凸焊的工艺特点和工艺参数

尺
锻压
凸 19000 26000 33400
寸
递增 时间/ 周 点 12 17 25
凸
焊接 时间/ 周 54 84 121
点
焊接 电流 /kA 15.8 18.8 23.3
焊点拉 剪力/N
34700 50000 76900
4 5 6
7.0 8.5 9.5
1.52 1.83 2.16
41 44 43
6300 7100 8900
12600 14200 17800
12 17 25
54 84 121
11.5 13.9 17.3
24600 34200 53300
不同板厚的板材凸焊时，凸点应尽可能地加工在较厚的一块板材上，以 减少熔核偏移；而参数应按较薄的一面选取，以免喷溅。
第二章 凸焊 14
镀锌钢板的凸焊
因凸点的存在和采用平面电极，故镀锌钢的凸焊性能要比点 焊时好得多。
《压焊方法及设备》
第二章 凸 焊
合肥工业大学材料学院
第二章 凸焊
李萌盛
1
凸焊 (projection welding)
凸焊是在两工件贴合面上通过预制的凸点接触（或
利用零件原有型面、倒角的局部接触），加压并通电
加热，在压塌的凸点部位形成焊点的电阻焊方法。
凸焊接头形成过程 凸焊工艺特点与参数 常用金属材料的凸焊
电极压力及焊接电流两项参数指的都是每个凸点的数值。 第二章 凸焊 13
低碳钢厚板单点凸焊的焊接参数
板厚 /mm 凸点尺寸/mm 最小 间距 /mm 正 4 5 6 8.5 10.5 12.5 1.65 2.13 2.60 45 51 61
小
电极压力/N
直径

热成形钢板凸焊工艺介绍及参数说明1.前言：由于热成形钢板的超高强度，具有极高的机械安全性，因此在汽车行业越来越多的被采用，使用部位集中在汽车的前/后保险杠骨架、A柱/B柱、中央通道及前后门防撞板等重点部位，这些部件上均有螺母及螺栓需要凸焊；而中频逆变式点凸焊机、电容储能式点凸焊机是热成形钢板与螺母、螺栓焊接的首选电阻焊设备。

前保险杠A/B/C柱门槛2.工艺分析：热成形钢板主体为马氏体，具有较高的屈服强度（大于1100MPa），较高的抗拉强度度（大于是1500 MPa），较高的硬高（大于45HRC），较小的延伸率（小于10%）；而且工件表面一般有镀层和氧化层；而凸焊螺母和螺栓则多为8.8级，少数为10.9级；两者不容易生成熔核或有效的固相联接，因此对凸焊设备的要求比较高；在汽车行业用到的电阻焊设备主要有三种：工频交流点焊机、中频逆变直流焊机和电容储能式焊机，凸焊因其需要硬规范来焊接，即较短的焊接时间、较大的焊接电流和较大的焊接压力，因此两种直流焊机成为欧美汽车零部件企业凸焊设备的首选：中频逆变点凸焊机和电容储能式凸焊机；热成形钢板特殊的物理性能，使其对凸焊设备的要求更高：需要更高的峰值电流和更短的焊接时间，而电容式储能焊机具有极高的峰值和极短的焊接时间，因此其成为目前热成形钢板凸焊的最佳选择；储能焊机是利用电容储存能量而在瞬时释放出电流，（有效焊接时间为5MS-16MS），集中大电流穿过凸点或凸台等小面积点时产生巨大热量而达致熔接效果，（达数万安培到几十万安培的次级电流）；电容式储能焊机放电波形图3.案例分析：例1：苏州安嘉为某车型A柱螺母凸焊，板材为BTR165H热成形钢，厚度1.8MM;螺母为M10凸焊法兰螺母，三段月牙凸台；焊接要求：扭矩130N.M，推脱力8KN，螺纹无损伤，外观无明显损伤；凸焊螺母示意图汽车A柱示意图3．1焊机：机型为DR-30000J，采用山形电极垂直加压；电容式储能名称凸焊机型号DR-30000J充电电100V-800V压加压方气动加压式最大短160000A路电流最大焊29000 N接压力电极材铬锆铜3．2焊接规范调整：3．2．1在常规电阻焊工艺参数调整时，三个基本要素：焊接时间、焊接电流、焊接压力缺一不可，而在电容式储能焊机则无焊接时间调整这一项，焊接电流也是通过充电电压反映出来的，因此储能焊机规范调整主要是在焊接压力和充电电压之间匹配，特殊情况下会再加一项回火电压用于细化晶粒；3．2．2本案热成形钢螺母凸焊工艺调整时需要克服的难点：1.焊接压力的设定，由于热成形钢板的强度较高，熔接时需要更大的压力，但凸焊螺母的强度较低，较大的压力会导致凸点过早的压溃，因此焊接压力最好采用马鞍形压力曲线，实用情况是阶梯状的二段压力更为普遍些，这样能保证凸点不过早压溃变形，又能在熔核生长后期不会产生太多的飞溅；2.充电电压的设定，过高的充电电压在焊接时产生过大的热量，螺母金属表现为挤出、飞溅，会造成两种情况，一是飞溅导致熔合联接面积减少（过烧），螺母推脱力下降，二是螺纹塞规无法通过；较低的充电电压则会导致熔接深度不够，出现螺母推脱力不达标和虚焊；3．2．3工艺规范调整方法，两个焊接要素（充电电压和焊接压力）调整时需以其中一个为基础对另一数值做出调整匹配，不可同时调做出两项调整；此处应考虑到经验的运用，有类似的螺母凸焊的参数可以做为参考，能有效减少调整的次数，只是热成形板材的焊接需要更大的电流和压力，可以从同规格在普通材料上的测试数据做为起点开始调整，经过试焊及试验室验证找出最佳的数值；需要注意的时，在批量生产时应在试焊数据基础上加大3-5%，以满足产品其它原因造成的波动下限；3．3焊接参数确认：3．4工件推脱力及破坏测试：测试设备扭力钣手、万能实验机、螺纹塞规测试结果扭力﹥180 N.M；推脱力﹥12KN，螺纹无异常，外观无损伤例2：某车型B柱螺栓凸焊，板材为BTR165H热成形钢，厚度2.0MM;螺栓为M10凸焊螺栓，三凸点；焊接要求：推脱力8KN，螺纹无损伤，外观无损伤；3．5焊接参数确认：3．6工件推脱力及破坏测试：4．电极部分工艺补充：4．1在热成形钢版凸焊时由于焊接压力巨大、峰值电流非常高，因此焊接时对电极材料的要求很高，需要较高的软化温度、较高的导电率和较高的硬度，而弥散铜（氧化铝铜）具有这几种优势，（软化温度达950°），成为目前热成形钢板凸焊最合适的电极材料；4．2定位销常用用的材质有胶木、陶瓷、KCF等，而近年欧美车企有用到氮化硅做为热成形钢板凸焊的定位销，因其使用寿命更长（20万次）、绝缘效果好、硬度高等特点，使其成为凸焊定位销材质的新宠，但因其价格昂贵，目前尚无普遍使用，但这是未来定位销的方向。

