点焊工艺标准及其参数.docx

1、点焊工艺标准及其参数点焊方法和工艺、点焊方法：点焊通常分为双面点焊和单面点焊两大类。双面点焊时，电极由工件的两侧向焊接处馈电。典型b表示用的双面点焊方式如图 11-5所示。图中a是最常用的方式，这时工件的两侧均有电极压痕。图中大焊接面积的导电板做下电极，这样可以消除或减轻下面工件的压痕。常用于装饰性面板的点焊。图中 为同时焊接两个或多个点焊的双面点焊，使用一个变压器而将各电极并联，这时，所有电流通路的阻抗必 须基本相等，而且每一焊接部位的表面状态、材料厚度、电极压力都需相同，才能保证通过各个焊点的电 流基本一致。图中d为采用多个变压器的双面多点点焊，这样可以避免 c的不足。单面点焊时，电极由工

2、件的同一侧向焊接处馈电，典型的单面点焊方式如图11-6所示，图中a为b为无分流的单面双点点单面单点点焊，不形成焊点的电极采用大直径和大接触面以减小电流密度。图中焊，此时焊接电流全部流经焊接区。图中 面工件的电流不经过焊接区，形成风流。为了给焊接电流提供低电阻的通路，在工件下面垫有铜垫板。图中 d为当两焊点的间距I很天时，例如在进行骨架构件和复板的焊接时，为了避免不适当的加热引起复板翘曲和减小两电极间电阻，采 用了特殊的铜桥 A,与电极同时压紧在工件上。在大量生产中，单面多点点焊获得广泛应用。这时可采用由一个变压器供电，各对电极轮流压住 工件的型式（图 11-7a）,也可采用各对电极均由单独的变

3、压器供电，全部电极同时压住工件的型式（图11-7b）.后一型式具有较多优点，应用也较广泛。其优点有：各变压器可以安置得离所联电极最近，因而。 其功率及尺寸能显著减小；各个焊点的工艺参数可以单独调节；全部焊点可以同时焊接、生产率高；全部 电极同时压住工件，可减少变形；多台变压器同时通电，能保证三相负荷平衡。二、点焊工艺参数选择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

4、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。三、不等厚度和不同材料的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，而是向厚板或导电、导热性差的 一边偏移，偏移的结果将使薄件或导电、导热性好的工件焊透率减小，焊点强度降低。熔核偏移

5、是由两工 件产热和散热条件不相同引起的。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；材料不同时，导电、导热性差的材料产热易而散热难，故熔核也偏向这种材料（见图 11-8）调整熔核偏移的原则是：增加薄板或导电、导热性好的工件的产热而减少其散热。常用的方法有： （1）采用强条件 使工件间接触电阻产热的影响增大，电极散热的影响降低。电容储能焊机11-2。（4）采用工艺垫片在薄件或导电、导热性好的工件一侧垫一块由导热性较差的金属制成的垫片（厚度为 0.2-0.3mm），以减少这一侧的散热。点焊接头的设计点焊通常采用搭接接头和折边接头（图 11-9 ）接头可以由两个

6、或两个以上等厚度或不等厚度的工件组成。在设计点焊结构时，必须考虑电极的可达性，即电极必须能方便地抵达工件的焊接部位。同时还 应考虑诸如边距、搭接量、点距、装配间隙和焊点强度诸因素。边距的最小值取决于被焊金属的种类，厚度和焊接条件。对于屈服强度高的金属、薄件或采用强 条件时可取较小值。搭接量是边距的两倍，推荐的最小搭接量见表 表11-2 接头的最小搭接量（mm）有关。表11-3为推荐的最小点距。点距表11-3 焊点的最小点距（mmj最薄板件厚度结构钢不锈钢及高温合金轻合金0.5108150.81210151.01210151.21412151.51412202.01614252.51816253

