当前位置：文档之家 › 电阻焊理论和实践

电阻焊理论和实践

  • 格式：docx
  • 大小：38.92 KB
  • 文档页数：5

1.什么是电阻焊? 电阻焊接，是通过焊接设备的电极施加压力并在接通电源时，在工件接触点及邻近区域产生电阻热加热工件，在外力作用下完成工件的联结。因此，焊接时电阻热和外部机械力是影响电阻焊质量的最主要因素。

2.电阻焊的功率需求是如何计算的? 根据材料电阻热计算的焦耳定律，工件区域产生的热量由下列公式计算： Q=I2Rt 其中: Q--工件区域焊接时的总热量; I--焊机的输出电流; R--工件区域的接触电阻(材料本身电阻不计); t--焊机的通电时间; 从以上公式中看出,在外力(F)一定的情况下(工件表面一致),接触电阻R是定值，影响焊接能量的因素主要是焊接电流(功率);在功率一定的情况下,增加焊接时间即可增加焊接能力.

3.影响点焊质量的工艺参数有哪些? 基本点焊循环的参数有A. 预压时间; B. 通电焊接时间; C. 通电焊接电流; D. 维持保压时间.

各参数的含意和对焊接质量的影响如下: A、预压时间(F>0,I=0),这个阶段包括电极压力的上升和稳定两部分.为保证通电时电极压力恒定,预压时间必须保证,尤其是连续点焊时,须充分考虑焊机运动机构动作所需时间,不能无限缩短. ※当多点焊接时, 为确保各焊点压力均匀和通过的焊接电流一致, 预压时间要相应长些. ※焊接过程中,为提高焊接效率,在保证焊接模具取放方便的条件下,上下电极的开口距离要尽量的小,从而减少上电极的运动时间,缩短预压时间. ※ 预压的目的是建立稳定的电流通道,以保证焊接过程获得重复性好的电流密 度. 所以预压时间的设定直接影响工件的焊接质量. B、通电焊接时间(F=Fw.I=Iw)，这个阶段是焊件加热熔化形成熔核的阶段。焊接电流可基本不变(指有效值), 亦可为渐升或阶跃上升.当焊接参数恰当时,可获得尺寸波动小于15%的熔化核心. 在此期间可产生下列现象: a.液态金属的搅拌作用: 如通电时间太短，搅拌不充分将产生旋涡状的非均质熔核,产生脱焊. b.飞溅:飞溅按产生时期可分为前期和后期两种,按产生部位可分为内飞溅(处于两焊件间)和外飞溅(焊件与电极接触侧)两种. 前期飞溅产生的原因大致是: 焊件表面清理不佳或接触面上压强分布严重不匀,造成局部电流密度过高引起早期熔化, 此时因无塑性环保护必发生飞溅. 防止前期飞溅的措施一般有: ①加强和保证焊件表面的清洁质量; ②要有适当的预压时间和焊接压力, 当预压时间较短,焊接压力不足时,会导致较大的焊接飞溅,严重的会烧伤工件表面; ③注意预压前的对中,可采用渐升电流或增加预热电流来减慢加热速度,避免早期熔化而引起飞溅. ④焊接电极表面要保持清洁. 后期飞溅产生的原因是: 熔化核心长大过度,超出电极压力有效作用范围,从而冲破塑性环在径向造成内飞溅,在轴向冲破工件表面造成外飞溅. 这种情况一般产生在焊接电流较大,通电时间过长的场合,可用缩短通电时间及减小电流的方法来防止. C、通电焊接电流(F=Fw, I=Iw, T=TW): 为保证使工件达到焊接强度的热输入量Q,从焦耳定律:Q=I2Rt 可知,焊接通电电流I,焊接通电时间T是影响焊接热输入量最主要的两个工艺参数. 特别是焊接通电电流I,从公式中可看出,热输入量Q同电流I的平方成正比关系,所以: ※增加焊接电流是提高焊接能力的最有效手段. ※在焊接工件一定的情况下.选取最短的焊接通电时间,通过增加焊接电流提高焊接能力,可以提高生产效率. ※在焊机功率一定和满足焊接熔核成形的情况下,选取较短的焊接通电时间和较大的焊接通电电流,对改善焊件表面热损伤,减轻焊件变形都是优先考虑的工艺方法. D、维持保压(F>0,I=0): 此阶段焊接电流停止,焊接点处于冷却阶段.由于液体金属处于封闭的塑性空间内,如无外力,金属冷却收缩时将产生三维拉应力,从而产生缩孔,裂纹等焊接缺陷.特别是对于板材较厚, 线材较粗或材质含碳量较高的工件,尤其易产生这些焊接缺陷,造成脱焊.

