电阻焊质量管理跟检验.docx

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电阻焊质量管理跟检验

电阻焊质量管理与检验

现代电阻焊技术可以得到高质量焊接接头。

但由于电阻焊过程中受众多偶然因素的干扰（表面状况不良、电极磨损、装配间隙的变化、分流等工艺因素的随机波动、焊接参数的波动……），要想杜绝生产中个别接头质量的降低、废品的出现还是有困难的。

因此，必须对电阻焊产品的生产全过程进行监督和检验，保证其在规定的使用期限内可靠地工作，不致因焊接质量不良导致产品丧失全部或部分工作能力。

一、电阻焊的全面质量管理

电阻焊全面质量管理的主要任务是预防和及时发现焊接缺陷，确定焊接接头质量等级，保持所有生产因素的稳定性，并保证获得高而稳定的产品质量。

质量管理内容如图1所示。

图样工艺性审查的目的是为了保证焊接结构（件）的良好工艺性。

如审查金属的厚度及材料牌号、焊缝位置的布置、焊接接头的形式、接头的开敞性、点距及搭边尺寸等。

审查合格后，进行工艺会签。

焊前有关工序检验主要是对焊前准备的检查，是贯彻预防为主的方针，最大限度避免或减少焊接缺陷的产生，是保证焊接质量的积极有效措施。

电阻焊焊工应有较高的操作技术水平，因为焊接夹具、工艺装备和电阻焊机较为精密、复杂，机械化、自动化程度高，操作中稍许失误（如工件放置偏离，电极冷却不良或修磨不规范，夹具使用不当…）都会造成批量性不合格品出现。

