电阻焊基础知识 中文

钨
W
32
、导电率小。
利用钨电极的发热。
与钨电极相比，持久性有所逊色，
钼
Mo
31
同上
但是加工性、以及成本上具有优势。
钨铜
Cu・W
导电率、热传导率等在W与 51
CuCr的之间。切削性好。
要减少消耗，或者要使用微小焊接 电极时
钨银 15
Ag・W
导电率、热传导率等与Cu・W基本相
53
同上
同。不能使用Cu合金电极时使用。
１．单相交流式
最普及的一种方式。构造简单、操作以及持久性好，价格也便宜。 但是热效率不好，对工件容易产生热影响，不适合超精密焊接。适合比较容易的铁系材料的焊 接。
可控硅
变压器
焊接头
AC200V 32
交流式焊接电源 MEA-100A
2．电容储能式
电容充电后，通过放电流出大电流。 因为可以流大电流，因此在铝・铜等热传导好的材质的焊接上使用。 但是，电流上升的速度非常迅速，不能很好的控制倾斜角因此容易产生飞溅。
通电流
最初就在端子上通电流。
漆包线气体
这时，用电极上产生的电阻发热和加压力剥离导线 的漆包层露出线芯。
加压力 电流
随后，电流从端子→线芯→端子这个顺序通过，端子与线芯热压焊接。
39
热压焊的应用
剥离状态 40
放大照片
多股线热压焊的位移量管理
与焊接监测仪MM-370B组合后，可以测定位移量。另外，搭载了位移量到达一定数值时可改变电流 值的中断功能。
Ｂ条件
Ｃ 条件
A条件 ・固有电阻小热传导好的金属材料
⇒铜系工件 ・要降低工件的变形或酸化时
B条件 ・固有电阻高的金属材料 ⇒铁系工件
※考虑到飞溅或粘电极等现象，因此要用中时间低 电流（Ｂ条件）时
通電時間ｔ
C条件 ・热压焊等、加长焊接时间时
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热压焊
38
热压焊的焊接原理
通过剥离导线的漆包层后使端子与线芯进行压方焊接。热压焊没有使用对人体有害的铅等物 质，是较环保的一种焊接。
35
5．交流逆变
具有「热效率高且可保持稳定的焊接品质」这个长处。而且，因为是交流式可解消极性效果，能使用 交流用焊接变压器。最适合热压焊。
3相 AC200V AC400V
变压区
焊接头
交流逆变式焊接电源 MIB-500B
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6．找条件
下记的A、B、C条件的区分使用
QUESTION
電流値Ａ
A条件 Ａ条件
凸点的前端因为受到电流会发热、成熔融状态。这个步骤：溶融部分→加压、 溶融部分→加压很重要
22
POINT 要提高追従性
加压调整机构 加加压圧弹バ簧ネ
电极支架 23
◆可动部位要尽量轻量。 ◆减少摺動部的摩擦。 ◆可动部要放平。
加圧追従机构部的种类
8．监测仪
为了要一直维持稳定的焊接品质、需要使用焊接监测仪。用感应线圈以及电压检出线缆可 以测定电流值・电压值・通电时间，并且加压力监测仪可测定加压力。
・非接触焊接 ・电极与被焊接吴之间形成电弧后熔融的焊接工艺 ・熔融焊接
・非接触焊接 ・利用激光能量进行焊接的工艺 ・熔融焊接 ・接触焊接（电极） ・用电极压住工件、边加压边让超声波振动 （横向振动）来进行 焊接的工艺 ※纵向振动在进行树脂焊接时使用 ・扩散焊接
何谓电阻焊
4
1．电阻焊使用的设备
电阻焊除焊接电源以外，还需要变压器（交流式、电容储能式、逆变式）、二次导体、焊接机头。另外，如果要 测定焊接电流、通电时间的话，还需要监测仪。
上：Cu（厚板）
W电极
下：Cu（厚板）
W電極
问题点：因为是厚板因此不易焊接。 就算加长通电时间也焊不上。
21
在工件上做个凸点，使电流集。 用短时间通大电流后就能焊上。（晶体管式电源）
7．追従性
追従性的重要性 焊接电流通过焊接材料（工件）时、工件会发热、熔融。这个熔融里电极的追従性很重要。追従性不良时， 会发生气孔或者很脆的焊接现象。 凸点焊接时追従性
电阻焊设备配置 （使用直流逆变电源时） 焊接头
焊接电源
二次导体
焊接变压器 感应线圈 5
监测仪
2．原理图 （交流式）
从焊接电源流出电流。用可控硅管理有多少时间电流。可控硅在ＯＮ到ＯＦＦ时为止的时间就是焊接时 间。（称开关切换。）然后电流因为有变压器的介入，从高电压低电流转换为低电压高电流，传达到焊 接机头。
不同金属或板厚的金属进行焊接时、理常常很难得到理想的（焊斑位置）焊接效果 。这时会出现不能得到良好的焊接强度、熱影響が或者因为热影响过大、或工件粘电 极以及电极的使用寿命变短等现象。
