实验二十电阻点焊
李而立严绍华姚启明
清华大学基础工业训练中心
一．实验目的
1.学习电阻点焊原理和点焊工艺试验方法，掌握实验技能。
2.初步研究点焊工艺参数对熔核成形质量的影响。
二．概述
1.实验简述
目前，电阻点焊接头质量的无损检测技术在有效性和实用性方面尚未达到工业应用水平。在制造业，采用点焊试件进行焊前和工作间隔2h 的点焊工艺参数验证和点焊熔核尺寸评定仍然是控制点焊接头质量的常见方法之一。
有关文献介绍：美国1995年成立了由企业、大学、科研机构共同参与的国家级“智能化电阻焊接协会（Intelligent Resistance Welding Consortium）”。其中有研究者将“模糊控制”技术引入电阻点焊质量控制研究。模糊控制是根据状态变量和操作者的经验或专家分析系统而进行模糊推理来确定输出参数的控制方法。研究表明，“既防止点焊喷溅，又保证熔核尺寸”的智能化电阻点焊质量控制技术达到实用化阶段为时不远。本实验由本科高年级学生在阅读实验指导书后自主选择工艺参数，独立操作实验设备完成点焊试件工艺试验。从实验中，学生可认知到输出的点焊工艺参数与成形的点焊熔核直径之间的相互影响规律。
2．电阻点焊原理
a）点焊原理b）熔核尺寸
图1 电阻点焊原理及熔核示意图
两块以上金属薄板放置于两电级之间加压并通以焊接电流时，板料自身电阻R1、板料之间接触电阻R2、板料与电极之间接触电阻R3的串联等效电阻R产生电阻热，其热量使板料焊接中心区域的局部金属熔化，断开焊接电流，维持电极压力一定时间，金属冷却结晶后形成点焊熔核。这种工艺过程称为电阻点焊，如图1所示。
3.点焊热量
是指点焊过程中，等效电阻R（R=2R1+R2+2R3）产生的电阻热。根据焦耳定律，焊接过程产生的总热量
?=t dt t R t i Q
02)(
)(（D-1）
式中i ——瞬态焊接电流值（A）
R ——等效电阻值（Ω）
t ——焊接电流通过时间（s）
4.点焊循环
点焊接头焊接循环过程如图2所示。一个焊点的成形要经过预加压力、通电焊接、维持电极压力和点焊休止四个基本时序过程。N个焊点是基本时序的N个循环。预加电极压力（F > 0，I = 0），电极压力经上升达到预置压力值时板料被压紧，建立了电流通道，此即预压时间。通电焊接，电极压力为F，电流为I，板料局部金属熔化并生成点焊熔核，需要提供焊接时间。维持压力（F > 0，I = 0），当熔核生成后冷却结晶过程中要施加滞后的电极压力，控制收缩应力使熔核体积收缩得到补偿。休止阶段（F = 0，I = 0），是点焊进入下一次循环前，焊机加压机构的回程时间。
图2 点焊循环时序示意图
5.点焊工艺参数和熔核尺寸
低碳钢薄板（厚度≤3mm）的点焊接头应用广泛，如汽车覆盖件以及品种和数量众多的钣金结构件。铝合金薄板多用于航空航天结构件点焊连接成形，如飞机蒙皮与桁件的胶结点焊。点焊接头按承载能力制定了不同等级，以我国航空工业标准为例：一级接头应能承受很大的静、动载荷或交变载荷，接头的破坏会危及人员的生命安全。二级接头是承受较大的静、动载荷或交变载荷的接头，接头的破坏会导致系统失效，但不危及人员的
生命安全。三级接头是承受较小的静载荷或动载荷的一般接头。点焊接头的承载能力取决于焊点的成形质量，其主要指标是点焊熔核尺寸及其焊透率。点焊接头等级、板材厚度和熔核尺寸之间的参照关系表达式为：
δ
d=（mm）（D-2）
n
d? 点焊熔核直径（mm）
n? 接头等级系数
δ?点焊接头单板/薄板层厚度（mm）
其中，中国推荐，对于重要结构的点焊接头，公式D-2中n值为5，对于一般结构的点焊接头公式D-2中n值为4。美国RWMA（Resistance Welder Manufacturer’s Association）推荐：对于A、B、C三类点焊接头的公式D-2中n值分别为6、5、4。日本采用RWMA标准，欧洲有所不同。A类接头（强条件）工艺参数特点是电极压力高、焊接电流大、焊接时间短，其热效率高热损失小。C类接头（弱条件）电极压力低、焊接电流小、焊接时间长，其热效率低热损失大。B类接头（中等条件）介于A类、C 类之间。图3所示为RWMA低碳钢板点焊推荐工艺参数图。
图3 RWMA低碳钢板点焊推荐工艺参数
三．实验设备简述
1.点焊机的组成
实验设备固定式点焊机见图4。它由机身、主电路、控制电路、加压机构、气路、冷却水路等部份组成。
（1）主电路由单相工频阻焊变压器，晶闸管（SCR）同步电力开关电路、电极臂、电极握杆、点焊电极等构成。
（2）加压机构是在焊接结构的机身上装配了气体减压阀、电磁气阀、
气缸、电极行程及行程速度调节装置、电极、压缩空气等组成。（3）循环冷却水路由单相工频变压器的初、次级线圈、晶闸管散热器、电极臂、电极握杆、点焊电极等构成，并采用强迫水冷方式冷却。（4）控制电路有①对焊接电流实施数字电路的恒流监控。在点焊过程中，串联在晶闸管同步电力开关侧的电流传感器实时监测点焊机初级焊接电流，并以闭环反馈控制方法保持输出焊接电流基本恒定。当点焊电极尺寸、电极压力、通电时间确定后，有时焊接电流有效值波动较大，其影响原因主要是电网电压波动及次级回路感抗等外部因素。如电网电压波动时，初级焊接电流有效值发生变化，电流传感器测量得到信息并反馈至控制端；再经转换发出触发脉冲，调整晶闸管导通角后使输出的电流可基本保持恒定。②对电极压力采用机电一体式控制，气压传动机构是电极压力的执行单元，它接受数字电路的给定指令，可实现调整加压、预压、焊接加压、保持、休止、以及加压时间调整等多种状态的自动控制。③对点焊循环过程实施程序自动控制。固定式点焊机控制电路原理框图见图5。
