功能材料的要求非常的大。如：在手机和微机部件中，灵活应用了不锈钢的高强度、高功能材料的要求非常大。如：在手机和微机部件中，灵活应用了不锈钢的高强度、弹性和非磁性等特性，使得不锈钢的应用扩大。还有在半导体和各种基板的制造设备中，具有良好清洁度和耐久性的不锈钢发挥了重要作用。不锈钢拒用多种其它金属没有的优异性能，是一种

33、具有优异耐久性和再循环型的材料，今后对应时代的变化，不锈钢将广泛应用于各种领域。1.3.2 国内不锈钢发展状况随着中国经济的快速增长，中国不锈钢市场发展迅速，主要表现为表观消费量增势强劲。2000年-2003年间中国不锈钢表观消费量的增速都保持在30%以上。但从3003年开始，我国不锈钢消费增速放缓，2004年增速为6.4%，2005年增速为16.8%。这表明：不锈钢具有长寿命的特点，其消费具有阶段性，目前我国城市人口阶段性消费到了相对稳定的水平。改革开放以来，中国不锈钢需求增长非常快。2001年，中国就已经超过美国，成为世界不锈钢第一消费大国。近几年更是取得了长足的发展，中国在世界上的地位也

34、迅速提高16。 2005年全年中国规模以上不锈钢及类似日用金属制品制造业实现累计工业总产值73,946,275千元，比上年增长31；全年实现累计产品销售收入71,179,151千元，比上年增长30.83；全年实现累计利润总额2,518,608千元，比上年增长41.09。 2006年全年中国规模以上不锈钢及类似日用金属制品制造业实现累计工业总产值94,800,839千元，比上年增长30.55；全年实现累计产品销售收入89,913,179千元，比上年增长28.98；全年实现累计利润总额3,395,231千元，比上年增长37.8。 中国不锈钢行业发展看好，但同时，行业内也存在一些问题，如行业发展存在

35、产业集中度偏低，产业分散；产能增速过快；高端产品不足等问题。但是，随着科技水平的提高，企业管理水平的改善，行业结构的合理规划，不锈钢行业正朝着健康快速的方向发展17。未来一段时间里，不锈钢材需求量增加的驱动力来自两方面：一是经济增长，即经济增长率达到1%，则拉动不锈钢材需求量增长率1%至1.5%；二是不锈钢材未来应用领域不断扩大。消费结构上，大客车、地铁、高速铁路用车等公共交通运输工具也广泛采用了不锈钢。中国家电行业是不锈钢应用潜在的大市场。此外，不锈钢在水工业、建筑与结构业、环保工业、工业设施中的需求也将逐年上升，不锈钢行业的发展具有广阔的发展空间。1.3.3 国外不锈钢发展状况发达国家的不

36、锈钢生产经历了多辊冷轧机、连续铸造和炉外精炼三次生产工艺装备技术革命，实现了精炼化、连续化、自动化、大型化，使质量提高，不锈钢产量剧增。 70年代以来，在世界钢材市场普遍不景气的情况下，不锈钢产量却高速增长。从1967年到1995年的28年间，不锈钢平均增长速度为3.7% (同期产钢总量增长速度为1.3%)。表1列出了世界部分不锈钢生产国1993年至1995年的不锈钢产量。全世界不锈钢占钢的总产量的比例也在逐年上升(表2)，由1992年的不足2环增至1994年的接近2. 3%, 1995年又增至2. 4%以上18。表1-1 世界主要不锈钢生产国的年产量（万吨）年份 日本 美国 德国 法国 意大

37、利 韩国 西班牙 瑞典 比利时 英国 芬兰1993 322 177 119 79 72 57 56 55 44 43 371994 345 182 142 92 85 63 65 60 52 53 431995 358 195 150 93 90 67 70 64 58 57 45表1-2 世界主要不锈钢生产不锈钢产量占钢总量的比例（%）年份 日本 美国 德国 法国 意大利 瑞典 英国 中国 世界1990 3.00 2.08 2.99 4.21 2.24 10.44 2.91 0.39 1.891992 2.99 2.29 2.93 4.53 2.62 10.90 2.41 0.48 1.99

38、1994 3.23 2.06 3.48 5.10 3.26 12.24 3.06 0.28 2.27目前，世界人均不锈钢年消费量已超过2Kg，工业国家人均不锈钢消费量已达8Kg以上，仍有增长的趋势(表3)。日本在90年代初人均年消费不锈钢已超过16Kg，北美人均不锈钢年消费量已从3年前的6. 4Kg增加到8. 2Kg，即增长了28%。在不锈钢产品方面，由于近几年民用不锈钢的不断增加，不锈钢冷轧带材，抛光钢带在板带中所占比例越来越大，已达7000以上。目前冷轧薄板和带钢宽度可达2m;热轧中厚板的宽度最大可达3m；无缝不锈钢钢管直径已达争4500mm以上，壁厚0. 04mm，最大可达130mm，最

