铝板点焊工艺介绍

铝板点焊工艺介绍

赵红星辅导：邓军李万展

（苏州安嘉自动化设备有限公司苏州市相城区渭塘镇澄阳路3691号2016-5-19）

摘要：本文简述铝合金材料板材电阻点焊在生产中的应用，中频逆变直流电阻焊机在铝合金点焊中的基本工艺，电极材料的选择尺寸。

关键词：铝板、电阻点焊、工艺。

铝合金由于其强度高、密度低且干腐蚀性好，在我国储藏资源丰富等特性，并在我国铝材的制造工业不断提升的条件下。目前在汽车制造，工业设备制造、家电设备、电子通讯等应用越来越广泛。本文主要阐述电阻点焊在铝合金中的应用及工艺方法。

一、铝板的分类应用及能够电阻焊的铝板；

我国铝板根据材料金属元素含量不同，分类为1-9系。在汽车制造中能应用的铝合金的部件如汽车发动机部分，转向部分和高档汽车的表面覆盖件等如凯迪拉克CT6，捷豹和奥迪A8等，在五金家电中如设备仪表的外壳，电子器件的支撑结构件等如电视节背板等；

由于铝具有高导电性和导热性故用电阻焊点焊比较困难，一般民用和工业用品用到电阻点焊的板材厚度一般小于3+3mm，但是在军用或者特种行业也会有更厚的铝材料用到电阻焊点焊工艺的。

二、铝板点焊机的分类及特性；

能够用于铝板的点焊的电阻焊接设备中主要有工频交流点焊机，中频逆变直流点焊机；电容储能焊机；其焊接波形图如下引 ：

工频交流焊机焊接电流波形图中频直流焊机焊接电流波形图储能焊机焊接电流波形图

由于工频交流焊机的焊接电流为50HZ正弦波，一个周期中有一个过零点，即焊接热量不集中，在焊接铝板时产生熔核较困难，故目前在焊接铝板中使用较少；在焊接铝板中中频逆变直流焊机应用最为广泛，由于焊接电流和焊接时间大小方便可调，其焊接电流平稳，热量集中，在焊接铝材料时易调整控制，故在目前的铝板焊接中应用最为广泛。随着目前国内生产工艺的不断提升，中频逆变设备也由原来的依赖进口转变为向国外出口。

电容储能设备热效率在三种焊接设备种最为集中，但是由于焊接放电时间不可调，在焊接铝板时易产生飞溅，电极与氧化层粘连，故目前用储能焊接设备焊接铝材的并不多。

三、铝板点焊前的准备工作；

铝极易与空气接触氧化，形成一层致密的氧化膜AL2O3，其导电性差。如氧化层较厚在焊接前未处理，常常会出现焊接时难以产生熔核，焊接电极电极粘连严重，焊点处产生裂纹或缩孔。故焊接未贴保护膜的铝板前应处理表面氧化层，目前主要的处理方法有：化学处理—酸洗或者碱洗；物理方法—喷砂、喷丸、抛光以及用纱布或钢丝刷等。

四、焊接工艺；

在铝板的一个完整焊接过程中:首先，需要让电极接触待焊接工件并施加压力；然后通电，由于电流从上电极经过待焊接工件流到下电极时工件的两个搭接的材料间有阻值即而产生电阻热，接触点达到熔融状态，在上下电极头压力的作用下达到互熔状态形成熔核，实现两个接触面的连接。

焊接参数：焊接铝板的一般选择大电流短时间小压力的焊接工艺来焊接，基本参数参照如下表格引 ：

五、铝板电阻点焊后的检测；

铝板电阻点焊后判断焊接产品是否合格主要有如下几种判断方法：目视、破坏实验、超声波X光检测、切片做金相实验。

目视：通过目视观察工件表面痕迹过大、焊接搭接处缝隙过大、焊点处是否有飞溅毛刺、有无裂纹等。

现象原因

表面痕迹过大1、焊接电极和工件接触面积太小；

2、电流过大；

焊接搭接处缝隙过大1、焊接电流小或者焊接时没有焊接维持时间；

2、焊接时上下电极不同心；

焊点处有毛刺1、焊接电流过大；

2、焊接电极和工件接触面积太小；

焊点处有小孔或者龟裂1、焊接电流过大；

2、电极或者工件表面有污物；

破坏实验：多采取打试片的方法—取和工件材料厚度和材质相同的材料来焊接，在焊接完成后做剪切，拉伸或者剥离实验，以试片的检测性能来判断工件是否能够达到要求的性能要求。

超声波X光检测：为了在不破坏产品的前提下需要判定产品是否有熔核及熔核中是否有缩孔及裂纹，可通过超声波和X光来检测，由数字信号转换成图形信息，可准确形象的判定焊核的大小及焊接效果。

切片做金相实验：焊接完成后

六、焊接电极的材料及尺寸选择和注意事项：

推荐使用锥形电极形状，锥角120度-140度或端面半径为25-50mm的球面

电极。

由于铝熔点较低，在630-700℃且比较

软。在焊接焊接时若电极帽的软化温度和

材料的软化温度接近时易与电极帽发生粘

连现象，如最常用铬锆铜材料的电极软化

温度在600℃左右，故焊接时工件易与工

件发生粘连现象，严重影响焊接质量和效率。可采用氧化铝弥散铜材料的电极，其软化问题在900℃左右，焊接铝材时效果提示十分明显或者采用铍铜材料。

焊接时可对焊接电极加强水冷，焊接时冷却水可快速带走电极头的热量，提高电极使用寿命，改善焊接资料继而提高生产效率。

注：引①焊接波形图为实验条件为2+2mm普通铁板，焊接设备为苏州安嘉自动化设备有限公司生产的工频交流点焊机型号DN-100，中频逆变直流点焊机型号为DB-20，电容储能焊点焊机型号为DR-3000，设备气缸气缸直径同为125mm，一个焊接周期测得波形图。

引②《电阻焊一本通》上海科学技术出版社2012年版。