闪光对焊知识讲解
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闪光对焊－参数选择
闪光对焊主要参数
伸出长度 闪光留量 闪光速度 闪光电流密度 顶锻力
10
闪光对焊－参数选择
伸出长度：可按焊件截面的大小和材料的性能来 选择
伸出长度影响焊件轴向的温度分布和接头的塑性变形 随着伸出长度增加，回路阻抗增大，需要功率也增大 一般，棒材和厚壁管材伸出长度(0.7~1.0)d，d为棒直 径或方棒边长；薄板(δ＝1~4mm)，为了顶锻时不失稳， 一般伸出长度取(4~5)δ 不同金属材料对焊时，为了使两焊件上的温度分布一 致，通常导电性和导热性差的材料伸出长度应小些
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闪光对焊－参数选择
顶锻力：闪光对焊时，顶锻阶段施加给焊 件端面上的力称顶锻力，其大小应保证能 挤出接口内的液态金属，并在接头处产生 一定的塑性变形
顶锻力过小，则塑性变形不足，接头强度下降
顶锻力过大，则变形量过大，使接头冲击韧度 明显下降 单位面积所需最小顶锻力：低碳钢70MPa、铝 合金120~150MPa、奥氏体不锈钢140MPa、 耐热金属280~350MPa
12
闪光对焊－参数选择
闪光速度：在稳定闪光条件下，动夹具的 进给速度，又称烧化速度
闪光速度大，可保证闪光强度稳定，并可使保 护作用增强 但过大的闪光速度会使温度分布变陡，加热区 变窄，增加塑性变形的困难；同时，由于需要 的焊接电流大，会增大过梁爆破后的火口深度， 因此会降低接头的质量
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闪光对焊－参数选择
过梁（液态金属）微滴以很大速度从间隙处喷射出， 形成火花——闪光，过梁爆裂 之后，端面凸点被烧平，仅留下一薄层液态金属(火口)， 焊件临近火口处也被加热。随着焊件连续送进，又会 在其他凸点处发生新的闪光过程
经过一定时间闪光，端面加热到一定的温度，为顶锻 时挤出杂质、获得优质接头提供了条件
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闪光对焊－接头形成过程
15
闪光对焊－参数选择
闪光对焊工艺参数的选择应从技术条件出 发，结合材料性质、断面形状和尺寸、设 备条件和生产规模等因素综合考虑 一般可先确定工艺方法，然后参考推荐的 有关数据及试验资料初步确定焊接参数， 最后由工艺试验并结合接头性能分析予以 确定
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闪光对焊－碳素钢
碳素钢电阻率较高，加热时碳元素氧化为接口提 供保护性气氛，不含有生成高熔点氧化物的元素， 焊接性较好
随钢含碳量增加，电阻率增大，结晶温度区间、高温 强度及淬硬倾向都随之增大，因而需要相应顶锻力和 顶锻留量
为减轻淬火影响，可采用预热闪光对焊，并进行焊后 热处理
碳素钢闪光对焊时，因为氧化物熔点低于母材，顶锻 时易被挤出。但在接头中会出现白带（脱碳层）而使 接口软化，在采用长时间热处理后可以改善或消除脱 碳区
11
闪光对焊－参数选择
闪光留量：在闪光过程中两焊件总的烧化量
它必须保证在闪光结束时焊件整个端面有一金属熔化 层，同时在一定深度内达到塑性变形温度 闪光留量过小，则不能满足上述要求，会影响接头质 量 闪光留量过大，又会浪费金属材料，降低生产率 选样闪光留量时应考虑是否有预热，预热闪光留量可 比连续闪光小30％~50% 闪光留量主要依据焊件断面的大小选取
闪光电流密度：对焊接区的加热有重要影 响，与焊接方法、材料性质和焊件断面尺 寸等有关，通常在较宽的范围内变化。
连续闪光对焊、导热和导电性好的金属材料、 展开形断面的焊件，闪光电流密度应取高值 预热闪光对焊、大断面的焊件，应取低值 如，在额定功率下，低碳钢闪光时电流密度平 均值5~15A/mm2，最大值20~30A/mm2；顶锻 电流密度40~60A/mm2。
3
闪光对焊－概念
闪光对焊
将工件装配对正后，接通电源，使焊件端面逐渐移近 达到局部接触，利用电阻热加热这些接触点(产生闪光)， 使端面金属熔化，直至端部在一定深度范围内达到预 热温度时，迅速施加顶锻力完成的焊接方法 与之比较：电阻对焊是将焊件装配成对接接头，使其 端面紧密接触，利用电阻热将焊件端面加热到塑性状 态，然后迅速施加预锻力完成焊接的方法
预热优点：减少需用功率、缩短闪光加热时间 等 预热不足：生产率低、控制复杂，过热区宽和 接头质量稳定性较差等
5
闪光对焊－接头形成过程
闪光阶段
通电，两端面轻微接触时，许多小触点在大电流密Fra Baidu bibliotek 加热下瞬间熔化，形成液态金属过梁
