电阻电焊机的介绍及原理说明

电阻焊接是将被焊接物用电极挟住后，施加压力的同时进行通电。

•焊接电源：控制焊接电流的大小、时间、波形。

•焊接变压器：将电源控制的电流转变为大电流。

•焊头：控制压力。

•焊接电极：对被焊接物施加压力并通电。

•＊其他有多种测量电流和压力的监测仪。

根据被焊接物的材质、形状及所要求的焊接品质来选择焊接电源。Avio的焊接电源根据电流控制方式的不同大致可分为五类，可利用各自的特长分别使用。

高频式

晶体管式

混合（高频+静电储能）式静电储能（DC）式

单相交流（AC）式

控制方式以外根据被焊接物的大小、厚度选择相应通电能力的焊接电源。

•精密焊接电源

焊头&电极

根据被焊接物的形状和结构决定电极的加压方式(焊接电流的流动)。另外电极的形状、材质及压力是焊接时的重要因素。

一、电阻焊

1、定义：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。电阻焊方法共有4种：点焊、缝焊、凸焊、对焊。

点焊：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，工件在两个旋转的滚轮电极间通过后，形成一条焊点前后搭接的连续焊缝

凸焊是点焊的一种变形，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沿整个接触面被焊接起来

2、电阻焊优点

2.1、熔核形成时始终被塑性材料环包围，融化金属与空气隔绝，冶金过程简单

2.2、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

2.3、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

2.4、操作简单，易于实现机械化和自动化，改善劳动条件

2.5、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

3、电阻焊的基本原理

3.1、焊接热的产生及影响产热的因素

Q=I2RT 点焊时产生的热量由上式决定，Q——产生的热量（J）；I——焊接电流（A）；R——电极间的电阻（Ω）；T——焊接时间（S）

3.1.1、电阻R及影响R的因素：两电极间的电阻包括工件本身电阻、两工件间接触电阻、电极与工件间接触电阻。当工件和电极以定时，工件的电阻取决于它的电阻率，因此电阻率是被焊材料的重要性能，电阻率高的金属其导热性差，电阻率低的金属导热性好，（如点焊不

锈钢时产热易而散热难，点焊铝合金时产热容易散热难，点焊时前者可以用较小电流几千安培后者就必须用很大电流几万安培。电阻率不仅取决与金属种类还与金属的热处理状态和加工方式有关，通常金属中含合金元素越多电阻率越高；淬火状态的又比退火状态的高，随着温度升高电阻率增高金属融化时的电阻率比融化前高1-2倍。

3.1.2、焊接电流的影响：在点焊过程中电流对产热的影响比电阻和时间两者都大是一个必须控制的参数，引起电流变化的主要因数是电网电压波动和交流焊机二次回路阻抗变化，随着电流的增大，熔核尺寸和接头的抗剪强度将增大

3.1.3、焊接时间的影响：为了保证熔核尺寸和焊点强度，焊接时间与焊接电流在一定范围内可以互补，如为了获得一定强度的焊点可以采用大电流和短时间，也可以采用小电流和长时间，但对于不同性能和厚度的金属所需的电流和时间仍有一个上、下限值，超过此限将无法形成合格的熔核。

3.1.4、电极电压的影响：随着电极电压的增大两电极间总电阻显著减少，此时焊接电流虽略有增大但不能满足因总电阻减小而引起的产热的减少，因此焊点强度总随着电极电压的增加而降低。在操作过程中通常采用在增大电极电压的同时，增大焊接电流或延长焊接时间，以弥补电阻减小的影响，保证焊点强度的稳定性。电极电压过小，将引起喷溅也会使焊点强度降低

3.1.5、电极形状及材料性能的影响：由于电极的接触面积决定着电流密度，电极材料的电阻率和导热性关系着热量的产生和散失，因而电

极的形状和材料对熔核的形成有显著影响，随着电极端头的变形和磨损接触面积将增大，焊点强度将降低

3.1.6、工件表面状况影响：工件表面上的氧化物、污垢、油和其他杂质会增大接触电阻，过厚的氧化层甚至会使电流不能通过，局部上午导通由于电流密度过大，则会产生喷溅和表面烧损，氧化层的不均匀性还会影响各个焊点加热的不一至，引起焊接质量的波动，彻底清理工件表面是保证获得优质接头的必要条件

3.2、热平衡、散热及温度分布

点焊时产生的热量只有较小部分用于形成熔核，较大部分将因向临近物质的传导和辐射而损失掉，其热平衡公式：

Q=Q1+Q2 Q1——形成熔核的热量；Q2——损失的热量

有效热量Q1取决于金属的物理性质及熔化金属量与焊接条件无关Q1=（10%-30%Q）电阻率低、导电性好的金属取低限，反之则取高值损失热量Q2主要电极传导的热量（30%-50%）Q和通过工件的热量（20%）Q，辐射到大气中的热量只占5%可以忽略不记

通过电极传导的热量是主要的散热损失，它与电极材料、形状、冷却条件以及所采用的焊接条件有关，由于损失的热量随焊接时间的延长和金属温度的升高而增加，因此当焊接电流不足时只延长焊接时间会使某一时刻达到热量产生和散失相平衡，继续延长焊接时间将无助于焊核的增大。在不同厚度工件的点焊中，还可以通过控制电极散热（改变电极的材料和接触面积，采用附加垫片）以改善熔核的偏移、增加薄件一侧的焊透率。

3.3焊接循环

3.3.1、预压时间——从电极下降到焊接电流接通的时间，其作用是使焊件表面接触处有良好的接触，为焊接电流顺利通过做好必要的准备，确保在通电之前电极压紧工件，使工件间有适当的压力

3.3.2、焊接时间——焊接电流通过工件并产生熔核的时间

3.3.3、维持时间——又称冷却结晶阶段，焊接电流断开后，电极压力继续保持的时间内，熔核凝固并冷却至具有足够强度，压力的大小应能足以克服焊件的刚度，使焊件的变形能抵消熔核液体金属的冷凝收缩

3.3.4、休止时间：由电极开始提起到电极再次开始下降，准备在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

通电焊接必须在电极压力达到满值后进行，否则可能因压力过低而喷溅，或因压力不一致影响加热造成焊点强度的波动，电极提起必须在电流全部切断之后，否则电极工件间将引起火花甚至烧穿工件。为了改善接头的性能，有时需要将下列各项中的一个或多个加于基本循环①加大预压力以消除厚工件间的间隙，使之紧密贴合；②用预热脉冲提高金属的塑性，使工件易于紧密贴合、防止喷溅；凸焊时这样做可使多个凸点在通电焊接前与平板均匀接触以保证各点加热的一致；③加大锻压力以压实熔核，防止产生裂纹和缩孔；④用回火或缓冷脉冲消除合金钢的淬火组织提高接头的力学性能，或在不加大锻压力的条件下防止裂纹和缩孔