點焊是指將焊件裝配成搭(da)接接頭,并壓緊在兩電極之間,利用電阻(zu)熱(re)熔化(hua)母材金屬(shu),形(xing)成焊點的(de)電阻(zu)焊方(fang)法(fa),見(jian)圖6-21。


圖 21.jpg



一、焊點形成過程(cheng)


  焊點形(xing)成過程是由預(yu)壓、通(tong)電(dian)加熱和冷卻(que)結(jie)晶三(san)個連續(xu)階段所組(zu)成。


 1. 預壓(ya)階段


  焊(han)(han)件(jian)(jian)在點(dian)焊(han)(han)機電(dian)極間頂(ding)先擠壓,其作用是在焊(han)(han)件(jian)(jian)的(de)(de)焊(han)(han)接處形成緊密的(de)(de)接觸(chu)(chu)(chu)點(dian),為此,電(dian)極壓力在焊(han)(han)接電(dian)流接通前即應達(da)到滿值。如果(guo)在通電(dian)加熱時的(de)(de)電(dian)極壓力不夠(gou)大(da),則接觸(chu)(chu)(chu)電(dian)阻很大(da),接觸(chu)(chu)(chu)點(dian)處的(de)(de)金屬很快熔化,以火花(hua)形式飛濺(jian)出來,產(chan)生所(suo)謂初期飛濺(jian)。這時工件(jian)(jian)可能(neng)被燒(shao)穿,電(dian)極可能(neng)被燒(shao)壞。


2. 通電加熱階段


  被擠壓在(zai)電極(ji)之間的(de)焊件,靠電流(liu)通(tong)過接(jie)觸電阻及(ji)工件本(ben)身電阻所產生的(de)熱(re)(re)量(liang)加熱(re)(re)。這時,在(zai)熱(re)(re)和機械(力(li))作用下(xia)形(xing)成(cheng)塑性環(huan)、熔核(he),并隨著(zhu)通(tong)電加熱(re)(re)的(de)進行而長大,直到獲(huo)得需要的(de)熔核(he)尺寸。在(zai)焊點核(he)心內的(de)熔化金屬被塑性環(huan)包圍(wei),如(ru)果(guo)這個環(huan)不夠緊,部分(fen)液態(tai)金屬就會(hui)溢出,形(xing)成(cheng)金屬飛(fei)濺。


3. 冷卻結晶階段


  該(gai)階(jie)段又(you)稱鍛壓階(jie)段。當(dang)熔核(he)達到合(he)格的形狀與尺(chi)寸后(hou),切斷焊接(jie)電流,液態熔核(he)在(zai)電極(ji)(ji)(ji)壓力作用下冷卻結(jie)晶(jing)。熔核(he)結(jie)晶(jing)是在(zai)封閉的金屬(shu)模內進行的,結(jie)晶(jing)時不(bu)(bu)能自(zi)由(you)收縮,用電極(ji)(ji)(ji)擠(ji)壓就可使正在(zai)結(jie)晶(jing)的金屬(shu)變得(de)致(zhi)密(mi),使之不(bu)(bu)易產生(sheng)縮孔或(huo)裂縫。因此,電極(ji)(ji)(ji)壓力在(zai)焊接(jie)電流斷開、熔核(he)金屬(shu)全部結(jie)晶(jing)后(hou)才能解(jie)除。


由于材(cai)質和(he)焊接規范特征的(de)不同,熔核(he)的(de)凝固組(zu)織(zhi)(zhi)可有三種:柱(zhu)狀組(zu)織(zhi)(zhi)、等(deng)軸組(zu)織(zhi)(zhi)、柱(zhu)狀+等(deng)軸組(zu)織(zhi)(zhi)。純(chun)金(jin)屬(如鎳(nie)、鉬等(deng))和(he)結晶溫度區間(jian)窄的(de)合金(jin)(碳(tan)鋼(gang)、合金(jin)鋼(gang)、鈦合金(jin)等(deng)),其(qi)熔核(he)組(zu)織(zhi)(zhi)為(wei)柱(zhu)狀組(zu)織(zhi)(zhi);鋁合金(jin)等(deng)其(qi)熔核(he)為(wei)“柱(zhu)狀十等(deng)軸”組(zu)織(zhi)(zhi),熔核(he)完全是(shi)等(deng)軸組(zu)織(zhi)(zhi)的(de)情況極(ji)少。



