電阻焊點焊工藝

3.點焊工藝一、點焊縫代號d-熔核直徑e-點距n-焊點數(shù)量質量要求：熔核應均勻，對稱分布在1整理課件點焊質量要求：1、熔核應均勻，對稱分布在兩焊件的貼合面上；2、接頭應有一定的強度〔取決于熔核尺寸、熔核本身、HAZ顯微組織及缺陷情況〕2整理課件二、點焊接頭設計

點焊通常采用搭接接頭和折邊接頭接頭，可以由兩個或兩個以上等厚度或不等厚度的工件組成。在設計點焊結構時，必須考慮電極的可達性，即電極必須能方便地抵達工件的焊接部位。同時還應考慮諸如邊距、搭接量、點距、裝配間隙和焊點強度諸因素。3整理課件

點焊接頭型式

ａ)搭接接頭ｂ)折邊接頭4整理課件

邊距的最小值取決于被焊金屬的種類，厚度和焊接條件。對于屈服強度高的金屬、薄件或采用強條件時可取較小值。

5整理課件搭接量是邊距的兩倍，推薦的最小搭接量：6整理課件點距即相鄰兩點的中心距，其最小值與被焊金屬的厚度、導電率，外表清潔度，以及熔核的直徑有關，推薦的最小點距：7整理課件裝配間隙必須盡可能小，因為靠壓力消除間隙將消耗一局部電極壓力，使實際的焊接壓力降低。間隙的不均勻性又將使焊接壓力波動，從而引起各焊點強度的顯著差異，過大的間隙還會引起嚴重飛濺，許用的間隙值取決于工件剛度和厚度，剛度、厚度越大，許用間隙越小，通常為0.1-2mm。單個焊點的抗剪強度取決于兩板交界上熔核的面積，為了保證接頭強度，除熔核直徑外，焊透率和壓痕深度也應符合要求，焊透率的表達式為：A=h/δ×100%。兩板上的焊透率只允許介于30-70%之間。鎂合金的最大焊透率只允許至60%。而鈦合金那么允許至90%。焊接不同厚度工件時，每一工件上的最小焊透率可為接頭中薄件厚度的20%，壓痕深度不應超過板件厚度的15%，如果兩工件厚度比大于2:1，或在不易接近的部位施焊，以及在工件一側使用平頭電極時，壓痕深度可增大到20-25%。8整理課件單排點焊接頭強度一般低于母材強度；但點焊排數(shù)一般不多于3排〔增加排數(shù)不能增加承載能力〕；點焊接頭疲勞強度低，增加焊點數(shù)量對提高疲勞強度意義不大9整理課件點焊結構的影響〔考慮電極可達性〕專用電極和專用電極握桿10整理課件三、點焊的焊前清理工件外表清理方法分機械清理和化學清理兩種。常用的機械清理方法有噴砂、噴丸、拋光以及用紗布或鋼絲刷等。不同材料采用不同清洗方法，參見P25表1-5.包括工件外表清理和電極端面維護修理11整理課件三、點焊的焊接循環(huán)12整理課件點焊和凸焊的焊接循環(huán)由“預壓〞、“通電〞、“維持〞、“休止〞4個根本階段組成。13整理課件

復雜點焊焊接循環(huán)示意圖

１—加壓程序２—熱量遞增程序３—加熱１程序４—冷卻１程序５—加熱２程序

６—冷卻２程序７—加熱３程序８—熱量遞減程序９—維持程序10—休止程序

Fpr—預壓壓力Ff0—鍛壓力tf0—施加鍛壓力時刻(從斷電時刻算起)