在电磁力等作用下液体过梁截面积减小，使过梁电流 密度进一步提高，温度上升，过梁电阻率也相应提高， 使得过梁产生很大电阻热，使过梁达到蒸发状态
闪光对焊分为连续闪光对焊和预热闪光对焊两类
连续闪光对焊：闪光和顶锻两个主要阶段 预热闪光对焊：预热、闪光和顶锻三个主要阶段
4
闪光对焊－接头形成过程
预热阶段
提高焊件端面到合适温度(如钢为800~900℃) 预热方式有两种：
电阻预热。多次将两端面接触、分开，接触时加较 小压力并通预热电流 闪光预热。通电后，多次将两端面轻微接触、分开， 每次接触都有短暂闪光
闪光对焊
对焊的特点和应用
对焊：利用电阻热，然后在两工件 整个端面上加压形成接头方法
对焊是一种高效率、易实现过程自动 化的焊接方法
具体应用
在批生产中应用广泛 接长焊件或毛坯，焊接环形和闭合焊 件，制造锻焊、冲焊联合结构，以及 合理利用金属材料等，常用的如图
对焊按加压和通电方式分为
电阻对焊、闪光对焊及滚对焊 滚对焊包括低频对接缝焊和高频对接 缝焊两种，生产中主要应用高频对接 缝焊
2
电阻对焊－接头形成过程
预压阶段 预压压强小，清除作用不如点焊充分 通电加热阶段
首先是一些接触点被迅速加热、升温、压溃，使接触表面紧密贴合 随着接触面温度急剧升高，在压力作用下焊件发生塑性变形
顶锻阶段
变压力方式。顶锻力不等于焊接压力，主要用于合金钢、有色金属及其 合金 等压方式。顶锻力等于焊接压力，其加压机构简单，便于实现，但顶锻 效果不好
顶锻阶段
闪光结束后，焊件快速靠拢 施加顶锻力，在顶锻力的作用下把液态金属和 氧化物在凝固前挤出焊口 端面的局部产生较大的塑性变形，在共同冷却 结晶过程中，二焊件结合面上形成共同晶粒， 从而获得牢固的焊接接头
7
闪光对焊－接头形成过程
8
对焊设备
对焊机由机架、导 向机构、动夹具和 固定夹具、送给机 构、夹紧机构、顶 座、焊接电源及控 制系统等部分组成
闪光对焊－参数选择
闪光对焊主要参数
伸出长度 闪光留量 闪光速度 闪光电流密度 顶锻力
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闪光对焊－参数选择
伸出长度：可按焊件截面的大小和材料的性能来 选择
伸出长度影响焊件轴向的温度分布和接头的塑性变形 随着伸出长度增加，回路阻抗增大，需要功率也增大 一般，棒材和厚壁管材伸出长度(0.7~1.0)d，d为棒直 径或方棒边长；薄板(δ＝1~4mm)，为了顶锻时不失稳， 一般伸出长度取(4~5)δ 不同金属材料对焊时，为了使两焊件上的温度分布一 致，通常导电性和导热性差的材料伸出长度应小些
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闪光对焊－参数选择
顶锻力：闪光对焊时，顶锻阶段施加给焊 件端面上的力称顶锻力，其大小应保证能 挤出接口内的液态金属，并在接头处产生 一定的塑性变形
顶锻力过小，则塑性变形不足，接头强度下降
顶锻力过大，则变形量过大，使接头冲击韧度 明显下降 单位面积所需最小顶锻力：低碳钢70MPa、铝 合金120~150MPa、奥氏体不锈钢140MPa、 耐热金属280~350MPa
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闪光对焊－参数选择
闪光速度：在稳定闪光条件下，动夹具的 进给速度，又称烧化速度
闪光速度大，可保证闪光强度稳定，并可使保 护作用增强 但过大的闪光速度会使温度分布变陡，加热区 变窄，增加塑性变形的困难；同时，由于需要 的焊接电流大，会增大过梁爆破后的火口深度， 因此会降低接头的质量
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闪光对焊－参数选择
过梁（液态金属）微滴以很大速度从间隙处喷射出， 形成火花——闪光，过梁爆裂 之后，端面凸点被烧平，仅留下一薄层液态金属(火口)， 焊件临近火口处也被加热。随着焊件连续送进，又会 在其他凸点处发生新的闪光过程
经过一定时间闪光，端面加热到一定的温度，为顶锻 时挤出杂质、获得优质接头提供了条件
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闪光对焊－接头形成过程
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闪光对焊－参数选择
闪光对焊工艺参数的选择应从技术条件出 发，结合材料性质、断面形状和尺寸、设 备条件和生产规模等因素综合考虑 一般可先确定工艺方法，然后参考推荐的 有关数据及试验资料初步确定焊接参数， 最后由工艺试验并结合接头性能分析予以 确定
