电阻点焊基础培训

3 ,5 -Lin ie
6
4 ,0 -Lin ie
5 ,5 -Lin ie
5
4
3
2
1
0
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Current [kA]
BTR165 1.35+1.35
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 3
dp Sc her b ruch S p ri tzer 3 ,5 -Lin ie 4 ,0 -Lin ie 5 ,5 -Lin ie
说明
料厚要求
薄板在中间，厚板在两侧 厚板在中间，薄板在两侧
1.最薄料厚：最厚料厚
≥1： 3 2.侧边最薄料厚：其余 两料厚之和≥1： 4
薄板、厚板按顺序叠加
Ø考虑到三层板点焊过程中焊核偏移对焊接质量的影响，在设计中 尽量采用搭接形式1。
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Ø当镀锌钢板或高强度钢板与低碳钢板混合焊接时，尽可能使镀锌钢板或高 强钢板夹在低碳钢板之间，以增强可焊性，减少锌层对电极的污损和粘连。
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8）焊点数量要求 Ø 焊点数量以满足强度要求为准，过多、过密的焊点只能增加焊接的 成本，同时过密的焊点由于焊接分流的加大，焊接强度降低。 Ø 与标杆车型的对比是一个重要的参考指标，过多的焊点反映出的不 足是车身结构性差和焊点布置不合理。
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3) Coach Peel
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4) Hardness plot
融化 区
热影响 区
原始材 料
base metall electrode intentation
晶粒 长大
再结 晶
回复
加工硬化的 金属
Ha r d n e s s H V 0 ,2
550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50
电阻点焊基础
姓名:金泉军
2008年06月
汽车工程研究院
电弧焊
熔化极
螺柱焊 焊条电弧焊
氩弧焊 CO2电弧焊
熔
非熔化极
原子氢焊
化
焊
等离子弧焊
接 氧氢气焊
气焊
氧乙炔气焊焊
空气乙炔气焊焊
电渣焊
电子束焊
基 本
Baidu Nhomakorabea
激光焊
电阻点凸焊
焊
电阻缝焊
接
固
方
相
法
焊
冷压焊 超声波焊
接
爆炸焊
火焰钎焊
感应钎焊
钎
焊
炉中钎焊
锻接 扩散焊
Ø材料的屈服极限≥440MPa的高强度钢板通常以双面镀锌钢板计，超出以 上范围的钢板搭接，要求采用固定点焊或弧焊连接实现
4）点焊搭接料厚一致性建议 在同道工序，能够使用同一型号焊钳焊接的焊点，焊接料厚尽
可能接近，以便于参数的统一
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5）点焊对搭接边宽度要求 搭接边大小应大于12mm，料厚大于等于3mm情况下，搭接边宽
0 0
HAZ 5
HAZ
hardness indentation
Hardness plot BTR 165 (1,35 mm) - BTR 165 (1,35 mm)
n ug g et
HAZ
10
15
20
25
30
35
number of measurement
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5）micrographs
低倍金相
7）焊点排布要求 Ø相同位置第一道焊点与第二道叠加的焊点在位置上要求尽可能均匀交 错，避免在同一位置、或距离较近位置第一道、第二道焊点叠加，影响 焊接强度。弧焊亦如此。 Ø尽可能避免在同道工序内，点焊、弧焊等各种焊接方式反复交叉，尽 可能实现弧焊工序、螺柱焊工序的集中，减少焊接弧光的干扰，并利于 生产线的编排和生产组织。
u熔合直径的一般要求为
T:板金厚度
D=5 T
u一般情况在选择电极尺寸Size #2 系列 铜-锆合金，直径为16mm的电极帽
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熔合直径的确定：
一般情况：D = 4 T （厚度小于1mm）
D=5 T
（大于1mm， 小于3mm）
D = 6 T (大于3mm）
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1.6 其他影响焊点强度
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焊接工艺流程
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1影响产热的因素
电电阻阻
焊焊接接电电流流
焊焊接接时时间间
产热因素
焊焊接接压压力力
电电极极
工工件件表表面面
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1.1电阻
工件本身的电阻R1 两工件之间的电阻R2 电极与工件之间的电阻R3
焊接电阻
被焊工件
电极 电极
ew w c w we
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800 600 400 200
DC 04 Shear tension
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
E*25 .4
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2）产生偏移现象
2.1）相同材料、不同厚度的偏移现象 厚度大，其电阻大，吸热大，将偏向厚板。
2.2）相同厚度、不同材料的偏移现象 材料的导电率小的，电阻大，吸热多， 将偏向导电性差的工件。
焊接原理是什么
热量 – 压力 – 时间 u电阻点焊是对两层或以上的金属板材 加压并保持，同时进行加热.
