点焊方法和工艺样本Word格式文档下载.docx

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当容器壁厚较大时，也可以用砂子或石蜡等不导电材料作为填料。

焊接应采用强条件，以免长时间加热使低熔点金属或石蜡熔化，导致电极压塌工件。

　　在大量生产中，单面多点点焊获得广泛应用。

这时可采用由一种变压器供电，各对电极轮流压住工件形式（图4a），也可采用各对电极均由单独变压器供电，所有电极同步压住工件形式（图4b）。

后一形式具备较多长处，应用也较广泛。

其长处有：

各变压器可以安顿得离所连电极近来，因而其功率及尺寸能明显减速小；

各个焊点工艺参数可以单独调节；

所有焊点也许同步焊接，生产率高；

所有电极同步压住工件，可减少变形；

多台变压器同步通电，能保证三相负载平衡。

　　1.2点焊工艺参数选取

　　普通是依照工件材料和厚度，参照该种材料焊接条件表选用。

一方面拟定电极端面形状和尺寸。

另一方面初步选定电极压力和焊接时间，然后调节焊接电流，以不同电流焊接试样。

经检查熔核直径符合规定后，再在恰当范畴内调节电极压力、焊接时间和电流，进行试样焊接和检查，直到焊点质量完全符合技术条件所规定规定为止。

最惯用检查试样办法是撕开法，优质焊点标志是；

在撕开试样一片上有圆孔，另一片上有圆凸台。

厚板或淬火材料有时不能撕出圆孔和凸台，但可通过剪切断口判断熔核直径。

必要时，还需进行低倍测量、拉伸实验和X射线检查，以鉴定熔透率、抗剪强度和有无缩孔、裂纹等。

图4单面多点点焊形式

a）一种变压器轮流供电b）各种变压器分别同步供电1一液压缸2一电极

　　以试样选取工艺参数时，要充分考虑试样和工件在分流、铁磁性物质影响，以及装配间隙方面差别，并恰当加以调节。

　　1.3不等厚度和不同材料点焊

　　当进行不等厚度或不同材料点焊时，熔核将不对称于其交界面，而是向厚件或导电、导热性差一边偏移，偏移成果将使薄件或导电、导热性好工件焊透率减小，焊点强度减少。

熔核偏移是由两工件产热和散热条件不相似引起。

厚度不等时，厚件一边电阻大、

　　交界面离电极远，故产热多而散热少，致使熔核偏向厚件；

材料不同步，导电、导热性差材料产热易而散热难，故熔核也偏向这种材料，见图5，图中p为电阻率。

　　调节熔核偏移原则是：

增长薄件或导电、导热性好工件产热面减少其散热，惯用办法有：

　　1）采用不同接触表面直径或球面半径电极在薄件或导电、导热性好工件。

一侧采用较小直径或较小球面半径，以增长这一侧电流密度，并减小电极散热影响。

图5不等厚度、不同材料点焊时熔核偏移

a）不等厚度（σ1<

σ2）b）不同材料（p1<

p2）

　　2）采用不同电极材料薄件或导电，导热性好工件一侧采用导热性较差铜合金，以减少这一侧热损失。

　　3）彩用工艺垫片在薄件或导电、导热性好工件一侧垫一块由导热性较差金属制成垫片（厚度为0.2～0.3mm），以减少这一侧散热。

　　4）采用强条件-因通电时间短，使工件间接触电阻产热影响增大，电极散热影响减少，有助于克服核心偏移。

此办法在极薄件与厚件点焊时有明是效果。

电容储能焊机（普通是大电流和极短通电时间）可以点焊厚度比极大工件（如20：

1）就是明显例证。

但对厚件而言，因通电时间较长，接触电阻对熔核加热几乎没有影响，采用弱条件反而可以使热量有足够时间向两工件界面处传导，有助于克服核心偏移。

生产中曾有这样例子，在点焊3．5mm5A06（LF6）铝合金（电阻率高）与5．6mm-2A,14（LDl0）铝合金（电阻率低）时，熔核严重偏入较薄5A06（1F6）工件中，将通电时间由13周波延长至20周波后，偏移才得以纠正。