图4 固定式点焊机组成示意图
2．点焊恒流控制框图
四．点焊工艺参数选择
1. 选择依据
（1）根据点焊接头等级选择强条件（A ）,中等条件（B ）或弱条件（C ）并确认熔核直径尺寸的初选值。
（2）以熔核直径尺寸及其焊透率确认工
艺参数的初选值。
（3）以点焊试样实验中各参数能否有效
控制点焊飞溅，达到点焊飞溅少或无为依据选
择和评定工艺参数（参考图6）。
（4）最佳组合的点焊工艺参数需经工艺
试验调整，以减少或消除点焊电极形状和尺
寸，电极压力，焊接电流，焊接时间等参数间
的相互影响。
2. 选择顺序和方法
图6 RWMA 临界飞溅曲线
图5 点焊恒流控制框图
电流峰值 反 馈 焊接电流 参数设置 点焊时序 参数设置 数字开
关面板
电极压力参数设置 集成数字 控制电路 驱动 电 磁 气 阀 转换 电流过零 反 馈 同步 控制 电压 电流传感器 SCR 同步电力开关 电极加压 速度调整 触发脉冲 焊接变压器 控制变压器 上电极 下电极 工件 减压阀
Z3136: 1999 前言 本标准是依据工业标准化法,经日本工业标准调查会的审议,由日本通商产业大臣修订的日本工业标准。因此，JIS Z3136：1989经修改由本标准替代。 本次的修订，为了与国际标准接轨，以ISO/DIS 14273：1989作为基础。
日本工业标准 JIS Z 3136：1999 电阻点焊及凸焊焊接接头剪切试验的 试验片尺寸及试验方法 序文 本标准是在1989年发行的ISO/DIS 14273 的基础上编制的日本工业标准，其对应部分（试验片、试验装置、试验顺序及记录）等技术方面的内容没作变更，但追加了如下规定内容。 a) 关于试验片尺寸，从前规定的“常规板宽试验片”和ISO/DIS 中规定的“饱和 板宽试验片”并用。 b) 关于试验片的个数，以ISO/DIS 中规定的11个为基础，当不需要标准偏差时，可经当事者之间协商后减少之。 c) 对3张重叠以上的焊接接头试验片做了规定。 1 适用范围 本标准对金属的点焊及凸焊焊接接头在如下方面做了规定：厚度0.3—5.0mm 具有不超过 片的试验方法。 2 引用标准 本标准引用的标准如下，这些被引用的标准可作为构成本标准的一部分，这些被引用的标准适用最新版本。 JIS Z 2241 金属材料抗拉试验方法 JIS Z 3001 焊接用语 JIS Z 8041 数值的归纳方法 3 定义 本标准中所使用的主要用语的定义依据JIS Z 3001 及如下规定。 a) b) c)
d)饱和板宽试验片当已给出焊接直径、试验片厚度及重叠代时，随着板宽的增 加，试验得到的剪切力的值也会增加，直至达到饱和值。在本标准中，饱和板宽试验片是指这样的试验片：具有与5根号t焊接直径时的饱和值相对应的板宽。 图1 剪切试验时的主要断裂形式和焊接直径
点焊方法及工艺参数选择 一、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b表示用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c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b为无分流的单面双点点焊，此时焊接电流全部流经焊接区。图中C有分流的单面双点点焊，流经上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l很大时，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、
车身电阻点焊焊接工艺 案例 一台捷达小轿车由于中部车身发生严重碰撞，需要更换中柱。在维修过程中使用电阻焊连接，但维修人员在完成电阻焊工作后，发现有许多焊点未能完成互熔，产生内外钣件脱焊现象。 分析原因：1.焊前没有清理干净，焊位有杂物沾污。 2.焊时电流、电压值不对。 3.夹具没有实施夹紧而留有空隙，造成焊点在加压时不能互熔。 改进措施：1.焊前清洁。 2.夹具在夹紧焊接钣件之间要贴合牢固。 3.先试焊才实施工作以保证质量。 一、制订检修计划 任务5制订汽车中部车身碰撞更换中柱故障的检修计划，如表9-1所示。 表9-1 汽车车身碰撞更换中柱的检修计划 1.车辆信息描述 车辆描述 车身钣金件材 料类型 门槛与中柱金属材 料 门槛结构形状 巾柱结构娄型 2.车身钣金件故障现象描 述 3.车身饭金件故障原因分 析，画出鱼刺图 4.中部车身钣金件故障检 修工作准备
5.中部车身钣金件故障检 修流程 步骤检查项目操作要领技术要求或标准检修记录 提示 车辆的维修接待，必须仔细询问顾客车辆故障的原因，细心观察车辆除事故范围外的损伤情况，并注明以防纠纷产生：对车内贵重物品妥善保存或要求顾客自行处理，为维修作业做好必要的准备，如实准确地填写接车问诊。车身钣金件故障检修流程表要做仔细毫不遗漏地记录下来，为在维修过程实施监控。 受损伤的整体式车身部件需要整体更换时，一般都按生产时的接合部切割分离，然后再按步骤安装新部件。当部件损伤程度并不太严重，只作局部切除即可修复时，做整体切割更换显然没有必要。 整体式车身的结构钣件，其横截面大都是封闭的，或者制件本身截面封闭，或者将其焊接在车身上时形成封闭截面形式，如车门槛板、立柱和车身梁；也有的钣件截面是开口或单层搭，如表9-2所示。 表9-2 中部车身的主要更换结构钣件 特点示意图特点说明 中立柱高抗拉强度钢板其强度比低碳钢高，它是经过定热处理后形成的，此类材常规加热和焊接方法部不致降低它的强度 车门槛板耐腐蚀钢板（即镀锌钢板）耐腐蚀高，具有极强的刚性切割更换时通过采用插入件式