Heat =I2RT u作为电阻焊的目的，热量是由焊接电 流和电阻形成的. u钢铁的电阻值范围是60到150微欧. u电阻焊接钢铁的焊接电流范围是 7000-18000安培。 u焊接时间范围是8到48个周波
200
C
飞贱
飞贱
0
1
2
3
4
5
6
7
T X5/CYC
拉剪载荷与焊接时间的关系 H340LA=1.0,I=8800,F=2200N
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1.4焊接压力
u当压力过小时，由于焊接区的金属 的塑性变形范围及变形程度不足，造 成电流密度过大而引起加热速度大于 塑性环扩展速度，从而严重喷溅。降 低强度； u如果压力过大，接触面积增大，电 阻与电流密度均减小，焊接区散热增 加，因此熔合尺寸下降，严重出现焊 透率减小，降低强度。
F (N)
? ? ? *100
22
20
0.5m m
1mm
18
1.5m m
16
2.0m m
14
12
10
8
6
4
2
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 ? ? ? ? ( mm)
4000 3800 3600 3400 3200 3000 2800 2600 2400 2200 2000 1800 1600 1400 1200 1000
1.4）有电极焊接时的运动空间
1.5）有足够的可视空间，至少能看见一个极臂与件的接触点
1.6）零件不能与焊钳钳身、悬挂钢缆、焊钳转盘相干涉
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2）点焊对板厚的要求 在产品设计过程中，多使用两层板点焊，减少三层板焊接，杜绝三层以 上板件搭接点焊，对于点焊搭接料厚要求如下
搭接形式
材料
单层料厚要求
F (N)
5000
飞贱
4000
3000
2000
剪切强度 抗拉强度
1000
0
50
100
150
200
250
300
350
400
N
DC04 焊接电流：9000A, 通电时间： 9CYC
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1.5电极端面的尺寸
u电极端面的尺寸增大时，接触面积 增大，电流密度减小、散热效果增强， 均使焊接区加热程度减弱，而熔合直 径减小，使焊点的承载能力降低。
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2 电阻焊的强度焊接评价
静态分析： 1）cross tension
拉伸强度的经验计算公式：
F = k ∗δb ∗S
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2）Shear tension
剪切强度的经验计算公式：
F = K∗T∗D∗δb K ：常数项；
T ：板厚；
D ：焊点的直径；
δ：b母材抗拉强度。
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合计料厚要求
两层板搭接
全为镀锌钢板 全为低碳钢板
较厚板在1.8mm以内 较厚板在2.0mm以内
三层板搭接 三层以上搭接
全为镀锌钢板 全为低碳钢板
较厚板在2.0mm以内 较厚板在3.0mm以内
不允许
3.6mm以内 5.4mm以内
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3）点焊对于三层板搭接顺序要求
No. 搭接状态 1 2 3
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高倍金相
DC04母材 X100 铁素体
DC04焊缝 X200 铁素体+魏氏体
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动态分析 1）准静态分析
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2）疲劳分析
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3.汽车焊点布置基本要求（续）
1）点焊对空间的要求
1.1）焊接面尽可能是平面
1.2）有足够的焊钳进出零件的空间
1.3）能够实现点焊面与焊钳极臂垂直
度应达到16mm，焊接料厚越大，搭接宽度要求越宽。 6）对焊点间距要求
长、直焊缝焊点间距要求一般在50～80mm之间，局部强度要求较低 的位置，如车门外板加强板与门外板的搭接点焊，距离可增大至100mm； 螺母板及部分小件需要在较小的平面内达到连接强度要求，焊点可依实 际情况增加，点距相应缩短。
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1）焊点的间距
按照SAE标准 焊点的间距
板金厚度
w
0.25-0.75mm
17
0.75-2.50mm
25
2.50-3.2mm
32
3.2-
38
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D=5 T
经验公式
奇瑞实际值
焊点的间距
T≥3D
50-80mm？
焊点的边距
T1≥2D
为什么选择50-80mm？ （1）通过右图50-80之间的焊接分流小； （2）焊接成本降低； （3）碰撞时吸能效果较好，焊点的强度会提高。 但是这个还没有一个比较合理的理论方法 来建立其焊点的间距，主要还是评经验。
4
5
6
7
8
Current [kA]
9
10
11
12
BTR165 1.35+2.5
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1.3焊接时间
u在B、C点之前焊点强度是逐渐提 高； u但在B、C点后由于熔核尺寸达到 饱和，塑性环不能增大，当还需增大 时，会出现飞溅，从而降低焊接接头。
F X9.8/N
1200
1000
800
600
B
400
盐浴钎焊
电子束钎焊
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主要内容 Ø电阻点焊的工艺（1） Ø电阻点焊的焊接强度评价（1） Ø汽车焊点布置基本要求（续2）
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什么是电阻点焊
u局部结合 u形成结构 u自发生成
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为什么采用电阻焊
u快速 u价廉 u零件匹配容差 u可靠 u能焊度层材料 u易操作
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R总
1.2电流
u电流偏小： 熔合尺寸较小，强度 偏低 u电流增大： 内部热量急剧增大， 熔合尺寸稳定增大， 强度增大。 u电流过大： 出现过热、飞溅等缺 陷，降低其强度
Plug diameter [mm]
Plug diameter [mm]
8
dp
Sc her b ruch
7
S p ri tz er