點焊(han)是指將焊(han)件裝配成(cheng)搭接接頭(tou),并壓緊在兩電(dian)(dian)極(ji)之間,利(li)用(yong)電(dian)(dian)阻熱熔(rong)化母材金(jin)屬,形(xing)成(cheng)焊(han)點的電(dian)(dian)阻焊(han)方法,見(jian)圖(tu)6-21。


圖 21.jpg



一、焊點形成過(guo)程


  焊點形成(cheng)(cheng)過程是(shi)由預壓、通(tong)電(dian)加熱和冷卻結(jie)晶三個連續階段(duan)所組成(cheng)(cheng)。


 1. 預(yu)壓階段


  焊(han)件(jian)在點(dian)焊(han)機電極間頂(ding)先擠壓,其作用是(shi)在焊(han)件(jian)的焊(han)接(jie)處(chu)形成緊(jin)密的接(jie)觸(chu)點(dian),為此,電極壓力在焊(han)接(jie)電流接(jie)通前(qian)即應達到滿(man)值。如果在通電加熱時的電極壓力不夠大(da),則接(jie)觸(chu)電阻很大(da),接(jie)觸(chu)點(dian)處(chu)的金屬很快熔化,以火花形式飛濺出來,產生所謂初(chu)期飛濺。這(zhe)時工件(jian)可能被(bei)燒穿,電極可能被(bei)燒壞。


2. 通電(dian)加(jia)熱階段


  被擠壓在(zai)電(dian)(dian)極之間的焊件(jian),靠電(dian)(dian)流通(tong)過接(jie)觸(chu)電(dian)(dian)阻(zu)及工(gong)件(jian)本身(shen)電(dian)(dian)阻(zu)所產生的熱量加熱。這時,在(zai)熱和機械(力)作用下(xia)形成塑性(xing)環(huan)、熔核(he),并隨(sui)著通(tong)電(dian)(dian)加熱的進行而(er)長(chang)大,直到獲(huo)得需要的熔核(he)尺(chi)寸。在(zai)焊點核(he)心內(nei)的熔化金屬(shu)(shu)被塑性(xing)環(huan)包圍,如果這個環(huan)不(bu)夠緊,部分液態金屬(shu)(shu)就會溢出,形成金屬(shu)(shu)飛濺。


3. 冷卻結晶階段


  該(gai)階段又稱(cheng)鍛(duan)壓(ya)階段。當熔(rong)(rong)核達到合格的形狀與尺(chi)寸后(hou)(hou),切斷(duan)焊接電(dian)(dian)流,液(ye)態熔(rong)(rong)核在電(dian)(dian)極(ji)壓(ya)力(li)(li)作用(yong)下冷(leng)卻(que)結晶(jing)(jing)。熔(rong)(rong)核結晶(jing)(jing)是在封閉的金屬模內進行的,結晶(jing)(jing)時不能(neng)(neng)自(zi)由收縮,用(yong)電(dian)(dian)極(ji)擠壓(ya)就(jiu)可使正在結晶(jing)(jing)的金屬變得(de)致(zhi)密,使之不易產(chan)生(sheng)縮孔或裂縫。因(yin)此,電(dian)(dian)極(ji)壓(ya)力(li)(li)在焊接電(dian)(dian)流斷(duan)開、熔(rong)(rong)核金屬全部結晶(jing)(jing)后(hou)(hou)才能(neng)(neng)解除。


由于材質和(he)焊接規范特征(zheng)的(de)(de)不同,熔核(he)的(de)(de)凝(ning)固組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)可有三種:柱(zhu)狀(zhuang)(zhuang)組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)、等軸(zhou)組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)、柱(zhu)狀(zhuang)(zhuang)+等軸(zhou)組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)。純金(jin)屬(如鎳、鉬等)和(he)結晶溫(wen)度區間窄的(de)(de)合(he)金(jin)(碳鋼、合(he)金(jin)鋼、鈦(tai)合(he)金(jin)等),其熔核(he)組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)為柱(zhu)狀(zhuang)(zhuang)組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)(zhi);鋁(lv)合(he)金(jin)等其熔核(he)為“柱(zhu)狀(zhuang)(zhuang)十(shi)等軸(zhou)”組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)(zhi),熔核(he)完(wan)全是等軸(zhou)組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)情(qing)況極少。