E 001-05 电 阻 焊 检 查 标 准
1.概述 此项标准明确了强度等级260～980且厚度不大于4.0(*1)的钢板点焊(包括连续缝焊和滚动焊)的外观检查方法及标准，也适用于强度等级在260～270(*2)的普碳钢板的凸焊和缝焊。 备注： (*1)汽车用热轧钢板及带钢参照C 051，汽车用冷扎钢板及带钢参照C 052，汽车用热浸镀锌钢板及带钢参照 C 071。 (*2)该标准适用于含碳量<0.15%的普碳钢，包括表面处理钢板，例如镀锌钢板和防锈钢板。 说明： 此标准中采用的单位和数值的表示方法参照的是国际单位体系（），用{}特殊标注的数值是指经验值。 2.分类及标注方法 每个组成部件和分总称分为A、B、C三个强度等级和a、b、c三个外观等级，该标准应该在接收标准，量产检查标准、以及作业标准中明确。 2.1强度等级分类 完成车以及零部件根据结构强度分为A、B、C三个等级。 2.2外观等级分类 完成车中对外观有要求的部分分成如表1所示的三个等级。 2.3标准方法 当对强度和外观都有等级要求时，分类及标注方法如表2所示。如果不要求标注外观等级，则应该仅对强度进行标注。但是，在这种情况下对外部缺陷的要求应参照4.3部分。 3.试片 3.1点焊试片 点焊试片参照标注Z 3136。 3.2凸焊试片
用于断面检查的试片应该使用产品的形状，用于剪切应力检查的试片应该采用图1所示的形状，凸焊的各个尺寸要求参照 A 1018。 表3 备注： 1．上图是一个环形焊缝的例子。检测时必须在试片上固定一个支撑(图中阴影部分所使用的材料及厚度需要可以抵抗所施加的拉力)。固定时需要注意固定的位置及方法（如果采用点焊固定，就要注意由于焊接热应力产生的扭曲）。 2．当不同板厚和材质的板材结合时，试片的尺寸标准应该以（材料强度）×（板厚）值较小的板材为参照。如果为三层板或者是多层板结合，试片的尺寸标准应参照两个承载的板材。 3.3缝焊试片 试片的形状如图1所示，沿着标记线进行切割。对密闭性有要求的试片形状如图2所示。 图1
点焊焊接参数及其相互关系 1. 点焊焊接循环 焊接循环（welding cycle），在电阻焊中是指完成一个焊点（缝）所包括的全部程序。图19是一个较完整的复杂点焊焊接循环，由加压，…，休止等十个程序段组成，I、F、t中各参数均可独立调节，它可满足常用（含焊接性较差的）金属材料的点焊工艺要求。当将I、F、t中某些参数设为零时，该焊接循环将会被简化以适应某些特定材料的点焊要求。当其中I1、I3、F pr、F fo、t2、t3、t4、t6、t7、t8均为零时，就得到由四个程序段组成的基本点焊焊接循环，该循环是目前应用最广的点焊循环，即所谓“加压－焊接－维持－休止”的四程序段点焊或电极压力不变的单脉冲点焊。 2. 点焊焊接参数 点焊焊接参数的选择，主要取决于金属材料的性质、板厚、结构形式及所用设备的特点（能提供的焊接电流波形和压力曲线），工频交流点焊在点焊中应用最为广泛且主要采用电极压力不变的单脉冲点焊。 （1）焊接电流I焊接时流经焊接回路的电流称为焊接电流，一般在数万安培（A）以内。焊接电流是最主要的点焊参数。调节焊接电流对接头力学性能的影响如图20所示。
AB段曲线呈陡峭段。由于焊接电流小使热源强度不足而不能形成熔核或熔核尺寸甚小，因此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，内部热源发热量急剧增大（Q∝I2），熔核尺寸稳定增大，因而焊点拉剪载荷不断提高；临近C点区域，由于板间翘离限制了熔核直径的扩大和温度场进入准稳态，因而焊点拉剪载荷变化不大。 CD段由于电流过大使加热过于强烈，引起金属过热、喷溅、压痕过深等缺陷，接头性能反而降低。 图20还表明，焊件越厚BC段越陡峭，即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t 自焊接电流接通到停止的持续时间，称焊接通电时间，简称焊接时间。点焊时t一般在数十周波（1周波＝0.02s）以内。焊接时间对接头力学性能的影响与焊接电流相似（图21）。但应注意二点： 1) C点以后曲线并不立即下降，这是因为尽管熔核尺寸已达饱和，但塑性环还可有一定扩大，再加之热源加热速率较和缓，因而一般不会产生喷溅。 2) 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（可淬硬钢、铝合金等），较长的焊接时间将产生较大的不良影响。
点焊方法和工艺 一、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。典型的面点焊方式如图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b表示用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c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b为无分流的单面双点点焊，此时焊接电流全部流经焊接区。图中C有分流的单面双点点焊，流经上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l很大时，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的型式（图11-7a),也可采用各对电极均由单独的变压器供电，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。电容储能焊机采用大电流和短的通电时间就能焊接厚度比很大的工件就是明显的例证。 （2）采用不同接触表面直径的电极在薄件或导电、导热性好的工件一侧采用较小直径，以增加这一侧的电流密度、并减少电极散热的影响。 （3）采用不同的电极材料薄板或导电、导热性好的工件一侧采用导热性较差的铜合金，以减少这
