點焊是指將(jiang)焊件裝配成搭接接頭,并壓緊在兩(liang)電(dian)(dian)極之間,利用電(dian)(dian)阻(zu)熱熔(rong)化母材金屬,形成焊點的電(dian)(dian)阻(zu)焊方法(fa),見圖6-21。


圖 21.jpg



一(yi)、焊點(dian)形成過程


  焊點形成過程是由預壓、通電加熱和冷卻結晶三個(ge)連續階段所組(zu)成。


 1. 預壓階段


  焊(han)件在(zai)點焊(han)機電(dian)極間頂先擠壓,其(qi)作用(yong)是在(zai)焊(han)件的焊(han)接處(chu)形成緊密的接觸點,為(wei)此,電(dian)極壓力在(zai)焊(han)接電(dian)流接通前即應達到(dao)滿值(zhi)。如果(guo)在(zai)通電(dian)加熱時的電(dian)極壓力不夠大,則接觸電(dian)阻很大,接觸點處(chu)的金屬很快熔化,以火花形式飛濺出來,產(chan)生所謂(wei)初期飛濺。這時工件可能被(bei)燒穿,電(dian)極可能被(bei)燒壞。


2. 通電加熱階段


  被擠壓在電(dian)(dian)(dian)極之間的焊(han)(han)件,靠電(dian)(dian)(dian)流通過接觸(chu)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)及(ji)工件本身(shen)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)所(suo)產生(sheng)的熱(re)量加熱(re)。這時,在熱(re)和機械(力(li))作(zuo)用下(xia)形成塑性環(huan)、熔(rong)(rong)核,并隨(sui)著通電(dian)(dian)(dian)加熱(re)的進行而長大,直(zhi)到獲得需要的熔(rong)(rong)核尺寸。在焊(han)(han)點(dian)核心內的熔(rong)(rong)化(hua)金(jin)屬被塑性環(huan)包圍,如(ru)果這個環(huan)不夠(gou)緊,部分液態(tai)金(jin)屬就會溢(yi)出(chu),形成金(jin)屬飛濺。


3. 冷(leng)卻結晶(jing)階(jie)段(duan)


  該(gai)階段(duan)又稱鍛壓(ya)(ya)階段(duan)。當熔核達到合(he)格(ge)的形狀與尺寸后(hou),切(qie)斷焊(han)接電(dian)流,液態熔核在電(dian)極(ji)壓(ya)(ya)力作用(yong)下冷卻結(jie)晶。熔核結(jie)晶是(shi)在封(feng)閉(bi)的金屬(shu)模(mo)內進(jin)行的,結(jie)晶時不(bu)能(neng)自由收縮,用(yong)電(dian)極(ji)擠壓(ya)(ya)就可使(shi)正在結(jie)晶的金屬(shu)變得致密,使(shi)之不(bu)易產生縮孔或裂縫。因此,電(dian)極(ji)壓(ya)(ya)力在焊(han)接電(dian)流斷開、熔核金屬(shu)全部結(jie)晶后(hou)才能(neng)解除。


由于材質和焊接規范特征的不同,熔(rong)核(he)(he)的凝(ning)固組(zu)(zu)(zu)織(zhi)可有三種:柱(zhu)狀(zhuang)(zhuang)組(zu)(zu)(zu)織(zhi)、等軸(zhou)組(zu)(zu)(zu)織(zhi)、柱(zhu)狀(zhuang)(zhuang)+等軸(zhou)組(zu)(zu)(zu)織(zhi)。純金(jin)(jin)屬(如(ru)鎳(nie)、鉬等)和結(jie)晶溫度區間窄的合(he)金(jin)(jin)(碳鋼、合(he)金(jin)(jin)鋼、鈦合(he)金(jin)(jin)等),其熔(rong)核(he)(he)組(zu)(zu)(zu)織(zhi)為柱(zhu)狀(zhuang)(zhuang)組(zu)(zu)(zu)織(zhi);鋁合(he)金(jin)(jin)等其熔(rong)核(he)(he)為“柱(zhu)狀(zhuang)(zhuang)十等軸(zhou)”組(zu)(zu)(zu)織(zhi),熔(rong)核(he)(he)完全是等軸(zhou)組(zu)(zu)(zu)織(zhi)的情況極少(shao)。