点焊接头设计

　　点焊普通采用搭接接头和折边接头（图6）。

接头可以由两个或两个以上等厚度或不等厚度工件组。

在设计点焊构造时，必要考虑电极可达性，即电极必要能以便地到达构件焊接部位。

同步还应考虑诸如边距、搭接量、点距、装配间隙和焊点强度等因素。

　　边距最小值取决于被焊金属种类、厚度和焊接条件。

对于屈服强度高金属、薄件或采用强条件时可取较小值。

图6点焊接头型式

a）搭接接头b）折边接头e-点距b-边距

　　搭接量是边距两倍，推荐最小搭接量见表1。

　　点距即相邻两点中心距，其日子小值与被焊金属厚度、电导率、表面清洁度，以及熔核直径关于。

表2为推荐最小点距

表1接头最小搭接量（单位：

mm）

表2焊点最小点距　（单位：

mm）

点距最小值重要是考虑分流影响。

采用强条件和大电极压力时，点距可以恰当减小；

采用热膨胀监控或可以顺序变化各点电流控制器时，以及采用能有效地补偿分流影响其她装置时，点距可以不受限制。

　　如果受工件尺寸限制，点距无法拉开，而又无上述控制手段时，为保证熔核尺寸一致，就必要以恰当电流先焊各工件韵第一点，然后调大点流，再焊其相邻点。

　　装配间隙必要尽量小，由于靠压力消除间隙将消耗一某些电极压力，使实际焊接压力减少。

间隙不均匀性又将使焊接压力波动，从而引起各焊点强度明显差别。

过大间隙还会引起严重喷溅。

许用间隙值取决于工件刚度和厚度，刚度、厚度越大，许用间隙越小，普通为0.1~2mm。

环形工件过大间隙，可以用滚压办法予以消除。

单个焊点抗剪强度取决于两板交界面上熔核面积。

为了保证接头强度，除熔核直径外，焊透率和压痕深度也应符合规定。

　　两板上焊透率应分别测量。

焊透率应介于20％～80％之间。

镁合金最大焊透率只容许至60％，而钛合金则容许至90％。

焊接不同厚度工件时，每一工件上最小焊透率可为接头中薄件厚度20%。

压痕速度不应超过板件厚度15％，如果两工件厚度比不不大于2：

1，或在不易接近部位施焊，以及在工件一侧使用平头电极时，压痕深度可增大到20％～25％。

图７为低倍磨片上熔核尺寸

图７低倍磨片上熔核尺寸

d一熔核直径σ—工件厚度h一熔深c一压痕深度

　　点焊接头受垂直于板面方向拉伸载荷时强度，为正拉强度。

由于在熔核周。

围两板间形成尖角可引起应力集中，而使熔核算际强度减少，因而点焊接头普通不这样加载。

普通以正拉强度和抗剪强度之比作为判断接头延性指标，此比值越大，则接头延性越好。

　　各种焊点形成接头强度还取决于点距和焊点分布。

点距小时，接头会因分流而影，响其强度，大点距又会限制定安排焊点数量。

因而，必要兼顾点距和焊点数量，才干获得最大接头张度。

多列焊点最佳交错排列而不要作矩形排列。

惯用金属点焊

　　3.1电阻焊前工件清理

　　无论是点焊、缝焊或凸焊，在焊前必要进行工件表面清理，以保证接头质量稳定。

　　清理立法分机械清理和化学清理两种。

惯用机械清理办法有喷砂、喷丸、抛光以及用砂布或钢丝刷等。

　　不同金属和合金，须采用不同清理办法。

简介如下：

　　铝及其合金对表面清理韵规定十分严格，由于铝对氧化学亲合力极强。

刚清理过表面上会不久被氧化，形成氧化铝薄膜。

因而，清理后表面在焊前容许保持时间是有严格限制。

铝合金氧化膜重要用化学办法去除，在碱溶液中去油和冲洗后，将工件放进正磷酸溶液中腐蚀。

为了减慢新膜成长速度和填充新膜孔隙，在腐蚀同步进行钝化解决。

最惯用钝化剂是重铬酸钾和重铬酸钠（见表３）。

钝化解决后便不会在去除氧化膜同步，导致工件表面过度腐蚀。

腐蚀后进行冲洗，然后在硝酸溶液中进行亮化解决，后来再次进行冲洗，冲洗后，在温度达?