生产实践表明，电阻焊焊接质量与焊机性能和焊接参数关系极为密切。

因此，必须保证焊接参数的正确选用，同时对各参数实行监控；电阻焊设备在安装和大修之后或控制系统改变之后，必须进行焊机的稳定性鉴定，确保鉴定合格后方可焊接产品。

鉴定项目及要求见表1、表2和表3。

表1点焊机和缝焊机稳定性鉴定项目及要求

焊机

类别

接头

等级

试件

总数/个

宏观金相检验

X射线检验

剪切试验

数量/

个

要求

数量/

个

要求

数量/

个

要求

点

焊

机

一、二级

105

5

熔核直径应符合表7-3要求，焊透率在20％～80％之间、压痕深≤15％，无其他缺陷

100

除允许有<0.5mm的气孔外，无其他缺陷

100

1.强度值均大于表7-2的要求

2.90％的试件的强度应在FT①的±12.5％范围内，其余的应在FT的±20％范围内

三级

－

不要求

100

1.强度值均应大于表7-2的要求

2.90％的试件的强度应在FT的±20％范围内，其余的应在FT的±25％范围内

缝

焊

机

一、二级

300mm②或600mm长焊缝

纵向2

横向3

焊缝宽应大于表7-3的值，焊透率在20％～80％范围内，压痕深度<15％

全部

除允许有<0.5mm的气孔外，无其他缺陷

5

大于母材强度的85％

三级

纵向1

横向2

－

不要求

5

铝合金要求其强度大于母材抗拉强度的80％～85％

①FT为试件抗剪力的平均值

②铝合金要求焊600mm，碳钢及不锈钢要求焊300mm长的焊缝。

表2室温单点抗剪力最小要求值

材料厚

度/mm

室温最小单点剪切力/N（点）

2A11-T4

7A16-T4

2A16-T4

5A02

5A03

7A04-0

10和

20钢

30CrMnSiA①

25CrMnSiA①

强度>1035

MPa的不锈钢

强度<1035

MPa的不锈钢

TA7

TC3

TC4

TA1

TA2

TA3

TC2

0.3

－

－

784

882

1225

890

1275

980

0.5

540

440

1420

1665

2355

1735

2450

1765

0.8

930

830

3040

3530

4650

3445

4410

3530

1.0

1235

1125

3920

4705

6500

4735

6670

4900

1.2

1520

1370

5488

4510

8700

6200

8340

6370

1.5

2450

2060

7840

8820

10000

7500

12750

9810

2.0

3530

3040

10780

12740

14000

8900

17560

12750

2.5

4700

4110

14700

14895

20000

11400

22560

15690

3.0

6175

18620

19600

25000

17000

26480

18630

3.5

8000

－

20000

－

31000

23000

－

－

4.0

10000

－

－

－

－

－

－

－

①30CrMnSiA和25CrMnSiA点焊前为退火状态，焊后未处理。

表3允许的最小熔核直径

材料厚度/mm

最小熔核直径/mm

铝合金

碳钢及低合金钢

不锈钢

钛合金

0.3

－

2.2

2.2

2.5

0.5

2.5

2.5

2.8

3.0

0.8

3.5

3.0

3.5

3.5

1.0

4.0

3.5

4.0

4.0

1.2

4.5

4.0

4.5

4.5

1.5

5.5

4.5

5.0

5.5

2.0

6.5

5.5

5.8

6.5

2.5

7.5

6.0

6.5

7.5

3.0

8.5

6.5

7.2

8.5

3.5

9.0

7.0

7.6

－

4.0

9.5

－

－

－

注：

缝焊焊缝的熔核最小宽度，比点焊熔核直径要求大0.2～0.5mm（板厚≤1.0mm），0.5～1.0mm（板厚1.2～3.0mm）。

电阻焊接头的质量检验，分为破坏性试验和无损检验两类。

破坏性试验是普遍应用的评定接头质量的方法，通过对试件或焊件的抽样检查取得接头性能数据。

由于技术上保证了试件或抽样具有与焊件同样的质量特性，因此，能够通过对少数样件的检验来判定整批焊件的质量。

抽样检查的数量应根据产品的重要程度（接头质量等级）和生产的稳定性来确定，一般在生产检验目录清单和生产说明书中均有明确规定；无损检验可在不破坏焊件情况下对其表面及内部缺陷存在的情况进行检查，在焊件的生产过程中及时剔除出现的不合格产品。

在成品验收时，检查是否达到设计要求。

同时，产品在役运行中亦能经常地或定期地检查是否出现危险缺陷，以防止事故发生。

所以，无损检验在质量管理、质量检验和维护检验中，都是一种有效的、经济的技术。

重要的电阻焊结构（件）质量检验流程如图2所示。

二、电阻焊接头的主要质量问题

焊件使用条件不同，所要求的焊接接头质量指标也不同，通常国内外将焊接接头分为三个等级（HB5282－1984；MIL－W－6858D）①，见表4。

注：

①HB5282－1984为中国航空工业部标闪；MIL－W－6858D为美国军用规范。

表4焊接接头等级

接头等级

质量要求

一级

承受很大的静、动载荷或交变载荷；接头的破坏会危及人员的生命安全

二级

承受很大的静、动载荷或交变载荷；接头的破坏会导致系统失效，但不危及人员的安全

三级

承受较小的静载荷或动载荷的一般接头

根据焊接接头等级的不同，检验的项目和要求也不同，由各专业技术条件规定。

2．1点、缝焊接头的主要质量问题

点焊接头的质量要求，首先体现在接头应具有一定的强度，这主要取决于熔核尺寸（直径和焊透率）、熔核和其周围热影响区的金属显微组织及缺陷情况。

多数金属材料的点焊接头强度仅与熔核尺寸有关；只有可淬硬钢等对热循环敏感的材料，当点焊工艺不当时，接头由于被强烈淬硬而使强度、塑性急剧降低，这时，尽管具有足够大的熔核尺寸也是不能使用的。

缝焊接头的质量要求，首先体现在接头应具有良好的密封性，而接头强度则容易满足。

密封性主要与焊缝中存在某些缺陷（局部烧穿、裂纹等）及其在外界作用下（外力、腐蚀介质等）进一步扩展有关。

点、缝焊接头的主要质量问题参见表5。

此外，点、缝焊时由于毛坯准备不好（如折边不正、圆角半径不符合要求等）、组合件装配不良、焊机电极臂刚性较差等原因会造成焊接结构缺陷，这种缺陷也会带来质量问题，甚至出现废品。

