點(dian)焊是(shi)指將(jiang)焊件裝配成搭接接頭,并壓緊在兩電極之間,利用(yong)電阻熱熔(rong)化母(mu)材金屬,形(xing)成焊點(dian)的電阻焊方法,見圖6-21。


圖 21.jpg



一、焊點(dian)形成過程


  焊(han)點(dian)形成(cheng)過(guo)程是由(you)預壓、通(tong)電加熱和(he)冷(leng)卻結晶三個連續階段(duan)所組成(cheng)。


 1. 預(yu)壓階段


  焊(han)件在(zai)(zai)點焊(han)機電(dian)極間頂先擠壓,其作用是在(zai)(zai)焊(han)件的焊(han)接(jie)(jie)處形成緊密的接(jie)(jie)觸(chu)(chu)點,為(wei)此,電(dian)極壓力在(zai)(zai)焊(han)接(jie)(jie)電(dian)流接(jie)(jie)通前即應達到滿(man)值。如(ru)果在(zai)(zai)通電(dian)加熱(re)時的電(dian)極壓力不夠大,則接(jie)(jie)觸(chu)(chu)電(dian)阻很(hen)大,接(jie)(jie)觸(chu)(chu)點處的金屬很(hen)快(kuai)熔化(hua),以火花形式飛濺(jian)出來,產生所謂初期飛濺(jian)。這時工(gong)件可(ke)能(neng)被(bei)燒穿,電(dian)極可(ke)能(neng)被(bei)燒壞。


2. 通(tong)電加(jia)熱階段


  被擠壓在電(dian)(dian)極之間的(de)(de)焊件,靠電(dian)(dian)流通過接觸(chu)電(dian)(dian)阻(zu)及工件本身電(dian)(dian)阻(zu)所(suo)產生的(de)(de)熱(re)(re)量加熱(re)(re)。這(zhe)時,在熱(re)(re)和機(ji)械(xie)(力(li))作用下形成塑性環(huan)、熔核,并(bing)隨著通電(dian)(dian)加熱(re)(re)的(de)(de)進行(xing)而(er)長大,直(zhi)到(dao)獲得需要的(de)(de)熔核尺寸。在焊點核心(xin)內的(de)(de)熔化金屬(shu)被塑性環(huan)包(bao)圍,如果這(zhe)個環(huan)不夠緊,部(bu)分液(ye)態金屬(shu)就會溢出,形成金屬(shu)飛濺。


3. 冷卻(que)結晶階段


  該階段又稱鍛壓階段。當(dang)熔核達(da)到(dao)合(he)格的(de)(de)(de)形狀與尺寸(cun)后,切斷焊接電(dian)流,液態(tai)熔核在(zai)電(dian)極壓力作(zuo)用(yong)下冷卻(que)結晶(jing)(jing)。熔核結晶(jing)(jing)是在(zai)封(feng)閉(bi)的(de)(de)(de)金(jin)(jin)(jin)屬模(mo)內進行的(de)(de)(de),結晶(jing)(jing)時不能(neng)自由收縮,用(yong)電(dian)極擠壓就可使正在(zai)結晶(jing)(jing)的(de)(de)(de)金(jin)(jin)(jin)屬變(bian)得致密,使之不易產生(sheng)縮孔或裂縫。因(yin)此,電(dian)極壓力在(zai)焊接電(dian)流斷開、熔核金(jin)(jin)(jin)屬全部結晶(jing)(jing)后才能(neng)解除。


由于材質和焊接(jie)規范特征的(de)不同(tong),熔(rong)核(he)的(de)凝固組(zu)(zu)(zu)織(zhi)可(ke)有(you)三種:柱(zhu)狀(zhuang)組(zu)(zu)(zu)織(zhi)、等(deng)(deng)軸(zhou)組(zu)(zu)(zu)織(zhi)、柱(zhu)狀(zhuang)+等(deng)(deng)軸(zhou)組(zu)(zu)(zu)織(zhi)。純(chun)金(jin)屬(如鎳、鉬等(deng)(deng))和結晶(jing)溫度區間(jian)窄的(de)合金(jin)(碳鋼、合金(jin)鋼、鈦合金(jin)等(deng)(deng)),其熔(rong)核(he)組(zu)(zu)(zu)織(zhi)為柱(zhu)狀(zhuang)組(zu)(zu)(zu)織(zhi);鋁(lv)合金(jin)等(deng)(deng)其熔(rong)核(he)為“柱(zhu)狀(zhuang)十(shi)等(deng)(deng)軸(zhou)”組(zu)(zu)(zu)織(zhi),熔(rong)核(he)完全是等(deng)(deng)軸(zhou)組(zu)(zu)(zu)織(zhi)的(de)情況極(ji)少。