二、點焊工藝


1. 點焊種類及選(xuan)用


 點焊(han)(han)的種(zhong)(zhong)(zhong)類有(you):工頻、交(jiao)(jiao)流(liu)點焊(han)(han),用(yong)于各種(zhong)(zhong)(zhong)鋼材、鋁及其(qi)合金(jin)一般件(jian)焊(han)(han)接;電容儲能(neng)點焊(han)(han),用(yong)于異種(zhong)(zhong)(zhong)金(jin)屬(shu)、鋁及其(qi)合金(jin)不等(deng)厚度(du)及精密件(jian)和(he)重要件(jian)的焊(han)(han)接;直流(liu)沖擊(ji)波點焊(han)(han),用(yong)于鋁及其(qi)合金(jin)焊(han)(han)接;低頻交(jiao)(jiao)流(liu)點焊(han)(han),用(yong)于大型磁(ci)性(xing)件(jian)焊(han)(han)接。


2. 點焊接頭類型


  點焊(han)的(de)(de)(de)接(jie)頭(tou)類(lei)型要充分考慮到點焊(han)機電(dian)極(ji)能接(jie)近(jin)焊(han)件,做到施(shi)焊(han)方便,加(jia)熱可(ke)靠(kao)。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(han);(f)所示的(de)(de)(de)接(jie)頭(tou)必(bi)須(xu)將(jiang)電(dian)極(ji)伸人工件內部,施(shi)焊(han)困(kun)難;(h)所示的(de)(de)(de)接(jie)頭(tou)的(de)(de)(de)分流現(xian)象嚴重,會影響焊(han)接(jie)質量。


圖 22.jpg


3. 焊(han)件表面清理(li)


  焊(han)件表面狀態對焊(han)點大小、強度和表面質量(liang)以及(ji)電(dian)極(ji)壽(shou)命(ming)有(you)直(zhi)接影響(xiang)。電(dian)極(ji)與焊(han)件、焊(han)件與焊(han)件的接觸面均需清理(li)(li)。各(ge)種鋼(gang)材可用酸(suan)洗、噴砂或機械(xie)法(fa)清理(li)(li)。鋁合金等(deng)有(you)色金屬(shu)經酸(suan)洗或機械(xie)清理(li)(li)后,焊(han)件的接觸面應有(you)一定的接觸電(dian)阻。不銹鋼(gang)還可用電(dian)拋光清理(li)(li)待焊(han)表面。


4. 點焊規(gui)范參(can)數的選擇


  點焊規范(fan)參數主要有:焊接電(dian)(dian)流、通電(dian)(dian)時(shi)間(jian)、電(dian)(dian)極(ji)壓力(li)和電(dian)(dian)極(ji)頭尺(chi)寸。一般焊各種(zhong)鋼用(yong)平(ping)頭電(dian)(dian)極(ji),焊鋁或鈦合金用(yong)球面電(dian)(dian)極(ji)。當(dang)電(dian)(dian)極(ji)材(cai)料(liao)、端面形(xing)狀及尺(chi)寸選(xuan)定以(yi)后(hou),焊接規范(fan)的選(xuan)擇主要是考慮焊接電(dian)(dian)流、通電(dian)(dian)時(shi)間(jian)和電(dian)(dian)極(ji)壓力(li)這三(san)個(ge)參數,它們是形(xing)成點焊接頭的三(san)大要素,其相(xiang)互配合可有兩種(zhong)方式(shi)。


  ①. 焊接電流和(he)通(tong)電時(shi)間的(de)配合


   這種配(pei)合以(yi)反映(ying)焊(han)接(jie)區加(jia)熱(re)道度快慢為主(zhu)要特征。當(dang)采用大(da)焊(han)接(jie)電流(liu)、短通電時間(jian)參數(shu)(shu)時稱為項規范(fan);而采用小焊(han)接(jie)電流(liu)、長通電時間(jian)參數(shu)(shu)時稱為軟規范(fan)。


   硬規范(fan)的特(te)點(dian)(dian):生產率高,電(dian)極磨損少,焊(han)(han)(han)(han)件表面壓坑(keng)淺,熱(re)影響區小,焊(han)(han)(han)(han)接(jie)變形(xing)小。但(dan)是由于(yu)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)電(dian)流(liu)大,對通電(dian)時(shi)間(jian)必須(xu)精確控(kong)制。如果通電(dian)時(shi)間(jian)稍發生變化,就有可能引起加熱(re)不足或(huo)過燒,嚴重影響焊(han)(han)(han)(han)點(dian)(dian)強度。當焊(han)(han)(han)(han)機功率不足和焊(han)(han)(han)(han)接(jie)淬硬傾向較(jiao)大的材料(如低合金高強度鋼)時(shi),均不宜用硬規范(fan)。