凸焊_02凸焊（projection welding），是在一工件的贴合面上预先加工出一个或多个突起点，使其与另一工件表面接触并通电加热，然后压塌，使这些接触点形成焊点的电阻焊方法。

凸焊是点焊的一种变形，主要用于焊接低碳钢和低合金钢的冲压件。

板件凸焊最适宜的厚度为0.5～4mm，小于0. 25mm时宜采用点焊。

随着汽车工业发展，高生产率的凸焊在汽车零部件制造中获得大量应用。

凸焊在线材、管材等连接上也获得普遍应用。

凸焊有如下基本特点：1) 凸焊与点焊一样是热－机械（力）联合作用的焊接过程。

相比较而言，其机械（力）的作用和影响要大于点焊，如对加压机构的随动性要求、对接头形成过程的影响等。

2) 在同一个焊接循环内，可高质量的焊接多个焊点，而焊点的布置亦不必像点焊那样受到点距的严格限制。

3) 由于电流在凸点处密集，可用较小的电流焊接而获得可靠的熔核和较浅的压痕，尤其适合镀层板焊接的要求。

4) 需预制凸点、凸环等，增加了凸焊成本，有时还会受到焊件结构的制约。

一、凸焊基本原理1．1 凸焊基本类型根据凸焊接头的结构形式，将凸焊方法分类见表1，类型实例如图1所示。

1．2 凸焊接头形成过程凸焊接头也是在热—机械（力）联合作用下形成的。

但是，由于凸点的存在不仅改变了电流场和温度场的形态，而且在凸点压溃过程中使焊接区产生很大的塑性变形，这些情况均对获得优质接头有利。

但同时也使凸焊过程比点焊过程复杂和有其自身特点，在一良好凸焊焊接循环下，由预压、通电加热和冷却结晶三个连续阶段组成，如图2所示。

1.预压阶段在电极压力作用下凸点产生变形，压力达到预定值后，凸点高度均下降1/2以上（S1）。

因此，凸点与下板贴合面增大，不仅使焊接区的导电通路面积稳定，同时也更好的破坏了贴合面上的氧化膜，造成比点焊时更为良好的物理接触（图2b Ⅰ）。

2. 通电加热阶段该阶段由两个过程组成：其一为凸点压溃过程；其二为成核过程。

通电后，电流将集中流过凸点贴合面，当采用预热（或缓升）电流和直流焊接时，凸点的压溃较为缓慢，且在此程序时间内凸点并未完全压平（图2b Ⅱ）；随着焊接电流的继续接通，凸点被彻底压平（图2b Ⅲ）。