焊斑会容易向上面SUS偏移。
CuCr
⇒会有①粘上电极、②焊接强度弱等现象的发生
SUS（薄板） SUS（厚板）
CuCr
选择电极很重要 ◆材质 ◆形状
氧化铝分散铜 （AL-60）
铍(青)铜
Cu・Al2O3 Cu・Be
镀锌钢板等表面处理过的钢板。Ni 78 分散强化型合金。比CuCr更有强度。
的焊接等
Cu・Be系的析出强化型合金。 使用不锈钢、耐热钢等材料时，与
55 与上述2种电极材料相比机械性强度 CuCr相比持久性要长很多。
大。
高熔点金属因此耐热性高、热传导 焊接铜（特别是铜编织线）、铜合金时
→受到加压冲击或者焊接中的发热也能不变形。 ４．不易与被焊接物（工件）形成合金。→电极与工件不易粘上。
14
シートセパレーション
电极种类
材质 铬铜
主要成分 导电率
特点
对象金属材料（工件）
析出强化型合金。熱伝導率热传导率 软钢、低合金钢等、对一般钢材和
CuCr 80以上
、导电率都大，比较经济。
母材表面进行保护（防止温度上升）
电极前端形状
16
・维护容易（再加工等）。 ・一边的电极使用粗的Ｆ型时、
不易对这侧的被焊接物表面产生伤痕。 ・因为与工件初期的接触较小、因此能让焊 接电流集中。 （在容易粘电极的材料上使用）
・比F型更能让电流集中。
・是CF型与R型的组合电极。 可以减少对周围的热效应。
・一般形状的电极。
6．热平衡
何谓热平衡・・・？
♦ 电阻（次级线缆）
焊接变压器
焊接头
♦ 电极前端形状 ♦ 电极材质
♦ 输出电压
♦ 电流值 ♦ 通电时间
10
焊接电源
3相200V
加压力 (P)、(N)
2．电流值、通电时间、加压力的合适组合
要得到好的焊接条件时，焊接电流值、通电时间加压力的设定就很重要。下图就标示了最合适的焊接条件。 加压力大时电阻变小，因为不发热因此强度不够。但是，如果电流时间过长就产生过量的发热那容易引起 飞溅火花。
：电流
可控硅
变压器
焊接头
电源 AC200V
金属电阻R（固有电阻） 电极
电极
焊斑 发热量（Q）
POINT
焦耳发热公式
6
2
Q=I Rt
Q:发热量(J) t：通电时间 R：电阻 I：电流
3．关于焊接部的发热
金属通电后会发热。这是因为金属上存在电阻（Ｒ）。是金属材料自身所具有的。 这个称固有电阻、那电极与工件接触时产生的电阻称为接触电阻。 除上面以外，电阻焊接上也存在有电阻，这个电阻对焊接来说是重要要素。
一些代表性金属的热传导率
电极
散热
材材質料
热熱传伝导導率率（cal/cm×S×℃）
ステ不ンレ锈ス钢鋼
0.039
高高炭炭素钢鋼0.8～1.6％
0.1
純鉄纯铁
0.18
黄銅黄（铜真鍮）
0.2
电流
純アル纯ミ铝ニウム
0.57
銅铜
0.94
銀银
1.00
8
电阻焊的管理项目
9
1．电阻焊重要要素
♦ 加压力 ♦ 追従性 ♦ 热平衡
电阻焊接的品质管理 要点・・・「目测管理」
MM-370B
24
测定画面
通电方式
25
1．上下焊接
焊接材料重叠、一侧的电极通过焊接部、も另一侧的电极使电流上下流动。也是点焊的基本方式。
上电极
下电极 26
应用照片
上下焊接用 加圧追従机构部
VPW-S
2．用2个电极的上下焊
使用2个焊接电极，个根电极接触不同的工件，从一侧的电极流到焊接处电流流向另一侧远离焊接焊 接处的电极一方的方式。
QUESTION2 根据下列条件，最合适的电极形状是什么？
EX2）
ANSWER
CuCr
W 发热
上：Cu（铜）
下：Ｎｉ（镍） CuCr
问题点：发热部分往下偏移。 20
CuCr
上电极用钨电极、加热。 让下电极的接触面积增大易于散热。
QUESTION３ 根据下列条件，最合适的电极形状是什么？
EX3）
ANSWER
※IPB-5000A、ISB-200A、ISB-800A是对象机种。
第一通電
第二通電
MM-370A 第第三三通通電電
黄色線：位移量图
41
பைடு நூலகம்
使用了电极的热压焊
42
＜配线图＞
焊接变压器
感应线圈
７．凸点焊接
43
何谓凸点焊接・・・？
凸点焊接是在被焊接材的一处或者二处做一个凸起（凸点），使电流集中到这个部分进行焊接的 工艺。
无凸点
电流 发热
做凸点后，电流能集中起来发热效果好。 44
用晶体管式电源进行凸点焊接
铜和铁的电阻焊
<短时间通大电流的焊接装置> ・晶体管式焊接电源：MDA-8000B 3台并接 （MAX30,000A）
