3电阻焊—凸焊

3. 焊核生长阶段
凸点被完全压溃的同时，便开始了焊核的生长期。焊接接头 受热熔化而生成焊核，因其体积膨胀要把电极向上推，但由 于焊机加压结构中有摩擦力阻止焊核的膨胀，而使电极压力 反而增大。此现象与点焊相同。断电后，因焊核冷凝收缩电 极又再次下移。
上图是用同样的规范焊接而无预热电流的情况。 因凸点在1／2周便被压溃，所以在通电瞬间，电 极压力便降低。当焊核急剧生长而产生飞溅时， 则电极压力再次降低，随着焊核的生长，电极的 运动先是上移，然后瞬间下移。
熔核尺寸与接头强度增大。
• 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。
2. 焊接电流 • 焊接电流与焊接 时间的影响类似。 • 随着电流的增大， 熔核尺寸与接头强 度的变化如图所示。 • 凸焊时，无熔核 的固相焊有一定的 接头强度，故因焊 接电流变化引起接 头强度的变化比点 焊时小。
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。
但是，在厚板上压
出凸点使其与薄板
具有同样的热容量，
则很容易焊接，这
a) 点焊 b) 凸焊
种焊接方法称为凸 焊。
凸焊的特点
• 可用于厚度比达到1：6的零件焊接 因为是凸点接触，提高了单位面积上的电极压 力与焊接电流，有利于板件表面氧化膜破裂与 热量集中，减小了分流电流。 • 提高生产率和降低接头变形 可采用多点凸焊。在使用平板电极凸焊时，零 件表面平整无压坑。 • 电极寿命长
凸点的选择与制备
• 目前以半球形及圆锥形凸点应用最为广泛。 • 圆锥形凸点可以提高凸点的刚度，预防凸点过
早压溃，还可以减小因焊接电流线过于密集而
发生的喷溅。
• 为防止压蹋的凸点金属挤在加热不良的周围间
隙内引起电流密度凸焊 结构的差异 有球形（或 圆锥形）、 条形、环形 和交叉丝等。
凸焊设备的机械性能与接头质量的关系
3. 焊机压力传动机构的动态特性要好 如果焊机压力传动机构的动态特性差，会引起凸点过早压 平甚至熔化。焊头运动时摩擦力大、焊头本身质量大因而 惯性大，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，
还要使加热更加平稳。但是，凸点过于缓慢被压平也不好，
3. 电极压力 • 电极力的大小，同时影响析热与散热。
• 在其它参数不变时，电极力增大，焊接熔核尺寸 与接头强度减小。
• 为了保持一定的熔核尺寸与接头强度，在提高电 极力的同时，需要相应增大焊接电流或通电时间。 • 熔核上的电极压强应在允许调节的范围内，一般 比点焊窄得多。电极压强小于允许值，产生喷溅； 压强过大，不但能破坏焊接过程的稳定性，也能 使凸点瞬时压溃，破坏了正常的焊接过程。为此， 电极压强与压下的速度应大小合适，又平稳而无 冲击。
• 对于凸点尺寸，不同资料上推荐的数据差别很大。 • 研究结果表明，凸点尺寸与焊接接头尺寸和强度之间没有单 一的内在联系。当正确选用规范参数时， d、h的变化对焊接 结果影响不大。因此，凸点尺寸的选用没有必要严格规定， 通常可按具体情况选取。
凸焊设备的机械性能与接头质量的关系
1. 多点同时焊接的情况下，需要使用专门的凸焊机 焊点数目增多，需要高的电极压力及大得多的焊接电流， 所以要求焊机能承受高电极压力，并能提供大的焊接电流。 凸焊机的臂伸较短，机身的刚性比点焊机大，功率也较大。
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。
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。
凸焊工艺规范
凸焊规范参数有焊接电流、焊接时间、电极力等。 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响， 因此电极尺寸不作为凸焊的工艺参数。
凸焊工艺规范
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，随着焊接时间的增长，
凸焊规范的特点同样由焊接电流与通电时间的不同匹配决定。
在熔核尺寸稳定即等于常数的条件下，焊接电流与通电时间
关系见图。 I区为过硬的焊接规范区， II区为正常焊接规范区， III区为过软的焊接规范区。 由于凸焊时，产生早期飞溅的倾向 大，通常不允许采用过硬的规范。 过软的规范即曲线近水平部分，对 电流的被动比较敏感，易出现软化 区过宽、组织过热现象． 因此焊接规范应在II区选取为宜。
凸焊设备的机械性能与接头质量的关系
2. 凸焊机压力机构的随动性要好 点焊时，由于焊件受热膨胀向上顶推电极，电极压力实际 上增大了。此时电极只有微小的位移，故对电极的随动性 要求不高。但凸焊时，若电极不能随着凸点的压溃而跟随 活动，则会由于电极压力的不足而产生飞溅。所采取的措 施是在其可动部分采用滚珠结构，以减小摩擦。
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
• 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。