其他金属材料的凸焊 可淬硬的高强度合金钢很少凸焊，但有时会进行线材交叉焊接，由于会产生淬火组织，必须
进行电极间回火，并应采用比低碳钢高的电极压力。 不锈钢凸焊没有困难，但较易产生熔核移位现象。应注意选用合理的焊接工艺参数，并避免采用 过小的点距。 铝合金强度低，则一通电凸点即被压馈。起不到集中电流的作用，因此很少采
起各点电流的不平衡，使接头强度不稳定。因此凸点高度误差应不超过 ±0.12mm。如采用预热电流，则误差可以增大。
凸点也可以做成长形的（近似椭圆形），以增加熔核尺寸，提高焊点强度，此时凸点与平板将为 线接触。 凸焊时，除利用上述几种形式的凸点形成接头外，根据凸焊工件种类不同还有多种接头形式。 用于凸焊的螺栓和螺帽上的凸点和凸环多是在零件锻压时一次成形。
凸焊的每一焊点所需电流比点焊同样一个焊点时小。但在凸点完全压溃之前电流必须能使凸 点溶化，推荐的电流应该是在采用合适的电极压力下不至于挤出过多金属的最大电流。对于一定 凸点尺寸，挤出的金属量随电流的增加而增加。采用递增的调幅电流可以减小挤出金属。和点焊 一样，被焊金属的性能和厚度仍然是选择焊接电流的主要依据。 多点凸焊时，总的焊接电流大约为每个凸点所需电流乘以凸点数。但考虑到凸点的公差、工件形 状。以及焊机次级回路的阻抗等因素，可能需要做一些调整。 凸焊时还应做到被焊两板间的热平衡，否则，在平板未达到焊接温度以前便已溶化，因此焊接同 种金属时，应将凸点冲在较厚的工件上，焊接异种金属时，应将凸点冲在电导率较高的工件上。 但当在厚板上冲出凸点有困难时，也可在薄板上冲凸点。 电极材料也影响两工件上的热平衡，在焊接厚度小于 0.5mm 的薄板时，为了减少平板一侧的散 热，常用钨-铜烧结材料或钨做电极的嵌块。
简介 板件凸焊最适宜的厚度为 0.5-4mm。焊接更薄的板件时，凸点设计要求严格，需要随动性

一、凸焊简介凸焊主要用于焊接低碳钢和低合金钢的冲压件。

凸焊的种类很多，除板件凸焊外，还有螺帽、螺钉类零件的凸焊、线材交叉凸焊、管子凸焊和板材T型凸焊等。

板件凸焊最适宜的厚度为0.5-4mm。

焊接更薄的板件时，凸点设计要求严格，需要随动性极好的焊机，因此厚度小于0.25mm的板件更易于采用点焊。

[编辑本段]优点凸焊与点焊相比还具有以下优点：1）在一个焊接循环内可同时焊接多个焊点。

不仅生产率高，而且没有分流影响。

因此可在窄小的部位上布置焊点而不受点距的限制。

2）由于电流密度集于凸点，电流密度大，故可用较小的电流进行焊接，并能可靠地形成较小的熔核。

在点焊时，对应于某一板厚，要形成小于某一尺寸的熔核是很困难的。

3）凸点的位置准确、尺寸一致，各点的强度比较均匀。

因此对于给定的强度、凸焊焊点的尺寸可以小于点焊。

4）由于采用大平面电极，且凸点设置在一个工件上，所以可最大限度地减轻另一工件外露表面上的压痕。

同时大平面电极的的电流密度小、散热好，电极的磨损要比点焊小得多，因而大大降低了电极的保养和维修费用。

5）与点焊相比，工件表面的油、锈、氧化皮、镀层和其他涂层对凸焊的影响较小，但干净的表面仍能获得较稳定的质量。

凸焊的不足之处是需要冲制凸焊的附加工序；电极比较复杂；由于一次要焊多个焊点，需要使用高电极压力、高机械精度的大功率焊机。

由于凸焊有上述多种优点，因而获得了极广泛的应用。

[编辑本段]凸焊电极、模具和夹具电极材料凸焊电极通常采用2类电极合金制造，因为这类电极合金在电导率、强度、硬度和耐热性等方面具有最好的综合性能。

3类电极合金也能满足要求。

电极设计凸焊电极有三种基本类型：1）点焊用的圆形平头电极2）大平头棒状电极3）具有一组局部接触面的电极，即将电极在接触部位加工出凸起接触面，或将较硬的铜合金嵌块用钎焊或紧固方法固定于电极的接触部位。

标准点焊电极用于单点凸焊时。

为了减轻工件表面压痕，电极接触面直径应不小于凸点直径的两倍。

图3：步进缝焊
第2章 凸焊和缝焊
当焊接硬铝，以及厚度为4+4mm以
上的各种金属时，必须采用步进缝焊，以
便形成每一个焊点时都能像点焊一样施加 锻压力，或同时采用暖冷脉冲。但后一种 情况很少使用。
第2章 凸焊和缝焊
4）搭接缝焊方法 搭接缝焊同点焊一样，搭接接头可用一对滚盘或用一个 滚盘和一根芯轴电极进行缝焊。接头的最小搭接量与点焊相 同。 搭接缝焊除常用的双面双缝缝焊外，还有单面单缝缝焊、 单面双缝缝焊和小直径圆周缝焊等。
第2章 凸焊和缝焊
表2 凸焊的凸点尺寸
（单位：mm）
第2章 凸焊和缝焊
带凸点的螺母形状
第2章 凸焊和缝焊
2.3凸焊焊接参数选择 凸点形状、尺寸确定后，焊接电流I、焊接时 间t及电极压力Fw等参数对接头质量均有影响，其 影响规律与点焊时相似。
第2章 凸焊和缝焊
电极压力Fw对接头拉剪载荷的 影响比点焊时要严重（图6）。 若电极压力过小，将使通电前 凸点预变形量太小，凸点贴合面电 流密度显著增大，造成严重喷溅、 甚至烧穿； 电极压力过大将使通电前凸点 预变形量太大，失去凸焊意义。 焊接电流波形、压力变化 曲线及焊机加压系统的随动性 也都对凸焊质量有重要影响。
1—导电母线；2—环行电极
第2章 凸焊和缝焊
5）压平缝焊 压平缝焊时的搭接量比一般缝焊时要 小得多，约为板厚的1-1.5倍，焊接时 同时压平接头，焊后的接头厚度为板厚 的1.2-1.5倍。通常采用圆柱形面的滚 盘，其宽度应全部覆盖接头的搭接部分。 焊接时要使用较大的焊接压力和连续的 电流。为了获得稳定的焊接质量，必须 精确地控制搭接量。通常要将工件牢固 夹紧或用定位焊预先固定。这种方法可 图6：压平缝焊 以获得具有良好外观的焊缝，常用于低 碳钢和不锈钢制成的食品容器和冷冻机 衬套等产品的焊接。