4.点焊焊接参数的选取方法一般有哪些特点? 当采用工频交流电源时,点焊参数主要有焊接电流,焊接(通电)时间,电极压力和电极尺寸. ①焊接电流Iw:焊件析出热量与电流的平方成正比,所以焊接电流对焊点性能影响最敏感.在其它参数不变时,当电流小于相应的值时,熔核不能形成,造成脱焊.超过此值时后,随电流增加熔核快速增大,焊点强度上升,而后因散热量的增大而熔核增长速度减缓,焊点强度增加缓慢.如进一步提高电流则导致产生飞溅,焊点强度反而下降. 所以一般建议选用对熔核直径变化不敏感的适中电流来焊接.在实际生产中,焊接电流的波动有时甚大,其原因有: A.是网电压本身波动或多台焊机同时通电; B.铁磁体焊件伸入焊接回路的变化; C.前点对后点的分流等; D.导电性焊接工装同焊机电极接触导致分流. ②焊接时间tw:通电时间的长短直接影响输入热量的大小,在目前广为采用的同期控制点焊机上,通电时间是以周波数为计量单位(我国一个周波为0.02s,有的焊机厂家如采用计算机控制器,通电时间用半个周波数为计量单位)的整倍数. 在其它参数固定的情况下,只有通电时间超过某一最小值时才开始出现熔核,从而实现工件的焊接联结.随通电时间的增长,熔核先快速增大,拉剪力亦提高. 当选用的电流较大时,则熔核长大到一定极限后会产生飞溅. ※选取尽可能短的焊接时间是焊接过程优先考虑的工艺,但是,根据不同的焊机功率,焊接工件形式,焊接工件材质,焊点数量等因素,焊接时间必需满足熔核的形成条件. ③电极压力F:电极压力的大小一方面影响工件接触电阻的数值,从面影响析热量的多少,另一方面影响焊件向电极的散热情况. 从节能的角度来考虑,应选择不产生飞溅的最小电极压力. ※在多台焊机连续焊接时,要特别注意气源的压缩空气流量和压力输出的稳定性. 当流量和压力输出不稳定时,极易产生飞溅或脱焊. ④电极工作面尺寸:焊接电流一定时,较小的电极工作尺寸使得电流密度增加,增强了焊接能力.因此,必须在焊接一定的时间后,对焊机电极进行及时的修理,以保证焊接电流密度的一致性,从而保证焊接质量的稳定性. ※电极工作面尺寸对焊件表面美观,焊核尺寸的稳定都有重要影响,要特别注意. ※需要说明的是,点(排)焊时各参数是相互影响的,针对不同的焊接材料和工作条件,对大多数场合均可选取多种各参数的组合.

5、金属材料的凸焊工艺 A、低碳钢线材,棒料或管子十字形凸焊: 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焊点状态,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1是低碳钢丝交叉接头的焊接参数.管子十字形凸焊时,可采用不同直径的管子,但壁厚必须一致,与钢丝交叉接头相类似,较大的压下量导致较大的接头强度(这里以扭矩表示).例如,22mm*1.5mm的管子焊接时,当压下量为5%时,接头的扭矩为1500N.m;压下量为15%时,接头的扭矩高达2500N.m. B、不锈钢和高温合金的凸焊 不锈钢凸焊时,必须注意熔核的位移现象,这种位移现象主要是由多凸点之间通过电流时同方向电流相吸的原因而引起的.位移现象导致熔核强度的降低.为克服上述缺点,凸点间距不宜过小,并应采用较高的电极压力.但是,要避免过高的电极压力,以免压坏凸点.

