重卡车架纵梁点焊工艺

双点焊工艺总结

1 点焊质量

1．1焊接质量与参数对照表

(1)开始时电极预紧压力过小，熔化核心周围未形成塑性金属环而向外飞溅；

(2)加热结束时，因加热时间过长，熔化核心过大，在电极压力下，塑性金属环发生崩溃，熔化金属从焊件之间或焊件表面溢出。

1.3焊接质量一般要求

1.3.1 焊透率

点焊接头的强度决定于焊点的几何尺寸及其内外质量。一般要求熔核直径随板厚增加而增大。熔核在单板上的熔化厚度hn对板厚度δ的百分比称焊透率A，即A=单板上的熔化高度hn/板厚δ×100%。通常规定A在20%-80%范围内。实验表明，焊点熔核直经符合要求时，取A》20%便可保证焊点的强度。A过大，熔核接近焊件表面，使表面金属过热，晶粒粗大，易出现飞溅或熔核内产生缩孔、裂纹等缺陷，接头承载能力下降。一般不许A>80%。

参考：

（1）薄板焊接——薄板焊接时，因散热强烈，焊透率宜选小，可取10%左右。

（2）不同板厚焊接——薄板一边焊透率选10-20%。

（3）镁合金焊接——选60%左右。

（4）钛合金焊接——可达95%。

※一般焊透率选40%左右较好。

一个好的焊点，从外观上看，表面压坑浅，平滑均匀过渡无明显凸肩或局部挤压的表面鼓起，不允许有外表环状或经向裂纹，表面不能有熔化或粘附的铜合金。从内部看，焊点形状规则，均匀其尺寸能满足结构强度的要求，核心内部无贯穿性或越规家值的裂纹，结合线深入及缩孔均在规定范围内，焊点核心无严重过热组织及其它不允许的缺陷。

直接决定了接头的强度。一般焊点直径为：d=2δ+3（δ为板厚）。在板件搭边宽度的允许下，焊点直径应尽量大点。

2点焊工艺介绍

2.1 点焊过程

点焊经如图1所示过程：是一种永久结合的金属连接方式。焊件通过焊接电流处局部发热而发生塑性变形，同时在焊件加热处施加压力，形成熔核。

焊件自身的电阻，产生相当大的热量，温度也很高。尤其是在焊件之间的接触面处，首先熔化，形成熔化核心。电极与焊件之间的接触电阻也产生热量，但大部分被水冷的铜合金电极带走，于是电极与焊件之间接触处的温度远比焊件之间接触处为低。正常情况下是达不到熔化温度。在圆柱体周围的金属

因电流密度小，温度不高，其中靠近熔化核心的金属温度较高，达到塑性状态，在压力作用下发生焊接，形成一个塑性金属环，紧密地包围着熔化核心，不使熔化金属向外溢出。

附图1：点焊过程示意图

2.2.2 焊接循环

（1）点焊和凸焊的焊接循环由四个基本阶段：

1）预压阶段——电极下降到电流接通阶段，确保电极压紧工件，使工件间有适当压力。

2）焊接时间——焊接电流通过工件，产热形成熔核。

3）维持时间——切断焊接电流，电极压力继续维持至熔核凝固到足够强度。

4）休止时间——电极开始提起到电极再次开始下降，开始下一个焊接循环。

（2）为了改善焊接接头的性能，有时需要将下列各项中的一个或多个加于基本循环：

1）加大预压力以消除厚工件之间的间隙，使之紧密贴合。

2）用预热脉冲提高金属的塑性，使工件易于紧密贴合、防止飞溅；凸焊时这样做可以使多个凸点在通电焊接前与平板均匀接触，以保证各点加热的一致。

3）加大锻压力以压实熔核，防止产生裂纹或缩孔。

4）用回火或缓冷脉冲消除合金钢的淬火组织，提高接头的力学性能，或在不加大锻压力的条件下，防止裂纹和缩孔。

2.2 点焊参数

Q=kI2RT；（k=0.24）

1电阻 R=r1+r2+r3+r4+r5;(R为接触电阻总和，单位Ω)

（1）其中r1、r5-工件与电极间接触电阻，希望r1、r5≈0.此电阻取决于工件表面状况及电极压紧力，电极与板料间的电阻与板料电阻和板料间相比，由于铜合金的电阻率和硬度一般比工件低，因此很小，对熔核形成的影响更小；

（2）r2、r4-工件电阻，取决于工件电阻率，与所焊的金属种类有关,，电阻率大产热高、散热慢（不锈钢），电阻率小产热低、散热快（铝合金），前者可使用较小电流，后者需使用较大焊接电流，电阻率取决于金属的种类、金属的热处理状态、金属的加工种类、温度。