7、.02018303.52220354.0242235规定点距最小值主要是考虑分流影响，采用强条件和大的电极压力时，点距可以适当减小。采用 热膨胀监控或能够顺序改变各点电流的控制器时，以及能有效地补偿分流影响的其他装置时，点距可以不 受限制。装配间隙必须尽可能小，因为靠压力消除间隙将消耗一部分电极压力，使实际的焊接压力降低。间隙的不均匀性又将使焊接压力波动，从而引起各焊点强度的显著差异，过大的间隙还会引起严重飞溅，许用的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，通常为 0.1-2mm。单个焊点的抗剪强度取决于两板交界上熔核的面积，为了保证接头强度，除熔核直径外，焊透率和压痕深度也

8、应符合要求，焊透率的表达式为：n =h/ 5 -ex 100%（参见图11-10 ）。两板上的焊透率只允 许介于20-80%之间。镁合金的最大焊透率只允许至 60%而钛合金则允许至 90%焊接不同厚度工件时，每一工件上的最小焊透率可为接头中薄件厚度的 20%压痕深度不应超过板件厚度的 15%如果两工件厚度比大于2:1，或在不易接近的部位施焊，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11-10示低倍磨片上的熔核尺寸。点焊接头受垂直面板方向的拉伸载荷时的强度，为正拉强度。由于在熔核周围两板间形成的尖角可引起应力集中，而使熔核的实际强度降低，因而点焊接头一般不这样加载。通常以

9、正拉强度和抗剪强度 之比作为判断接头延性的指标，此比值越大，则接头的延性越好。多个焊点形成的接头强度还取决于点距和焊点分布。点距小时接头会因为分流而影响其强度，大的点距又会限制可安排的焊点数量。因此，必须兼顾点距和焊点数量，才能获得最大的接头强度，多列焊 点最好交错排列而不要作矩形排列。常用金属的点焊、电阻焊前的工件清理无论是点焊、缝焊或凸焊，在焊前必须进行工件表面清理，以保证接头质量稳定。清理方法分机械清理和化学清理两种。常用的机械清理方法有喷砂、喷丸、抛光以及用纱布或钢 丝刷等。不同的金属和合金，需采用不同的清理方法。简介如下：铝及其合金对表面清理的要求十分严格，由于铝对氧的化学亲合力极强

10、，刚清理过的表面上会很快被氧化，形成氧化铝薄膜。因此清理后的表面在焊前允许保持的时间是严格限制的。铝合金的氧化膜主要用以化学方法去除，在碱溶液中去油和冲洗后，将工件放进正磷酸溶液中腐 蚀。为了减慢新膜的成长速度和填充新膜孔隙，在腐蚀的同时进行纯化处理。最常用的纯化剂是重铬酸钾 和重铬酸纳（见表 1）。纯化处理后便不会在除氧化膜的同时，造成工件表面的过分腐蚀。75 C的72h。腐蚀后进行冲洗，然后在硝酸溶液中进行亮化处理，以后再次进行冲洗。冲洗后在温度达 干燥室中干燥，活用热空气吹干。这样清理后的工件，可以在焊前保持铝合金也可用机械方法清理。如用 0-00号纱布，或用电动或风动的钢丝刷等。但为防

11、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刷子压紧于工件的力不得超过 15-20N，而且清理后须在不晚于2-3h内进行焊接。为了确保焊接质量的稳定性，目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 的内表面。铝合金清理后必须测量放有两铝合金工件的两电极间总阻值 R。方法是使用类似于点焊机的专用装置，上面的一个电极对电极夹绝缘，在电极间压紧两个试件，这样测出的 R值可以最客观地反映出表面清理的质量。对于 LY12、LC4 LF6铝合金R不得超过120微欧姆，刚清理后的 R一般为40-50微欧，对于导电性更好的LF21、LF2铝合金以及烧结铝类的材料， R不