5℃干燥室中干燥，或用热空气吹干。

这样清理之后工件，可以在焊前保持72h。

　　铝合金也可用机械办法清理。

如用0—00号砂布，或用电动或风动钢丝刷等。

但为防止损伤工件表面，钢丝直径不得超过0.2mm，钢丝长度不得短于40mm，刷子压紧于工件力不得超过5～20N，并且清理后须在不超过2～3h内进行焊接。

　　为了保证焊接质量稳定性，当前国内各工厂多在化学清理后，在焊前再用钢丝刷清理工件搭接内表面。

　　铝合金清理后必要测量放有两个铝合金工件两电极间总电阻只。

办法是使用类似于点焊机专用装置。

上面一种电极对电极夹绝缘，在电极间压紧两个试件，这样测出R值可以最客观地反映出表面清理质量。

对于2A12、7A04、5A06铝合金，R不得超过120uΩ，刚清理后R普通为40～50uΩ。

对于导电性更好3A21、5A02铝合金以及烧结铝类材料，R不得超过28～40uΩ。

　　镁合金普通使用化学清理，经腐蚀后再在铬酐溶液中钝化。

这样解决后会在表面形成薄而致密氧化膜，它具备稳定电气性能，可以保持10昼夜或更长时间，性能仍几乎不变。

镁合金也可以用钢丝刷清理。

　　铜合金可以通过在硝酸及盐酸中解决，然后进行中和并清除焊接处残留物。

　　不锈钢、高温合金电阻焊时，保持工件表面高度清洁十分重要，由于油、尘土、油漆存在，能增长硫脆化也许性，从而使接头产生缺陷。

清理办法可用抛光、喷丸、钢丝刷或化学腐蚀（表3）。

对于特别重要工件，有时用电解抛光，但这种办法复杂并且生产率低。

　　钛合金氧化皮，可在盐酸、硝酸及磷酸钠混合溶液中进行深度腐蚀加以去除。

也可以用钢丝刷或喷丸解决。

　　低碳钢和低合金钢在大气中抗腐蚀能力较低。

因而，这些金属在运送、存储和加工过程中常惯用抗蚀油保护。

如果涂油表面未被车间脏物或其她不良导电材料所污染，在电极压力下，油膜很容易被挤开，不会影响接头质量。

　　钢供货状态有：

热轧，不酸洗；

热轧，酸洗并涂油；

冷轧。

未酸洗热轧钢焊接时，必要用喷砂、喷丸，或者用化学腐蚀办法清除氧化皮，可在硫酸及盐酸溶液中，或者在以磷酸为主但具有硫脲溶液（表3）中进行腐蚀，后一种成分可有效地同步进行除油和腐蚀。