电阻焊基本知识及操作要求 一．电阻焊 1.1 电阻焊概念： 将被焊工件置于两电极之间加压，并在焊接处通以电流，利用电流流经工件接触面及其临近区域产生锝电阻热将其加热到熔化或塑性状态，使之达到金属结合而形成牢固接头的工艺过程。 1.2 电阻焊设备 是指采用电阻加热的原理进行焊接操作的一种设备，它主要由以下部分组成： ①焊接回路：以阻焊变压器为中心，包括二次回路和工件。 ②机械装置：由机架、夹持、加压及传动机构组成。 ③气路系统：以气缸为中心，包括气体、控制等部分 ④冷却系统：冷却二次回路和工件，保证焊机正常工作。 ⑤控制部分：按要求接通电源，并能控制焊接循环的各段时间及调整焊接电流等。 常见的手工点焊焊钳有X型、C型及特制型等，X型、C型结构示意图如下：
注：X型焊钳主要用来焊接水平或基本处于水平位置的工件； C型焊钳主要用来焊接垂直或近似垂直位置的工件；而特制焊钳主要用来焊接有特殊位置或尺寸要求的工件。 1.3 电阻点焊操作注意事项： ①焊接过程中，在电极与工件接触时，尽量使电极与工件接触点所在的平面保持垂直。（不 垂直会使电极端面与工件的接触面积减小，通过接触面的电流密度就会增大，导致烧穿、熔核直径减小、飞溅增大等焊接缺陷。） ②焊接过程中，应避免焊钳与工件接触，以免两极电极短路。 ③电极头表面应保证无其它粘接杂物，发现电极头磨损严重或端部出现凹坑，必须立即更 换。（因为随着点焊的进行，电极端面逐渐墩粗，通过电极端面输入焊点区域的电流密度逐渐减小，熔核直径减小。当熔核直径小于标准规定的最小值，则产生弱焊或虚焊。 一般每打400∽450个焊点需用平锉修磨电极帽一次，每个电极帽在修磨9∽10次后需更换。） ④定期检查气路、水路系统，不允许有堵塞和泄露现象。 ⑤定期检查通水电缆，若发现部分导线折断，应及时更换。 ⑥停止使用时应将冷却水排放干净。 1.4 电阻焊的优缺点 电阻焊的优缺点（表1）
钣金件点焊参数标准 核准： 审核： 会签： 制定：付强红 发布日期:2011/07/06 海宁红狮宝盛科技有限公司发布
1.目的: 规范点焊过程参数不确定性及标准的不明确性，同时规范和明确焊接的使用，判定及检测方法,保证公司产品的焊接质量，并加以规定，以便检查工作的顺利进行和实施 2.范围: 适用部门：技术、生产部焊接及公司其它涉及焊接的车间;公司所生产的所有需点焊产品，但是有特殊要求的产品除外 适用客户:公司所生产的所有需点焊产品，如 BE,WINCOR 及其他客户，但是有特殊要求的产品除外. 3.引用标准: 1.BE PS-01-01_03 Welding焊接标准 2.国内点焊标准 3.国内点焊接检测方法 4.点焊参数规格及标准 电阻点焊（resistance spot welding），简称点焊。是焊件装配成搭接接头，并压紧在两电极之间，利用电阻热熔化母材金属，形成焊点的电阻焊方法。点焊是一种高速、经济的重要连接方法，适用于制造可以采用搭接、接头不要求气密、厚度小于3mm的冲压、轧制的薄板构件。当然，它也可焊接厚度达6mm或更厚的金属构件，但这时其综合技术经济指标将不如某些熔焊方法。 如下为焊接参数规格及标准参考表： 1.点焊通常采用搭接接头或折边接头（图1）.接头可以由两个或两个以上等厚度或不等厚度、相同材料或不相同材料的零件组成，焊点数量可为单点或多点.在电极可达性良好的条件下，接头主要尺寸设计可参见表1、表2和表3。 图1
2.焊前工件表面清理 点焊、凸焊和缝焊前，均需对焊件表面进行清理,以除掉表面脏物与氧化膜，获得小而均匀一致的接触电阻,这是避免电极粘结、喷溅、保证点焊质量和高生产率的主要前提.对于重要焊接结构和铝合金焊件等，尚需每批抽测施加一定电极压力下的两电极间总电阻R，以评定清理效果，一般情况下可由清理工艺保证。清理方法可有二类：机械法清理，主要有喷砂、刷光、抛光及磨光等；化学清理用溶液参见表5，也可查阅相关熔焊资料。 3、常用金属材料的点焊 判断金属材料点焊焊接性的主要标志：①材料的导电性和导热性，即电阻率小而热导率大的金属材料，其焊接性较差； ②材料的高温塑性及塑性温度范围，即高温屈服强度大的材料（如耐热合金）、塑性温度区间较窄的材料（如铝合金），其焊接性较差；③材料对热循环的敏感性，即易生成与热循环作用有关缺陷（裂纹、淬硬组织等）的材料（如65Mn），其焊接性较差；④熔点高、线膨胀系数大、硬度高等金属材料，其焊接性一般也较差。当然，评定某一金属材料点焊焊接性时，应综合、全面地考虑以上诸因素。 3.1 低碳钢的点焊(表6)