12、得超过28-40微欧。镁合金一般使用化学清理，经腐蚀后再在铬酐溶液中纯化。这样处理后会在表面形成薄而致密的氧化膜，它具有稳定的电气性能，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处理，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，保持工件表面的高度清洁十分重要，因为油、尘土、油漆的存在，能增加硫脆化的可能，从而使接头产生缺陷。清理方法可用激光、喷丸、钢丝刷或化学腐蚀。对于特别重 要的工件，有时用电解抛光，但这种方法复杂而且生产率低。钛合金的氧化皮，可在盐酸、硝酸及磷酸钠的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

13、处理。低碳钢和低合金钢在大气中的抗腐蚀能力较低。因之，这些金属在运输、存放和加工过程中常常用抗蚀油保护。如果涂油表面未被车间的赃物或其它不良导电材料所污染，在电极的压力下， 油膜很容易被挤开，不会影响接头质量 。钢的供货状态有： 热轧，不酸洗；热轧，酸洗并涂油；冷轧。 未酸洗的热轧钢焊接时，必须用喷砂、喷丸，或者用化学腐蚀的方法清除氧化皮，可在硫酸及盐酸溶液中，或者在以磷酸为主但含有硫脲的 溶液中进行腐蚀，后一种成份可有效地同时进行涂油和腐蚀。般不用特殊清理就可以进行焊接， 镀铝钢板 则需要用钢丝刷或其表面电阻会高到在低电极压力下，焊接电流无法通过的程度。有镀层的钢板，除了少数例外，化学腐蚀清

14、理。带有 磷酸盐涂层 的钢板， 只有采用较高的压力才能进行焊接。二、镀锌钢板的点焊镀锌钢板大致分为电镀锌钢板和 点焊镀锌钢板用的电极，推荐用120度-140度。使用焊钳时，推荐采用端面半径为 也可采用嵌有钨极电极头的复合电极，以镀锌钢板点焊的焊接条件镀层种类电镀锌热浸镀锌镀层厚（um）2-32-32-310-1515-2020-25焊接条件级别板厚（mm）0.81.21.60.81.21.6电极压力A2.73.34.52.73.74.5（KN）B2.02.53.21.72.53.5焊接时间A8101281012（周）B101215101215电流（KA）A10.011.514.510.012.

15、515.0B8.510.512.09.911.012.0A4.66.711.55.09.013抗剪强度B4.46.510.54.88.712三、低碳钢的点焊低碳钢的含碳量低于 0.25%。其电阻率适中，需要的焊机功率不大；塑性温度区宽，易于获得所需 的塑性变形而不必使用很大的电极压力；碳与微量元素含量低，无高熔点氧化物，一般不产生淬火组织或 夹杂物；结晶温度区间窄、高温强度低、热膨胀系数小，因而开裂倾向小。这类钢具有良好的焊接性，其 焊接电流、电极压力和通电时间等工艺参数具有较大的调节范围。钢具有良好的焊接性，其焊接电流、电极压力和通电时间等工艺参数具有较大的调节范围。F表为美国RWM雄荐的低

16、碳钢点焊的焊接条件，可供参考:低碳钢点焊的焊接条件板厚电极最小点距最小搭接距最佳条件（A类）中等条件（B类）最大d最小D电极压力焊接时间焊接电流熔核直径抗剪强度 14%电极压力焊接时间焊接电流熔核直径抗剪强度 17%电极压力焊接时间焊接电流熔核直径f 、. A *抗剪强度 20%(mm)(mm)(mm)(KN)（周波）(KA)(mm)(KN)(KN)（周）(KA)(mm)(KN)(KN)（周）(KA)(mm)(KN)0.43.2108101.1545.24.01.80.7584.53.61.60.40173.53.31.250.54.8109111.3556.04.32.40.9095.04.

17、02.10.45204.03.61.750.64.81010111.5066.64.73.01.00115.54.32.80.50224.34.02.250.84.81012111.9077.85.34.41.25136.54.84.00.60255.04.63.551.06.41318122.2588.85.86.11.50177.25.45.40.75305.65.35.31.26.41320142.70109.86.27.81.75197.75.86.80.85336.15.56.51.66.41327163.601311.56.910.62.40259.16.710.01.15437.

