电阻焊重点.docx
《电阻焊重点.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电阻焊重点.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
电阻焊重点
电阻焊重点
压力焊重点
1.两种电阻对焊的过程以及区别
电阻对焊：
1）预压阶段的机一电过程特点和作用与点焊焊接循环中的预压相同，只是由于对口接触表面上压强小，使清除表面不平和氧化膜、形成物理接触点的作用远不如点焊时充分。
2）通电加热开始时，首先是一些接触点被迅速加热、温度升高、压溃而使接触表面紧密贴合进入物理接触；
随着通电加热的进行，对口温度急剧升高，在某一时刻将有：
沿对口端面温度分布均匀；沿焊件长度形成一合适的温度场。
随着通电加热的进行，在压力作用下焊件发生塑性变形、动夹具位移量增大，由于温度场的分布特点，塑性变形主要集中在对口及其邻近区域。
若在空气中加热，金属将被强烈地氧化，对口中易生成氧化夹杂。
若在真空以及惰性气体中加热，能够避免或减少金属的氧化。
3）顶锻有两种方式，其一是顶锻力等于焊接压力，其二是顶锻力大于焊接压力。
等压力方式使加压机构简单，便于实现，但锻压效果不如变压力方式好。
变压力方式主要用于合金钢、有色金属及其合金的电阻对焊，为了获得足够的塑性变形和进一步改善接头质量，往往还设有带电顶锻程序。
闪光对焊：
1）闪光阶段闪光的形成实质是液体过梁不断形成和爆破过程，并在此过程中析出大量的热。
2）顶锻：
彻底排除端面上的液体金属层，使焊缝中不残留铸造组织。
排除过热金属及氧化夹杂，造成洁净金属的紧密贴合。
使对口和邻近区域获得适当的塑性变形，促进焊缝再结晶过程。
2.点焊参数的制定原则
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，经检查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：
在撕开试样的一片上有圆孔，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，但可通过剪切的断口判断熔核的直径。
必要时，还需进行低倍测量、拉抻试验和X光检验，以判定熔透率、抗剪强度和有无缩孔、裂纹等。
以试样选择工艺参数时，要充分考虑试样和工件在分流、铁磁性物质影响，以及装配间隙方面的差异，并适当加以调整。
3.影响点焊焊接性的主要因素，以及镀锌板，低碳钢，钛合金的技术要点
影响因素：
1）、焊接电流：
点焊形成的熔核所需的热量来源是利用电流通过焊接区电阻产生的热量。
在其他条件给定的情况下，焊接电流的大小决定了熔核的焊透率。
在焊接低碳钢时，熔核平均焊透率为钢板厚度的30～70%，熔核的焊透率在45～50%时焊接强度最高，当焊接电流超过某一规范值时，继续增大电流只能增大熔核率，而不会提高接头强度，由于多消耗了电能和增大了设备的损耗，因此从制造成本来讲是很不经济的。
如果电流过大还会产生压痕过深和焊接烧穿等缺陷。
2）、焊接电极的结构：
焊接电极的结构对焊接工件影响也比较大，尤其是焊接电极的直径尺寸和端面直径尺寸及长度对焊接电流影响最大，在其他参数不变化的情况下，电极主体直径越大，电极端面直径越小，则焊接电流密度也就越大，单位面积上的焊接压力也就越大。
因此必须根据不同的焊接工件厚度结构选择不同的电极材料和结构
3）、电极压力：
点焊时电极压力对熔核尺寸影响也是比较大的。