・最大加压力3500N气缸驱动式焊接机头 45
凸点焊接应用例
水晶振动子的焊接
各累密封部品的焊接
平行间隙焊是平行焊接的一种应用、把2个电极间的间隔缩小、2个焊接点重叠在一起变成焊 接1点的焊接工艺。主要使用在微细部品上的焊接。
2点重叠在一起变成1点 29
应用照片
平行间隙焊用 加圧追従机构部
VPW-S
焊接电源的种类
30
各种焊接电源的电流波形
电容储能式 晶体管式
31
直流逆变式
交流逆变式 单相交流式
电流 27
应用照片
电极 给电电极
上下焊接用 加圧追従机构部
VＴW-S 给电电极
3．平行焊接
2根电极接触同一焊接物进行焊接的方式。 通1次焊接电流可进行2点的焊接。
无效分流 电流流向了焊接处以外的地 方的现象。
使用交流式、交流逆变式焊 接电源
対策方法
中间开槽
28
平行焊接用 加圧追従机构部
VＢW-S
4．平行间隙焊接
焊接部的电阻区分 电极
R1
母材
R2
抵抗R
R3
母材
R4
电阻的种类
R2、R4
固有电阻
・材料自身具有的电阻
R1、R3、R５
接触电阻
・电极与工件接触时产生的电阻 ※提高加压时电阻减少 ※通电同时会减少
R5
电极
2
Q= I R t
（根据焦耳发热公式）
7
4．热传导
何谓热传导・・・？
导热的情况。电阻焊时，热传导好的材料散热非常快，因此为了要发热需要用很大的电流。不锈钢的散热性 小所以容易焊接，而银或者铜的散热很好所以不容易焊接。
17
电极温度分布
金属融点
发热
理想的温度分布 实际的温度分布 不单是工件界面，电极与工件的接触部分也会有温度升高的现象。
18
温度（T）
QUESTION１ 根据下列条件，最合适的电极形状是什么？
EX1）
ANSWER
上：固有电阻大
发热
下：固有电阻小
问题点：发热部分会往上移。 19
接触上电极的面积增大、降低了电流密度 使散热效果更好。
电源变压器
晶体管
焊接头
大容量电容 トランジスタ式溶接電源 MDA-8000B
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4．直流逆变
不像交流式有电流休止的时间、可进行持续高效的热供给。因此热效率高、 在短时间内可进行焊接减少了热影响、降低了电力消耗。并且使用小型变压器。
3相 AC200V AC400V
变压器
整流
焊接头
直流逆变式焊接电源 ISB-800A
AC100V AC200V
电源变压器
变压器
焊接头
大容量电容
电容储能式焊接电源 SW-7-160
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3．晶体管式
通过晶体管对电流进行微妙的调整控制了飞溅的发生。可进行超精密焊接。电流的控制速度非常快 多用于极其细的线（灯泡灯丝等）的焊接。 适合高电阻材质（钼・钨等）的焊接。
AC100V AC200V
强度不够
Good!
飞溅（火花）
时间 (t) 电流 (I w)
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3．电流值・通电时间
在焊接电源上设定
设定画面 12
直流逆变式焊接电源 IPB-5000A
通电时间
电流值
2
Q= I R t
（焦耳发热公式）
4．加压力
加压力具有使电极向被焊接物供给稳定的电流以及通电后对被焊接物边加压边进行冷却的作用。
脚踏式 MH-31AC 13
汽缸驱动式 ZH-50
伺服马达驱动式 MH-110A
5．电极
焊接电极的重要作用 ◆用大压力压住焊接部接部、产生平均的热分布、
使电流集中。⇒焊斑不能在电极前端直径的上面。 ◆对焊接部位供给大焊接电流。 ◆促进焊接部位的冷却。
＜电极材料所必须具备的特性＞ １．导电率高→通大电流也不易发热。 ２．热传导高→即使发热也能马上冷却。 ３．机械性强度、即使在高温状态也能保持硬度。
电阻焊基础知识
米亚基株式会社
2013年6月12日
1
1．接合的种类
2
接合的种类与特点
电阻焊
接合
回流热 压焊
电弧焊
激光
超声波
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・接触焊接（电极） ・对被焊接物进行通电、利用电阻发热来焊接的工艺 ・熔融焊接／扩散接合
・接触接合（电极、热压焊电极） ・对电极、热压焊电极边加热、加压边进行锡焊的焊接工艺 ・锡焊
铜螺母与铁的焊接 46
电极上开孔