电极修磨和电阻焊基础理论知识

电极修磨和电阻焊基础理论知识

1.电阻焊的概念

将被焊工件置于两电极之间加压，并在焊接处通以电流，利用电流流经工件接触面及其临近区域产生的电阻热将其加热到熔化或塑性状态，使之达到金属结合而形成牢固接头的工艺过程。

点焊：焊件装配成搭接接头，并压紧在两电极之间，利用电阻热熔化母材金属，形成焊点的电阻焊方法。

凸焊：在一焊件的贴合面上预先加工出一个或多个突起点，使其与另一焊件表面相接触并通电加热，然后压塌，使这些接触点形成焊点的电阻焊方法。

2.电阻焊的分类

3.点焊/凸焊的用途

点焊：主要用于板材的连接，并承受一定的应力。

凸焊的用途：低碳钢和低合金钢的板件、螺帽、螺钉的连接，并承受一定的应力。

4.点（凸）焊的原理

Rew——电极与焊件之间接触电阻

Rw——焊件内部电阻

Rc——焊件之间接触电阻

点焊原理示意图

一个完成的点焊形成过程包括预压程序，焊接程序，维持程序，

休止程序。在预压阶段没有电流通过，只对母材金属施加压力。在焊接程序和维持程序中，压力处于一定的数值下，通过电流，产生热量熔化母材金属，从而形成熔核。在休止程序中，停止通电，压力也在逐渐减小。

预压的作用：在电极的压力的作用下清除一部分接触表面的油污和氧化膜，形成物理接触点。为以后焊接电流的顺利通过及表面原子的键合作好准备。

焊接、维持的作用：其作用是在热和机械（力）的作用下形成塑性环、熔核，并随着通电加热的进行而长大，直到获得需要的熔核尺寸。

休止的作用：其作用是是液态金属（熔核）在压力作用下更好的冷却结晶。

6.点焊的主要工艺参数：焊接电流，焊接压力，电极端面直径，焊接时间。

焊接电流和焊接时间是通过控制箱进行控制的，可以利用编程器进行设定。

焊接压力是通过压缩空气产生的，所以点焊时的气压值决定了焊接压力，一般要求的气压：0.4—0.6Mpa。 电极的端面直径一般要求在ф6—8mm，超过8mm 就需要及时进行修磨。

7.点焊参数的确定

选择点焊工艺参数时可以采用计算方法或查表的方法，无论采用哪种方法，所选择出来的工艺参数都不可能是十分精确和合适的。即只能给出一个大概的范围，具体的工作还需经实测和调试来获得最佳规范。 首先根据材料的性质和厚度选择焊接电流和焊接时间的配合。

硬规范：大电流，短时间。

维持程序

预

压程序

I Fw Fw 休止程序焊接程序Fw I Fw

软规范：小电流，长时间。

其次，根据临界飞溅法选择合适的焊接电流和电极压力。

8.点焊工艺参数对焊点质量的影响

：工作时间延长。

：飞溅、过烧、烧穿、损坏电极等。

：虚焊、弱焊等。

：飞溅、过烧、烧穿、粘电极、电极消耗加快等。

：电极寿命降低。

：电极直径不合要求 易产生虚焊、弱焊。

·点（凸）焊的主要缺陷：虚焊、开焊、毛刺、飞溅、焊点扭曲、半点、焊点点距不均匀等。

9.点焊质量的一般要求

外观要求：要求表面压痕浅而平滑，呈均匀过渡，无明显凸肩或局部挤压的表面鼓包；外表面没有明显的 环状或径向裂纹，也无熔化、烧伤或粘附的铜合金。

内部要求：焊核形状规则、均匀、无超标的裂纹或缩孔等内部缺陷，以及热影响区组织和力学性能不发生 明显变化等。

影响接头强度的焊点尺寸主要有：焊核直径、焊透率、压痕深度，其中焊核直径是主要影响因素。 10. 常见点焊焊接质量问题

点焊焊接质量包括表面质量和内在质量。表面质量指的是外观质量；内在质量主要针对焊点的强度而言。·外观质量问题：焊点压痕过深及表面过热，表面局部烧穿、溢出、表面飞溅，焊点表面径向或环形裂纹，焊点表面粘损，焊点表面发 黑、包覆层破坏，接头边缘压溃或开裂，焊点脱开等。

