要点182 点焊电极的使用要点
点焊的电极对焊接质量的影响是很大的，同时也是易损件。这里从电极的使用角度，阐述点焊电极的应用技术要点：
1.电极端头的类型与使用特点
1）截头锥形[Truncated Cone（图7-72a）]这是点焊时最常用类型，主要使用特点是焊点的压痕深度适当，电极的再修磨简单。主要缺点是由于端面棱角处很快变钝，端面与焊件的接触面是变化的，这就容易引起焊点焊接参数的变化，从而使焊点质量不够稳定。
2）弧面截头锥形[Arc Top Truncated Cone（图7-72b）]弧面截头锥形是针对平截头锥形的缺点而改进的电极端头形式。缺点是电极手工再修磨不容易达到制造商供货水平。
3）球面形[Spherlcal（图7-72c）]主要使用特点是压痕较深，但因此而能保持点焊接参数的稳定，适于较厚钢板的点焊。
在汽车车身焊装线上，点焊工位的上下电极总数量达4000～5000只是很平常的事，可想而知，合理选择点焊电极端头的类型与电极材料本身质量，是与焊接质量有重要关系的点焊工艺问题。
但质量再好的电极，经过多则几千点、少则几百点的使用后都要磨损（图7-73），为此，对一些大型汽车车身制造厂，都设有点焊电极备件供应部门。这些电极供应部门的主要任务并非是采购批量电极、而是用专门的电极修复设备修复从焊接线上退下的磨损电极。
图7-71 电极端部镦粗造成电流发散
图7-72 常见电极端头的类型
a）截头锥形 b）弧面截头锥形 c）球面形
图7-73 电极端面的磨损
2.电极的材料
电极端部既要将上万安的电流传递给焊件，又要承受压力，电极端部工作在高温承载的状态。一般要求它高温（400～500℃）时，在保持良好导电性的同时、又具有一定高温硬度。
电极一般用铜合金材料制成，Cr（铬）、Zr（锆）是电极铜合金的主要高温硬化合金元素。而电极的高温硬度曲线（图7-74）和软化起点温度曲线（图7-75）是衡量电极质量好坏的两项关键指标，做为电极的用户应要求制造商提供该曲线。
图7-74 电极的高温硬度曲线
图7-75 电极的软化起点温度曲线
3.镀锌（Zinc）钢板点焊用电极与点焊工艺要点
近年来，镀层碳钢板，特别是镀锌钢板在汽车车身与部装件中有较多应用。与无镀层碳钢板点焊相比，镀锌钢板点焊主要有两点不同：
一是在通电加热时，由于锌的熔点低（约420℃），焊件间的锌层先于钢板熔化，在压力的作用下将随之排挤出焊接区域，形成一个锌的圆环，并将熔核包在其中。由于“锌环”的分流作用，因而需要更大的焊接电流，以及适当增大的电极压力和焊接通电时间。
二是通电时，熔化的锌与电极会相互作用，在电极表面形成一合金层，同时一些氧化锌也会粘附在电极上，结果急剧降低了电极的使用寿命，并使焊点焊接质量恶化。
镀锌钢板焊接研究的结论是：点焊镀层碳钢板，除要提高电流之外，如采用上升斜率电流的加热方式（图7-76）可提高30%的电极寿命，上升周波为4～6。
采用上升斜率电流的加热方式时，在电流达到最大值前，镀层金属就开始熔化并被排开，使得电极能够直接与焊接金属相接触，这样就减轻了电极与锌间的合金化，也减小了电极与工件间的发热，故可改善电极寿命。
而镀锌钢板的点焊用电极，从表面上看与一般无镀层碳钢板点焊电极没有区别，但其使用性能与寿命，不同厂商品牌的电极表现有很大区别。性能好的电极，其制造技术往往是电极制造商的核心机密。例如国外的知名品牌的镀锌钢板的点焊用电极，也都标明了电极合金材料的种类，但是具体的合金配比和电极制造工艺则为专利。不同品牌的电极寿命可相差几倍。
再如图7-77所示的适用于铝合金板材点焊的含Ti电极，都属专利配方与制造工艺。
图7-76 镀锌钢板的点焊采用上升斜率电流
图7-77 铝合金点焊的含Ti电极