18、06.39.251.88.01631174.101512.57.413.02.75289.77.111.81.30487.56.711.002.08.01635184.701713.37.914.53.003010.37.613.71.50538.07.113.052.38.01640205.802015.08.618.53.703711.38.417.71.80648.67.916.853.29.51650228.202717.410.331.05.005012.99.928.52.608810.09.426.60四、淬火钢的点焊由于冷却速度极快，在点焊淬火钢时必然产生硬脆的马氏体组织， 在

19、应力较大时会产生裂纹。为了消除淬火组织、改善接头性能，通常采用电极间焊后回火的双脉冲点焊方法，这种方法的第一个电流 脉冲为焊接脉冲，第二个为回火处理脉冲，使用这种方法时应注意两点：（1） 两脉冲之间的间隔时间一定要保证使焊点冷却到马氏体转变点 Ms温度以下；（2） 回火电流脉冲幅值要适当，以避免焊接区的金属重新超过奥氏体相变点而引起二次淬火。淬火钢的双脉冲点焊工艺参数实例，示于下表可供参考：25-3060-702.5-4.525-3060-803-525-3060-853.5-630-3565-904-725Cr MiSiA、30GMhSiA钢双脉冲点焊的焊接条件1.05-5.51-1.822

20、-321.56-6.51.8-2.524-352.06.5-72-2.825-372.57-7.52.2-3.230-40板厚（mm）电极端面直径（mm）电极压力（KN）焊接时间（周）板厚（mm）焊接电流（KA）间隔时间（周）回火时间（周）回火电流（KA）1.01.52.0*.55-6.56-7.26.5-87-9镀铝钢板分为两类，第一类以耐热为主，表面镀有一层厚 Si6-8.5%），可耐640度高温。第二类以耐腐蚀为主，为纯铝镀层, 类镀锌钢板时都可以获得强度良好的焊点。由于镀层的导电、导热性好，因此需要较大的焊接电流。五、镀铝钢板的点焊20-25微米的 Al-Si 合金（含有镀层厚为第一类

21、的 2-3倍。点焊这两并应采用硬铜合金的球面电极。 下表为第一类镀铝钢板点焊的焊接条件。对于第二类，由于镀层厚，应采用较大的电流和较低的电极压力。耐热镀铝板点焊的焊接条件板厚（mm）电极球面半径（mm）电极压力（KN）焊接时间（周）焊接电流（KA）抗剪强度（KN）0.6251.898.71.90.8252.0109.52.51.0502.51110.54.21.2503.21212.06.01.4504.01413.08.02.0505.51814.013.0六、不锈钢的点焊不锈钢一般分为：奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢和马氏体不锈钢三种。由于不锈钢的电阻率高、 导热性差，因此与低碳钢相比，可采用

22、较小的焊接电流和较短的焊接时间。 这类材料有较高的高温强度, 必须采用较高的电极压力，以防止产生缩孔、裂纹等缺陷。不锈钢的热敏感性强，通常采用较短的焊接 时间、强有力的内部和外部水冷却，并且要准确地控制加热时间、焊接时间及焊接电流，以防热影响区 晶粒长大和出现晶间腐蚀现象。点焊不锈钢的电极推荐用 2类或3类电极合金，以满足高电极压力的需要。 下表为不锈钢点焊焊 接条件：不锈钢点焊的焊接条件板厚（mm）电极端面直径（mm）电极压力（KN）焊接时间（周）焊接电流（KA）0.33.00.8-1.22-33-40.54.01.5-2.03-43.5-4.50.85.02.4-3.65-75-6.51.

