电阻焊(结题版)

二、凸焊（projection welding）（23） 凸焊是点焊的一种特殊形 式。在焊接过程中充分利用 “凸点”的作用，使焊接易 于达成且表面平整无压痕 （如图） 。 凸焊的特点： ①多个焊点可同时焊接，生产率高； ②小电流焊接可以可靠地形成小熔核；
③凸点位置、尺寸准确，强度均匀；
④压痕浅，电极磨损少； ⑤焊前对表面质量要求（比点焊）低。 缺点是结构需要有凸点（往往需要专门冲制）、电极复杂，需要高 电极压力、高精度大功率焊机。
三、电阻焊的特点
优点：生产率高 焊接质量好
焊接成本低
劳动条件好
缺点： 对参数波动敏感
焊后难于无损检测 结构受较多限制 设备功率大、复杂
四、电阻焊的应用
材料：碳素钢、合金钢、铝、铜及其合金 等 结构：广泛（多为轻型接头）
第二节
一、电阻热及影响因素
（一）电阻热的产生
电阻焊的基本原理
1、电阻热——电阻焊的热源：Q=I2Rt 2、影响产热的因素：
预压 通电 维持 休止 简单循环 复杂循环
典型点焊循环图（P186 图8-8） 软/硬规范的概念
i
压力 电流 t
i
t
软规范（弱规范）：小电流、长时间
硬规范（强规范）:大电流、短时间
四、电阻焊对金属的要求（P186-187）
主要从下列各项指标进行评定： 1、材料的导电性和导热性 导电性和导热性越高，焊接性越差。 2、材料高温强度 高温（0.5~0.7Tm）屈服强度越高，焊接性越 3、材料的塑性温度范围
（3）不锈钢
导电、导热率低，高温强度大。必须采用较高的电极 压力，通常采用较短的焊接时间、强有力的内部和外部水 冷却，并且要准确地控制加热时间和焊接电流，以防止热 影响区晶粒长大和出现晶间腐蚀现象。 马氏体不锈钢由于有淬火倾向，点焊时要求采用较长 的焊接时间。为消除淬硬组织，最好采用焊后回火的双脉 冲点焊。点焊时一般不采用电极的外部水冷却，以免因淬 火而产生裂纹。
第八章 电阻焊 （ＲW）
本章重点： ①点焊 本章难点： ①电阻（点）焊的原理； ②焊接工艺的确定 。 学习建议： ①由于电阻焊不象电弧焊那样应用广泛、常见，故本章非重点，不 作详细的讨论； ②本章以点焊内容为重点； ②闪光对焊
③电阻焊的关键在于工艺工艺参数要合理，与操作技能的关系不大。 电阻焊的工艺参数虽复杂但已比较规范、标准化，因此在确定其工艺参 数时，注意要充分利用相关的手册，从一些手册上可以获得比较完善的 工艺参数。
⑴电阻
焊件本身电阻RW=ρ L/s
其中ρ 是一个重要参数且会随温度
的升高而增大。
接触电阻RC（可从R =ρ L/s进行解释）
当表面清理十分洁净时，RC仅在通电开始极短的时间内存在， 随后会迅速消失。但它在焊接时间很短的情况下（如焊薄铝），对 熔核的形成和焊点强度的稳定性仍有显著影响。
⑵焊接电流
焊接电流（密度）对产热的影响
焊点数目：单点、多点
（2）电极 材料：要求导电、导热好 高温强、硬度高 耐磨 结构：端部、主体、尾部、冷却水孔 形成合金倾向小
形式：标准 特殊
标准电极的五种形式 （下图）
标准电极帽的五种形式（下图）
电极与电极握杆的结合形式见右图
电极通常用铜合金制造（点击了解电极材料）。
电阻焊各种形式的电极
★注意电极的拆装及修磨方法。
比电阻和时间两者都大，在焊接过程中是一个必须严格控制的参 数。
⑶通电时间 ⑷电极压力
与焊接电流在一定范围内可互为补充 对总电阻R影响显著，压力增大，R减小。 主要是电阻率和导热性
⑸电极材料及端面形状
主要影响接触电阻。彻底清理工件表面是 保证获得优质接头的必要条件。
⑹焊件表面状况
二、热平衡及温度分布
3. 点焊方法与工艺 点焊方法：单点、多点焊/单面、双面焊
点焊工艺：
①焊前清理：清理方法分机械清理和化学清理两种。 常用的机械清理方法有喷砂、喷丸、抛光以及用砂布、钢丝 刷清理等。不同的金属和合金，须采用不同的清理方法。 ②工艺参数及选择： 电流（KA） （图8—13）
通电时间（周） ：（图8—14），对塑性指标影响较大
差。
塑性温度范围越窄，对参数波动越敏感，
焊接性越差。
4、材料对热循环的敏感性 敏感性越强，焊接性越差。
另外，熔点高、线膨胀系数大、易形成致密氧化膜的金属，其焊接 性一般较差。
第三节
点焊、凸焊与缝焊
一、点焊（spot welding）（21）
点焊是一种高速、经济的连接方法。它适用于制造可以采用搭接接头、 不要求气密、厚度小于3mm的冲压、轧制的薄板构件。
焊接模具和夹具：凸焊通常需要模具和夹具的配合。模具用于保持和 夹紧工件于适当位置，同时也作电极；夹具是不导电的辅助定位装置（小 工件的电极和定位夹具可合二为一，而大工件的模具和夹具则很复杂）。
点距、边距、搭接量、分 流、装配间隙等。
点距最小值主要是考虑分流影响。