第四节 凸焊设备的机械性能与接头质量的关系
焊机压力传动机构动态特性差， 焊机压力传动机构动态特性差，也会引起凸点过早压平 甚至熔化。焊头运动时摩擦力大、 甚至熔化。焊头运动时摩擦力大、焊头本身质量大因而惯性 都会在焊点压平过程中使实际压紧力减小。因此， 大，都会在焊点压平过程中使实际压紧力减小。因此，要尽 量减小摩擦力、减轻可动部分质量、增大外力， 量减小摩擦力、减轻可动部分质量、增大外力，还要使加热 更加平稳。但是，凸点过于缓慢被压平也不好， 更加平稳。但是，凸点过于缓慢被压平也不好，因为它阻碍 了零件间间隙的缩小。 了零件间间隙的缩小。 在多点凸焊时，凸点的一致性、 在多点凸焊时，凸点的一致性、在各凸点上保持一样的 电流密度和压力，具有特别的意义。各个凸点高度不一致、 电流密度和压力，具有特别的意义。各个凸点高度不一致、 电极的倾斜、电极工作表面的磨耗以及焊机机臂刚度不足， 电极的倾斜、电极工作表面的磨耗以及焊机机臂刚度不足， 都会造成接头强度的严重波动。作为电极用的平台， 都会造成接头强度的严重波动。作为电极用的平台，不平行 度不得超过0.25毫米 两个边缘凸点之间 ；最好使用调幅使电 毫米(两个边缘凸点之间 度不得超过 毫米 两个边缘凸点之间)； 流幅值平稳上升、 流幅值平稳上升、也可以用附加脉冲进行预热或者对凸点施 加轻微的预压，使各凸点取得比较一致的接触状况，然后通 加轻微的预压，使各凸点取得比较一致的接触状况， 以焊接的大电流。 以焊接的大电流。
第三节 凸焊工艺规范 凸焊规范参数有焊接电流、焊接时间、 凸焊规范参数有焊接电流、焊接时间、电极力 凸焊时，由于电极工作面尺寸远大于熔核直径， 等。凸焊时，由于电极工作面尺寸远大于熔核直径， 电极尺寸对电流场分布和焊接过程的进行无明显影 因此电极尺寸不作为凸焊的工艺参数。 响，因此电极尺寸不作为凸焊的工艺参数。 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， 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， 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， 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。 的增大将形成后期喷溅，使接头质量下降。

凸焊螺母焊接参数
焊接是一种常见的连接技术，在制造业中广泛应用。

凸焊螺母焊接是一种常见的焊接方法，适用于连接较大尺寸的螺母和工件。

下面将从螺母的选择、焊接材料与设备、焊接参数等方面介绍凸焊螺母焊接的参数。

一、螺母的选择：
二、焊接材料与设备：
三、焊接参数：
1.焊接电流：
焊接电流的选择需要根据焊接材料的厚度和尺寸来确定。

一般来说，焊接电流要足够大以确保焊接区域达到合适的温度，但也要控制电流不要过大，以免引起过度烧损或烧穿。

2.焊接时间：
焊接时间的选择也需要根据焊接材料的厚度和尺寸来确定。

焊接时间过短可能会导致焊接质量不达标，焊接时间过长可能会导致过度烧损或烧穿。

3.压力：
焊接时需要施加一定的压力，以确保焊接区域紧密贴合，提高焊接质量和连接强度。

压力的控制应适当，过大过小都会影响焊接质量。

四、焊接工艺控制：
凸焊螺母的焊接需要合理的焊接工艺控制。

首先，需要将螺母和工件安装在焊接夹具上，保证紧密固定。

其次，需要控制焊接速度，焊接速度
过快可能导致焊接不牢固，焊接速度过慢可能使焊接区域过热。

最后，焊接完成后要进行冷却处理，以确保焊接区域的组织稳定。

0.25毫米(两个边缘凸点之间)；最好使用调幅使电流幅值平 稳上升、也可以用附加脉冲进行预热或者对凸点施加轻微 的预压，使各凸点取得比较一致的接触状况，然后通以焊 接的大电流。
• 凸焊既可在通用点焊机上进行，也可在专用凸 焊机上进行。
凸焊接头的形成过程
凸焊时焊核生成随时间的变化(低碳钢板厚2.3毫米)
凸焊过程电极压力、电极位移及电流随时间的变化
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。 当达到给定电极压力时，凸点的压强差不多停止，可 以认为通电之前凸点高度的一半多(S1)已被压塌，凸 点高度变低。
因为它阻碍了零件间间隙的缩小。
凸焊设备的机械性能与接头质量的关系
4. 多点凸焊时，凸点的一致性要好 凸点的一致性、在各凸点上保持一样的电流密度和压力， 具有特别的意义。各个凸点高度不一致、电极的倾斜、电 极工作表面的磨耗以及焊机机臂刚度不足，都会造超过
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。 由图中看出，流过预热电流时，凸点是较为缓慢地被压溃； 仅是预热电流，凸点还不能完全被压溃，只有在随后通焊接 电流时，凸点才开始急剧地被压塌。
凸焊的特点凸焊接头的形成过程凸焊时焊核生成随时间的变化低碳钢板厚23毫米凸焊过程电极压力电极位移及电流随时间的变化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
Chapter 3 凸焊
压 力 焊
对于板厚差异大的 材料，若用一般的 点焊方法，很难焊 接。