电极压力过高会使压痕过深，同时会加速焊接电极的变形和损耗。
压力不足则容易产生缩孔，并会因接触电阻增大使焊接电极烧损而缩短其使用寿命。
4）、焊接时间：
点焊时主要通过焊接时间控制熔核尺寸，在其他焊接参数不变的情况下，焊接时间越长则熔核尺寸越大。
在要求焊接强度比较高的场合，一般应该选择比较大的焊接能量和比较短的焊接时间。
需特别注意的是焊接时间加长会加大焊机的能源消耗，同时也会增大电极的磨损和减少设备的使用寿命。
5）、预压和维持时间：
预压时间是指：
从脚踏开关给信号，气缸开始压紧到接通电源进行焊接的这一段时间，掌握的原则是气缸压紧工件、气源压力升至设定值正好进入焊接时间为宜。
影响预压时间的因素有气缸的动作行程长短和气缸的运动速度，如果预压时间太短，有可能在没压紧时已经通电焊接，造成焊接电极和工件的烧损，不能保证焊接质量。
压紧时间太长又会降低生产效率，甚至会把工件压的造成变形。
维持时间是指：
焊接完毕后到气缸抬起复位的这段时间。
由于刚刚形成的熔核需要继续加压维持一段时间，也有可能需要一个比焊接时的压力更大的压力施加在刚刚焊完的工件上，增大压力的这段时间就是锻压时间，不改变压力的时间就是维持时间，这个时间从焊接工艺上一般要求不是很严格，只要能满足焊接强度就可以了。
点焊工艺的维持或锻压时间一般控制在0.1～1秒左右为宜。
4.点焊的分流原因以及措施
点焊机点焊时不经过焊接区，不参加形成焊点的那一部分电流叫做分流电流，简称分流。
分流使焊接区的电流降低，有可能形成未焊透或是核心形成发生畸变等现象，降低焊点强度。
影响点焊机点焊分流的因素一般有：
1）焊点距离。
一般情况下，点距越小分流现象越严重。
2）材料厚度。
被焊材料厚度越大，分流越大。
3）材料的导电性。
所焊材料导电性越好，分流越大。
4）工件表面状态。
表面清理不良或有油污及氧化膜存在时，分流现象严重。
5）工件装配质量。
焊接区的接触不良或非焊接区的过分紧密接触，都会使分流现象增大。
6）点焊工艺。
单面点焊分流现象严重。
7）电极状态。
如果电极的一部分与非焊接区接触，将引起很大的分流。
消除或减少分流的措施:
1）设计点焊接头时，在保证强度的前提下尽量加大点距。
2）认真清理工件表面，确保不存在氧化膜或油污等。
3）连续点焊时适当提高焊接电流。
4）调幅电流对工件有预热作用，使分路电阻增大，减小分流，所以单面点焊时应采用调幅焊接电流。
5）注意电极的维护与保养。
6）提高工件装配质量。
重点：
电阻点焊，和两种对焊
绪论：
1.电阻焊定义：
焊件组合后，通过电极施加压力，利用电流流过焊接区所产生的电阻热加热工件，使要焊接部位达到局部熔化或高温塑性状态，通过热和机械力的联合作用完成连接的方法
2.按电流分:
交流、直流、脉冲
3.优点：
1）接头质量高；2）辅助工序少3）不需要填充材料4）生产效率高，易于实现自动化
缺点：
1）无损检验困难；2）设备复杂，维修困难，一次性投资高。
第1章，电阻点焊的原理
1.点焊的定义：
焊件装配成搭接接头，并压紧在两电极之间，利用电流通过焊件时产生的电阻热，熔化母材金属，冷却后形成焊点，这种电阻焊方法称为点焊
特点：
1）靠尺寸不大的断续的熔核连接；
2）在大电流、短时间的条件下焊接；
3）在热和机械力联合作用下形成焊点。
2.电阻点焊原理：
焊件组合后，通过电极施加压力，利用电流流过焊接区所产生的电阻热加热工件，使要焊接部位达到局部熔化或高温塑性状态，通过热和机械力的联合作用完成连接的方法
3.电阻点焊接头组成：
母材，塑性环，熔核结合面