点距小时，接头会因分流而影响其强度；大的点距又会 限制可安排的点焊数量。因此，必须兼顾点距和焊点数量， 才能获得最大的接头强度。 多列焊点最好交错排列而不要作矩形排列。 采用强条件和大的电极压力时，点距可以适当减小。 若采用热膨胀监控或可能够顺序改变各点电流的控制器 时，以及采用能有效地补偿分流影响的其它装置时，点距可 以不受限制。 如果受工件尺寸限制，点距无法拉开而又无上述控制手 段时，为保证榕核尺寸一致，就必须以适当电流先焊各工件 的第一点，然后调大电流，再焊其相邻点。
焊接电流：一般比点焊的小。应采用在合适的电极压力下不致于挤 出过多金属的最大电流。 ☆由于材料、结构和凸点的不同，凸焊的焊接工艺参数差异较大， 建议参考相关手册上的数据来确定焊接工艺参数，必要时作适当调整。 其它工艺措施：
电极：通常采用2类电极合金，3类电极合金亦可。常用平面电极， 电极接触面直径不小于凸点直径的2倍。
5. 点焊设备 （1）点焊机（P194，表8—6） 通用、专用、特殊型/固定式、移动式、轻便式
固 定 式 专 用 多 点 焊 机 固定式通用点焊机
移 动 式 点 焊 机
轻 便 式 点 焊 机
电流形式：交流、低频、电容储能、直流（点击了解更多）
加压机构：脚踏式 电动滚轮式 气压式、液压式、复合式 电极运动轨迹：垂直行程式 圆弧行程式
点焊有时也用于连接厚度≧6mm的金属板，但与熔焊的对接相比较，点焊的承载能力 低，搭接接头增加了构件的重量和成本，且需要昂贵的特殊焊机，因而是不经济的。
1. 点焊接头形成过程（如图）
点焊循环：预压 通电 锻压 休止（可以是复杂的循环图） 2. 点焊接设计 接头形式： 搭接 折边
接头设计时应注意考虑：
凸焊的适用范围：凸焊主要用 于焊接低碳钢和低合金钢的冲压件，最适宜的厚 度为0.5～4mm。另外，铁线制品等的焊接也属于 凸焊。下图是其它一些凸焊结构。
凸焊接头形成过程：
预压：形成导电回路
通电加热：凸点压溃 形 核
冷却结晶：压力维持
凸点接头和凸点设计
凸焊接头设计
凸焊搭接接头的设计与点焊相似。但通常凸焊接头的搭 接量比点焊的小，凸点间的间距没有严格限制。
凸点设计
凸点的作用是将电流和压力局限在工件的特定位置上， 其形状和尺寸取决于应用的场合和需要的焊点强度，有各种 各样的形式。 凸点的形状通常有圆球形和圆锥形两种，一般多用圆球 形凸点。防止挤出金属残留在凸点周围形成板间间隙，可用 带环形溢出槽的凸点。
凸焊的工艺特点和工艺参数
凸焊的工艺特点
由于电流集中，克服了点焊时熔核偏移的缺点，因此凸焊工 件的厚度比可以≧6：1。 凸焊时，电极必须随着凸点的压溃而迅速下降，所以应采用 电极随动性好的焊机。
（一）热平衡：热量小部分（10~30%）有用，大部分散失，其中主 要通过电极的热传导而散失。 （二）温度分布：
点（对）焊——中心高，四周低
缝焊——由于焊点间相互影响，温度分布比点焊的平坦，且前后 不对称。温度分布曲线越平坦，接头HAZ越宽，工件表面越容易过热， 电极越容易磨损。
三、（点焊）焊接循环
第一节
电阻焊的实质、分类及特点
一、电阻焊(resistance welding)的实质
定义：将被焊工件压紧于两电极之间，利用流经工件接触面及邻近区域 产生的电阻热将其加热到熔化或塑性状态，使之形成接头的一种焊接方法。
二、电阻焊的分类 按电流形式分：（P182 图8-1） 按接头特点分：
点焊（spot welding）缝焊（beam welding）对焊（ Butt Resistance Welding）
响；
4）能提供阶梯形和马鞍形电极压力； 5）机头的惯性和摩擦力小，电极随动性好。
当前国内使用的300~1000KVA的直流脉冲、三相低频 和二次整流焊机均具有上述特性；单相交流焊机仅限于点 焊不重要薄件。
选用导电、导热率高的1类电极合金材料，球面电极。 可考虑采用复杂循环。 很容易产生电极沾着，为此需经常修整电极。 防锈铝如3A21强度低、延性好，有较好的焊接性，不 产生裂纹，通常采用固定不变的电极压力，而硬铝、超硬 铝必须采用阶形曲线的压力，否则容易产生裂纹。
搭接量是边距的两倍。 推荐的最小搭接量及最小点距见表（点击）。 装配间隙必须尽可以能小，通常为0.1~0.2mm。刚度、厚度越 大，许用间隙越小。
单个焊点的抗剪强度取决于两板交界面上熔核的面积。 焊透率应介于20%~80%之间（两板上的焊透率应分别测量）。 焊接不同厚度工件时，每一工件上的最小焊透率可为接头中薄件 厚度的20%，压痕深度不应超过板件厚度的15% 。
（4）铝合金 导电、导热率高，强度低，易氧化，焊接性较差； 焊前严格清理后迅速施焊； 必须采用大功率焊机以硬规范焊接（较大电流和较短的 时间、较大的电极压力，电极随动性还要好）。点焊铝合金 时应选用具有下列特性的焊机：
1）能在短时间内提供大电流；