二(er)、點焊工(gong)藝


1. 點焊種類及(ji)選用


 點焊(han)(han)的(de)種(zhong)類(lei)有:工頻(pin)、交流(liu)點焊(han)(han),用(yong)于各種(zhong)鋼材(cai)、鋁及其合(he)金一般件(jian)焊(han)(han)接;電容儲能點焊(han)(han),用(yong)于異種(zhong)金屬、鋁及其合(he)金不等厚度及精密件(jian)和重要件(jian)的(de)焊(han)(han)接;直流(liu)沖擊波點焊(han)(han),用(yong)于鋁及其合(he)金焊(han)(han)接;低頻(pin)交流(liu)點焊(han)(han),用(yong)于大型(xing)磁性件(jian)焊(han)(han)接。


2. 點焊(han)接(jie)頭(tou)類型


  點焊(han)(han)(han)的接(jie)(jie)頭(tou)類型要充分(fen)考慮(lv)到點焊(han)(han)(han)機電(dian)(dian)(dian)極能接(jie)(jie)近焊(han)(han)(han)件(jian),做到施焊(han)(han)(han)方(fang)便(bian),加熱可靠(kao)。如圖(tu)6-22(a)~(d)所(suo)示的是合理的接(jie)(jie)頭(tou);(e)、(g)所(suo)示的接(jie)(jie)頭(tou)難(nan)以用(yong)一(yi)般電(dian)(dian)(dian)極施焊(han)(han)(han);(f)所(suo)示的接(jie)(jie)頭(tou)必須將電(dian)(dian)(dian)極伸人工件(jian)內部(bu),施焊(han)(han)(han)困難(nan);(h)所(suo)示的接(jie)(jie)頭(tou)的分(fen)流現(xian)象(xiang)嚴重(zhong),會(hui)影響焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)質量。


圖 22.jpg


3. 焊件表(biao)面清理


  焊(han)(han)(han)件(jian)表面(mian)狀(zhuang)態對(dui)焊(han)(han)(han)點大小、強(qiang)度和表面(mian)質(zhi)量以及(ji)電極(ji)壽命有直接影響。電極(ji)與(yu)焊(han)(han)(han)件(jian)、焊(han)(han)(han)件(jian)與(yu)焊(han)(han)(han)件(jian)的(de)接觸(chu)面(mian)均需(xu)清理。各種鋼材可用酸(suan)洗、噴(pen)砂或機械法清理。鋁(lv)合金等有色金屬經酸(suan)洗或機械清理后,焊(han)(han)(han)件(jian)的(de)接觸(chu)面(mian)應有一定的(de)接觸(chu)電阻。不銹鋼還可用電拋(pao)光清理待焊(han)(han)(han)表面(mian)。


4. 點焊(han)規范(fan)參數的選擇


  點焊(han)規范(fan)參數主要(yao)有:焊(han)接(jie)(jie)電(dian)流、通電(dian)時(shi)間(jian)、電(dian)極(ji)壓力和(he)電(dian)極(ji)頭(tou)(tou)尺寸。一般焊(han)各(ge)種鋼用(yong)平頭(tou)(tou)電(dian)極(ji),焊(han)鋁或(huo)鈦合金(jin)用(yong)球面(mian)(mian)電(dian)極(ji)。當電(dian)極(ji)材(cai)料、端(duan)面(mian)(mian)形狀及尺寸選(xuan)定以后,焊(han)接(jie)(jie)規范(fan)的選(xuan)擇主要(yao)是考慮焊(han)接(jie)(jie)電(dian)流、通電(dian)時(shi)間(jian)和(he)電(dian)極(ji)壓力這三(san)(san)個參數,它們(men)是形成點焊(han)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)的三(san)(san)大要(yao)素,其(qi)相互配(pei)合可有兩種方式。


  ①. 焊接(jie)電流(liu)和通(tong)電時間的配合


   這種配合(he)以反映焊(han)(han)接區加熱(re)道度快慢為(wei)主要(yao)特征。當采用大焊(han)(han)接電(dian)(dian)流(liu)(liu)、短通電(dian)(dian)時(shi)(shi)間參(can)數時(shi)(shi)稱為(wei)項規范(fan);而采用小焊(han)(han)接電(dian)(dian)流(liu)(liu)、長(chang)通電(dian)(dian)時(shi)(shi)間參(can)數時(shi)(shi)稱為(wei)軟規范(fan)。


   硬(ying)規(gui)范的特點:生(sheng)產(chan)率(lv)高,電(dian)極磨(mo)損少(shao),焊(han)(han)件表(biao)面壓坑(keng)淺,熱(re)影響區小,焊(han)(han)接變形小。但(dan)是由于(yu)焊(han)(han)接電(dian)流(liu)大,對通電(dian)時間(jian)必須精確控制。如(ru)果通電(dian)時間(jian)稍發(fa)生(sheng)變化,就有可能引起加(jia)熱(re)不(bu)足或過燒(shao),嚴重影響焊(han)(han)點強度(du)。當(dang)焊(han)(han)機功率(lv)不(bu)足和焊(han)(han)接淬(cui)硬(ying)傾向較大的材料(如(ru)低合金高強度(du)鋼)時,均不(bu)宜(yi)用硬(ying)規(gui)范。