4.点焊电阻的组成：
1）接触电阻：
焊件表面的微观凸凹不平及不良导体层
影响因素：
表面状态：
清理方法，存放时间，表面粗糙度；压力滞后效应；温度升高，金属变形阻力下降，塑性变形增大，接触电阻急剧降低
2）焊件内部电阻：
3）焊接区的总电阻：
点焊过程中，焊件—焊件和电极—电极的接触状态、焊接温度场及电场都在不断地变化，因此，引起焊接区的电阻也不断交化。
描由于材料性能的不同，不同金属材料在加热过程中焊接区动态总电阻变化相差很大
5.边缘效应与绕流现象
边缘效应：
在点焊过程中，当电流流过焊件时，电流将从板的中部向边缘扩展，使整个焊件的电流场呈双鼓形。
原因为焊件的横截面积远大于焊件与电极间的横截面积
绕流效应：
由于焊接区温度不均匀，促使电流线从中间向四周扩散的现象。
5.电阻对点焊加热的影响
1）接触电阻：
产热5~10%作用：
接触电阻产热对建立焊接初期的温度场及焊接电流的均匀化流过起重要作用
2）内部电阻：
90~95%作用：
这部分热量是形核的基础，与电流场共同建立了焊接区的温度场分布及其变化规律。
6.电流场分布对点焊加热的影响
第2章电阻点焊工艺
1.点焊的基本焊接循环:
在电阻焊接过程中，完成一个焊点或焊缝所需要的全部过程或全部阶段
2.点焊的接头形成过程
1）预压阶段：
机电特点：
Ｆ＞０，Ｉ=０；作用：
减少接触电阻，增大导电截面，增加物理接触点，为以后焊接电流顺利通过创造条件；此外，在压力作用下，金属挤向间隙所引起的塑性变形，有助于在熔核四周形成密封熔核的环带（密封环）。
2）通电加热阶段：
机电特点：
Ｆ＞０，Ｉ＞０；作用：
在热和机械力联合作用下，形成塑性环和熔核，直到熔核长到所要求尺寸.
3）冷却结晶阶段：
机电特点：
Ｆ＞０，Ｉ=０；作用：
作用：
保证熔核在压力状态下进行冷却结晶，冷却结晶时间很短（一般１~２周波），但是结晶凝固过程符合金属学的凝固理论
4）维持阶段的作用：
保证熔核在压力状态下结晶,减少出现缩孔裂纹等组织缺陷的几率;；避免电极与工件“打火”
3.点焊的工艺规范参数
1）焊接电流
AB段：
曲线呈陡峭段。
由于焊接电流小，使热源强度不足，不能形成熔核或熔核尺寸很小，焊点拉剪载荷较低且很不稳定；BC段：
曲线平稳上升。
随着焊接电流的增加，内部热源产热量急剧增大，熔核尺寸稳定增大，拉剪载荷不断提高；临近C点，由于板间翘离限制了熔核尺寸的扩大和温度场进入准稳态，拉剪载荷变化不大；
CD段：
由于电流过大，加热过于强烈，引起金属过热、喷溅、压痕过深等缺陷，接头性能反而降低
注意：
焊件越厚，BC段越陡峭，焊接电流的变化对焊点拉剪载荷的影响越敏感。
2）焊接时间：
C点以后，曲线并不立即下降，这是因为尽管熔核尺寸已达到饱和，但塑性环还可有一定扩大，再加之热源加热速率较缓和，因而一般不会发生喷溅；焊接时间对接头塑性指标影响较大，尤其对承受动载或有脆性倾向的材料，较长的焊接时间将产生较大的不良影响
3）电极压力：
4）电极头端面尺寸
4.软规范与硬规范
焊接电流和焊接时间合理配合，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、适当长焊接时间参数时称软规范。
5.软规范的特点
1）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；
2）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；