Fw—電極壓力Ｔ—點焊周期ｔ‘f0—施加鍛壓力時刻(從通電時刻算起)14整理課件1、預壓階段特點：Fw>0、I=0；作用：克服構件剛性，獲得低而均勻的接觸電阻，以保證焊接過程中獲得重復性好的電流密度；對厚板或剛度大的沖壓零件，可在此期間先加大預壓力，再回復到焊接時的電極壓力，使接觸電阻恒定而又不太小，以提高熱效率，或通過預熱電流以達上述目的。15整理課件預壓時，電極壓力的應力分布16整理課件2、通電加熱階段特點：Fw=c、I=Iw；作用：焊件加熱熔化形成熔核；焊接電流可根本不變，亦可逐漸上升或階段上升。此階段是焊接循環(huán)中的關鍵。點焊和凸焊過程中通電加熱必須是在電極壓力到達滿值且穩(wěn)定后進行的。否那么可能因壓力過低，接觸電阻太大而引起強烈飛濺，或因壓力前后不一致，影響加熱，造成焊點強度的波動17整理課件電阻點焊熔核形成過程18整理課件19整理課件20整理課件21整理課件3、維持階段特點：Fw>0、I=0；作用：熔核體積小，夾持在水冷電極間，冷速高，如無外力維持，將產(chǎn)生三向拉應力，極易產(chǎn)生縮孔、裂紋等缺陷；對厚板、鋁合金、高溫合金等零件，還需增加頂鍛力來防止縮孔、裂紋；此外，加熱后緩冷電流可降低凝固速度，也可防止縮孔、裂紋，對焊接易淬硬的材料時，應加回火電流以改善金相組織。22整理課件23整理課件4、休止階段特點：Fw=0、I=0；作用：恢復到起始狀態(tài)所必須的工藝時間；

電極提起也必須在電流全部切斷之后，否那么電極與焊件之間會引起火花，甚至燒穿工件24整理課件25整理課件為了改善接頭的性能，有時會將以下各項中的一項或多項加于根本循環(huán)：1〕加大預壓力，以消除厚焊件之間的間隙，F(xiàn)pr=1.5-2Fw；2〕用預熱脈沖提高金屬到達塑性，使焊件之間緊密貼合，反之飛濺；凸焊時這樣做可以使多個凸點在通電前與電極平衡接觸，以保證各點加熱的一致性。預熱電流I1=0.25-0.5I。3〕加大鍛壓力，以使熔核致密，防止產(chǎn)生裂紋和縮孔。Ff0=2-3Fw；4〕用回火或緩冷脈沖消除合金鋼的淬火組織，提高接頭的力學性能。緩冷或回火電流I3=0.5-0.7I。回火時間為1.5-3.0t〔焊接時間〕26整理課件四、點焊的標準參數(shù)27整理課件1、焊接電流I焊接電流對產(chǎn)熱的影響比電阻和通電時間大，它是平方正比關系，因此是必須嚴格控制的重要參數(shù)。當焊接電流較小，熱源強度缺乏，此時不能形成熔核，因此，焊點的拉剪載荷較低且不穩(wěn)定；隨著電流的提高，內部熱源急劇增大，熔核尺寸穩(wěn)定增加，焊點的拉剪載荷不斷提高；當電流過大時，會引起金屬過熱和噴濺，接頭性能反而降低。28整理課件