螺母凸焊工艺参数
以前的螺母凸焊工艺参数一般都采用一次脉冲焊接,可采用所谓的硬规范(大电流,短时间)或软规范(小电流,长时间)。

传统工艺参数的缺点：硬规范焊接飞溅较大,软规范焊接强度不理想.尤其对于高强度板或镀层板,或发黑螺母及镀层螺母,小电流预热对焊接强度是不利的,一般认为这样的预热可以破坏镀层,其实非旦起不到破坏镀层的作用,反而将凸脚最有利的顶端压溃.
本人通过反复的调试,总结出以下经验无私与大家分享:
预热采用大电流短时间,在设备允许电流范围内不产生飞溅的情况下,电流越大越好,时间的长短以不产生飞溅为标准,一般不超过两个周波.个人认为焊核的产生需要强大的瞬时热量,因为此时电极是“冷”的，螺母及钣材是“冷”的，焊核在凸脚尖端形成最有利，关键是要让钣材参与焊核的形成，所以强大的瞬时热量在形核初期显得特别重要。

这样的瞬时大热量会让零件表面的镀锌层尽可能的蒸发掉，或让表面的氧化物有足够的热量来进行焊接冶金反应。

当熔核形成后，维持焊核的长大则是一个较长时间的热量维持过程,电流不一定要大,能提供足够热量就行,所以预热后需要小一些的电流,较长一点的焊接时间,以凸脚被压溃,螺母与钣材贴合为准.压力以不产生飞溅为标准.
案例:一种发黑M10螺母,三凸点(banana),板材接近中碳钢,镀锌,2.0厚度.
参数:4KN电极压力;预热电流24KA;预热时间20ms(1cycle);无冷却时间;焊接电流14KA,焊接时间100ms(5Cycle)
结果:焊接无飞溅;螺母压脱力20KN,切片熔深0.4mm.
一己之见，欢迎讨论交流。