3）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。
6.点焊分流的影响因素
焊点距的影响：
连续点焊时，点距愈小，板材愈厚，分流愈大；如果所焊材料是导电性良好的轻合金，分流将更严重，为此必须加大点距。
焊件表面状态的影响
焊接顺序的影响
电极与工件的非焊接区相接触
单面电焊工艺特点的影响
7.消除和减少分流的措施
选择合理的焊点距
严格清理被焊工件表面
注意结构设计的合理性
连续点焊时，可适当提高焊接电流。
单面多点焊时，采用调幅焊接电流波形
8.常用金属材料的点焊
1）低碳钢：
这类钢的点焊焊接性良好，焊接参数范围宽。
在常用厚度范围内（0.5—3.0mm）一般无需特殊措施，采用单相工频交流电源，简单焊接循环即可获得满意结果。
2）可淬硬钢：
这类钢的碳当量大于0.3%，淬硬性很强，一般在调质状态下应用，有中碳钢（如45，50等），但大多数为合金钢（如30CrMnSiA，2Crl3）等。
这类钢在点焊热循环作用下，熔核和邻近熔核的热影响区将产生马氏体组织，硬度高；而在离熔核较远处则因加热至超过回火温度而软化、硬度下降、强度亦低（如在调质状态下点焊）。
可淬硬钢点焊时易发生前期飞溅，厚板点焊时会产生裂纹和疏松等缺陷。
3）镀层钢板：
镀层钢板点焊的难点在于：
①镀层金属熔点低，早于钢板熔化，熔化的镀层金属流入缝隙，增大接触面．降低电流密度，因此需增大电流。
②镀层金属与电极在升温时往往能组成固溶体或金属间化合物等合金，一旦发生上述现象，电极端部的导电、导热性能下降，温度进一步上升，产生恶性循环，加速电极的粘污损坏，同时亦破坏了零件的镀层。
③镀层金属如进入熔化的钢质熔池将产生结晶裂纹，因此需在钢板熔化前把镀层挤出焊接区。
4）铝及铝合金：
铝及铝合金的电阻率低（低碳钢的1／4-1／2）。
热导率高（低碳钢的2.4倍），虽其熔点较低仍带采用极大电流焊接，通电时间要短，以免散热过多。
一般需要焊接等厚低碳钢时的3倍电流，通电时间则约为焊接等厚低碳钢的1／10。
铝及铝合金在空气中很快生成致密的氧化膜，必须在焊前很好清理，清理以化学法为佳．清理后应在短期内完成焊接以免再次氧化。
与纯铝相比，铝合金的塑性变形温度区窄，线膨胀率大，伸长率小，因此须精确控制焊接参数才能避免裂纹和缩孔。
此种缺陷在厚板点焊时尤为严重，推荐采用低频半波电源。
5）钛合金密度小，抗拉强度大，耐蚀性好，热强性及低温韧性均优，所以广泛应用于航空、宇航和化工领域。
钛合金具有比奥氏体不锈钢更高的电阻率和更小的热导率，可采用较小容量的焊机焊接。
虽钛在高温时大量吸收氧、氮、氢而脆化，电弧焊时需特殊保护措施，但点焊时熔化金属处于塑性壳内与大气隔绝，故焊接性甚好，一般不需保护气体
6）高温合金：
高温合金具有比奥氏体不锈钢更大的电阻率、更小的热导率和更高的高温强度，故可用较小的焊接电流，但需更大的电极压力。
7）铜及铜合金：
铜的导电和导热性能极好、焊接性很差。
一般认为纯（紫）铜极难点焊，不能凸焊和缝焊。
某些铜合金由于加入合金元素后导电导热性能下降很多，硬度也有所提高，故已成功地进行了点焊、凸焊和缝焊。
8）不锈钢：
不锈钢按组织可分为奥氏体型、马氏体型、铁素体型三类。
奥氏体型与铁素体型不锈钢易于点焊。
马氏体型不锈钢焊后硬度高、性能脆，焊接时需精确控制焊接参数，焊后常需作热处理，故较少用于点焊结构。
奥氏体型不锈钢的电阻率为低碳钢的4-7倍，热导率仅为低碳钢的1／2—1／3。
故可用较小的焊接电流、较短的通电时间进行点焊。