接頭拉剪載荷與焊接電流的一般關系

１—板厚１.６ｍｍ以上２—板厚１.６ｍｍ以下29整理課件30整理課件31整理課件2、通電時間焊接時間對接頭性能的影響與焊接電流相似。

接頭拉剪載荷與焊接時間的關系32整理課件通電時間對力學性能影響33整理課件3、電極壓力過小時，會造成因電流密度過大，而引起加熱速度增大而產(chǎn)生噴濺；電極壓力過大時將使焊接區(qū)總電阻和電流密度均減小，焊接散熱增加，熔核尺寸下降，接頭性能降低。為了使焊接熱量到達原有水平，保持焊點強度不變，在增大電極壓力的同時，應適當增大焊接電流或延長焊接時間以彌補電阻減小的影響。在確定電極壓力時，還必須考慮到備料或裝配質量，如果工件已經(jīng)變形，以致焊接區(qū)不能緊密接觸，那么需采用較高的電極壓力以克服這種變形。34整理課件35整理課件接頭承載能力與電極壓力36整理課件4、電極形狀及其材料電極的接觸面積決定著電流密度和熔核的大小，電極材料的電阻率和導熱性關系著熱量的產(chǎn)生和散失。電極必須有適宜的強度和硬度，不至于在反復加壓過程中發(fā)生變形和損耗，使接觸面積加大，接頭強度下降。電極頭端面尺寸增加，焊接區(qū)電流密度減小，散熱增強導致熔核尺寸減小，接頭承載能力降低。

錐臺形電極頭端面尺寸增大ΔD<15%D，水冷端距離：低碳鋼點焊h≥3mm，鋁合金h≥4mm37整理課件5、焊件外表狀況焊件外表上帶有氧化物、鐵銹或其他雜質等不均勻覆層時，會因接觸電阻的不一致，各個焊點產(chǎn)生的熱量就會大小不一致，引起焊接質量的波動。所以焊前徹底清理待焊外表是獲得優(yōu)質焊接接頭的必備條件。38整理課件6、焊接參數(shù)間相互關系及選擇〔1〕焊接電流與焊接時間的配合電阻點焊時，為了保證熔核尺寸和焊點強度，焊接時間和焊接電流在一定范圍內可以互為補充，總熱量既可通過調節(jié)電流也可通過調節(jié)焊接時間來改變。但傳熱情況與時間有關。為了獲得一定強度的焊點：可以采用大電流和短時間——強條件〔硬標準〕焊接；也可以采用小電流和長時間——弱條件〔軟標準〕焊接。

在生產(chǎn)中選用強條件還是弱條件要取決于金屬的性質、厚度和所用焊接電源的功率。39整理課件硬標準特點：加熱不平穩(wěn)，焊接質量對標準參數(shù)波動敏感性高，焊點強度穩(wěn)定性差；溫度場分布不平穩(wěn)，塑性區(qū)小，，接頭縮孔、裂紋傾向大；有淬硬傾向的材料，接頭冷裂傾向大；設備容量大，設備價格高；焊點壓痕小，接頭變形小，外表質量高；電極磨損小，生產(chǎn)效率高。適用于鋁合金、A不銹鋼、低碳鋼及不等厚板材的焊接40整理課件軟標準特點：加熱平穩(wěn)，焊接質量對標準參數(shù)波動敏感性低，焊點強度穩(wěn)定性好；溫度場分布平穩(wěn)，塑性區(qū)寬，壓力作用下接頭縮孔、裂紋傾向小，但易變形；有淬硬傾向的材料，接頭冷裂傾向小；設備容量小，控制精度不高，設備價格廉價；焊點壓痕深，接頭變形達，外表質量差；電極磨損快，生產(chǎn)效率低，能耗大。適用于低合金鋼、可淬硬鋼、耐熱合金及鈦合金等焊接