1.2铝合金电阻点焊所存在的主要问题 1.2.1铝合金点焊焊点质量不稳定主要体现在以下几个方面。(1)喷溅与飞溅严重。 铝元素非常活泼，在铝合金材料表面非常容易形成氧化膜，这层氧化膜组织致密、熔点极高、导电性能极差。这就使得接触面上的接触电阻比较大。在硬规范焊接条件下，接触面上产生较多的热量。另一方面，铝合金材料熔点低，加热熔化时的塑性温度区间窄，所以很容易在工件间接触面上造成喷溅，在电极与工件间造成飞溅，喷溅和飞溅的产生会带走部分热量和熔化金属，严重影响了熔核直径的大小，对焊点质量极为不利。 (2)焊点表面质量差。 铝与铜合金容易形成低熔点(547℃)共晶物，并且这种低熔 点共晶物的电阻率比较大，接触面上较大的产热量使电极与工件接触面上产生局部熔化，并发生较为剧烈的共晶反应，以致出现电极与工件的粘连，恶化了焊点的表面质量。电极与工件的粘连及飞溅严重破坏了电极表面的连续性，进而恶化了后续焊点焊接时电极与工件间的接触状态，使电极与工件间的接触由起始宏观上的连续接触变为不连续。在硬规范条件下，这种宏观上的不连续接触加剧了飞溅、局部熔化及粘连的产生，对焊点的表面质量更为不利。 (3)熔核尺寸波动大。 电极与工件接触面上的局部熔化、飞溅及电极与工件的粘连，破坏了电极表面的连续性。在连续点焊过程中电极表面的不连续性具有较强的随机性，这使得电极与工件间及工件间的接触状态很不稳定。另外，受工件表面状态、电极压力、焊接电流等因素的影响，连续点焊中熔核直径波动较大。 (4)熔核内部易产生缺陷。 与弧焊相比，铝合金在点焊时金属的熔化量较少，其2A16
铝合金电阻点焊焊点表面缺陷分析与工艺优化导热系数又比较大，所以熔核的冷却速度非常快。另外，铝合金是非导磁材料，液态熔核区的流动速度非常小，熔核在凝固时极易形成缩孔、缩松和气孔。虽然这些缺陷对接头强度影响不大，但对接头的疲劳性能却有显著影响。 (5)结合线伸入。 结合线伸入是点焊和缝焊某些高温合金和铝合金时特有的 缺陷，是指结合面伸入到熔核中的部分。对于铝合金，主要是工件表面有强氧化物，焊接过程中通电时间短暂，导致结合面熔合不完整。结合线伸入减小了熔核的有效直径，会降低强度，当伸入前端有裂纹时还会影响接头的动载强度和高温持久强度。(6)熔核偏移。 熔核偏移在铝合金电阻点焊中也经常出现。不同厚度和不同材料点焊时，熔核不以贴合面为对称，而向厚板或导电、导热性差的焊件中偏移，其结果使其在贴合面上的尺寸小于该熔核直径。同时，也使其在薄件或导电、导热性好的焊件中焊透率小于规定数值，这均使焊点承载能力降低。 (7)电极寿命低。 由于电极与工件间的接触电阻较大，铝合金的热导率高，而铝合金点焊又是采用硬规范进行焊接，电极与工件间接触面上的温度较高，铝与铜之间存在着强烈的合金化倾向，因此铝合金点焊时铜合金电极的烧损非常严重。铜铝合金化反应生成合金层的主要成分为CuA金属间化合物，其电阻率为铜的5倍左右。在后续焊点的焊接过程中，合金层的存在，增大了电极与工件间的接触电阻，也增加了电极与工件间的产热量，电极表面不连续程度的增加也加剧了电极与工件间局部熔化和飞溅的产生，同时也加剧了铜铝合金化反应的程度。上述因素使得铝合金点焊时电极的烧损速度增加，使用寿命缩短。
HES E 001-05 电 阻 焊 检 查 标 准
1.概述 此项标准明确了强度等级260～980MPa且厚度不大于4.0mm(*1)的钢板点焊(包括连续缝焊和滚动焊)的外观检查方法及标准，也适用于强度等级在260～270MPa(*2)的普碳钢板的凸焊和缝焊。 备注： (*1)汽车用热轧钢板及带钢参照HES C 051，汽车用冷扎钢板及带钢参照HES C 052，汽车用热浸镀锌钢板及带钢参照HES C 071。 (*2)该标准适用于含碳量<0.15%的普碳钢，包括表面处理钢板，例如镀锌钢板和防锈钢板。 说明： 此标准中采用的单位和数值的表示方法参照的是国际单位体系（SI），用{}特殊标注的数值是指经验值。 2.分类及标注方法 每个组成部件和分总称分为A、B、C三个强度等级和a、b、c三个外观等级，该标准应该在接收标准，量产检查标准、以及作业标准中明确。 2.1强度等级分类 完成车以及零部件根据结构强度分为A、B、C三个等级。 2.2外观等级分类 完成车中对外观有要求的部分分成如表1所示的三个等级。 2.3标准方法 当对强度和外观都有等级要求时，分类及标注方法如表2所示。如果不要求标注外观等级，则应该仅对强度进行标注。但是，在这种情况下对外部缺陷的要求应参照4.3部分。 表2 3.试片 3.1点焊试片 点焊试片参照标注JIS Z 3136。
3.2凸焊试片 用于断面检查的试片应该使用产品的形状，用于剪切应力检查的试片应该采用图1所示的形状，凸焊的各个尺寸要求参照HES A 1018。 表3 备注： 1．上图是一个环形焊缝的例子。检测时必须在试片上固定一个支撑(图中阴影部分所使用的材料及厚度需要可以抵抗所施加的拉力)。固定时需要注意固定的位置及方法（如果采用点焊固定，就要注意由于焊接热应力产生的扭曲）。 2．当不同板厚和材质的板材结合时，试片的尺寸标准应该以（材料强度）×（板厚）值较小的板材为参照。如果为三层板或者是多层板结合，试片的尺寸标准应参照两个承载的板材。 3.3缝焊试片 试片的形状如图1所示，沿着标记线进行切割。对密闭性有要求的试片形状如图2所示。 图1
?局部结合?形成结构-自发牛成 电阻焊接基础什么是屯阻点焊
为什么采用电阻焊 ?快速 -价廉 -零件兀配容差 -可靠 -能焊度层材料 .相对简单 什么使用电阻焊?厚度从0.6mm到 3.5m m的钢板 -热浸镀锌 ?电镀锌 -铝材
?辆现代汽车包含有3000多个 电阻焊点xm GM-4488M - -产品工程和制造间的规范. WS-1 - -GM的电阻点焊手册 GM9621P— -工艺控制文件 WESS- -WS-1计算器 WS?4— -焊接认证流程 WS-2 — -设备规范- 2 3—; A J BUU'K 二.'