表1低碳钢交叉接头凸焊的焊接参数 资料来源:日本熔接学会:熔接技术.1982(9) 注:压下量是指电阻焊中,一根钢线压入另一根钢线的数量.(没看懂,应该是压入前的直径减去压入后的直径,除以压入前的直径, Darcy Lee 备注)

6、电阻焊机 ①电阻机的分类及主要技术要求 电阻焊机,又称为接触焊机,是利用电流通过焊件及接触面间的电阻产生热量,同时对焊接处施加压力进行焊接的焊机.电阻焊机主要包括点(排)焊机,凸焊机,缝焊机及对焊机四大类型,其控制设备可以包含在相应的焊机中,也可以单独分类. A、点焊机和凸焊机:根据点焊和凸焊的工艺要求,点焊机或凸焊机必须具有一定的压力压紧焊件和向焊件馈送焊接电流这两项基本功能. B、缝焊机:缝焊机除了必须具有与点焊机相同的加压和馈送电流功能外,还需带动焊件移动,即须有使焊轮转动的传动机构. C、对焊机:根据对焊工艺要求,对焊机必须具有夹紧焊件,送进焊件直至顶锻以及向焊件馈送焊接电流等基本功能. ②电阻焊机的主要组成:电阻焊机主要由以下三个主要部分组成: 1.焊接主电源:包括阻焊变压器,功率调节机构和二次回路等; 2.控制装置:能同步地通电和加压，使整个焊接过程自动进行，有些还兼有焊接质量监控功能; 3.机械装置:包括机身,加压(夹紧)机构,送进机构(对焊机),传动机构(缝焊机)等. A、阻焊变压器的特点,结构及输出功率调节:变压器是焊机的核心部分,其性能指标有:额定容量(Sn);额定焊接电流(I2n),额定负载持续率(*%),一次电压(U1n),二 次空载电压(U20)等. 对于操作者来说,在焊机工作过程中接触二次回路从电气上考虑是绝对安全的,由于变压器输出电压低,而要求输出电流大,故要求变压器漏抗要小,且变压器二次绕组匝数很少,通常只有一匝.阻焊变压器的负载持续率比弧焊变压器低,按现行的国标规定,通用电阻焊机主电源的额定值都是按负载持续率为50%设计的. B、输出功率调节:现通用的工频交流电阻焊机,焊接电流的调节(即功率调节)都是通过调节主电路开关器件可控硅的导通角实现的. 根据变压器理论可列出以下关系式：

U1/U20=N1/N2=K

式中:K--变压比; U1--一次电压(V); U20--二次空载电压(V); N1--一次绕组匝数; N2--二次绕组匝数.通常N2=1, U20=U1/N1 焊接电流 I=U20/Z=U1/Z·N1 式中:Z--焊接回路阻抗。 当电网电压U1及焊接回路阻抗Z不变时,改变阻焊变压器一次绕组的匝数,即可改变二次空载电压,从而改变焊接电流大小,达到功率调节的目的,变压器一次绕组匝数越少,其输出功率越大. 为了尽可能地减小能量损耗以及减小对电网品质的影响,在设计制造焊机时,可通过采取降低变压器漏抗,减小二次回路所的短路阻抗. ※当焊接变压器的设计功率一定时,焊接电极到变压器的二次回路距离越大,变压器输出到焊接工件的有用功率越小.