41整理課件42整理課件〔2〕焊接電流與電極壓力的配合焊接過程中不產(chǎn)生噴濺為主要原那么。焊接電流與電極壓力的關系

(Ａ、Ｂ、Ｃ為ＲＷＭＡ焊接標準中的三類)43整理課件五、點焊時的分流44整理課件45整理課件影響分流的因素：〔1〕焊點距：連續(xù)點焊時，點距愈小，板材愈厚，分流愈大；〔2〕焊接順序：已焊點分布在兩側時，分流大；〔3〕焊件外表狀態(tài)：外表清理不良，接觸電阻Rc+2Rew增大，導致焊接區(qū)總電阻R增大，分路電阻相對減小，使分流增大?！?〕電極與工件非焊接區(qū)相接觸；〔5〕焊接裝配不良或裝配過緊；〔6〕單面點焊〔相同板厚〕，因分路阻抗小于焊接阻抗，分流大。對焊接質量的危害：A、使通過焊接區(qū)的有效電流減小，焊點強度降低〔加熱缺乏，熔核直徑降低〕。B、導致電極與工件接觸部的局部〔偏向分流方向的部位〕產(chǎn)生大電流密度，燒壞電極或工件外表。C、單面點焊產(chǎn)生局部接觸外表過熱和噴濺。46整理課件47整理課件消除和減少分流的措施：〔1〕選擇合理的焊點距：保證強度的前提下盡量加大焊點距；〔2〕使結構設計合理；〔3〕嚴格清理焊件外表；〔4〕對開敞性差的焊件，采用專用電極和電極握桿；〔5〕連續(xù)點焊時，適當提高焊接電流：對不銹鋼和耐熱合金增大5-10%，鋁合金增大10-20%；〔6〕單面多點焊時，采用調幅焊接電流波形，調幅電流對上焊件的預熱作用使分路電阻提高，分流減小，改善了初期外表噴濺。48整理課件六、常用金屬材料的點焊1、金屬點焊時的焊接性評定金屬電阻焊是焊接性的主要依據(jù)如下：〔1〕材料的導電性和導熱性〔2〕材料的高溫強度〔3〕材料的塑性溫度范圍〔4〕材料對熱循環(huán)的敏感性〔5〕熔點高、線膨脹系數(shù)大、易形成致密氧化膜的金屬，其焊接性也比較差。點焊過程是在熱-機械聯(lián)合作用下進行，其焊接性一般比熔焊工藝條件下焊接性好。49整理課件50整理課件2、點焊過程應注意的問題：A、在重要結構上，同時進行點焊的焊件數(shù)目盡量不要超過兩件。因為焊件數(shù)目增加，造成電流的分流嚴重，致使焊點的強度不穩(wěn)定。當焊件的板厚之比在1：3范圍之內時，能夠成功地實現(xiàn)點焊；B、焊點的布置受分流和變形條件的限制。當焊件厚度增大時，允許的最小節(jié)距和從焊點中心到焊件邊緣〔或阻礙焊件變形的構件〕的距離都相應增大。51整理課件C、在通用焊機及簡單夾具上點焊時應注意：

〔1〕點焊時伸入焊機回路內的鐵磁體焊件或夾具的斷面積應盡可能的小，并且在焊接過程中不能劇烈地變化。因為回路內的鐵磁體能使回路阻抗增大，造成焊接電流減小。

〔2〕盡可能采用具有強烈水冷的通用電極進行焊接。

〔3〕焊點與焊件邊緣不應太小；焊點不應布置在難以進行形變的部位。52整理課件3、點焊前需做如下準備工作：A、確定點焊接頭形式B、確定搭接邊及搭接量C、確定點距D、焊件焊前清理E、焊件裝配及定位53整理課件3、低碳鋼點焊〔1〕焊接性分析低碳鋼電阻率適中,需要的焊機功率不大；塑性溫度區(qū)寬，易于獲得所需的塑性變形而不必使用很大的電極壓力；碳與微量元素含量低，無高熔點氧化物，一般不產(chǎn)生淬火組織或夾雜物；結晶溫度區(qū)間窄、高溫強度低、熱膨脹系數(shù)小，因而開裂傾向小。〔2〕推薦參數(shù)54整理課件〔3〕技術要點

低碳鋼屬鐵磁性材料，當焊件尺寸大時應考慮分段調整焊接參數(shù)，以彌補因焊件伸入焊接回路過多而引起的焊接電流減弱；55整理課件4、可淬硬鋼的點焊

這類鋼焊接時易產(chǎn)生硬脆的馬氏體組織，在應力較大時會產(chǎn)生裂紋，縮孔和縮松。焊接技術要點：〔1〕為防止裂紋、疏松缺陷，尤其是板厚在3mm以上，建議采用增大頂鍛力的方式，頂鍛力約為電極壓力的2-2.5倍；〔2〕一般選用Cr-Cu或Cr-Zr-Cu電極；〔3〕采用電極間焊后回火的雙脈沖點焊方法，〔第一個電流脈沖為焊接脈沖，第二個為回火處理脈沖〕。使用時注意兩點：