表3化学腐蚀用溶液成分

　　有镀层钢板，除了少数例外，普通不用特殊清理就可以进行焊接。

镀铅钢板则需要用钢丝刷或化学腐蚀清理。

带有磷酸盐涂层钢板，其表面电阻会高到在低电极压力下，焊接电流无法通过限度，只有采用较高压力才干进行焊接。

　　3.2低碳钢点焊

　　低碳钢w（C）低于0.25％。

其电阻率适中，需要焊机功率不大；

塑性温度区宽，易于获得所需塑性变形而不必使用很大电极压力；

碳与微量元素含量低，无高熔点氧化物，普通不产生淬火组织或夹杂物；

结晶温度区间窄、高温强度低、热膨胀系数小，因而开裂倾向个。

此类钢具备良好焊接性，其焊接电流、电极压力和通电时间等工艺参数具备较大调节范畴。

　　表4是美国RWMA推荐低碳钢点焊焊接条件，可供参照。

　　3.3淬火钢点焊

　　由于冷却速度极快，在点焊淬火钢时必然产生硬脆马氏体组织，在应力较大时还会产生裂纹。

为了消除淬火组织、—改进接头性能，普通采用电极间焊后回火双脉冲点焊办法。

表4低碳钢点焊焊接条件

　　这种办法第一种电流脉冲为焊接脉冲，第二个为回火热解决脉冲。

使用这种办法时应注意两点：

　　1）两脉冲之间间隔时间一定要保证使焊点冷却到马氏体转变点Ms温度如下；

　　2）回火电流脉冲幅值要恰当，以避免焊接区金属重新超过奥氏体相变点而引起二次淬火。

　　淬火钢双脉冲点焊工艺参数实例，示于表5，可供参照。

用单脉冲点焊时，尽管可以用很长焊接时间（比普通长2～3，倍，目是减少接头冷却速度），但仍不能避免产生淬火组织。

当撕开检查时，接头呈脆性断裂，撕不出圆孔，抗剪强度也远不如双脉冲点焊接头。

因而，单脉冲点焊不适当采用。

　　3.4镀层钢板点焊

　　焊接时重要问题：

　　1）表层易破坏，失去原有镀层作用。

　　2）电极易与镀层粘附，缩短电极使用寿命。

　　3）与低碳钢相比，合用焊接工艺参数范畴较窄，易于形成未焊透或喷溅，因而必要精准控制工艺参数。

　　4）镀层金属熔点普通比低碳钢低，加热时先熔化镀层金属使两板间接触面扩大，电流密度减小。

因而，焊接电流应比无镀层时大。

　　5）为了将已熔化镀层金属排挤出接合面，电极压力应比无镀层时高。

　　贴聚氯乙烯塑料面钢板焊接时，豫保证必要韵强度外，还应保证贴塑面不被破坏。

因而必要采用单面点焊，并采用较短焊接时间。

（1）镀锌钢板点焊镀锌钢板大体分为电镀锌钢板和热浸镀锌钢板，前者镀层比后者薄。

　　点焊镀锌钢板用电极，推荐采用2类电极合金。

当对焊点外观规定很高时，可以采用1类合金。

推荐用锥形电极形状，锥角120°

～140°

。

使用焊钳时，推荐采用端面半径为25—50mm球面电极。

　　为提高电极使用寿命，也可采用嵌有钨电极头复合电极，以2类电极合金制成电极体，可以加强钨电极头散热。

　　表6是日本焊接学会第3委员会推荐镀锌钢板点焊焊接条件。

　　镀锌钢板点焊时应采用有效通风装置，由于ZnO烟尘有害于人体健康。

（2）镀铝钢板点焊镀铝钢板分为两类，第一类以耐热为主，表’面镀有一层厚20～25umAI-Si合金<

w（Si）6％～8．5％），可耐640~C高温。

第二类以耐腐蚀为主，为纯铝镀层、镀层厚为第一类2～3倍。

点焊这两类镀铝钢板时都可以获得强度良好焊点。

表525CrMnSiA、30CrMnSiA钢双脉冲点焊焊接条件

　　由于镀层导电、导热性好，因而需要较大焊接电流。

并应采用硬铜合金球面电极。

表7为第一类镀铝钢板点焊焊接条件。

对于第二类，由于镀层厚，应采用较大电流和较低电极压力。

　　（3）镀铅钢板韵点焊镀铅钢板是在低碳钢板上镀以w（Pb）75％和w（Sn）25％Pb-Sn合金。

这种材料价格较贵，较少使用。

镀铅钢板点焊状况较少，所用工艺参数与镀锌钢板相似。

　　3.5不锈钢点焊

　　不锈钢普通分为：

奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢和马氏体不锈钢3种。

由于不锈钢电阻率高、导热性差，因而与低碳钢相比，可采用较小焊接电流和较短焊接时间。

此类材料有较高高温强度，必要采用较高电极压力，以防止产生缩孔、裂纹等缺陷。

不锈钢热敏感性强，普通采用较短焊接时间，强有力内部和外部水冷却，并且要精确地控制加热时间和焊接电流，以防止热影响区晶粒长大和浮现晶间腐蚀现象。

　　点焊不锈钢电极，推荐用2类或3类电极合金，以满足高电极压力需要。

表8为不锈钢点焊焊接条件。

　　马氏体不锈钢由王有淬火倾向，点焊时规定采用较长焊接时间。

为消除淬硬组织，最佳采用焊后回火双脉冲点焊时普通不采用电极外部水冷却，以免因淬火而产生裂纹。

　　3.6高温合金点焊

　　高温合金分为铁基和镍基合金，它们电阻率和高温强度比不锈钢更大，因而要用较小焊接电流和较大电极压力。

为了减少高温合金点焊肘浮现裂纹和胡须等缺陷，还应尽量避免焊点过热。

所用电极推荐采用3类电极合金，以减少电极变形和消耗。

表９为推荐高温合金点焊焊接条件。

　　点焊较厚板件（2mm以上）时，最佳在焊接脉冲之后再加缓冷脉冲并施加锻压力，以防止缩孔和裂纹；

同步采用球面电极，以利于熔核压固和散热。

表6镀锌钢板点焊焊接条件]