二、點焊工藝(yi)


1. 點焊種類及選用


 點(dian)焊(han)的種類有(you):工頻(pin)、交流(liu)點(dian)焊(han),用(yong)(yong)于各種鋼材、鋁及其合金一般件(jian)焊(han)接(jie)(jie);電容儲能(neng)點(dian)焊(han),用(yong)(yong)于異種金屬(shu)、鋁及其合金不等厚度及精密件(jian)和重(zhong)要件(jian)的焊(han)接(jie)(jie);直流(liu)沖(chong)擊波點(dian)焊(han),用(yong)(yong)于鋁及其合金焊(han)接(jie)(jie);低頻(pin)交流(liu)點(dian)焊(han),用(yong)(yong)于大型磁性件(jian)焊(han)接(jie)(jie)。


2. 點焊接頭(tou)類型


  點焊的(de)接(jie)頭類(lei)型(xing)要充(chong)分(fen)考慮到點焊機(ji)電極能接(jie)近(jin)焊件,做(zuo)到施(shi)焊方便,加熱可靠。如圖6-22(a)~(d)所(suo)示(shi)的(de)是合(he)理(li)的(de)接(jie)頭;(e)、(g)所(suo)示(shi)的(de)接(jie)頭難以(yi)用一般電極施(shi)焊;(f)所(suo)示(shi)的(de)接(jie)頭必(bi)須將電極伸人(ren)工件內部,施(shi)焊困(kun)難;(h)所(suo)示(shi)的(de)接(jie)頭的(de)分(fen)流(liu)現象嚴重,會影(ying)響焊接(jie)質量。


圖 22.jpg


3. 焊件表面(mian)清(qing)理


  焊(han)件(jian)表面(mian)(mian)狀(zhuang)態對焊(han)點大小、強度和(he)表面(mian)(mian)質量以及電(dian)(dian)極壽(shou)命有(you)直接影響。電(dian)(dian)極與(yu)焊(han)件(jian)、焊(han)件(jian)與(yu)焊(han)件(jian)的接觸(chu)面(mian)(mian)均需(xu)清理。各種鋼材可(ke)用酸洗、噴砂或機械法清理。鋁合(he)金等(deng)有(you)色金屬(shu)經酸洗或機械清理后(hou),焊(han)件(jian)的接觸(chu)面(mian)(mian)應有(you)一定的接觸(chu)電(dian)(dian)阻。不銹鋼還可(ke)用電(dian)(dian)拋(pao)光(guang)清理待焊(han)表面(mian)(mian)。


4. 點焊規范(fan)參數的選擇


  點(dian)焊規范參數主要有(you):焊接電(dian)(dian)(dian)流、通(tong)電(dian)(dian)(dian)時間、電(dian)(dian)(dian)極壓力和電(dian)(dian)(dian)極頭尺寸。一般焊各種鋼用(yong)(yong)平(ping)頭電(dian)(dian)(dian)極,焊鋁或鈦合金用(yong)(yong)球面電(dian)(dian)(dian)極。當電(dian)(dian)(dian)極材料、端(duan)面形狀(zhuang)及尺寸選(xuan)定(ding)以后,焊接規范的選(xuan)擇主要是考慮焊接電(dian)(dian)(dian)流、通(tong)電(dian)(dian)(dian)時間和電(dian)(dian)(dian)極壓力這(zhe)三個參數,它們(men)是形成點(dian)焊接頭的三大要素,其(qi)相互(hu)配合可有(you)兩種方式。


  ①. 焊接電流和通(tong)電時間的配合


   這種配合以反(fan)映焊(han)接(jie)區加熱道度(du)快慢為(wei)(wei)主(zhu)要(yao)特征(zheng)。當采(cai)(cai)用大焊(han)接(jie)電流、短通電時(shi)間參數時(shi)稱(cheng)為(wei)(wei)項規范;而采(cai)(cai)用小焊(han)接(jie)電流、長通電時(shi)間參數時(shi)稱(cheng)為(wei)(wei)軟規范。