二、點焊(han)工藝


1. 點焊種類及(ji)選用


 點(dian)(dian)(dian)焊的種類有:工(gong)頻(pin)、交流點(dian)(dian)(dian)焊,用于(yu)各種鋼材(cai)、鋁及(ji)其合金一般件焊接;電容儲能點(dian)(dian)(dian)焊,用于(yu)異種金屬、鋁及(ji)其合金不等厚(hou)度及(ji)精(jing)密件和(he)重要件的焊接;直(zhi)流沖擊波點(dian)(dian)(dian)焊,用于(yu)鋁及(ji)其合金焊接;低頻(pin)交流點(dian)(dian)(dian)焊,用于(yu)大型磁性件焊接。


2. 點(dian)焊(han)接(jie)頭類(lei)型


  點(dian)焊的(de)(de)(de)接(jie)頭(tou)類型要充分考(kao)慮到(dao)點(dian)焊機電(dian)極(ji)能接(jie)近焊件(jian),做到(dao)施(shi)焊方(fang)便,加熱可靠。如(ru)圖6-22(a)~(d)所示的(de)(de)(de)是合理的(de)(de)(de)接(jie)頭(tou);(e)、(g)所示的(de)(de)(de)接(jie)頭(tou)難以用一般電(dian)極(ji)施(shi)焊;(f)所示的(de)(de)(de)接(jie)頭(tou)必須(xu)將電(dian)極(ji)伸人工件(jian)內部,施(shi)焊困(kun)難;(h)所示的(de)(de)(de)接(jie)頭(tou)的(de)(de)(de)分流現象嚴重,會影響焊接(jie)質量。


圖 22.jpg


3. 焊件(jian)表(biao)面清理


  焊(han)件(jian)(jian)表面(mian)狀態對焊(han)點大(da)小、強度和表面(mian)質量以及(ji)電(dian)極(ji)壽命有(you)直接(jie)影響(xiang)。電(dian)極(ji)與焊(han)件(jian)(jian)、焊(han)件(jian)(jian)與焊(han)件(jian)(jian)的(de)接(jie)觸面(mian)均需清理(li)(li)。各種鋼材可(ke)用酸洗、噴(pen)砂或(huo)機械(xie)法清理(li)(li)。鋁合金(jin)等有(you)色金(jin)屬(shu)經酸洗或(huo)機械(xie)清理(li)(li)后,焊(han)件(jian)(jian)的(de)接(jie)觸面(mian)應(ying)有(you)一定的(de)接(jie)觸電(dian)阻。不銹鋼還可(ke)用電(dian)拋光清理(li)(li)待焊(han)表面(mian)。


4. 點焊規(gui)范參數的選擇


  點焊(han)(han)規范(fan)參(can)數主要(yao)有:焊(han)(han)接電(dian)流、通(tong)電(dian)時間(jian)、電(dian)極壓力和電(dian)極頭(tou)尺寸(cun)。一(yi)般(ban)焊(han)(han)各種(zhong)鋼用(yong)平頭(tou)電(dian)極,焊(han)(han)鋁或鈦(tai)合(he)金用(yong)球面(mian)電(dian)極。當電(dian)極材料、端面(mian)形(xing)狀(zhuang)及尺寸(cun)選(xuan)定以后,焊(han)(han)接規范(fan)的選(xuan)擇主要(yao)是考慮焊(han)(han)接電(dian)流、通(tong)電(dian)時間(jian)和電(dian)極壓力這(zhe)三個參(can)數,它們(men)是形(xing)成點焊(han)(han)接頭(tou)的三大(da)要(yao)素,其相互配(pei)合(he)可有兩種(zhong)方式(shi)。


  ①. 焊接(jie)電流和通電時(shi)間的配合


   這種配合(he)以反映焊(han)接(jie)區加熱道度快慢為(wei)主要特征(zheng)。當(dang)采(cai)用大焊(han)接(jie)電(dian)(dian)流(liu)、短(duan)通電(dian)(dian)時(shi)(shi)(shi)(shi)間參數時(shi)(shi)(shi)(shi)稱(cheng)為(wei)項規(gui)范(fan);而采(cai)用小焊(han)接(jie)電(dian)(dian)流(liu)、長通電(dian)(dian)時(shi)(shi)(shi)(shi)間參數時(shi)(shi)(shi)(shi)稱(cheng)為(wei)軟規(gui)范(fan)。