?电阻点焊是对两层或 以上的金属板材加压 并保持， 同时进行加 执 八■ ■ ? Heat =PRT -作为电阻焊的a 的，热量是由焊接电流和电阻形 成的. -钢铁的电阻值范围是6()到150微欧. -电阻焊接钢铁的焊接电流范围J^7{)0()-l8(X)()安培 ?焊接时间范围是8到48个周波 热量-压力 -时间 □ 着
TMAHSFORMER 典型焊接程序 1 ()()()()安 2 X ().000100 欧 X 0.24 秒(12周波) =2400 ws (焦耳) 基本构件 -控制器 ?变压器 ?电极 I ^SECOBDMV I rJ ---- < C I i / I 、伫？ / L ---------------------------- > SECOMDUV 3?3t VBLTS AMPS
?电极施压? -焊接电流导入零件 -冷却零件表面 电极施压目的 ?压紧零件 ?维持焊接电阻 ?如果电阻太低，生成热量不够. ?如果电阻太高，牛成热量过多. ?建立封闭压力 ?当焊接热量形成，在压力F热量扩散至焊接金属.
1.范围 本标准说明了点焊的实验方法和试验标准，下文提到0.4mm~5.0mm厚低碳钢、低合金钢、不锈钢、铝和铝合金钢板的焊接。焊接拉伸强度是剪切拉伸强度25%以内的硬化材料、表面处理材料、镀金属材料和不同材料的组合除外。 备注：本标准中在{}中给出的单位和数值是以国际单位（SI）为基准和参考。 传统的单位和数值应由{}中附有的SI单位和数值或1991.1.1给出的附录代 替。 2.焊缝类别
焊缝应按机械性能和焊缝一侧外部表面的平滑度分类，如表1所示。 可用标准 JIS Z 3136——点焊接头拉伸剪切试验方法 JIS Z 3139——点焊接头宏观试验方法 3.试验项目 试验可按试样1或试样2进行（4.2提到），按焊缝类别给出的试验项目如表2所示。由试样1可知焊核直径和拉伸剪切力关系，
4.点焊试样 4.1 试样准备情况 4.1.1试样准备分类试样应被分为试样1和试样2。试样1是连续点焊试样，试样2应是产品试样或 者与产品材料相当的式样。 4.1.2材料用于试验的材料必须是同一材料，板厚、热处理、表面状态等，和实际应用相同。 4.1.3焊接设备准备试样的焊接设备，比如电源、电焊机应和实际应用一致。 4.1.4 电极头准备试样的电极头应和实际应用的相同。 4.2试样准备 4.2.1试样1 试样1用于连续点焊焊接试验，试样准备应和JIS Z 3136一致。 4.2.2 试样2 试样2用于产品试样或者材料与产品相当的试样的焊接试验，试片应被加工成试样。 4.3试片数量试片数量应根据实验项目和焊接类别确定，如表3所示
5.试验方法及接收准则 5.1 外观检测焊接表面应作目视检测以避免裂纹及凹坑的出现 5.1.1 接收准则 (1) 裂纹焊接表面不允许裂纹存在 (2) 凹坑焊接表面不允许有直径大于1.5mm的凹坑存在 5.2平滑度检测对于AF等级、BF等级、CF等级，指定的一侧的平滑度应加以检查。 5.2.1 平滑度检测方法测量凹陷方法应该用测量仪器测量近似凹陷中心的一个点与墙板上一个不在凹陷范围内的点的高度差。 5.2.2 接收准则对于AF等级、BF等级、CF等级，有相关要求的一侧的焊接表面平滑度不能大于板厚的10%或0.15mm中的最大者。 5.3 截面检测 5.3.1 截面检测方法熔核直径及渗透探伤应按照JIS Z 3139标准执行。
双点焊工艺总结 1 点焊质量 1．1焊接质量与参数对照表 1.2.1飞溅原因 (1)开始时电极预紧压力过小，熔化核心周围未形成塑性金属环而向外飞溅； (2)加热结束时，因加热时间过长，熔化核心过大，在电极压力下，塑性金属环发生崩溃，熔化金属从焊件之间或焊件表面溢出。 1.3焊接质量一般要求 1.3.1 焊透率
点焊接头的强度决定于焊点的几何尺寸及其内外质量。一般要求熔核直径随板厚增加而增大。熔核在单板上的熔化厚度hn对板厚度δ的百分比称焊透率A，即A=单板上的熔化高度hn/板厚δ×100%。通常规定A在20%-80%范围内。实验表明，焊点熔核直经符合要求时，取A》20%便可保证焊点的强度。A过大，熔核接近焊件表面，使表面金属过热，晶粒粗大，易出现飞溅或熔核内产生缩孔、裂纹等缺陷，接头承载能力下降。一般不许A>80%。 参考： （1）薄板焊接——薄板焊接时，因散热强烈，焊透率宜选小，可取10%左右。 （2）不同板厚焊接——薄板一边焊透率选10-20%。 （3）镁合金焊接——选60%左右。 （4）钛合金焊接——可达95%。 ※一般焊透率选40%左右较好。 1.3.2表面质量 一个好的焊点，从外观上看，表面压坑浅，平滑均匀过渡无明显凸肩或局部挤压的表面鼓起，不允许有外表环状或经向裂纹，表面不能有熔化或粘附的铜合金。从内部看，焊点形状规则，均匀其尺寸能满足结构强度的要求，核心内部无贯穿性或越规家值的裂纹，结合线深入及缩孔均在规定范围内，焊点核心无严重过热组织及其它不允许的缺陷。 1.3.3焊点直径 直接决定了接头的强度。一般焊点直径为：d=2δ+3（δ为板厚）。在板件搭边宽度的允许下，焊点直径应尽量大点。 2点焊工艺介绍 2.1 点焊过程 2.1.1概述 点焊经如图1所示过程：是一种永久结合的金属连接方式。焊件通过焊接电流处局部发热而发生塑性变形，同时在焊件加热处施加压力，形成熔核。 焊件自身的电阻，产生相当大的热量，温度也很高。尤其是在焊件之间的接触面处，首先熔化，形成熔化核心。电极与焊件之间的接触电阻也产生热量，但大部分被水冷的铜合金电极带走，于是电极与焊件之间接触处的温度远比焊件之间接触处为低。正常情况下是达不到熔化温度。在圆柱体周围的金属 因电流密度小，温度不高，其中靠近熔化核心的金属温度较高，达到塑性状态，在压力作用下发生焊接，形成一个塑性金属环，紧密地包围着熔化核心，不使熔化金属向外溢出。
