电阻焊—常用材料点焊讲义

• 对点焊质量的要求
1. 熔核尺寸的几个基本概念 1）熔核直径
c
或
d 2 3
d 5 板厚
d
h

2）焊透率 A(%)
h A 100% c 3）压痕 c 5~20%
A 30 ~ 70%
• 对点焊质量的要求
1）多数金属材Βιβλιοθήκη Baidu（如低碳钢等）对焊接热循
环不敏感。焊接区的组织无显著变化，也不易
可淬硬钢的点焊
• 这类钢的碳当量大于0.3%，淬硬性很强，一般在 调质状态下应用，有碳钢(如45，50等)，但大多 数为合金钢(如30CrMnSiA，2Crl3)等。 • 这类钢在点焊热循环作用下，熔核和邻近熔核的 热影响区将产生马氏体组织，硬度高；而在离熔 核较远处则因加热至超过回火温度而软化、硬度 下降、强度亦低(如在调质状态下点焊)。可淬硬 钢点焊时易发生前期飞溅，厚板点焊时会产生裂 纹和疏松等缺陷。
镀层钢板的点焊
镀层钢板点焊的难点在于：
① 镀层金属熔点低，早于钢板熔化，熔化的镀层金属流入缝 隙，增大接触面．降低电流密度，因此需增大电流。
② 镀层金属与电极在升温时往往能组成固溶体或金属间化合 物等合金。一旦发生上述现象，电极端部的导电、导热性能 下降，温度进一步上升，产生恶性循环，加速电极的粘污损 坏，同时亦破坏了零件的镀层。 ③ 镀层金属如进入熔化的钢质熔池将产生结晶裂纹，因此需 在钢板熔化前把镀层挤出焊接区。
Chapter 2 点焊
压 力 焊
2.3 常用金属材料的点焊
判断点焊焊接性的主要标志
1. 材料的导电性和导热性 电阻率小而热导率大的材料，其焊接性较差。
2.材料的高温塑性及塑性温度范围 高温塑性差、塑性温度区间窄的材料，其焊 接性较差。
判断点焊焊接性的主要标志
3. 材料对焊接热循环的敏感性 4. 熔点高、线膨胀系数大、硬度高的材料， 焊接性差。
低碳钢的焊接技术要点
• 冷轧板焊前无需专门清理，热轧板则必需清除表面 上的氧化层、锈蚀等杂质。如经冲压加工，则需清 除冲压过程中沾上的油污。
• 如设备容量许可，建议采用硬的焊接参数，以提高
热效率和生产率，并可减少变形。
• 选用中等电导率、中等强度的Cr-Cu或Cr-Zr-Cu合
金电极。
低碳钢的焊接技术要点
• 表面清理质量较差或冲压精度较差而刚度又大时， 可考虑采用调幅电流(渐升)或加预热电流的措施来 减少飞溅。 • 板厚超过3mm时，选用带锻压力的压力曲线，带预
热电流脉冲或断续通电的多脉冲焊接电流。
不锈钢的点焊
• 不锈钢按组织可分为奥氏体型、马氏体型、铁 素体型三类。 • 奥氏体型与铁素体型不锈钢易于点焊。 • 马氏体型不锈钢焊后硬度高、性能脆，焊接时 需精确控制焊接参数，焊后常需作热处理，故 较少用于点焊结构。
不锈钢的点焊
• 奥氏体型不锈钢的电阻率为低碳钢的4~7倍， 热导率仅为低碳钢的1／2~1／3。故可用较小 的焊接电流、较短的通电时间进行点焊。
• 不锈钢的高温强度与硬度远比低碳钢高，因此
必须采用比焊低碳钢时高得多的电极压力来避
免飞溅和缩孔。电极材料亦需选用高温硬度高
的材料．以免严重压溃。
不锈钢焊接技术要点
• 电极压力应提高40%-80%，为此需采用软化温度
高、硬度高的材料作电极。一般推荐Be-Co-Cu合 金电极，尤其当点焊较厚板时，电极的冷却极为 重要，可采用外部水冷却。
不锈钢焊接技术要点
• 为保证耐晶间腐蚀的性能，应尽量减少在敏化温 度区停留，宜选用硬的焊接参数，焊接时间一般 比相同厚度低碳钢短40%-50%。 • 因电阻率大、热导率小，焊接电流可比相同厚度 低碳钢小些。
可淬硬钢焊接技术要点
• 在退火状态点焊，且厚度小于3mm时，可采用单 脉冲软的焊接参数，通电时间约为同厚低碳钢点
焊时的3-4倍，电极压力与电流相应减小。
• 板厚较大，且在退火状态点焊时，常采用带缓冷
双脉冲点焊工艺，其质量优于单脉冲点焊的质量。
可淬硬钢焊接技术要点
• 调质状态钢点焊时，应采用带回火双脉冲的点焊 工艺，在焊机上回火可免去整体回火的耗能工艺。 带回火双脉冲点焊的工艺是指在焊接之后待焊件 冷却到完成马氏体转变之后再使其局部回火，从
Steel: ~1427oC Nitrode: 1083oC
Temperatures in Resistance Welding
(Simplified representation)
500oC
800oC 900oC
800oC 1000oC 1300oC
SOURCE: O.U. Science Data Science DataBook, Book, Outukumpu,OMG. Outukumpu, OMG.
Anneal temp: CuCrZr ~ 500oC Anneal temp: Nitrode Al 60 ~ 900oC
镀层钢板焊接技术要点
产生组织缺陷。其点焊接头强度主要与熔核尺
寸有关； 2）少数金属材料（如可淬硬钢等）对焊接热
循环极为敏感。当点焊工艺不当时，接头由于 被强烈淬硬而使强度、塑性急剧降低。其点焊 接头强度不仅取决于熔核尺寸，而且与熔核及 热影响区的组织及缺陷有关。
低碳钢的点焊
• 这类钢的点焊焊接性良好，焊接参数范围 宽。 • 在常用厚度范围内(0.5~3.0mm)一般无需特 殊措施，采用单相工频交流电源，简单焊 接循环即可获得满意结果。
而而获得最佳的综合力学性能。
带回火双脉冲点焊的组织分布示意图
可淬硬钢焊接技术要点
• 为防止疏松、裂纹等缺陷产生，尤其当板厚大于 3mm时，建议采用增大顶锻力的加压方式，顶锻 力约为电极压力的2-2.5倍。加顶锻力时间应精确
控制。
• 这类钢的热物理性能接近低碳钢，高温强度适中
一般采用Cr-cu或Cr-Zr-Cu合金电极。
Melting points
CuCrZr: ~1075oC: Zinc: 420oC We are trying to join steel with something (copper) that melts 350oC earlier !
Brass: ~1027oC
(70Cu/30Zn)