Henry.
2013.1.7。

金属材料的凸焊工艺一、低碳钢的凸焊1.板料的凸焊最适合于凸焊的金属材料是低碳钢。

板料凸焊前，通常在其中一块板料上冲出凸点。

它适合于大批量生产的场合。

厚度小于0.25mm的薄钢板采用凸焊反而比点焊困难，因为在钢板上加工出达到焊接温度前不压溃的凸点是很困难的。

故凸焊通常用于板厚大于0.5mm的冲压件。

表1推荐的是低碳钢薄板的凸焊参数，凸点形状为半球状或圆锥状。

表1中A类参数用于单个凸点或是凸点间距较表中数值大1.5～2倍的情况；B类参数用于2个凸点的情况；C类参数用于多个凸点，且点距较小的情况。

在表1中，电极压力及焊接电流两项参数指的都是每个凸点的数值。

表1 低碳钢薄板凸焊的焊接参数表2是低碳钢厚板单点凸焊的焊接参数。

待焊的上、下两板厚度可以不相同，但厚板不得超过薄板的3倍。

不同板厚的板材凸焊时，凸点应尽可能地加工在较厚的一块板材上，以减少熔核偏移；而参数应按较薄的一面选取，以免喷浅。

表2中列出了正常凸点和小尺寸凸点的两种参数。

正常凸点通常用单点凸焊，藉以达到较高的焊点强度；缩小凸点则常用于多点凸焊。

为了减小由于凸点加工不均匀而引起的焊接电流和压力分配的不均匀，并减少喷溅，焊接电流应递增。

采用预热脉冲可以得到更理想的结果。

另外，与厚板的点焊一样，为了防止熔核内产生缩孔等缺陷，还需加大锻压力。

表2 低碳钢厚板单点凸焊的焊接参数正常凸点小尺寸凸点2.环形凸焊在焊件上加工出环形凸缘进行的焊接称环形凸焊。

凸缘截面呈等腰三角形，顶角一般取60°～90°。

若顶角大就不能焊接；若顶角小，环形凸缘工件下沉量快，焊接质量也不好。

表3是环形凸焊的焊接参数。

中小功率的晶体管封帽时也采用类似方法。

3.十字形凸焊十字形凸焊是利用线材、棒料或管子外圆的交叉相接时形成的凸点状态，形成局部的电流集中，成为一种理想的凸焊。

为防止焊件（特别是细线材）被压扁而造成强度降低，电极端面应开出V形或U形槽。

表4是低碳钢丝交叉接头凸焊的焊接参数。

电极的形状和尺寸应与凸点相匹配，以确 保焊接过程中的热量分布和压力分布均匀 。
电极压力
电极压力的大小直接影响凸焊点的质量。 压力过小，可能导致焊接不牢固；压力过 大，则可能压溃凸点，使焊接失效。
焊接时间
焊接时间过短，热量不足，焊点可能未完 全熔合；焊接时间过长，则可能导致金属 过热，影响焊点性能。
工件表面状态
通过分析超声波反射信号的特征， 判断缺陷的类型、大小和位置。
超声波检测法具有灵敏度高、操 作简便等优点，适用于各种焊接
接头的检测。
其他检测方法介绍
磁粉检测法
利用磁场对铁磁性材料的磁化作用，检测焊缝表面或近表 面的缺陷。
渗透检测法
利用渗透剂的毛细管作用，检测焊缝表面开口缺陷的一种 方法。
涡流检测法
利用涡流感应原理，检测焊缝表面或近表面的缺陷。
设备调试
根据母材材质、厚度和凸点形状 等参数调整焊接电流、电压、焊 接时间和电极压力等工艺参数，
以获得最佳的焊接效果。
电极修磨
定期修磨电极头，保证其与母材的 良好接触和导电性能。
操作规范
遵守设备操作规程，注意安全防护 措施，确保焊接过程的顺利进行。
04 凸焊质量影响因素及优化 措施
影响因素分析
电极形状和尺寸
射线照相法
利用高能射线（如γ射线）穿透物质的能力，检测焊缝内部 缺陷的一种方法。该方法检测结果直观可靠，但设备复杂、 成本高。
06 总结与展望
本次课程回顾总结
凸焊原理深入解析
通过本次课程，学员们深入了解 了凸焊的原理，包括凸焊的定义、 特点、工艺参数以及其在工业生
产中的应用。
检验方法全面掌握
课程详细介绍了凸焊质量的检验 方法，包括目视检查、尺寸测量、 力学性能测试等多种手段，确保 学员们能够全面评估凸焊质量。

凸焊的名词解释凸焊，是金属焊接加工中常用的一种焊接方式之一，它指的是将两块金属材料通过焊接工艺连接在一起时，焊缝形状呈现凸起状的焊道。

凸焊通常使用填充材料填补焊缝，以便完成连接。

一、凸焊的形成原理凸焊是通过在焊接过程中向焊缝中引入额外的金属材料，将其熔化后填补焊缝，形成焊道的凸起。

这种增加焊缝厚度的做法使焊缝形成一个凸起，具有较强的机械性能，能够耐受较大的力量作用。

二、凸焊的应用领域1.建筑领域凸焊在建筑领域中经常被使用。

例如，在钢框架结构的搭建中，通过凸焊将不同部件焊接在一起，以增强整个结构的强度和稳定性。

2.制造业领域在制造业中，凸焊也得到广泛应用。

例如，汽车制造过程中，通过凸焊技术将汽车车身各个部件焊接在一起，以确保整体结构的坚固性和安全性。

3.电子领域凸焊在电子领域也具备重要作用。

例如，印制电路板（PCB）的制造中，通过凸焊技术将电子元器件连接在电路板上，以实现电路的导通和功能。

4.航空航天领域凸焊在航空航天领域中扮演着关键角色。

在飞机制造过程中，通过凸焊将不同部位的金属结构件焊接在一起，以确保飞机的整体强度和稳定性。

三、凸焊的优缺点1. 优点（1）强度高：凸焊通常形成一定凸起的焊道，使焊缝具备较高的强度和抗冲击能力。

（2）稳定性好：凸焊连接的结构稳定，能够抵御外部力量的干扰，提高整个结构的可靠性。

（3）适用范围广：凸焊适用于各种金属材料的连接，具备较好的通用性。

2. 缺点（1）较高的成本：相对于其他焊接技术而言，凸焊的成本较高，主要是由于填充材料和设备等因素造成的。

（2）需求专业操作：凸焊的操作难度较高，需要专业的焊接技术人员进行操作，否则可能会出现焊接质量问题。

（3）焊缝精度要求高：凸焊的焊缝精度要求较高，需要通过精确的焊接参数和设备控制来实现。

四、凸焊的未来发展随着现代科技的发展，凸焊技术也在不断创新和改进。

例如，激光焊接技术被广泛应用于凸焊领域，并取得了显著的进展。

激光焊接技术不仅提高了焊接速度和效率，还能够实现更高精度的焊接操作。

焊接工艺专栏（凸焊）
1 、凸焊的定义、用途
突起点，使其与另一焊件表面相接触并通电加热，然后压
溃，使这些接触点形成焊点的电阻焊方法。

凸焊的用途：主要用于安装用螺母或安装用螺柱与板材的
连接，并能承受一定的应力。

2、凸焊的原理
2.1凸焊的热源
点焊的热源是电流通过焊接区产生的电阻热。

根据焦耳定律，总热量：
2.2 焊点的生成过程：
⑴预压阶段：
其机－电过程特点是ＦＷ＞０（给予压紧力）、Ｉ＝０（不通电流），作用是在电极压力作用下清除部分接触表面的不平和氧化膜，形成物理接触点，为以后焊接电流的顺利通过及表面原子的键合作好
准备。

⑵通电加热阶段：
本阶段机－电过程特点是ＦＷ＞０（给予压紧力）、Ｉ＞０（通电流），作用是在热和机械（力）作用下形成熔核，并随着通电加热的进行而长大，直到获得需要的熔核尺寸。