·内在质量问题：未焊透或熔核尺寸小，焊透率过大，裂纹、缩松、 缩孔，核心偏移，内部飞溅，气 孔，熔核宏观偏析，脆性接头等。

11. 电阻点焊操作注意事项

① 焊接过程中，在电极与工件接触时，尽量使电极与工件接触点所在的平面保持垂直。（不垂直会使电极

端面与工件的接触面积减小，通过接触面的电流密度就会增大，导致烧穿、熔核直径减小、飞溅增大等焊接缺陷。）

② 焊接过程中，应避免焊钳与工件接触，以免两极电极短路。

③ 电极头表面应保证无其它粘接杂物，发现电极头磨损严重或端部出现凹坑，必须立即更换。（因为随着

点焊的进行，电极端面逐渐墩粗，通过电极端面输入焊点区域的电流密度逐渐减小，熔核直径减小。

当熔核直径小于标准规定的最小值，则产生弱焊或虚焊。一般每打400∽450个焊点需用平锉修磨电极帽一次，每个电极帽在修磨9∽10次后需更换。）

④ 定期检查气路、水路系统，不允许有堵塞和泄露现象。 ⑤ 定期检查通水电缆，若发现部分导线折断，应及时更换。 ⑥ 停止使用时应将冷却水排放干净。

12. 点焊接头焊接缺陷产生的原因及改进措施（见表1）

名称 质量问题 产生的可能原因

改进措施 电流小，通电时间短，电极压力过大 调整规范 电极接触面积过大 修整电极 未熔透或 熔核尺寸小

表面清理不良

清理表面

电流过大，通电时间过长，电极压力不足等。 调整规范

熔核尺寸缺陷

焊透率过大 电极冷却条件差

加强冷却，使用导热好的电极材料。

电极接触面积过小 修整电极 电流过大，通电时间过长，电极压力不足 调整规范

焊点压痕过深及表面过热 电极冷却条件差 加强冷却

电极修整得太尖锐 修整电极 电极或焊件表面有异物 清理表面

表面局部烧穿、溢出、表面飞溅 电极压力不足或电极与焊件虚接触 提高电极压力，调行程

电极压力不足，锻压压力不足或加得不及时 调整规范

焊点表面径向裂纹 电极冷却作用差 加强冷却

焊点表面环形裂纹 焊接时间过长 调整规范 电极材料选择不当 调换合适电极材料

焊点表面粘损 电极端面倾斜 修整电极

电极、焊件表面清理不良 清理表面 焊点表面发黑，包覆层破坏 电流过大，焊接时间过长，电极压力不足 调整规范 边距过小 改进接头设计 大量飞溅 调整规范

接头边缘压溃或开裂 电极未对中 调整电极同轴度

外部缺陷

焊点脱开 焊件刚性大而又装配不良 调整板件间隙，注意装

配：调整规范

焊接时间过长，电极压力不足，锻压力加得不及时

调整规范

熔核及近缝区淬硬 选用合适的焊接规范 裂纹、缩松、缩孔 大量飞溅 清理表面，增大电极压

力

核心偏移 热场分布对贴合面不对称 调整热平衡（不等电极

端面、不同电极材料、改为凸焊等）

结合线伸入 表面氧化膜清除不净 高熔点氧化膜应严格清

除并防止焊前的再氧化

电流过大，电极压力不足 调整规范

板间有异物或贴合不紧密 清理表面、提高压力或

用调幅电流波形

板缝间有金属溢出 边距过小 改进接头设计

脆性接头 熔核及近缝区淬硬 采用合适的焊接循环 熔核成分宏观偏析 焊接时间短 调整规范 环形层状花纹 焊接时间过长 调整规范 内部缺陷

气孔 表面有异物（镀层、锈等） 清理表面

表1点焊接头焊接缺陷产生的原因及改进措施