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闪光对焊－碳素钢
碳素钢电阻率较高，加热时碳元素氧化为接口提 供保护性气氛，不含有生成高熔点氧化物的元素， 焊接性较好
随钢含碳量增加，电阻率增大，结晶温度区间、高温 强度及淬硬倾向都随之增大，因而需要相应顶锻力和 顶锻留量
为减轻淬火影响，可采用预热闪光对焊，并进行焊后 热处理
碳素钢闪光对焊时，因为氧化物熔点低于母材，顶锻 时易被挤出。但在接头中会出现白带（脱碳层）而使 接口软化，在采用长时间热处理后可以改善或消除脱 碳区
11
闪光对焊－参数选择
闪光留量：在闪光过程中两焊件总的烧化量
它必须保证在闪光结束时焊件整个端面有一金属熔化 层，同时在一定深度内达到塑性变形温度 闪光留量过小，则不能满足上述要求，会影响接头质 量 闪光留量过大，又会浪费金属材料，降低生产率 选样闪光留量时应考虑是否有预热，预热闪光留量可 比连续闪光小30％~50% 闪光留量主要依据焊件断面的大小选取
闪光电流密度：对焊接区的加热有重要影 响，与焊接方法、材料性质和焊件断面尺 寸等有关，通常在较宽的范围内变化。
连续闪光对焊、导热和导电性好的金属材料、 展开形断面的焊件，闪光电流密度应取高值 预热闪光对焊、大断面的焊件，应取低值 如，在额定功率下，低碳钢闪光时电流密度平 均值5~15A/mm2，最大值20~30A/mm2；顶锻 电流密度40~60A/mm2。
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闪光对焊－概念
闪光对焊
将工件装配对正后，接通电源，使焊件端面逐渐移近 达到局部接触，利用电阻热加热这些接触点(产生闪光)， 使端面金属熔化，直至端部在一定深度范围内达到预 热温度时，迅速施加顶锻力完成的焊接方法 与之比较：电阻对焊是将焊件装配成对接接头，使其 端面紧密接触，利用电阻热将焊件端面加热到塑性状 态，然后迅速施加预锻力完成焊接的方法
预热优点：减少需用功率、缩短闪光加热时间 等 预热不足：生产率低、控制复杂，过热区宽和 接头质量稳定性较差等
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闪光对焊－接头形成过程
闪光阶段
通电，两端面轻微接触时，许多小触点在大电流密Fra Baidu bibliotek 加热下瞬间熔化，形成液态金属过梁
在电磁力等作用下液体过梁截面积减小，使过梁电流 密度进一步提高，温度上升，过梁电阻率也相应提高， 使得过梁产生很大电阻热，使过梁达到蒸发状态
闪光对焊分为连续闪光对焊和预热闪光对焊两类
连续闪光对焊：闪光和顶锻两个主要阶段 预热闪光对焊：预热、闪光和顶锻三个主要阶段
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闪光对焊－接头形成过程
预热阶段
提高焊件端面到合适温度(如钢为800~900℃) 预热方式有两种：
电阻预热。多次将两端面接触、分开，接触时加较 小压力并通预热电流 闪光预热。通电后，多次将两端面轻微接触、分开， 每次接触都有短暂闪光
闪光对焊
对焊的特点和应用
对焊：利用电阻热，然后在两工件 整个端面上加压形成接头方法
对焊是一种高效率、易实现过程自动 化的焊接方法
具体应用
在批生产中应用广泛 接长焊件或毛坯，焊接环形和闭合焊 件，制造锻焊、冲焊联合结构，以及 合理利用金属材料等，常用的如图
对焊按加压和通电方式分为
电阻对焊、闪光对焊及滚对焊 滚对焊包括低频对接缝焊和高频对接 缝焊两种，生产中主要应用高频对接 缝焊
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电阻对焊－接头形成过程
预压阶段 预压压强小，清除作用不如点焊充分 通电加热阶段
首先是一些接触点被迅速加热、升温、压溃，使接触表面紧密贴合 随着接触面温度急剧升高，在压力作用下焊件发生塑性变形
顶锻阶段
变压力方式。顶锻力不等于焊接压力，主要用于合金钢、有色金属及其 合金 等压方式。顶锻力等于焊接压力，其加压机构简单，便于实现，但顶锻 效果不好
顶锻阶段
闪光结束后，焊件快速靠拢 施加顶锻力，在顶锻力的作用下把液态金属和 氧化物在凝固前挤出焊口 端面的局部产生较大的塑性变形，在共同冷却 结晶过程中，二焊件结合面上形成共同晶粒， 从而获得牢固的焊接接头
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闪光对焊－接头形成过程
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对焊设备
对焊机由机架、导 向机构、动夹具和 固定夹具、送给机 构、夹紧机构、顶 座、焊接电源及控 制系统等部分组成