   硬規范(fan)的特點:生產率(lv)高,電極(ji)磨(mo)損少(shao),焊(han)(han)件表面壓坑(keng)淺,熱(re)影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)區小(xiao),焊(han)(han)接(jie)變形小(xiao)。但是由于焊(han)(han)接(jie)電流大,對通電時(shi)間(jian)必須(xu)精確控制。如(ru)果通電時(shi)間(jian)稍(shao)發生變化(hua),就有可能引起加熱(re)不(bu)足或過燒,嚴重影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)焊(han)(han)點強度。當焊(han)(han)機功率(lv)不(bu)足和焊(han)(han)接(jie)淬硬傾向(xiang)較大的材(cai)料(如(ru)低合金高強度鋼)時(shi),均不(bu)宜用硬規范(fan)。


  軟規范的特點:加(jia)熱平穩,焊接質(zhi)量對規范參(can)數波動的敏感性(xing)低,焊點強度(du)穩定;溫(wen)度(du)場(chang)分布(bu)平緩(huan)、塑性(xing)區寬,在壓力作用下易變形,可(ke)減少熔(rong)核內(nei)噴濺(jian)、縮孔和裂(lie)紋傾向(xiang);對有淬硬傾向(xiang)的材(cai)料,軟規范可(ke)減少接頭(tou)冷裂(lie)紋傾向(xiang);所用設備容(rong)量小(xiao),控制精度(du)不高,因而較便宜。但是,軟規范易造成焊點壓痕(hen)深、接頭(tou)變形大,表面質(zhi)量差;電極磨損快(kuai)、生產效率(lv)低。


  一般硬規范適用(yong)于(yu)鋁合金(jin)、奧(ao)氏體不銹鋼、低碳鋼及(ji)不等厚度板材的(de)焊接(jie),而軟規范適用(yong)于(yu)低合金(jin)鋼、可淬硬鋼+耐熱合金(jin)及(ji)鈦合金(jin)等。


 ②. 焊接(jie)電流和電極(ji)壓力(Fo)的(de)配合


  這種配合(he)以焊(han)接過(guo)程中不產生噴濺(jian)為(wei)主(zhu)要特征。根據這一(yi)原則制定的焊(han)接電流(I)、電極(ji)壓力(Fw)關系(xi)曲線稱為(wei)噴濺(jian)臨界曲線(見圖6-23).曲線左半(ban)區(qu)為(wei)無(wu)噴濺(jian)區(qu),這里Fw大(da)(da)而(er)(er)I小,但焊(han)接壓力選(xuan)(xuan)擇過(guo)大(da)(da)會(hui)造成固相焊(han)接(塑性環)范(fan)圍過(guo)寬,導致(zhi)焊(han)接質量不穩(wen)定。曲線右半(ban)區(qu)為(wei)噴濺(jian)區(qu),因為(wei)電極(ji)壓力不足,加熱過(guo)快而(er)(er)引起噴濺(jian)。當規范(fan)選(xuan)(xuan)在噴濺(jian)臨界曲線附近(無(wu)噴濺(jian)區(qu)內)時,可獲得最大(da)(da)熔核和最高拉伸載荷。同時,由于降低了焊(han)機機械功率,也提高了經濟效(xiao)果。


圖 23.jpg


 焊接規范的最后(hou)確定主要是用(yong)實驗法,即先借用(yong)經驗數據→試焊→檢驗→確定。


③. 應用范圍


  點(dian)焊(han)廣(guang)泛應(ying)用(yong)(yong)在電子(zi)、儀表、家用(yong)(yong)電器的(de)(de)組合件(jian)連接(jie)上,同時也大量應(ying)用(yong)(yong)于建(jian)筑工程、交通運輸及航空航天工業中的(de)(de)沖壓(ya)件(jian)、金屬構件(jian)和鋼筋網的(de)(de)焊(han)接(jie)。目前,從以微(wei)米計的(de)(de)微(wei)型(xing)電子(zi)電路到厚(hou)達(3.0+0.0)mm的(de)(de)巨型(xing)房框(kuang)架都(dou)可采(cai)用(yong)(yong)點(dian)焊(han)連接(jie)。