23、05.03.6-4.26-85.8-6.51.26.04.0-4.57-96.0-7.01.55.5-6.55.0-5.69-126.5-8.02.07.07.5-8.511-138-102.57.5-8.08.5-1012-168-113.09-1010-1213-1711-13七、铝合金的点焊铝合金的应用十分广泛，分为冷作强化和热处理强化两大类。 铝合金点焊的焊接性较差，尤其是热处理强化的铝合金。其原因及应采取的工艺措施如下：（1） 电导率和热导率较高 必须采用较大电流和较短时间， 才能做到既有足够的热量形成熔核；又能减少表面过热、避免电极粘附和电极铜离子向纯铝包复层扩散、降低接头的抗腐蚀

24、性。（2） 塑性温度范围窄、线膨胀系数大 必须采用较大的电极压力，电极随动性好，才能避免熔核凝固时，因过大的内容拉应力而引起的裂纹。对裂纹倾向大的铝合金，如 LF6、LY12、LC4等，还必须采用加大锻压力的方法，使熔核凝固时有足够的塑性变形、减少拉应力，以避免裂纹产生。在弯电极难以承受大的定锻压力时，也可以采用在焊接脉冲之后加缓冷脉冲的方法避免裂纹。对于大厚度的铝合 金可以两种方法并用。（3） 表面易生成氧化膜 焊前必须严格清理，否则极易引起飞溅和熔核成形不良 （撕开检查时，熔核形状不规则，凸台和孔不呈圆形） ，使焊点强度降低。清理不均匀则将引起焊点强度不稳定。基于上述原因，点焊铝合金应选用

25、具有下列特性的焊机：1） 能在短时间内提供大电流；2） 电流波形最好有缓升缓降的特点；3） 能精确控制工艺参数，且不受电网电压波动影响；4） 能提供价形和马鞍形电极压力；5 ）机头的惯性和摩擦力小，电极随动性好。当前国内使用的多为 300-600KVA的直流脉冲、三相低频和次级整流焊机， 个别的达到1000KVA 均具有上述特性。也有采用单相交流焊机的，但仅限于不重要工件。点焊铝合金的电极应采用 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的存在， 铝合金点焊时，很容易产生电极粘着。 电极粘着不仅影响外观质量，还会因电流减小而降低接头强度。为此需经常修整电极。电极每修整

26、依次后可焊工件的点数与焊 接条件、被焊金属型号、清理情况、有无电流波形调制，电极材料及其冷却情况等因素有关。通常点焊 纯铝为5-10点，点焊LF6，LY12时为25-30点。防透铝LF21强度低，延性后，有较好的焊接性，不产生裂纹，通常采用固定不变电极压力。硬 铝（如LY11、LY12），超硬铝（如LC4 LC5）强度高、延性差，极易产生裂纹，必须采价形曲线的压力。 但对于薄件，采用大的焊接压力或具有缓冷脉冲的双脉冲加热，裂纹也不是不可避免的。采用价形压力时，锻压力滞后于断电的时刻十分重要， 通常是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，导致焊点强度降低和波动。锻压

27、力加得过迟，则熔核冷却结晶时已 经形成裂纹，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，这是因为电磁气阀动作延 迟，或气路不畅通造成锻压力提高缓慢，不提前施加不足以防止裂纹的缘故。在直流脉冲点焊机上焊接铝合金的焊接条件见下表:板厚（mm电极球面半径（mm电极压力（KN焊接时间（周）焊接电流（KA锻压压力（KN锻后滞后断电 时刻（周）桦752.3-3.1119-263.0-3.20.50.81003.2-3.5226-365.0-8.00.51.01003.6-4.0229-368.0-9.00.51.31004.0-4.2240-4610-10.511.61505.0-5.9341-5413.5-1411.82006.8-7.3345-5015-1612.02007.0-9.0550-5519-19.512.32008.0-10570-7523-2412.52008.0-11780-8525-2613.020011-12890-9430-322八、铜和铜合金的点焊铜合金与铝合金相比，电阻率稍高而导热性稍差，所以点焊并无太大困难。厚度小于1.5mm的铜 合金，尤其是低电导率的铜合金在生产中用的最广泛。纯铜电导率极高，点焊比较困难。通常需要在电极与