   硬規范(fan)的特(te)點:生產率高(gao)(gao),電極磨(mo)損少,焊(han)件表面壓(ya)坑淺,熱影響(xiang)區小,焊(han)接(jie)變形小。但是由于焊(han)接(jie)電流大,對通電時間(jian)必須精(jing)確控制。如果通電時間(jian)稍發(fa)生變化,就有(you)可能引起(qi)加熱不足或過燒,嚴重影響(xiang)焊(han)點強度。當焊(han)機功率不足和焊(han)接(jie)淬硬傾向較大的材料(如低合金(jin)高(gao)(gao)強度鋼(gang))時,均(jun)不宜用硬規范(fan)。


  軟(ruan)規(gui)(gui)范的(de)特點:加熱平(ping)穩,焊(han)接(jie)質量(liang)對規(gui)(gui)范參數波動的(de)敏感性(xing)低(di),焊(han)點強度穩定;溫度場分布平(ping)緩、塑性(xing)區寬(kuan),在壓(ya)力(li)作用下易變(bian)形,可減少熔核內噴濺、縮孔和(he)裂(lie)紋(wen)傾向(xiang);對有(you)淬(cui)硬傾向(xiang)的(de)材料,軟(ruan)規(gui)(gui)范可減少接(jie)頭(tou)(tou)冷裂(lie)紋(wen)傾向(xiang);所用設備容量(liang)小,控(kong)制精(jing)度不高,因而較便(bian)宜。但是,軟(ruan)規(gui)(gui)范易造(zao)成焊(han)點壓(ya)痕深、接(jie)頭(tou)(tou)變(bian)形大,表(biao)面(mian)質量(liang)差;電(dian)極(ji)磨(mo)損快(kuai)、生產效率低(di)。


  一般硬規(gui)范(fan)適(shi)用于鋁合(he)金、奧(ao)氏體不銹(xiu)鋼、低(di)(di)碳(tan)鋼及不等厚度板材的焊接,而(er)軟規(gui)范(fan)適(shi)用于低(di)(di)合(he)金鋼、可淬硬鋼+耐熱合(he)金及鈦合(he)金等。


 ②. 焊接(jie)電流和電極壓(ya)力(Fo)的配合


  這種(zhong)配合以焊(han)(han)接(jie)過(guo)(guo)程中不產生噴(pen)(pen)濺為(wei)主要(yao)特征。根(gen)據(ju)這一原則制定的(de)焊(han)(han)接(jie)電(dian)流(I)、電(dian)極壓力(li)(li)(Fw)關(guan)系曲線稱為(wei)噴(pen)(pen)濺臨界曲線(見圖(tu)6-23).曲線左半區為(wei)無噴(pen)(pen)濺區,這里(li)Fw大而(er)I小,但焊(han)(han)接(jie)壓力(li)(li)選(xuan)擇過(guo)(guo)大會造成固(gu)相焊(han)(han)接(jie)(塑性環(huan))范圍過(guo)(guo)寬,導(dao)致焊(han)(han)接(jie)質量不穩定。曲線右半區為(wei)噴(pen)(pen)濺區,因為(wei)電(dian)極壓力(li)(li)不足,加熱(re)過(guo)(guo)快(kuai)而(er)引起噴(pen)(pen)濺。當規范選(xuan)在噴(pen)(pen)濺臨界曲線附近(無噴(pen)(pen)濺區內)時,可獲得最(zui)大熔(rong)核和最(zui)高拉伸載荷。同時,由(you)于降低了焊(han)(han)機機械功率,也提(ti)高了經濟(ji)效(xiao)果。


圖 23.jpg


 焊接規范的最后確定(ding)主要是用實驗(yan)(yan)法,即先借用經驗(yan)(yan)數據→試焊→檢驗(yan)(yan)→確定(ding)。


③. 應(ying)用范圍


  點(dian)焊(han)廣泛應用在(zai)電子(zi)、儀表、家(jia)用電器(qi)的(de)(de)組合(he)件(jian)連接(jie)上(shang),同時也大量應用于建筑工(gong)程(cheng)、交通運(yun)輸及航空航天工(gong)業中的(de)(de)沖壓件(jian)、金屬構件(jian)和(he)鋼筋(jin)網的(de)(de)焊(han)接(jie)。目前,從以微米計的(de)(de)微型電子(zi)電路到厚達(3.0+0.0)mm的(de)(de)巨型房框架(jia)都可采用點(dian)焊(han)連接(jie)。