合集下载

电阻焊接原理

电阻焊接原理

电阻焊接原理电阻焊是用电极对被焊接物施加一定的压力的同时通电、利用电极间的接触电阻产生的焦耳热熔化金属而达到焊接的目的。

焊接电流的通电方式一般从焊接物的形状去决定焊接电流的通电方法、大致可分为三类。

另外对于不同的通电方法施加不同的压力、据此选择相对应的焊接头。

焊接电源的电流波形及特长焊接电源是指控制焊接电流的装置。

根据控制方式可分为高频式、晶体管式、电容储能式、交流式四类、对应于多种多样的焊接物。

焊接参数及焊接条件焊接参数的选定: 一般由以下三个变量决定。

另外决定焊接质量的因素为详细阐述电阻焊接是将两块或两块以上的金属永久地连接到一起的一种可靠，低成本、有效的方法。

虽然电阻焊接是一种真实的焊接是一种真实的焊接过程，但不用填料金属，不要焊接气体。

焊后不存在要去除多余的金属。

这一方法适用于大批量生产。

焊缝牢固，并且几乎看不出。

从历史上看，电阻焊接一直有效地用于连接高电阻金属，例如，铁和镍合金，铜合金的导电导热性较高，使其焊接更为复杂，但常规的焊接设备通常具有能够使这些合金有优质的完整焊缝。

采用恰当的电阻焊接技术，铍铜能够与自身焊接、与其它铜合金，钢焊接。

厚度小于1.00mm的铜合金一般更易于焊接。

常用于焊接铍铜元件的电阻焊接工艺，有点焊和凸焊。

工件的厚度、合金材料、采用的设备和要求的表面状况来决定适合于各自的工艺。

其它常用的电阻焊接技术，例如：火焰焊，对接焊，缝焊等不常用于铜合金，将不予以讨论。

铜合金易于钎焊。

电阻焊接中的关键是电流，压力和时间。

电极的设计和电极材料的选择对焊接质量的保证是很重要的。

由于已有许多资料论述钢的电阻焊接，这里所介绍的焊接铍铜的几点要求以相同厚度作为参考。

电阻焊接很难说是一门准确的科学，焊接设备及步骤对焊接质量有很大的影响。

因此，在此介绍的仅作为指南，一系列的焊接试验可为每种用途确定最佳的焊接条件。

因为大多数工件表面的沾染物有高的电阻，所以应该常规清洗表面，被污染的表面会提高电极的操作温度、降低电极端的寿命，导致表面不能使用，使金属偏离焊接区域，对焊接接头处引起虚焊或者残渣。

电阻焊详细说明ppt课件

电阻焊详细说明ppt课件


三、Spot welding 常见问题点及对策
漏焊； 焊点位置错位 脱焊（loose）
a、镀锌板焊接容易脱焊 b、薄板焊接容易脱焊 熔核直径不足（Small Nugget） 焊点针孔 焊点过烧（Burnt） 焊点压痕过深 毛刺、焊渣
Spot welding 常见问题点-1
不良现象 漏焊、位置错误
现代汽车车身制造方式
点焊技术于1877年由Elihu Thomson在偶然的 机会下发明，而至1920年以后才逐渐普及，自 1935年才开始大量的使用。
当今汽车车身制造普遍使用点焊方式（Spot welding），一辆轿车的白车身上焊点数： 3000~5000个
点焊的优点
组合方便 作业速度快 变形量小 对机械应力具有很大的抗力
通电时间
加压力
其他
对策方向
下降
减小
下降
2、压痕过深焊点强度状态说明
Spot welding 常见问题点-11
不良现象 焊点破
图示说明
原因调查方向
建议对策
1、确认焊接条件四大子； 1、是否按工艺文件设定； 2、是否为电极头滑动造成； 2、校正电极头； 3、是否为异物附着造成 3、清楚异物
1、确认熔接条件四大因素是否在设定值内
二、检验方式
1、破坏性试验 a、剪力试验 b、扭力试验 c、破坏性起子试验 d、拉伸试验
2、非破坏性试验 a、非破坏性起子试验 b、超音波试验
剪力试验与扭力试验
破坏性起子试验
非破坏性起子试验
与破坏性起子试验不同， 在不破坏焊点及成品的 情况下进行起子试验， 试验完成后，用铁锤将 工件整平。
超音波试验
图示说明 请参考下图
原因调查方向
电阻焊的原理