A、兩脈沖之間的間隔時間一定要保證使焊點冷卻到馬氏體轉變點Ms溫度以下；

B、回火電流脈沖幅值要適當，以防止焊接區(qū)的金屬重新超過奧氏體相變點而引起二次淬火。56整理課件57整理課件帶回火雙脈沖點焊組織分布示意圖58整理課件25CrMnSiA焊接條件30CrMnSiA焊接條件59整理課件5、鋁合金的點焊〔1〕焊接性分析A、電導率和熱導率較高

須采用較大電流和較短時間，才能做到既有足夠的熱量形成熔核；又能減少外表過熱、防止電極粘附和電極銅離子向純鋁包復層擴散、降低接頭的抗腐蝕性。B、塑性溫度范圍窄、線膨脹系數(shù)大

須采用較大的電極壓力，電極隨動性好，才能防止熔核凝固時，因過大的拉應力而引起的裂紋。對裂紋傾向大的鋁合金，如LF6、LY12、LC4等,還必須采用加大鍛壓力的方法，使熔核凝固時有足夠的塑性變形、減少拉應力，以防止裂紋產(chǎn)生。C、外表易生成氧化膜

焊前必須嚴格清理，否那么極易引起飛濺和熔核成形不良〔撕開檢查時，熔核形狀不規(guī)那么，凸臺和孔不呈圓形〕，使焊點強度降低。清理不均勻那么將引起焊點強度不穩(wěn)定。60整理課件〔2〕對點焊機要求：A、能在短時間內提供大電流；

B、電流波形最好有緩升緩降的特點；

C、能精確控制工藝參數(shù)，且不受電網(wǎng)電壓波動影響；

D、能提供價形和馬鞍形電極壓力；

E、機頭的慣性和摩擦力小，電極隨動性好。當前國內使用的多為300-600KVA的直流脈沖、三相低頻和次級整流焊機，個別的到達1000KVA，。也有采用單相交流焊機的，但僅限于不重要工件。61整理課件〔3〕焊接技術要點A、焊前必須進行外表化學清洗，并規(guī)定焊前存放時間；B、電極一般選用CdCu合金，推薦用球面形并經(jīng)常清理，電極冷卻應良好，以利于壓固熔核和散熱；C、采用硬標準，電流為同板厚低碳鋼的4-5倍；D、除板厚δ<1.2mm的冷作強化鋁合金可用工頻交流點焊，板厚較大的強化鋁合金和所有熱處理強化鋁合金一律推薦用直流沖擊波、三相低頻和直流焊機點焊；E、焊接循環(huán)采用緩升、緩降的焊接電流，可起預熱和緩冷的作用，同時具備階梯形或馬鞍形壓力變化曲線，可提供較高的鍛壓力。62整理課件直流脈沖點焊機上焊接鋁合金的焊接條件63整理課件6、鍍鋅鋼板的點焊〔1〕鍍層鋼板點焊時的主要問題：A、外表鍍層破壞失去原有的鍍層的保護租用。