不锈钢的高温强度与硬度远比低碳钢高，因此必须采用比焊低碳钢时高得多的电极压力来避免飞溅和缩孔。
电极材料亦需选用高温硬度高的材料．以免严重压馈。
第三章电阻凸焊
1.电阻凸焊的示意图
凸焊是点焊的一种特殊形式，它是利用零件原有型面倒角、底面或预制的凸点焊到另一块面积较大的零件上。
因为是凸点接触，提高了单位面积上的电极压力与焊接电流，有利于板件表面氧化膜破裂与热量集中，减小了分流电流，可用于厚度比达到1：
6的零件焊接。
另外，可采用多点凸焊，以提高生产率和降低接头变形。
2.凸焊接头的形成过程
1）预压阶段：
凸焊时如果施加电极压力时带冲击，凸点会被压溃，因此必须较缓慢地加压，随着电极压力的增大，凸点进一步被压溃，电极下移。
2）凸点压溃阶段：
在通电的瞬间，电流集中流过凸点的端头，在一般的焊接规范下，剩下凸点的高度大致为S2，在约10毫秒间几乎全部被压溃。
如果此时的电极压力不足，就会产生凸点位移现象。
3）焊核生长：
凸点被完全压溃的同时，便开始了焊核的生长期。
焊接接头受热熔化而生成焊核，因其体积膨胀要把电极向上推，但由于焊机加压结构中有摩擦力阻止焊核的膨胀，而使电极压力反而增大。
3.工艺参数
1）焊接时间：
焊接时间对熔核尺寸与接头强度的影响规律与点焊基本相同。
在焊机容量足够的条件下，随着焊接时间的增长，熔核尺寸与接头强度增大。
但这种增大是有限的，因为熔核尺寸的增大将形成后期喷溅，使接头质量下降
2）焊接电流：
凸焊时，无熔核的固相焊有一定的接头强度，故因焊接电流变化引起接头强度的变化比点焊时小。
3）电极压力：
电极力的大小，同时影响析热与散热。
在其它参数不变时，电极力增大，焊接熔核尺寸与接头强度减小。
为了保持一定的熔核尺寸与接头强度，在提高电极力的同时，需要相应增大焊接电流或通电时间。
熔核上的电极压强应在允许调节的范围内。
一般比点焊窄得多。
电极压强小于允许值，产生喷溅；压强过大，不但能破坏焊接过程的稳定性，也能使凸点瞬时压溃，破坏了正常的焊接过程。
4.电阻缝焊
焊件装配成搭接或对接接头，并置于两滚轮电极之间，滚轮加压焊件并转动，连续或断续送电，形成一条连续焊缝的电阻焊方法。
5.缝焊的分类
连续缝焊：
滚轮电极连续旋转、焊件等速移动，焊接电流连续通过，每半个周波形成一个焊点
断续缝焊：
滚轮电极连续旋转、焊件等速移动，焊接电流断续通过，每“通-断”一次，形成一个焊点。
步进缝焊：
滚轮电极断续旋转、焊件相应断续移动，焊接电流在电极与焊件皆为静止时通过焊点形成后，滚轮电极重新旋转，传动焊件前移一定距离（步距），每“通一移”一次形成一个焊点。
剩下的电阻缝焊的部分就基本没讲了
6.对焊的定义
把两工件端部相对放置，利用焊接电流加热，然后加压完成焊接的电阻焊方法。
包括电阻对焊和闪光对焊两种．
7.电阻对焊电阻的组成
8.电阻对焊过程分析
电阻对焊过程分为预压、加热、顶锻、维持和休止等程序。
其中前三个程序参与电阻对焊接头的形成，后两个则是操作中的必要辅助程序。
等压式电阻对焊时．顶锻与维持合一，较难区分。
1）预压阶段的机一电过程特点和作用与点焊焊接循环中的预压相同，只是由于对口接触表面上压强小，使清除表面不平和氧化膜、形成物理接触点的作用远不如点焊时充分。
2）通电加热开始时，首先是一些接触点被迅速加热、温度升高、压溃而使接触表面紧密贴合进入物理接触；
随着通电加热的进行，对口温度急剧升高，在某一时刻将有：
沿对口端面温度分布均匀；沿焊件长度形成一合适的温度场。
随着通电加热的进行，在压力作用下焊件发生塑性变形、动夹具位移量增大，由于温度场的分布特点，塑性变形主要集中在对口及其邻近区域。