2．2对焊接头的质量问题

对焊接头的质量要求，体现在接头应具有一定的强度和塑性，尤其对后者应给予更多的注意。

通常，由于工艺本身的特点，电阻对焊的接头质量较差，不能用于重要结构。

而闪光对焊，在适当的工艺条件下，可以获得几乎与母材等性能的优质接头。

许多资料表明，对焊接头的薄弱环节通常是焊缝，破坏往往是由于焊缝中存在着缺陷而造成。

其中最有代表性的最危险的缺陷是未焊透，它将使接头塑性急剧降低。

另外，在对焊接头组织缺陷中还有淬硬（出现马氏体M）、软化（脱碳而使铁素体F大量增加）、晶纹（纤维流线）强烈弯曲和呈现“横流”。

对焊接头的主要质量问题参见表6。

三、电阻焊接头质量检验标准

目前，有关电阻焊质量检验标准较少和尚不完善，尤其是对焊的质量检验多散见于某些产品标准之中。

3．1接头力学性能方面的规定

HB5282－1984①、HB5276－1984②对点、缝焊接头强度作了规定，见表2。

〔注：

①HB5282－1984结构和不锈钢电阻点焊和缝焊质量检验（航空工业部标准）。

②HB5276－1984铝合金电阻点焊和缝焊质量检验（航空工业部标准）。

〕

应该注意，不同厚度板材组合焊接，按薄板计算接头强度；异种材料（板厚相同）组合焊接，按强度极限低的材料计算接头强度；不同厚度、不同材料组合焊接，按承载能力低的一侧板材计算接头强度。

同时，点、缝焊接头的抗拉强度均比抗剪强度要低，钢和耐热合金的抗拉强度约为抗剪强度的60％～75％，而轻合金仅为30％～40％，当温度提高时，这一比值还要低。

因此拉伸试验时（图3），熔核边缘将产生极为严重的应力集中和拉力垂直作用于柱状晶相碰的薄弱界面上，疲劳强度则更低，仅为静抗剪强度的5％～20％。

单点或单排焊点的点焊接头，其静载强度是不可能达到与母材等强度的，这主要因为搭接接头力轴之间有偏心距△（图4），焊点除受切应力外，还承受由偏心力引起的拉应力。

只有采取多排多列（最好交错开排列）焊点的接头才可获得与母材等强度。

但此时的动载强度仍然较低。

为解决此问题的措施，可采用涂胶的胶接点焊复合工艺。

缝焊接头的静、动载强度均比点焊接头高，尤其静载强度，对于焊接性良好的材料可不低于母材，但此时接头的疲劳寿命仍远低于其他熔焊方法。

点、缝焊接头拉伸试验按GB/T2651－1989进行，疲劳试验按GB/T15111－1994点焊接头剪切拉伸疲劳试验方法进行。

有关对焊接头的质量检验中，除规定接头的强度指标外，也对接头的塑性、韧性指标作了规定，尤其对重要的焊接结构，后者受到了更大的注意。

这主要由于电阻对焊或闪光对焊的接头形成实属固相连接，其最危险的缺陷（未焊透、裂纹等）对塑性的降低影响更为显著的缘故。

电阻焊对接接头的拉伸试验按GB/T2651－1989进行，其试验包含焊缝、热影响区与母材三种性能差异甚大的区域，低碳钢和某些焊接性良好的材料，电阻对焊获得的接头抗拉强度可达母材的90％以上，而闪光对焊获得的接头抗拉强度则更高；冲击试验按GB/T2650－1989进行，由于焊缝很窄，缺口加工时可能会产生偏差，所得数据会较分散；压扁试验仅用于对接缝焊管的检验，可代替弯曲试验；弯曲试验按GB/T2653－1989规定进行，接头一般均作横弯试验。

这里应该注意，对焊接头的质量检验常按相关专业标准规定进行，例如矿用圆环链的闪光对焊接头质量检验见表7。

表7ф16×64型矿用圆环链（23MnN