⑶冷却结晶阶段：
本阶段机－电过程特点是ＦＷ＞０、Ｉ＝０，其作用是使液态熔核在压力作用下的冷却结晶，即凝固过程。

2.3点焊的主要焊接参数
点焊的主要焊接参数：焊接电流、焊接时间、焊接压力、电极端面直径。

3、点焊设备
目前，焊装车间有人工点焊和机器人点焊两种。

机器人点焊。

凸焊的工艺特点：凸焊是在一焊件的结合面上预先加工出一个或多个凸起点，使其与另一焊件表面相接触、加压，并通电加热，凸起点压溃后，使这些接触点形成焊点的电阻焊方法。

凸焊点的形成过程：凸焊是在点焊基础上发展起来的，凸焊点的形成机理与点焊基本相似，是点焊的一种变型。

图4-4-1表示了，一个凸焊点的形成过程。

图中a是带凸点工件与不带凸点工件相接触，图中b是电流以开始流过凸点从而将其加热至焊接温度。

电极力将己加热的凸点迅速压溃，然后发生熔合形成核心，见图中c。

完成后的焊点如图中d。

在这里看出，凸点的存在提高了接合面的压强和电流密度，有利于接合面氧化膜破裂与热量集中，使熔核迅速形成。

凸焊工艺的基本原理及特点凸焊的优缺点：优点：在焊机的一个焊接循环内可同时焊接多个焊点，一次能焊多少焊点，取决于焊机对每个凸点能施加的均匀电极力和焊接电流大小。

由于焊接电流集中在凸点上，并且不存在通过相邻焊点的分流问题，所以可以采用较小的搭接量和较小的点距。

凸焊点的位置比电焊焊点的位置更精确，而且由于凸点大小均匀，所以凸焊焊点质量更为稳定，因而，凸焊焊点的尺寸可比点焊焊点小。

由于可以将凸点设置于一个零件上，所以可以最大限度地减轻另一零件外露表面的压痕。

凸焊采用的平面大电极，其受热和磨损程度比电焊电极小得多，延长了使用寿命因而节省了修整和拆换电极时间，并降低了电极保养费用。

由于能用较小的凸点同时焊接多点，故可获得变形小的焊接构件。

凸焊可以有效地克服熔核偏移，因而可焊厚度比大的（达6:1）的零件。

缺点：有时为了预制一个或多个凸点而需要额外工序；在用同一电极同时焊数个焊点时，工件的对准和凸点的尺寸（尤其是高度）必须保持高精度公差，以保证均匀的电极力和焊接电流，才能使各焊点质量均匀一致。

同时焊接多个焊点，需使用高电极压力、高机械精度的大功率焊机，其加压机构应有较高的随动性。

凸焊的工艺参数：1、电极力：凸焊的电极力应足以在凸焊点达到焊接温度时将其完全压溃，并使两工件紧密贴合。

凸焊的工艺特点和工艺参数1、凸焊的工艺特点凸焊是点焊的一种变形，通常是在两板件之一上冲出凸点，然后进行焊接，由于电流集中，克服了点焊时熔核偏移的缺点，因此凸焊时工件的厚度。

比可以超过6：1。

凸焊时，电极必须随着凸点的被压溃而迅速下降，否则会因失压而产生喷溅，所以应采用电极随动性好的凸焊机。

多点凸焊时，如果焊接条件不适当，会引起凸点移位现象，并导致接头强度降低。

实验证明，移位是由电流通过时的电磁力引起的。

影响凸点移位的电磁力F与电流I的平方和凸点的高度h成正比，与点距Sd成反比，凸点移动向外偏斜是次级回路电磁力附加作用的结果。

在实际焊接时，由于凸点高度不一致，上、下电极平行度差，一点固定另一点移动要比两点同时移动的情况多。

为了防止凸点移位，除在保证正常熔核的条件下，选用较大的电极压力，较小的焊接电流外，还应尽可能地提高加压系统的随动性。

提高随动性的方法主要是减小加压系统可动部分的质量；以及在导向部分采用滚动摩擦。

多点凸焊时，为克服各凸点间的压力不均衡，可以采用附加预热脉冲或采用可转动电极的办法，特别适用于在同一个板件上焊接两个距离较大的零件，在上电极与上座板之间装有由多层铜箔制成的铜分路，目的是防止枢轴过热和两侧凸点电流不均衡。

2、凸焊的工艺参数凸焊的主要工艺参数是电极压力、焊接时间和焊接电流。

(1)电极压力凸焊的电极压力取决于被焊金属的性能、凸点的尺寸和一次焊成的凸点数量等。

电极压力应足以在凸点达到焊接温度时将其完全压溃,并使两工件紧密贴合。

电极压力过大会过早地压溃凸点，失去凸焊的作用，同时因电流密度减小而降低接头强度，压力过小又会引起严重喷溅。

(2)焊接时间对于给定的工件材料和厚度，焊接时间由焊接电流和凸点刚度决定。

在凸焊低碳钢和低合金钢时，与电极压力和焊接电流相比，焊接时间是次要的，在确定合适的电极压力和焊接电流后，再调节焊接时间，以获得满意的焊点。

如果想缩短焊接时间，就要相应增大焊接电流，但过分增大焊接电流可能引起金属过热和喷溅，通常凸焊的焊接时间比点焊长，而电流比点焊小。

热成形钢板凸焊工艺介绍及参数说明1.前言：由于热成形钢板的超高强度，具有极高的机械安全性，因此在汽车行业越来越多的被采用，使用部位集中在汽车的前/后保险杠骨架、A柱/B 柱、中央通道及前后门防撞板等重点部位，这些部件上均有螺母及螺栓需要凸焊；而中频逆变式点凸焊机、电容储能式点凸焊机是热成形钢板与螺母、螺栓焊接的首选电阻焊设备。

