點(dian)焊(han)是指將焊(han)件裝配(pei)成(cheng)搭(da)接接頭,并壓緊在兩電極(ji)之間(jian),利用電阻熱熔化母材金屬,形成(cheng)焊(han)點(dian)的電阻焊(han)方法,見圖6-21。


圖 21.jpg



一、焊點形(xing)成過程


  焊點(dian)形成(cheng)過程是由預壓、通電加熱和冷卻結(jie)晶三(san)個(ge)連續階段所組成(cheng)。


 1. 預壓(ya)階段


  焊(han)件在(zai)點(dian)焊(han)機電極(ji)(ji)間頂先(xian)擠壓(ya),其作(zuo)用是(shi)在(zai)焊(han)件的焊(han)接處(chu)形(xing)成緊密的接觸點(dian),為(wei)此(ci),電極(ji)(ji)壓(ya)力在(zai)焊(han)接電流(liu)接通(tong)(tong)前即應達到滿值。如(ru)果在(zai)通(tong)(tong)電加熱時的電極(ji)(ji)壓(ya)力不夠大,則(ze)接觸電阻很大,接觸點(dian)處(chu)的金屬很快(kuai)熔(rong)化,以(yi)火花形(xing)式飛濺(jian)出(chu)來,產生所(suo)謂(wei)初期飛濺(jian)。這時工件可能(neng)被(bei)燒(shao)穿,電極(ji)(ji)可能(neng)被(bei)燒(shao)壞(huai)。


2. 通(tong)電加(jia)熱(re)階段


  被擠壓在(zai)電(dian)(dian)(dian)極之間的(de)焊(han)件,靠電(dian)(dian)(dian)流通過接觸電(dian)(dian)(dian)阻及工件本(ben)身電(dian)(dian)(dian)阻所(suo)產生的(de)熱量加熱。這(zhe)時,在(zai)熱和機械(力(li))作用(yong)下形(xing)成塑性環、熔核(he),并隨著通電(dian)(dian)(dian)加熱的(de)進行而長(chang)大(da),直(zhi)到獲得需要的(de)熔核(he)尺寸。在(zai)焊(han)點核(he)心內的(de)熔化金屬被塑性環包圍,如果(guo)這(zhe)個環不夠緊,部(bu)分液(ye)態(tai)金屬就會溢出(chu),形(xing)成金屬飛濺。


3. 冷卻結晶階段


  該(gai)階(jie)段又稱鍛壓階(jie)段。當(dang)熔核(he)(he)達到合格的(de)形(xing)狀與(yu)尺寸后,切斷(duan)焊(han)接(jie)(jie)電流,液態熔核(he)(he)在電極(ji)壓力作用下冷卻結(jie)(jie)晶(jing)(jing)(jing)。熔核(he)(he)結(jie)(jie)晶(jing)(jing)(jing)是在封閉(bi)的(de)金(jin)屬(shu)模內進行的(de),結(jie)(jie)晶(jing)(jing)(jing)時(shi)不能自由(you)收縮,用電極(ji)擠壓就(jiu)可(ke)使正在結(jie)(jie)晶(jing)(jing)(jing)的(de)金(jin)屬(shu)變得致密,使之不易產生縮孔或裂縫。因此,電極(ji)壓力在焊(han)接(jie)(jie)電流斷(duan)開(kai)、熔核(he)(he)金(jin)屬(shu)全部結(jie)(jie)晶(jing)(jing)(jing)后才能解(jie)除。


由(you)于(yu)材質和焊接規范(fan)特征的(de)不同,熔(rong)核(he)(he)的(de)凝固(gu)組織(zhi)(zhi)可有三(san)種:柱狀(zhuang)組織(zhi)(zhi)、等(deng)軸(zhou)組織(zhi)(zhi)、柱狀(zhuang)+等(deng)軸(zhou)組織(zhi)(zhi)。純(chun)金(jin)屬(如鎳、鉬等(deng))和結晶溫度(du)區間窄的(de)合(he)金(jin)(碳鋼(gang)、合(he)金(jin)鋼(gang)、鈦合(he)金(jin)等(deng)),其熔(rong)核(he)(he)組織(zhi)(zhi)為柱狀(zhuang)組織(zhi)(zhi);鋁(lv)合(he)金(jin)等(deng)其熔(rong)核(he)(he)為“柱狀(zhuang)十等(deng)軸(zhou)”組織(zhi)(zhi),熔(rong)核(he)(he)完全是等(deng)軸(zhou)組織(zhi)(zhi)的(de)情況(kuang)極少。