表7耐热镀铝钢板点焊焊接条件

表8不锈钢点焊焊接条件

表９　高温合金GH44、GH33焊接条件

　　3.7铝合金点焊

　　铝合金应用十分广泛，分为冷作强化和热解决强化两大类。

铝合金点焊焊接性较差，特别是热解决强化铝合金。

其因素及应采用工艺办法如下：

（1）电导率和热导率较高必要采用较大电流和较短时间，才干做到既有足够热量形成熔核，又能减少表面过热、避免电极粘附和电极铜离子向纯铝包覆层扩散、减少接头抗腐蚀性。

（2）塑性温度范畴窄、线膨胀系数大必要采用较大电极压力，电极随动性好，才干避免熔核凝固时过大内部拉应力而引起裂纹。

对裂纹倾向大铝合金，如5A06、2A12、LC4等；

还必要采用加大锻压力办法，使熔核凝固时有足够塑性变形，减少拉应力，以避免裂纹产生。

在弯电很难以承受大顶锻压力时，也可以采用在焊接脉冲之后加缓冷脉冲办法避免裂纹。

对于大厚度铝合金可以两种办法并用。

　　（3）表面易生成氧化膜焊前必要严格清理，否则极易引起喷溅和熔核成形不良（撕开检查时，熔核形状不规则，凸台和孔不呈圆形），使焊点强度减少。

清理不均匀则将引起焊点强度不稳定。

　　基于上述因素，点焊铝合金应选用品有下列特性焊机：

　　1）能在短时间内提供大电流；

　　2）电流波形最佳有缓升缓降特点：

　　3）能精准控制工艺参数，且不受电网电压波动影响；

　　4）能提供阶形和马鞍形电极压力；

　　5）机头惯性和摩擦力小，电极随动性好。

　　当前国内使用300~1000kVA直流脉冲、三相低频·

和二次整流；

焊机（个别达1000kVA），均具备上述特性。

单相交流焊机不具备这些特性，仅限于点焊不重要工件，焊机功率普通不超过400KVA。

　　点焊锅合金电极应采用1类电极合金，球形端面，以利于压固熔核和散热。

　　由于电流密度大和氧化膜存在，铝合金点焊时，很容易产生电极粘着。

电极粘着不但影响外观质量，还会因电流减小而减少接头强度。

为此需经常修整电极。

电极每修整一次后可焊焊点数与焊接条件、被焊金属型号，清理状况、有无电流波形调制、电极材料及其冷却状况等因素关于。

普通点焊纯铝为5～重0点，点焊5A06、2A12时为、25~u30点。

　　防锈铝3A21强度低、延性好，有较好焊接性，不产生裂纹，普通采用固定不变电极压力。

硬铝（如2A11、2A12）、超硬铝、（如7A04）强度高、延性差，极易产生裂纹，必要采用阶形曲线压力。

但对于薄件，采用大焊接压力或具备缓冷脉冲双脉冲加热，裂纹也不是不可避免。

　　采用阶形压力时，锻压力滞后于断电时刻十分重要，普通是0～2周。

锻压力加得过早（断，电前），等于增大了焊接压力，将影响加热，导致焊点强度减少和波动。

锻压力加得过迟，则熔核冷却结晶时已形成裂纹，加锻压力已无济于事。

有时也需要提前于断电时刻施加锻压力，这是由于电磁气阀动作延迟，或气路不畅通导致锻压力提高缓慢，不提前施加局限性以防止裂纹缘故。

　　在直流脉冲点焊机上焊接铝合金焊接条件见表12—1l和表12-12。

采用三相二次整流焊机时可以参照表10和11，但须恰当延长焊接时间，减小焊接电流。

表10铝合金3A21、5A03、5A05点焊焊接条件

表11铝合金2A12CZ、LC4CS点焊焊接条件

　　3.8铜和铜合金点焊

　　铜合金与铝合金相比，电阻率稍高而导热性稍差，因此点焊并无太大困难。