第五章电阻点焊 5.1概述 点焊是电阻焊的一种, 是将被焊工件压紧于两电极之间, 并通过电流利用电流流经工件接触面及邻近区域产生的电阻热将其加热到熔化或塑性状态, 使之形成金属结合的一种方法, 如图 5.1 所示。 点焊是一种高速、经济的连接方法。它适用于制造接头不要求气密,厚度小于3mm, 冲压、轧制的薄板搭接构件,广泛用于汽车、摩托车、航空航天、家具等行业产品的生产。 图 5.1 点焊示意图 5.2点焊的基本原理 5.2.1点焊过程(焊接循环 图 5.2为点焊的基本焊接循环, 图 5.33为点焊焊接过程示表图。点焊过程由四个基本阶段组成。 图 5.2 点焊的基本焊接循环图 5.3 点焊焊接过程示意图 (1 预压阶段—将待焊的两个焊件搭接起来，置于上、下铜电极之间，然后施加一定的电极压力，将两个焊件压紧。 (2 焊接时间—焊接电流通过工件，由电阻热将两工件接触表面加热到熔化温度，并逐渐向四周扩大形成熔核。 (3 维持时间—当熔核尺寸达到所要求的大小时，切断焊接电流,电极压力继续保持，熔核在电极压力作用下冷却结晶形成焊点。 (4 休止时间—焊点形成后，电极提起，去掉压力，到下一个待焊点压紧工件的时间。休止时间只适用于焊接循环重复进行的场合。 为了提高焊点的物理和化学性能，可以在基本焊接循环中加入下列其中之一或多个过程: (1 预压力使电极和工件紧密、贴合; (2 预热来降低工件上开始焊接时的温度梯度; (3 顶锻力压实熔核，防止产生裂纹和缩孔;
(4 回火、退火时间对硬化合金钢以达到所需求的强度; (5 后热以细化晶粒; (6 电流衰减以延迟AL 的冷却。 图 5.4 为一个比较复杂的焊接循环。 图 5.4 复杂的点焊焊接循环示例 5.2.2 焊接热的产生及其影响因素 5. 2.2.1焊接热量的产生 点焊时产生的热量由下式决定: Q=I2RT 式中： Q—产生的热量(J I—焊接电流(A R—电极间电阻( T—焊接时间(S 点焊时导电通路上的总电阻及热量分布如图 5.5所示。 图 5.5 点焊时导电通路上的电阻及热量分布 总电阻由以下七个部分组成: ①1,7—电极电阻，与电极材料有关; ②2,6—电极与工件之间的接触电阻，与电极和工件的表面状态，电极大小、形状及压力有关。此处产生的热量较多，但由于电极的热传导较好，并有水冷，母材达不到熔化温度。 ③3,5—母材本身电阻，正比于材料的电阻率和板厚，反比于导电面积。 ④4—母材间接触电阻，此处电阻最大，产热最多对焊接形核有作用的是接触电阻4，其它的电阻应尽可能减少。在一定的焊接循环 内,影响点焊接头热量多少的因素有：A.工件及电极电阻；B.工件间接触电阻以及工件与电极之间的接触电阻；C.工件及电极上的热量损失。 5. 2.2.2影响因素
结课论文 课程名称压力焊、钎焊焊接技术 授课地点明虹楼203 授课教师万祥明 专业班级材控1211 学号2012118502104 姓名赵乙丞 2014年11月1 日
浅谈电阻点焊方法的应用与发展 摘要：电阻点焊技术是最重要的电阻焊方法之一，它是一种高速、经济的重要连接方法，并具有生产效率高、焊接质量稳定、易实现机械化和自动化等优点。它适用于制造可以采用搭接、接头不要求气密、板厚小于3mm的冲压、轧制的薄板构件，当然，它也可焊接厚度达6mm或更厚的金属构件，因此该技术在生产中得到广泛应用与发展，人们也对其开展了大量的理论研究，但是同时针对同一材料在不同规范下的点焊研究并不多。 [关键词]：电阻点焊；适用范围；应用与发展 1.简述点焊： 电阻电焊简称点焊，是焊件装配成搭接接头，并压紧在两电极之间，利用电阻热熔化母材金属，形成焊点的电阻焊方法。点焊采用的点焊机有单点点焊机（主要用于焊接较粗钢筋），多点点焊机（主要用于焊接钢筋网片）和悬挂式点焊机（能任意移动、可焊接各种几何形状的大型钢筋网片和钢筋骨架）。目前在汽车工业中得到了广泛的应用。 2.简述点焊方法： 2.1双面点焊 双面点焊时，电极由工件的两侧向焊接处馈电。典型的双面点焊方式——双面单点焊是最常用的方式，这时工件的两侧均有电极压痕。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。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采用多个变压器的双面多点点焊，这样可以避免只使用一个变压器的不足。 2.2单面点焊 单面点焊时，电极由工件的同一侧向焊接处馈电，典型的单面点焊方式——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。无分流的单面双点点焊，此时焊接电流全部流经焊接区。有分流的单面双点点焊，流经上面工件的电流不经过焊接区，形成风流。为了给焊