B、電極易于鍍層粘附，縮短電極使用壽命。

C、與低碳鋼相比，適用的焊接工藝參數(shù)比較窄，易于形成未焊透或飛濺，因而必須精確控制工藝參數(shù)。

D、鍍層金屬的熔點通常比低碳鋼低，加熱時先熔化的鍍層金屬使兩板間的接觸面擴大、電流密度減小。因此，焊接電流應該比無鍍層時大。

E、為了將已經(jīng)熔化的鍍層金屬排擠出接合面，電極壓力應該比無鍍層時高。64整理課件〔2〕焊接技術要點A、與普通鋼板相比，需更大的焊接電流和電極壓力，約提高1/3以上；B、電極材料選用CrZrCu或彌散強化銅，或鑲鎢復合電極，電極兩次修磨間的焊點數(shù)應僅為低碳鋼的1/10-1/20；C、從提高焊接質量出發(fā)，可采用凸焊并配合緩升或直流焊接波形；D、鍍鋅鋼板焊接時應該采取有效的通風裝置，因為ZnO煙塵有害人體健康。點焊鍍鉛鋼板時所用的焊接工藝參數(shù)和鍍鋅鋼板相似65整理課件66整理課件67整理課件68整理課件69整理課件70整理課件71整理課件72整理課件七、點焊時各種電流波形及其適用范圍73整理課件74整理課件75整理課件76整理課件點焊時的熔核偏移在焊接不同厚度或不同材料時，因薄板或導熱性好的材料，吸熱少，而散熱快，導致熔核偏向厚板或導熱差的材料的現(xiàn)象稱為熔核偏移。八、特殊情況點焊工藝1、不等厚度及不同材料的點焊

77整理課件

焊接區(qū)溫度分布

ａ)不同厚度(δ1＜δ2)ｂ)不同材料(電阻率ρ1＜ρ2)78整理課件79整理課件偏移產(chǎn)生的原因：當進行不等厚度或不同材料點焊時，熔核將不對稱于其交界面，而是向厚板或導電、導熱性差的一邊偏移，偏移的結果將使薄件或導電、導熱性好的工件的焊透率減小，焊點強度降低。

熔核偏移是由兩工件產(chǎn)熱和散熱條件不相同引起的。厚度不等時，厚件一邊電阻大、交界面離電極遠，故產(chǎn)熱多而散熱少，致使熔核偏向厚件；材料不同時，導電、導熱性差的材料產(chǎn)熱易散熱難，故熔核也偏向這種材料。

80整理課件調整熔核偏移的原那么是：增加薄板或導電、導熱性好的工件的產(chǎn)熱而減少其散熱。常用的方法有：A、采用硬標準：工件間接觸電阻產(chǎn)熱的影響增大，電極散熱的影響降低。電容儲能焊機采用大電流和短的通電時間就能焊接厚度比很大的工件。B、采用不同的電極：在薄件或導電、導熱性好的工件一側采用較小直徑的電極，以增加這一側的電流密度、并減小電極散熱的影響；薄件或導電、導熱性能好的工件一側采用導熱性能較差的電極，以減少這一側的熱損失。C、在薄件上附加工藝墊片：在薄件或導電、導熱性能好的工件一側墊一塊由導熱性能較差的金屬制成的墊片〔厚度為0.2-0.3mm〕，以減少這一側的散熱。D、進行凸焊或環(huán)焊81整理課件82整理課件

特殊電極頭

ａ)加不銹鋼環(huán)ｂ)加黃銅套

(ａ＝３～６ｍｍl＝10～15ｍｍφ1≈12ｍｍφ2≈10ｍｍ)83整理課件附加工藝墊片的點焊

ａ)點焊前ｂ)標準適宜ｃ)標準過大84整理課件1)由于焊件熱慣性小，點焊時析熱少，而散熱強烈是其主要特點，因此在貼合面上難于形成集中加熱的效果，尤其是導熱性好的材料更為困難。

2)接頭的連接形式除熔化連接(熔核)外，有時亦允許固相連接，即貼合面并不熔化，僅發(fā)生較充分的再結晶和擴散(但要有一定的體積深度)。

3)平行間隙焊(又稱平行微隙焊)是一種專用于點焊電子元器件引線和底盤的組裝技術，在太陽能電池中也有應用，電源可采用電容式或逆變式精密點焊設備。

2、微型件的點焊

85整理課件86整理課件一