二、點焊工(gong)藝


1. 點(dian)焊種類及選用


 點(dian)(dian)焊(han)的(de)種類有(you):工頻、交(jiao)(jiao)流點(dian)(dian)焊(han),用于各種鋼材(cai)、鋁及(ji)(ji)其合金(jin)一般件焊(han)接(jie);電(dian)容(rong)儲能(neng)點(dian)(dian)焊(han),用于異種金(jin)屬(shu)、鋁及(ji)(ji)其合金(jin)不等厚度及(ji)(ji)精密件和重要件的(de)焊(han)接(jie);直流沖擊(ji)波(bo)點(dian)(dian)焊(han),用于鋁及(ji)(ji)其合金(jin)焊(han)接(jie);低(di)頻交(jiao)(jiao)流點(dian)(dian)焊(han),用于大(da)型磁性件焊(han)接(jie)。


2. 點(dian)焊接頭類型


  點(dian)焊的(de)接(jie)(jie)頭(tou)類(lei)型(xing)要充分考慮到點(dian)焊機(ji)電(dian)極(ji)能接(jie)(jie)近(jin)焊件,做到施(shi)(shi)焊方便,加熱可靠。如(ru)圖6-22(a)~(d)所示的(de)是合理的(de)接(jie)(jie)頭(tou);(e)、(g)所示的(de)接(jie)(jie)頭(tou)難(nan)以用(yong)一般(ban)電(dian)極(ji)施(shi)(shi)焊;(f)所示的(de)接(jie)(jie)頭(tou)必(bi)須將電(dian)極(ji)伸人(ren)工(gong)件內部,施(shi)(shi)焊困(kun)難(nan);(h)所示的(de)接(jie)(jie)頭(tou)的(de)分流現(xian)象嚴重,會影(ying)響焊接(jie)(jie)質量。


圖 22.jpg


3. 焊件表(biao)面清(qing)理


  焊(han)(han)件表面(mian)狀(zhuang)態對焊(han)(han)點大小(xiao)、強度和表面(mian)質(zhi)量以及電極(ji)壽(shou)命(ming)有直接影響(xiang)。電極(ji)與(yu)焊(han)(han)件、焊(han)(han)件與(yu)焊(han)(han)件的接觸(chu)面(mian)均需(xu)清理(li)。各(ge)種鋼(gang)材可用酸洗、噴砂或機(ji)(ji)械法清理(li)。鋁(lv)合金(jin)等(deng)有色金(jin)屬經酸洗或機(ji)(ji)械清理(li)后,焊(han)(han)件的接觸(chu)面(mian)應(ying)有一定的接觸(chu)電阻。不銹鋼(gang)還可用電拋光清理(li)待焊(han)(han)表面(mian)。


4. 點焊(han)規范參數的(de)選擇


  點(dian)焊(han)(han)(han)規范參數(shu)主要有:焊(han)(han)(han)接(jie)電流、通電時(shi)間(jian)、電極壓力(li)(li)和電極頭(tou)尺寸(cun)。一般焊(han)(han)(han)各種(zhong)鋼(gang)用平頭(tou)電極,焊(han)(han)(han)鋁或鈦(tai)合金用球面電極。當(dang)電極材(cai)料、端(duan)面形狀及尺寸(cun)選定以后,焊(han)(han)(han)接(jie)規范的(de)選擇主要是考(kao)慮焊(han)(han)(han)接(jie)電流、通電時(shi)間(jian)和電極壓力(li)(li)這三個(ge)參數(shu),它們(men)是形成點(dian)焊(han)(han)(han)接(jie)頭(tou)的(de)三大要素,其(qi)相互配合可有兩種(zhong)方式。


  ①. 焊接(jie)電流和(he)通(tong)電時間的配合


   這種(zhong)配合以反(fan)映(ying)焊接(jie)區加熱道度快(kuai)慢為主(zhu)要特(te)征。當采(cai)用大(da)焊接(jie)電(dian)流、短通電(dian)時(shi)(shi)間參(can)數時(shi)(shi)稱(cheng)為項規范(fan);而(er)采(cai)用小焊接(jie)電(dian)流、長通電(dian)時(shi)(shi)間參(can)數時(shi)(shi)稱(cheng)為軟(ruan)規范(fan)。