  軟(ruan)規(gui)范(fan)(fan)(fan)的特點:加熱(re)平穩,焊接(jie)質量(liang)對(dui)規(gui)范(fan)(fan)(fan)參數波動(dong)的敏(min)感性低,焊點強度(du)穩定(ding);溫度(du)場分布平緩(huan)、塑(su)性區寬(kuan),在(zai)壓力作(zuo)用下易(yi)變(bian)形,可(ke)減少熔核內(nei)噴濺、縮孔和(he)裂(lie)紋(wen)傾(qing)向;對(dui)有淬硬(ying)傾(qing)向的材料,軟(ruan)規(gui)范(fan)(fan)(fan)可(ke)減少接(jie)頭冷(leng)裂(lie)紋(wen)傾(qing)向;所用設備容(rong)量(liang)小,控制精度(du)不(bu)高,因而(er)較便宜。但是(shi),軟(ruan)規(gui)范(fan)(fan)(fan)易(yi)造成焊點壓痕(hen)深、接(jie)頭變(bian)形大,表面質量(liang)差;電極磨損快、生產效(xiao)率低。


  一般硬(ying)規范(fan)適用于(yu)鋁(lv)合金(jin)(jin)、奧氏體不銹鋼(gang)(gang)、低(di)碳鋼(gang)(gang)及不等厚度板材的焊(han)接,而軟規范(fan)適用于(yu)低(di)合金(jin)(jin)鋼(gang)(gang)、可淬硬(ying)鋼(gang)(gang)+耐熱合金(jin)(jin)及鈦合金(jin)(jin)等。


 ②. 焊接電流和(he)電極壓力(li)(Fo)的配合(he)


  這種配(pei)合(he)以焊(han)接(jie)過(guo)程中不(bu)產生噴(pen)濺(jian)(jian)為(wei)(wei)主要特(te)征(zheng)。根(gen)據這一原(yuan)則制定(ding)的焊(han)接(jie)電流(liu)(I)、電極(ji)壓力(li)(Fw)關(guan)系(xi)曲(qu)線稱(cheng)為(wei)(wei)噴(pen)濺(jian)(jian)臨(lin)界曲(qu)線(見(jian)圖6-23).曲(qu)線左半區(qu)(qu)為(wei)(wei)無噴(pen)濺(jian)(jian)區(qu)(qu),這里Fw大(da)而I小,但焊(han)接(jie)壓力(li)選擇過(guo)大(da)會造(zao)成固相焊(han)接(jie)(塑性環(huan))范(fan)(fan)圍(wei)過(guo)寬,導(dao)致(zhi)焊(han)接(jie)質(zhi)量(liang)不(bu)穩定(ding)。曲(qu)線右半區(qu)(qu)為(wei)(wei)噴(pen)濺(jian)(jian)區(qu)(qu),因為(wei)(wei)電極(ji)壓力(li)不(bu)足,加熱過(guo)快(kuai)而引起(qi)噴(pen)濺(jian)(jian)。當規范(fan)(fan)選在(zai)噴(pen)濺(jian)(jian)臨(lin)界曲(qu)線附近(無噴(pen)濺(jian)(jian)區(qu)(qu)內)時,可(ke)獲(huo)得最(zui)大(da)熔核和最(zui)高拉伸(shen)載荷(he)。同時,由(you)于(yu)降低了(le)焊(han)機(ji)機(ji)械功率,也提高了(le)經濟效(xiao)果。


圖 23.jpg


 焊(han)接規范的最后確(que)定(ding)主要是用實驗法,即先(xian)借用經驗數據→試焊(han)→檢驗→確(que)定(ding)。


③. 應用范(fan)圍


  點焊廣泛應(ying)用(yong)在電(dian)(dian)子、儀(yi)表、家(jia)用(yong)電(dian)(dian)器的(de)(de)組合件連接上,同時(shi)也大量(liang)應(ying)用(yong)于建筑工程(cheng)、交通運(yun)輸及(ji)航空航天工業中的(de)(de)沖壓件、金屬構件和鋼(gang)筋網的(de)(de)焊接。目(mu)前,從(cong)以微(wei)(wei)米計的(de)(de)微(wei)(wei)型電(dian)(dian)子電(dian)(dian)路到厚達(3.0+0.0)mm的(de)(de)巨型房框架都(dou)可采用(yong)點焊連接。