中华人民共和国航空工业部部标准 HB/Z 77-84 铝合金电阻点焊和缝焊工艺 1 总则 1.1 本标准适用于LF2、LF3、LF6、LF21、LY12、LY16、LC4、LC9变形铝合金电阻点焊及LF2、LF3、LF6、LF21变形铝合金电阻缝焊工艺。 1.2 焊工应有焊接航空产品的焊接操作证书。 2 设备 2.1 焊机:点焊机、缝焊机。 2.1.1 焊接铝合金一般选用直流脉冲式、电容储能式、次级整流式等类型的焊机,缝焊机建议选用步进式的。 2.1.2 焊机最好具有三种加压方式:不变的压力、附加锻压力、附加予压和锻压力。 2.1.3 焊机电极臂应有足够的刚性,当施加最大额定压力时,臂长不大于500㎜,弹性挠 度应不超过1.5㎜,臂长不大于1200㎜,挠度应不超过2㎜。 2.1.4 焊机在规定气压范围和额定焊接速度下工作时,电极压力的波动应不超过+8%。上电极下降时应平稳无冲击现象。 2.1.5 焊机工作时,电源电压应在额定值的+5%范围内。管道压缩空气压力应不低于 5kg/cm2,室温应不低于15℃。 2.1.6 焊机的次级回路电阻,直流脉冲焊机应不大于60μΩ,交流焊机应不大于100μΩ,单个活动连结处电阻不大于20μΩ,单个固定结合处电阻不大于2μΩ。焊机的次级回路电阻至少三个月测量一次,并记入设备档案中。 2.1.7 焊机应定期检修,活动导电部分应定期更换石墨润滑剂。 2.1.8 焊机应配备必要的专用工具。 2.1.9 焊机在安装、改装、大修或改变动力线路之后,由工厂主管部门组织进行鉴定,鉴定合格后才允许投入生产使用。 焊机鉴定内容如下: a.按附录A《焊机鉴定表》规定内容测量焊机的参数。 b.选用生产中常用的一种材料,取最薄和最厚的两种相同厚度的组合进行工艺稳定性试 验,试验内容列于表1,试验结果应符合表1及HB5276--84《铝合金电阻点焊和缝焊质量检验》的规定。在全部试验项目中有一项不合格，则应调整焊机重新试验，直到全部试验项目合格为止。鉴定试验结果应记入焊机鉴定表中(附录A)。 c.焊机鉴定试验应按生产需要在该焊机上焊接的最高等级接头的要求进行。 2.2 电极和滚盘 2.2.1 电极和滚盘可以采用镉青铜或其它铜合金，其导电率应不低于80%IACS(国际标准退火铜)。布氏硬度不小于110kgf/mm2。当电极压力不大于600kgf时，可选用布氏硬度不小于80 kgf/mm2的冷拉钢。 2.2.2 电极和滚盘应按不同材料分别打上印记，并不在损伤其工作面的条件下存放。 航空工业部1983-05-30发布1984-07-01实施
课程实验 电阻焊课程实验电阻焊 课程实验 指 导 书 重庆科技学院 材控教研室焊接实验室 二00八年十月九日
实验实验一一 点焊规范参数对接头质量的影响 一、实验目的 1．研究规范参数对接头强度的影响； 2．掌握选择点焊规范参数的—般原则和方法； 二、实验装置及实验材料 1．交流点焊机（DN —63型） 2．手动砂轮 3．试片100×20×1mm ，冷轧低碳钢 三、实验原理 点焊的基本参数有焊接电流I （kA ）、通电时间t （周）、焊接压力F W （N ） 、电极端面形状和尺寸等。其中前三个参数是形成点焊接头的三大要素。点焊时合理地选择这些参数，并使这些参数保持稳定，是获得优质接头的重要条件。 1、 焊接电流 焊接电流是最重要的点焊参数。点焊时产生的热量，当其他参数不变时，Q 与I 的平方成正比。当焊接电流较小时，加热量不足，不能形成熔核或熔核尺寸很小。随着焊接电流的增加，熔核尺寸迅速扩大。但焊接电流过大，加热过于强烈，熔核扩展速度大于塑性环扩展速度时．将会产生严重飞溅，使焊接质量下降。因此焊接电流的选择应以不产生飞溅为前提。 2、焊接时间 焊接时间的影响与焊接电流相类似。由于温度场的建立要有一个过程。当焊接时间过短时，不能形成熔核。增长焊接时间，焊接区中心部位首先出现熔核。随着焊接时间的增加，熔核尺寸不断扩大。当熔核尺寸扩大到一定值以后，由于接触面积的增加，工件内部电阻及电流密度降低，散热加强，熔核扩展速率减缓．最终达到熔核尺寸的饱和值。如果在熔核尺寸饱和后继续加热，一般不会产生飞溅。这时由于塑性环还有一定扩大，拉剪强度略有增加，但强度分散性增大，正拉强度有所下降。 3、 电极压力 电极压力主要影响焊接区金属的塑性变形及接触面积，从而影响焊接区的电阻、电流密度及散热。当焊接压力过小时，由于焊接区金属的塑性变形范围及变形程度不足，造成电流密度过大，加热速度大于塑性环扩展速度，从而产生飞溅。随着焊接压力的增加，焊接区接触面积增大，工件的总电阻及电流密度减小，特别是焊透率下降更快。 如果在增大焊接压力的同时，相应增大焊接电流，则可保证焊点核心尺寸及接头强度基本不变。此外，电极压力的大小，对焊接区的塑性变形有重大影响。提高电极压力，将能有效地防止飞溅、裂纹、缩孔等缺陷的产生。 四、实验内容 1．了解点焊机的结构和工作原理 点焊机的总体结构如图1. 图1 点焊机结构
. ....................... 北為.............. ................ 点焊方法和工艺 一、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b表示用 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c 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 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b为无分流的单面双点点 焊，此时焊接电流全部流经焊接区。图中C有分流的单面双点点焊，流经上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很大 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。电容储能焊机采用大电流和短的通电时间就能焊接厚度比很大的工件就是明显的例证。 （2）采用不同接触表面直径的电极在薄件或导电、导热性好的工件一侧采用较小直径，以增加这一侧的电流密度、并减少电极散热的影响。 （3）采用不同的电极材料薄板或导电、导热性好的工件一侧采用导热性较差的铜合金，以减少这一侧的热损失。