电阻焊的原理

它是最通用旳电极材料，广泛地用于点焊低碳钢、低合金钢、不 锈钢、高温合金、电导率低旳铜合金、以及镀层钢等。还合用于制造 轴、夹钳、台板、电极夹头、机臂等电阻焊机中多种导电构件。
第三类：导电较差，但强度（主要是高温强度）最佳，具有更高 旳力学性能，耐磨性好，如铬锌青铜、MЦ4合金、Mo、WCu、W。
合用于焊接强度及硬度较高旳不锈钢、高温合金等。
2）用预热脉冲提升金属旳塑性，使工件易于紧密贴合、预防飞 溅；
3）加大锻压力以压实熔核，预防产生裂纹或缩孔。
4）用回火或缓冷脉冲消除合金钢旳淬火组织，提升焊接点旳力 学性能，或在不加大锻压力旳条件下，预防裂纹和缩孔。
三. 实现焊接旳基本条件
1). 工件接触间一定旳接触电阻 : R 2). 接触电阻R上经过一定旳电流 : I 3) 接触电阻R上经过电流具有一定旳时间 : t 4). 工件上具有一定旳压力: P 5). 电极上具有一定旳冷却温度: T
4.电极压力 电极压力对两电极间总电阻R有明显旳影响，伴随电极压力旳增大，
R明显减小，而焊接电流增大旳幅度却不大，不能影响因R减小引起旳产 热降低。所以，焊点强度总伴随焊接压力增大而减小。处理旳方法是在 增大焊接压力旳同步，增大焊接电流，以弥补电阻减小旳影响，保持焊 接强度不变。电极压力过小，将引起飞溅，也会 使焊点强度降低。
反馈线圈
充电电路
半导晶体管组 电容组
电流分路器
电容储能焊接机
焊接电源
整流电路
脉冲变压器
焊接电极
充电电路
电容组
焊接电源
计数器
可控硅
焊接变压器
焊接头
六. 电阻热产生及其影响原因
电阻热 Q=IIRT 其中Q — 电阻点焊能量 I — 焊接电流 R — 电焊过程中旳动态电阻 T — 焊接时间
电阻焊的基本原理

电阻焊的基本原理

电阻焊的基本原理一、概述电阻焊是将被焊工件压紧于两电极之间，并通以电流，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。

电阻焊方法主要有四种，即点焊、缝焊、凸焊、对焊，见图6—1。

图6—1 主要电阻焊方法点焊时，工件只在有限的接触面上。

即所谓“点”上被焊接起来，并形成扁球形的熔核。

点焊又可分为单点焊和多点焊。

多点焊时；使用两对以上的电极，在同一工序内形成多个熔核。

缝焊类似点焊。

缝焊时，工件在两个旋转的盘状电极(滚盘)间通过后，形成一条焊点前后搭接的连续焊缝。

凸焊是点焊的一种变型。

在一个工件上有预制的凸点，凸焊时，一次可在接头处形成一个或多个熔核。

对焊时，两工件端面相接触，经过电阻加热和加压后沿整个接触面被焊接起来。

电阻焊有下列优点：(1)熔核形成时，始终被塑性环包围，熔化金属与空气隔绝，冶金过程简单。

(2)加热时间短，热量集中，故热影响区小，变形与应力也小，通常在焊后不必安排校正和热处理工序。

(3)不需要焊丝、焊条等填充金属，以及氧、乙炔、氩等焊接材料，焊接成本低。

(4)操作简单，易于实现机械化和自动化，改善了劳动条件。

(5)生产率高，且无噪声及有害气体，在大批量生产中，可以和其他制造工序一起编到组装线上。

但闪光对焊因有火花喷溅，需要隔离。

电阻焊缺点：(1)目前还缺乏可靠的无损检测方法，焊接质量只能靠工艺试样和工件的破坏性试验来检查，以及靠各种监控技术来保证。

(2)点、缝焊的搭接接头不仅增加了构件的重量，且因在两板间熔核周围形成夹角，致使接头的抗拉强度和疲劳强度均较低。

(3)设备功率大，机械化、自动化程度较高，使设备成本较高、维修较困难，并且常用的大功率单相交流焊机不利于电网的正常运行。

随着航空航天、电子、汽车、家用电器等工业的发展，电阻焊越来受到社会的重视，同时，对电阻焊的质量也提出了更高的要求。

可喜的是，我国微电子技术的发展和大功率可控硅、整流器的开发，给电阻焊技术的提高提供了条件。