前保险杠A/B/C柱门槛2.工艺分析：热成形钢板主体为马氏体，具有较高的屈服强度（大于1100MPa），较高的抗拉强度度（大于是1500 MPa），较高的硬高（大于45HRC），较小的延伸率（小于10%）；而且工件表面一般有镀层和氧化层；而凸焊螺母和螺栓则多为8.8级，少数为10.9级；两者不容易生成熔核或有效的固相联接，因此对凸焊设备的要求比较高；在汽车行业用到的电阻焊设备主要有三种：工频交流点焊机、中频逆变直流焊机和电容储能式焊机，凸焊因其需要硬规范来焊接，即较短的焊接时间、较大的焊接电流和较大的焊接压力，因此两种直流焊机成为欧美汽车零部件企业凸焊设备的首选：中频逆变点凸焊机和电容储能式凸焊机；热成形钢板特殊的物理性能，使其对凸焊设备的要求更高：需要更高的峰值电流和更短的焊接时间，而电容式储能焊机具有极高的峰值和极短的焊接时间，因此其成为目前热成形钢板凸焊的最佳选择；储能焊机是利用电容储存能量而在瞬时释放出电流，（有效焊接时间为5MS-16MS），集中大电流穿过凸点或凸台等小面积点时产生巨大热量而达致熔接效果，（达数万安培到几十万安培的次级电流）；电容式储能焊机放电波形图3.案例分析：例1：苏州安嘉为某车型A柱螺母凸焊，板材为BTR165H热成形钢，厚度1.8MM;螺母为M10凸焊法兰螺母，三段月牙凸台；焊接要求：扭矩130N.M，推脱力8KN，螺纹无损伤，外观无明显损伤；凸焊螺母示意图汽车A柱示意图3．1焊机：机型为DR-30000J，采用山形电极垂直加压；3．2焊接规范调整：3．2．1在常规电阻焊工艺参数调整时，三个基本要素：焊接时间、焊接电流、焊接压力缺一不可，而在电容式储能焊机则无焊接时间调整这一项，焊接电流也是通过充电电压反映出来的，因此储能焊机规范调整主要是在焊接压力和充电电压之间匹配，特殊情况下会再加一项回火电压用于细化晶粒；3．2．2本案热成形钢螺母凸焊工艺调整时需要克服的难点：1.焊接压力的设定，由于热成形钢板的强度较高，熔接时需要更大的压力，但凸焊螺母的强度较低，较大的压力会导致凸点过早的压溃，因此焊接压力最好采用马鞍形压力曲线，实用情况是阶梯状的二段压力更为普遍些，这样能保证凸点不过早压溃变形，又能在熔核生长后期不会产生太多的飞溅；2.充电电压的设定，过高的充电电压在焊接时产生过大的热量，螺母金属表现为挤出、飞溅，会造成两种情况，一是飞溅导致熔合联接面积减少（过烧），螺母推脱力下降，二是螺纹塞规无法通过；较低的充电电压则会导致熔接深度不够，出现螺母推脱力不达标和虚焊；3．2．3工艺规范调整方法，两个焊接要素（充电电压和焊接压力）调整时需以其中一个为基础对另一数值做出调整匹配，不可同时调做出两项调整；此处应考虑到经验的运用，有类似的螺母凸焊的参数可以做为参考，能有效减少调整的次数，只是热成形板材的焊接需要更大的电流和压力，可以从同规格在普通材料上的测试数据做为起点开始调整，经过试焊及试验室验证找出最佳的数值；需要注意的时，在批量生产时应在试焊数据基础上加大3-5%，以满足产品其它原因造成的波动下限；3．3焊接参数确认：充电电压设定焊接气压设定焊接电流监测预压压力监测焊接压力监测焊接时间监测430V 0.3Mpa 54KA 9.6KN 13KN 9MS 3．4工件推脱力及破坏测试：测试设备扭力钣手、万能实验机、螺纹塞规测试结果扭力﹥180 N.M；推脱力﹥12KN，螺纹无异常，外观无损伤例2：某车型B柱螺栓凸焊，板材为BTR165H热成形钢，厚度2.0MM;螺栓为M10凸焊螺栓，三凸点；焊接要求：推脱力8KN，螺纹无损伤，外观无损伤；3．5焊接参数确认：4．1在热成形钢版凸焊时由于焊接压力巨大、峰值电流非常高，因此焊接时对电极材料的要求很高，需要较高的软化温度、较高的导电率和较高的硬度，而弥散铜（氧化铝铜）具有这几种优势，（软化温度达950°），成为目前热成形钢板凸焊最合适的电极材料；4．2定位销常用用的材质有胶木、陶瓷、KCF等，而近年欧美车企有用到氮化硅做为热成形钢板凸焊的定位销，因其使用寿命更长（20万次）、绝缘效果好、硬度高等特点，使其成为凸焊定位销材质的新宠，但因其价格昂贵，目前尚无普遍使用，但这是未来定位销的方向。