若在空气中加热，金属将被强烈地氧化，对口中易生成氧化夹杂。
若在真空以及惰性气体中加热，能够避免或减少金属的氧化。
3）顶锻有两种方式，其一是顶锻力等于焊接压力，其二是顶锻力大于焊接压力。
等压力方式使加压机构简单，便于实现，但锻压效果不如变压力方式好。
变压力方式主要用于合金钢、有色金属及其合金的电阻对焊，为了获得足够的塑性变形和进一步改善接头质量，往往还设有带电顶锻程序。
9.电阻对焊焊接循环图（两种）
等压力及变压力模式
10.电阻对焊接头形成实质
同种金属或结晶化学与热物理性质相近的异种金属：
再结晶
结晶化学和热物理性质相差甚大的异种金属：
扩散
11.电阻对焊规范参数
1）伸出长度：
焊件从静夹具或活动夹具中伸出的长度
作用：
为保证必要的留量（焊件缩短量）和调节加热时的温度场
2）焊接电流密度和焊接时间：
在电阻对焊中，焊接电流常以电流密度来表示，电流密度和焊接时间是决定焊件加热的两个主要参数，可适当互相调配。
当采用大电流密度、短焊接时间时，可提高焊接生产率，但要使用较大功率的焊机。
当采用过长的焊接时间时，由于焊缝晶粒粗大和氧化程度增加，使接头质量降低。
3）焊接压力和顶锻压力：
等压式电阻对焊时，对碳钢取20-30MPa；有色金属则取10-45MPa；变压式电阻对焊时，加热力对碳钢取10-15MPa，有色金属取1-8MPa；顶锻力则为10至数十倍的加热力。
12.闪光对焊定义：
焊件装配成对接接头，接通电源后使其端面逐渐移近达到局部接触，利用电阻热加热这些接触点（产生闪光），使端面金属熔化，直至端部在一定深度范围内达到预定温度分布时，迅速施加顶锻力完成焊接的方法。
闪光焊又分为连续闪光焊与预热闪光焊两种。
13.闪光对焊电阻组成：
闪光对焊时的接触电阻Rc取决于同一时间内对口瑞面上存在的液体过梁数目、它们的横截面面积以及各过梁上电流线收缩所引起的电阻增加
14.过程分析
1）闪光阶段闪光的形成实质是液体过梁不断形成和爆破过程，并在此过程中析出大量的热。
2）顶锻：
彻底排除端面上的液体金属层，使焊缝中不残留铸造组织。
排除过热金属及氧化夹杂，造成洁净金属的紧密贴合。
使对口和邻近区域获得适当的塑性变形，促进焊缝再结晶过程。
15.焊接循环图（两种）
预热闪光对焊以及连续闪光对焊循环图
16.规范参数
伸出长度、预热参数、闪光参数、顶锻参效
第4章电阻焊接头的质量检验
接头检验方法
1）破坏性检验能提供各种确切的定量数据，如力学性能、熔核尺寸、缺陷性质和多寡以及耐腐蚀性能等。
因此它是取得接头质量定量数据的主要手段。
但检验试祥已经破坏，而实际产品仍未直接检验，因此检验结果仅能提供代表性的参考信息
2）撕破检验：
这是一种针对薄板点、凸和缝焊接头的简易检验方法，用于粗略判断熔核大小和力学性能。
便于现场操作，常用来作为确定焊接参数的前期筛选手段和生产中考查质量稳定性的自检手段
3）断口检验：
这是一种针对对焊接头检验的简易现场检验方法，亦用于确定焊接参数的前期筛选及生产过程中定期自检。
4）低倍检验：
主要针对点、凸及缝焊接头
5）金相检验：
用于检验接头显微组织，如结晶特征、组织形貌及微观缺陷等，亦用于鉴别冶金缺陷如裂纹、胡须等。
对焊时必检项目
6）无损检测：
无损检验以不损坏产品使用性能为前提的检测方法，可以推广到每个零件的每个焊接接头，因此是保证产品安全的最可靠手段。
7）目视检测
8）密封性检测
9）射线检测：
影响强度最敏感的熔核大小一般用射线检验。
升级会员 