第一章 点焊

点焊的热源及加热特点
1、点焊热源
Q 0.24 i 2 (t ) r (t ) dt
（1）焊件本身电阻Rw 通常电阻率高的金属材料其导热性差，如不锈钢，点焊 时产热容易而散热难，因此可以用较小的焊接电流(几千 安培)； 电阻率低的金属一般导热性好，如铝合金，点焊时 产热难而散热易，故须用很大的焊接电流，高达几万安培。 金属的电阻率不仅取决于金属的成分，还取决于金 属表面状态及温度，随着温度的升高电阻率增大，并且金 属熔化时电阻率比熔化前高1～2倍。 在焊接时，随着温度的升高，除电阻率升高使焊件 本身电阻Rw升高外，同时金属的压溃强度降低，使焊件 与焊件之间、焊件与电极之间的接触面积增大，电流线分 布分散，因而引起焊件电阻Rw减小。点焊低碳钢时，在 上述两种相互矛盾的因素下，加热开始时焊件的电阻Rw 逐渐增加，当熔核形成时又逐渐降低。
Ｆ＞０，Ｉ＞０ 2)作用： 在热和机械力联合作用下，形成塑性环和 熔核，直到熔核长到所要求尺寸.
3.冷却结晶阶段
1)机电特点：
Ｆ＞０，Ｉ=０
2)作用：
保证熔核在压力状态下进行冷却结晶，冷 却结晶时间很短（一般１~２周波），但是 结晶凝固过程符合金属学的凝固理论
维持阶段的作用 1. 保证熔核在压力状态下结晶,减少出现 缩孔裂纹等组织缺陷的几率; 2.避免电极与工件“打火”
（一）、点焊接头形成过程
点焊接头形成的三个阶段
a) 预压 b) 、c)通电加热 d)冷却结晶
点焊过程
加压 通电加热、形成熔核 断电、熔核结晶
卸压 1、焊件装配成搭接接头，并压紧在两柱状电极之间， 加压、加紧。 2、通电加热，接头接触表面，金属局部熔化，形成熔 核，熔核周围金属 处于塑性状态 3、切断电流，融合金属在压力下结晶，形成焊点。 4、卸压
点焊接头形成
将焊件3压紧在两电极2之间，施加电极压力后，阻焊变压 器1向焊接区通过强大焊接电流，在焊件接触面形成真实 的物理接触点，随着通电加热进行而不断扩大。塑变能与 热能使接触点的原子不断激活，消失了接触面，继续加热 形成熔化核4，简称熔核。熔核中的液态金属在电动力作 用下发生强烈搅拌，熔核内金属成分均匀化，接合面迅速 消失。加热停止，核心液态金属以自由能量低的熔核边界 半熔化晶粒表面为晶核开始结晶，然后沿与散热相反方向 不断以枝晶形式向中间延伸。通常熔核以柱状晶形式生长， 将合金浓度高的成分排至晶叉及枝晶前端，直至生长的枝 晶相互抵触，获得牢固金属键，结合面消失，得到柱状晶 生长较充分的焊点。
（2）焊件间接触电阻Rc 电阻Rc组成： 因焊件的接触面上存在微观不平或阻碍导电的杂质，所 以电流在流经接触面附近 时电流线会产生扭曲，使实际导 电面积缩小而引起的附加电阻称接触电阻。
1）焊件表面氧化膜或污物层，使电流受到较大阻碍，过厚的 氧化膜或污物层会导致电流不能导通。 2）由于焊件表面是凹陷不平的，使焊件在粗糙表面形成接触 点。在接触点形成电流线的集中，因此增加了接触处的电 阻Rc。 电极压力增加或温度升高使金属达到塑性状态时，都 会导致焊件间接触面积增加，促使接触电阻Rc减小。因此， 当焊件表面较清洁时，接触电阻仅在通电时极短时间内存 在，随后就会迅速减小以至消失。 接触电阻尽管存在时间极短，但在点焊极薄的铝合金 时，对熔化核的形成仍有显著影响。
1. 预压阶段 1）机电特点： Ｆ＞０，Ｉ=０ 2）作用：
减少接触电阻，增大导电截面，增加物理接触点， 为以后焊接电流顺利通过创造条件； 此外，在压力作用下，金属挤向间隙所引起的塑 性变形，有助于在熔核四周形成密封熔核的环带 (密封环)。
预压时，电极压力的应力分布
2. 通电加热阶段
1)机电特点：
第一章 点焊
第一节 点焊基本原理
一、定义 点焊是将焊件装配成搭接接头，并压紧在两 柱状电极之间，利用电阻热熔化母材金属 ， 形成焊点的电阻焊方法。点焊主要用于薄板焊 接。 二、应用 实用与制造可以采用搭接、接头不要求气密、 厚度小于3mm的冲压、轧制的薄板构件。
点焊特点
点焊分类
按供电方式不同：单面点焊（只从工件一
点焊加热电场分布
图中与电流线垂直的 曲面代表电场等位面， 以下电极为基准值 ＝ 0%，以上电极为全部 电压降 100%表示。
电流密度分布
三个不同截面电流密 度分部情高除电阻率升高使焊件在焊接时随着温度的升高除电阻率升高使焊件本身电阻本身电阻rwrw升高外同时金属的压溃强度降低使焊件升高外同时金属的压溃强度降低使焊件与焊件之间焊件与电极之间的接触面积增大电流线分与焊件之间焊件与电极之间的接触面积增大电流线分布分散因而引起焊件电阻布分散因而引起焊件电阻rwrw减小
压力对Rc影响
接触电阻特性：当压力增大时，接触电阻 下降，而压力再下降时，接触电阻虽上升 但不能恢复到原值。这是因为部分接触点 的塑性变形之故。这种现象称“滞后”。
焊件内部电阻
当电流从电极经接触面进 入焊件后，大部分流经两 电极间所对应的圆柱体， 但也有部分流经圆柱体外 焊件，这种现象称边缘效 应。由于边缘现象Rw值小 于圆柱体电阻。 Rw值等于圆柱体电阻乘以 小于1的系数K。K值随电 极直径增大而增大，随板 厚增加而减小。
侧供电）和双面点焊（从工件两侧供电）； 按一次形成焊点的数量：单点焊和多点焊 （使用两对以上的电极，在同一工序上完 成多个焊点的焊接 ）。 单脉冲焊（每一个焊点需要一次连续通电 完成焊接）和多脉冲焊（多次通电完成焊 接）。
双面单点
单面双点
单面单点
点焊的接头形式必须是搭接。
点焊接头的形成
（3）电极与焊件之间的电阻Rcw 与Rc相比，由于铜合金电阻率比一般焊件低， 因此，Rcw比Rc更小，对熔化核的形成影响也更小。
表面状态影响 异种材料点焊时Rc值由较 软材料决定。 焊件表面状态对Rc值波动 影响很大。因此加工和清 理方法（机械和化学）以 及存放时间均能导致Rc值 波动，机械清理后的接触 电阻值比化学清理后更低。 但化学清理后电阻值更均 匀、稳定。机械清理存放 时间的长短和环境对Rc有 较大影响，而化学清理可 在较长时间保持恒定。