厚度不大于1.5mm铜合金，特别是低电导率铜合金在生产中用得最广泛。

纯铜电导率极高，点焊比较困难。

普通需要在电极与工件间加垫片，或使用在电极端头嵌入钨复合电极以减少向电极散热。

钨棒直径普通为3~4mm。

　　焊接铜和高电导率黄铜和青铜时，普通采用1类屯极合金做电极，焊接低电导率黄铜、青铜和铜镍合金时，采用2类电极合金。

也可以用嵌有钨复合电极焊接铜合金。

由于钨导热性差，故可使用小得多焊接电流，在惯用中档功率焊机上进行点焊。

但钨电极容易和工件粘着，影响工件外观。

表12和表13为点焊黄铜焊接条件。

　　铜和高电导率铜合、金因电极粘附严重，很少采用点焊，虽然用复合电极，也只限于点焊薄铜板。

　　3.9钛合金点焊

　　钛合金比强度高、耐腐蚀性强，并有良好热强性。

因而广泛应用于航空航天及化工工业。

　　钛合金焊接性与不锈钢相似，工艺参数也大体相似。

焊前普通不需要特别清理，有氧化膜时可进行酸洗。

钛合金热敏感性强，虽然采用强条件，晶粒也会严重长大。

焊透率可高达90％，但对质量无明显影响。

其焊接条件可参照表14。

由于钛合金高温强度大，电极最佳用2类电极合金，球形端面。

　　3.10铝合金胶接点焊

　　胶接点焊与纯点焊相比具备下列长处：

　　1）提高了构造强度。

它静抗剪强度为点焊2倍以上，疲劳强度为点焊3～5倍。

　　2）密封性好。

可以防止焊后阳极化时，酸液残留在搭接缝中引起金属腐蚀。

　　胶接点焊局限性之处是成本比纯点焊高，胶固化时间长，耗电量较大。

　　胶接点焊重要有3种办法：

　　1）先涂胶后点焊。

　　2）先点焊后灌胶。

灌胶办法是用注胶枪将胶液注射到搭接缝中去。

　　3）在搭接两工件间夹一层固体胶膜，胶膜宽度和搭接宽度相伺，在需要点焊部位将胶膜冲一种比焊点略大孔，然后在胶膜有孔部位点焊。

　　第1种办法规定胶液活性期较长，并且对工作场地温度、湿度和涂胶后搁置时间有严格规定。

由于当胶液粘度增长到一定限度后，会因电极压力挤不开胶液而影响焊接。

先胶后焊还不适当采用电容储能焊机电流急剧上升硬脉冲。

由于过硬脉冲往往不能将胶液所有从接合面内挤出，残留在接头中胶液也许引起疏松、气孔、裂纹等缺陷。

电流脉冲过软也不行，这会使胶液粘度急剧减小，引起流胶和脱胶。

直流脉冲点焊机电流波形具备缓升缓降特点，适于胶接点焊。

交流点焊时，宜采用调幅波形。

　　先胶后焊时，挤出胶液会污染电极，影响操作，影响产品质量，并且焊后变形必要在胶固化前校正，给生产增长了困难。

　　第2种办法规定胶粘剂具备良好流动性，以利于布满搭接缝。

但流动性太好也不行，这会引起胶粘剂流失。

注胶时，为了以便胶液进入焊缝，并不致流到其她表面，宜将工件倾斜15°

～45°

　　先焊后胶缺陷是搭接面宽度受到限制。

当宽度超过40mm时，加上点焊后搭接面不平，胶液不容易渗入到整个搭接面而形成缺胶。

　　先焊后胶办法简便，质量容易保证，多余胶液也易于清除。

为此，当前国内多采用这种办法。

胶接点焊用胶粘剂普通都是改性环氧胶。

供先焊后胶胶粘剂有各种牌号，如425—1、425—2、TF一3、SY201等。

胶接点焊在飞机制造中已获得广泛地应用，例如国产“运七”型飞机蒙皮与桁条连接就大量采用了这种工艺。

表12黄铜点焊焊接条件

表13用复合电极点焊黄铜焊接条件

表14钛合金[Ti-6Al-4V（α