（3）r3 -工件间接触电阻，此电阻取决于表面状况及电极压紧力，接触电阻存在时间是短暂的一般存在于焊接初期，形成原因包括

①工件及电极存在电阻率高的氧化物及脏污；

②在表面十分洁净的条件下，表面的微观不平度，使工件只能在粗糙表面的局部点形成接触点，在接触点处形成电流线的收拢。由于电流通路的缩小而增加了接触处的电阻。

附图2：焊点及接触电阻构成示意图

影响最大，需严格控制，熔核的尺寸或焊透率是增加的。在正常情况下，焊接区的电流密度应有一个合理的上、下限。低于下限时，热量过小，不能

形成熔核；高于上限，加热速度过快，会发生飞溅，使焊点质量下降。但是，当电极力增大时，产生飞溅的焊接电流上限值也增大。在生产中当电极力

给定时，通过调节焊接电流，使其稍低于飞溅电流值，便可获得最大的点焊强度。

引起电流变化的主要原因是电网电压波动和交流焊机次级回路阻抗（在具有电阻、电感和电容的电路里，对交流电所起的阻碍作用叫做阻抗。阻抗常

用Z表示,是一个复数,实部称为电阻,虚部称为电抗,其中电容在电路中对交流电所起的阻碍作用称为容抗 ,电感在电路中对交流电所起的阻碍作用称为感抗,电容和电感在电路中对交流电引起的阻碍作用总称为电抗。阻抗的单位是欧。）变化。阻抗变化是因为回路的几何形状变化或因在次级回路中引入不同

量的磁性金属。对于直流焊机，次级回路阻抗变化，对电流无明显影响。

为了保证熔核尺寸和焊点强度，焊接时间与焊接电流在一定范围内可以相互补充。为了获得一定强度的焊点，可以采用大电流和短时间（强条件，又

称硬规范），也可采用小电流和长时间（弱条件，也称软规范）。选用硬规范还是软规范，取决于金属的性能、厚度和所用焊机的功率。对于不同性能

和厚度的金属所需的电流和时间，都有一个上下限，使用时以此为准。

（1）电极力对焊点形成有着双重作用。它既影响焊点的接触电阻，即影响热源的强度与分布;又影响电极散热的效果和焊接区塑性变形及核心的致密程度。当其它参数不变时，增大电极力，则接触电阻减少，散热加强，因而总热量减少，熔核尺寸减少，特别焊透率降低很快，甚至没焊透。若电极力过小，则板间接触不良，其接触电阻虽大却不稳定，甚至出现飞溅和烧穿等缺陷。由于电极力对焊接区金属塑性环的形成，对消除焊点的内、外缺陷和改善金属组织有较大的作用。因此，在一般情况下，若焊机容量足够大，就可以在采取增大电极力的同时，相应的也增大焊接电流，以提高焊接质量。

（2）电极压力对两电极间总电阻R有明显的影响，随着电极压力的增大，R显著减小，而焊接电流增大的幅度却不大，不能影响因R减小引起的产热减少。若电极力过小，则板间接触不良，其接触电阻虽大却不稳定，甚至出现飞溅和烧穿等缺陷。因此，焊点强度总随着焊接压力增大而减小。解决的办法是在增大焊接压力的同时，增大焊接电流。

由于电极的接触面积决定着电流密度，电极材料的电阻率和导热性关系着热量的产生和散失，因此，电极的形状和材料对熔核的形成有显著影响。随着电极端头的变形和磨损，接触面积增大，焊点强度将降低。电极端面和电极本体的结构形状、尺寸及其冷却条件影响着熔核几何尺寸与焊点强度。对于常用的圆锥形电极，其电极体越大，电极头的圆锥角越大，则散热越好。但是圆锥角越大，其端面不断受热磨损后，电极工作面直径迅速增大；若圆锥角过小，则散热条件差，电极表面温度高，更易变形磨损。为了提高点焊质量的稳定性，要求焊接过程电极工作面直径变化尽可能小。

工件表面的氧化物、污垢、油和其他杂质增大了接触电阻。过厚的氧化物层甚至会使电流不能通过。局部的导通，由于电流密度过大，则会产生飞溅和表面烧损。氧化物层的存在还会影响各个焊点加热的不均匀性，引起焊接质量波动。因此彻底清理工件表面是保证获得优质接头的必要条件。

2.2.5 工艺参数相互关系

实际上点焊过程上述各工艺参数间并非孤立变化，常常变动其中一个参数会引起另一个参数的改变，彼此相互制约。改变焊接电流、焊接时间、电极力、电极工作面直径都会影响焊接区的发热量，其中焊接电流、电极工作面直径直接影响散热，而焊接时间、电极力与焊点塑性区大小有密切关系。增加焊