39、小直径为0. lmm；钢丝最细可达0. 025mm。钢管生产己逐步过渡到以焊管为主。表1-3 1990年与1993年一些国家人均不锈钢年消费量（Kg）国别 1990 1993世界平均 2.1日本 16.1 16.8美国 6.7 8.3德国 12.1 11.2法国 7.2 9.8意大利 9.9 9.9英国 4.5 7.0瑞典 13.1 21.7中国 0.51.4 本文研究的主要内容（1） 确定304不锈钢点焊的工艺参数，对焊接试样进行接头组织、性能进行分析、测试。（2） 对不同工艺参数下接头的组织、显微硬度、力学性能进行分析，测试。（3） 通过优化点焊电流和加压时间，解决目前生产中常出现的熔核尺

40、寸过小，易产生未熔合缺陷。2 试样材料、方法及试验过程2.1 实验材料304不锈钢是一种通用性的不锈钢材料，防锈性能比200系列的不锈钢材料要强。耐高温方面也比较好，能高到到1000-1200度。304不锈钢具有优良的不锈耐腐蚀性能和较好的抗晶间腐蚀性能。对氧化性酸，在实验中得出：浓度65%的沸腾温度以下的硝酸中，304不锈钢具有很强的抗腐蚀性。对碱溶液及大部分有机酸和无机酸亦具有良好的耐腐蚀能力。 表2-1 304不锈钢化学成分成分CSiMnCrNiSP含量0.071.02.08.020.08.011.00.030.0352.1.1 304不锈钢板基本概述按制法分热轧和冷轧的两种，按钢种的组

41、织特征分为5类：奥氏体型、奥氏体-铁素体型、铁素体型、马氏体型、沉淀硬化型。 要求能承受草酸、硫酸-硫酸铁、硝酸、硝酸-氢氟酸、硫酸-硫酸铜、磷酸、甲酸、乙酸等各种酸的腐蚀，广泛用于化工、食品、医药、造纸、石油、原子能等工业，以及建筑、厨具、餐具、车辆、家用电器各类零部件。 不锈钢板表面光洁，有较高的塑性、韧性和机械强度，耐酸、碱性气体、溶液和其他介质的腐蚀。它是一种不容易生锈的合金钢，但不是绝对不生锈。 不锈钢的耐腐蚀性主要取决于它的合金成分（铬、镍、钛、硅、铝等）和内部的组织结构，起主要作用的是铬元素。铬具有很高的化学稳定性，能在钢表面形成钝化膜，使金属与外界隔离开来，保护钢板不被氧化，增

42、加钢板的抗腐蚀能力。钝化膜破坏后，抗腐蚀性就下降。2.1.2 国标304不锈钢的性质 304不锈钢的密度7.93 g/cm3 奥氏体不锈钢一般都用这个值304含铬量(%) 17.00-19.00，含镍量.（%）8.00-10.00，304相当于我国的0Cr19Ni9 (0Cr18Ni9)不锈钢 304不锈钢是一种通用性的不锈钢材料，防锈性能比200系列的不锈钢材料要强。耐高温方面也比较好。304不锈钢具有优良的不锈耐腐蚀性能和较好的抗晶间腐蚀性能。对氧化性酸，在实验中得出：浓度65%的沸腾温度以下的硝酸中，304不锈钢具有很强的抗腐蚀性。对碱溶液及大部分有机酸和无机酸亦具有良好的耐腐蚀能力。表

43、面美观以及使用可能性多样化，耐腐蚀性能好，比普通钢长久耐用 耐腐蚀性好强度高，因而薄板使用的可能性大 耐高温氧化及强度高，因此能够抗火灾 常温加工，即容易塑性加工 因为不必表面处理，所以简便、维护简单、清洁、光洁度高、焊接性能好、品质特性、不锈钢的品质特性 见表2-2。表2-2代表钢种STS304STS430STS410热处理固溶化热处理退火退火后急冷硬度性加工硬化性微量硬化性小量硬化性主要用途建筑物内外装饰，厨房用具，化学刻度，航空机器建筑材料，汽车零件，加用电器，厨房器具，饭盒等钎、刀机器零部件，医院用具，手术用具耐腐蚀性高高高2.2 点焊工艺参数选择2.2.1 点焊工艺参数的选择影响点焊

44、的工艺参数包括焊接电极的结构直径、焊接能量、焊接时间和焊接压力。根据焊接速度和焊接效果可分为快速焊接、中速焊接、普通焊接三种条件，对于工件要求焊接强度高、焊接变形小的场合，最好选用大功率、短时间的强规范快速焊接。对于要求不严格的工件就可以采用小功率、长时间的普通焊接方式，这样可选择比较小的焊接设备，同时对电网的影响也比较小。通常是根据工件的材料和厚度，参考该种材料的焊接条件表选取，首先确定电极的端面形状和尺寸，其次初步选定电极压力和焊接时间，然后调节焊接电流，以不同的电流焊接试样，经检验熔核直径符合要求后，再在适当的范围内调节电极压力、焊接时间和电流，进行试样的焊接和检验，直到焊点质量完全符合技术条件所规定的要求为止。最常用的检验试样的方法是撕开法，优质焊点的标志是