Hubei Automotive Industries Institute材料工程系Department of Materials Engineering第九章电阻焊一电阻焊的原理、分类及特点1、电阻焊的原理定义：利用流经工件接触面及邻近区域产生的电阻热将其加热到熔化或塑性状态，使之形成接头的一种焊接方法。2、电阻焊的分类点焊; 缝焊; 对焊第九章电阻焊二电阻热及影响因素1、电阻热——电阻焊的热源：Q=I2Rt （R=2Rw+Rc+2Rew）2、影响产热的因素：⑴电阻焊件本身电阻RW，接触电阻RC⑵电流⑶通电时间⑷电极压力⑸电极材料及端面形状⑹焊件表面状况第九章电阻焊第九章电阻焊3、电阻焊的特点优点：生产率高，焊接质量好焊接成本低，劳动条件好对参数波动敏感缺点：焊后难于无损检测结构受较多限制设备功率大、复杂4、电阻焊的应用材料：碳素钢、合金钢、铝、铜及其合金等结构：广泛（多为轻型接头）第九章电阻焊3、能量利用及温度分布热量小部分（10~30%）有用，大部分散失，其中主要通过电极的热传导而散失。点（对）焊——中心高，四周低。缝焊——由于焊点间相互影响，温度分布比点焊的平坦，且前后不对称。1第九章电阻焊三、金属电阻焊的焊接性1）导电性和导热性越高，焊接性越差。2）高温（0.5~0.7Tm）屈服强度越高，焊接性越差。3）塑性温度范围越窄，对参数波动越敏感，焊接性越差。4）材料对热循环的敏感性越强，焊接性越差。另外，熔点高、线膨胀系数大、易形成致密氧化膜的金属，其焊接性一般较差。第九章电阻焊焊点主要尺寸的确定单个焊点的抗剪强度取决于两板交界面上熔核的面积。焊透率应介于20%~80%之间。焊接不同厚度工件时，每一工件上的最小焊透率可为接头中薄件厚度的20%，压痕深度不应超过板件厚度的15%。d=2δ+3,或d=5δA=hδ−c×100%最小点距e=(8−15)δ最小边距s=(6~10)δ第九章电阻焊4) 点焊工艺参数及选择：电流（KA）：电流过低不能形成熔核，过高则飞溅。熔核通电时间:对塑性指标影响塑性环较大,时间过长，组织变差电极压力（KN）：压力影响电阻、焊件向电极的散热工件硬规范（强规范）:大电流、短时间软规范（弱规范）：小电流、长时间第九章电阻焊四电阻焊方法1、点焊（spot welding）适用于制造可以采用搭接接头、不要求气密、厚度小于3mm的冲压、轧制的薄板构件。1)点焊接头形成过程（如图）点焊循环：预压通电锻压休止2)点焊接设计接头形式：搭接折边注意点距、边距、搭接量、装配间隙等。第九章电阻焊3). 点焊方法与工艺点焊方法：单点、多点焊/单面、双面焊第九章电阻焊异种材料及不等厚板点焊的工艺措施：不等厚及异种材料焊接时、熔核偏向（产热多、散热难）一边。调整原则：增加薄料或导电、热好工件的产热，减小其散热。具体方法：薄件一侧电极端面小直径薄件一侧同导热性较差之合金作电极材料采用工艺垫片采用硬规范2第九章电阻焊5) 常用金属材料的点焊低碳钢及低合金钢：具有良好的焊接性，淬火钢：由于冷却速度极快，在点焊淬火钢时必然产生硬脆的马氏组织，在应力较大时还会产生裂纹。不锈钢：要准确地控制加热时间和焊接电流，以防止热影响区晶粒长大。铝合金：导电、导热率高，强度低，易氧化，焊接性较差；必须采用硬规范焊接。第九章电阻焊6) 点焊设备（1）点焊机固固定定式通式用专点用焊机多点焊轻机便式点焊机第九章电阻焊2、缝焊工件装配成搭接接头，并置于两滚轮电极之间，滚轮加压工件并滚动，连续或断续送电，形成一条连续焊缝的电阻焊方法。第九章电阻焊(５)镀层钢板的点焊问题难点：低熔点涂层熔化，进入缝隙，降低电流密度；涂层与电极形成固溶体、金属间化合物，导电、热性能下降；涂层进入熔池产生裂纹。焊接技术要点:加大电流30%~50%采用Cr-Cu或Cr-Zr-Cu合金电极强冷，或用嵌钨电极结构允许，改用凸焊。加强通风，防止涂层金属的有害。第九章电阻焊（2）电极材料：要求导电、导热好高温强、硬度高耐磨形成合金倾向小结构：端部、主体、尾部、冷却水孔电极帽第九章电阻焊1 ). 缝焊工艺参数及选择电流：比点焊大15%~40%。电极压力：对熔核的影响与电焊一致，数值通常比点焊大20%~50%。焊接时间和休止时间：主要通过时间控制熔核尺寸，通过休止时间控制重叠量。低速焊接时，焊接/休止时间之比1.25：1～2：1，高速焊时则≥3：1。焊接速度：焊接速度与被焊金属、板件厚度以及焊缝强度、质量的要求等有关。通常较低。2) 常用金属材料的缝焊低碳钢：低碳钢是焊接性最好不锈钢：小电流，短时间，大电极压力，中焊速铝合金：焊接性差，应用强规范；3第九章电阻焊3 对焊1)、对焊的特点和方式对焊：以整个对接接触面焊合的电阻焊方法。特点：效率高、易于实现自动焊形式：电阻对焊闪光对焊滚对焊2)、电阻对焊接头形成过程：预压—通电加热—顶锻第九章电阻焊3)、闪光对焊接头形成过程连续闪光对焊：闪光顶锻第九章电阻焊预热的作用：减小焊机需用功率；降低焊后冷却速度；缩短闪光时间。闪光的作用：主要是加热工件，同时形成的液态金属（过梁）通过闪光被排出，对接头起到清理作用；形成的气氛对接头产生一定的保护作用，有利于提高焊接质量。闪光必须稳定而强烈，尤其在闪光后期。稳定——闪光过程中不短路（会使工件过烧甚至报废）、不断路（会失去保护作用）。强烈——闪光越强烈，自保护作用越强。第九章电阻焊高频对接焊缝的加热焊件对接，利用高频电流（10~500KHz）进行焊接的方法。分高频接触焊、高频感应焊第九章电阻焊特点：对焊前准备要求低，可焊材料广，焊接质量好，可焊大截面工件。应用：杆件，如钢轨的接长等；环形工件，车轮钢圈的对接焊等；部件的组焊，发动机排气阀体与阀杆的对接焊等；异种金属，刀头与刀杆的对接焊等。4