  軟規(gui)(gui)范的(de)(de)特點(dian):加(jia)熱平穩,焊接(jie)質(zhi)量(liang)對(dui)規(gui)(gui)范參(can)數(shu)波動(dong)的(de)(de)敏感(gan)性(xing)低,焊點(dian)強度穩定;溫度場分布平緩、塑(su)性(xing)區寬,在壓(ya)力作用下易變形,可減少熔核內噴濺、縮孔(kong)和裂紋(wen)傾(qing)(qing)(qing)向;對(dui)有淬硬傾(qing)(qing)(qing)向的(de)(de)材(cai)料,軟規(gui)(gui)范可減少接(jie)頭(tou)冷裂紋(wen)傾(qing)(qing)(qing)向;所用設備容量(liang)小(xiao),控(kong)制精度不(bu)高(gao),因而較便宜。但是,軟規(gui)(gui)范易造成焊點(dian)壓(ya)痕深、接(jie)頭(tou)變形大,表面質(zhi)量(liang)差;電極磨(mo)損快、生產(chan)效率低。


  一(yi)般硬(ying)規范(fan)適用于(yu)鋁合金、奧氏(shi)體不(bu)銹鋼、低碳鋼及不(bu)等厚度板材的(de)焊(han)接(jie),而軟規范(fan)適用于(yu)低合金鋼、可淬硬(ying)鋼+耐熱合金及鈦合金等。


 ②. 焊接(jie)電流和電極(ji)壓力(li)(Fo)的配合


  這(zhe)種配合以焊(han)接(jie)過程中不(bu)(bu)產生(sheng)噴(pen)濺(jian)(jian)為主要特征。根(gen)據這(zhe)一原(yuan)則(ze)制定(ding)的焊(han)接(jie)電(dian)流(I)、電(dian)極壓(ya)(ya)力(li)(Fw)關系(xi)曲(qu)線(xian)(xian)稱為噴(pen)濺(jian)(jian)臨界曲(qu)線(xian)(xian)(見圖6-23).曲(qu)線(xian)(xian)左半(ban)(ban)區(qu)(qu)(qu)為無噴(pen)濺(jian)(jian)區(qu)(qu)(qu),這(zhe)里Fw大(da)而(er)I小(xiao),但焊(han)接(jie)壓(ya)(ya)力(li)選擇過大(da)會造成固(gu)相焊(han)接(jie)(塑性環(huan))范(fan)圍過寬,導致焊(han)接(jie)質(zhi)量不(bu)(bu)穩定(ding)。曲(qu)線(xian)(xian)右半(ban)(ban)區(qu)(qu)(qu)為噴(pen)濺(jian)(jian)區(qu)(qu)(qu),因(yin)為電(dian)極壓(ya)(ya)力(li)不(bu)(bu)足(zu),加(jia)熱過快(kuai)而(er)引起噴(pen)濺(jian)(jian)。當規范(fan)選在噴(pen)濺(jian)(jian)臨界曲(qu)線(xian)(xian)附近(jin)(無噴(pen)濺(jian)(jian)區(qu)(qu)(qu)內)時(shi),可(ke)獲得最大(da)熔核和最高拉伸載荷。同時(shi),由于降低了(le)焊(han)機機械功(gong)率,也(ye)提高了(le)經濟(ji)效果(guo)。


圖 23.jpg


 焊接規(gui)范的最后(hou)確定主要是(shi)用(yong)實驗(yan)法(fa),即先借用(yong)經驗(yan)數據→試(shi)焊→檢(jian)驗(yan)→確定。


③. 應(ying)用范圍


  點焊廣(guang)泛應用(yong)在(zai)電(dian)子、儀表、家(jia)用(yong)電(dian)器的組(zu)合件(jian)(jian)連(lian)接(jie)(jie)上(shang),同時也大量(liang)應用(yong)于建筑工程、交(jiao)通運(yun)輸及航空航天(tian)工業中(zhong)的沖壓件(jian)(jian)、金屬構件(jian)(jian)和鋼筋網的焊接(jie)(jie)。目前,從(cong)以微米(mi)計的微型(xing)電(dian)子電(dian)路到厚達(3.0+0.0)mm的巨型(xing)房框架都可(ke)采用(yong)點焊連(lian)接(jie)(jie)。