   硬規(gui)范的特點:生產率高,電(dian)極(ji)磨損少,焊(han)(han)件表面壓坑淺,熱影響區(qu)小,焊(han)(han)接(jie)變形小。但是由(you)于焊(han)(han)接(jie)電(dian)流大,對通電(dian)時間(jian)必(bi)須精確控制。如果通電(dian)時間(jian)稍(shao)發生變化,就有(you)可能引(yin)起加熱不(bu)足(zu)或過燒,嚴(yan)重影響焊(han)(han)點強度。當焊(han)(han)機(ji)功率不(bu)足(zu)和焊(han)(han)接(jie)淬硬傾向較大的材料(如低合金高強度鋼)時,均不(bu)宜(yi)用硬規(gui)范。


  軟(ruan)規范的特(te)點(dian):加熱平(ping)穩,焊接質(zhi)量(liang)對規范參數波動(dong)的敏感性(xing)低,焊點(dian)強度穩定;溫度場(chang)分(fen)布平(ping)緩、塑(su)性(xing)區寬,在壓力作用(yong)下易變(bian)形,可減(jian)少(shao)熔核內噴濺(jian)、縮孔(kong)和裂紋傾(qing)(qing)向(xiang)(xiang);對有淬硬(ying)傾(qing)(qing)向(xiang)(xiang)的材料,軟(ruan)規范可減(jian)少(shao)接頭(tou)冷裂紋傾(qing)(qing)向(xiang)(xiang);所用(yong)設備容量(liang)小,控(kong)制精度不高,因而較便宜。但是,軟(ruan)規范易造成焊點(dian)壓痕深、接頭(tou)變(bian)形大,表面質(zhi)量(liang)差(cha);電極磨(mo)損快、生產效(xiao)率低。


  一般硬規范適用于鋁合(he)金(jin)、奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)、低碳鋼(gang)(gang)及不(bu)等厚度板(ban)材(cai)的焊接(jie),而軟規范適用于低合(he)金(jin)鋼(gang)(gang)、可淬硬鋼(gang)(gang)+耐熱合(he)金(jin)及鈦(tai)合(he)金(jin)等。


 ②. 焊接電流和電極壓力(li)(Fo)的配合(he)


  這(zhe)種配合以焊(han)接(jie)過程中不產(chan)生(sheng)噴濺(jian)為(wei)(wei)主(zhu)要(yao)特(te)征。根據這(zhe)一原(yuan)則制定的焊(han)接(jie)電(dian)流(I)、電(dian)極(ji)壓(ya)力(li)(Fw)關系曲(qu)線(xian)稱為(wei)(wei)噴濺(jian)臨界曲(qu)線(xian)(見圖6-23).曲(qu)線(xian)左半區(qu)為(wei)(wei)無(wu)噴濺(jian)區(qu),這(zhe)里(li)Fw大而I小,但焊(han)接(jie)壓(ya)力(li)選擇(ze)過大會造成固相焊(han)接(jie)(塑性環)范圍(wei)過寬,導(dao)致焊(han)接(jie)質量不穩定。曲(qu)線(xian)右半區(qu)為(wei)(wei)噴濺(jian)區(qu),因為(wei)(wei)電(dian)極(ji)壓(ya)力(li)不足,加熱過快而引起噴濺(jian)。當規范選在噴濺(jian)臨界曲(qu)線(xian)附近(jin)(無(wu)噴濺(jian)區(qu)內(nei))時(shi)(shi),可獲得最(zui)大熔(rong)核和最(zui)高(gao)(gao)拉伸(shen)載荷(he)。同時(shi)(shi),由(you)于降(jiang)低了焊(han)機(ji)機(ji)械功率,也提高(gao)(gao)了經(jing)濟效果。


圖 23.jpg


 焊(han)接規(gui)范的最后確(que)定主要是(shi)用實驗法(fa),即先借用經驗數據(ju)→試焊(han)→檢驗→確(que)定。


③. 應(ying)用范圍


  點焊(han)廣(guang)泛應用在電(dian)子、儀表、家用電(dian)器的(de)組合件連接(jie)上,同時也大量應用于建筑工程、交通運(yun)輸及航空(kong)航天工業(ye)中的(de)沖壓件、金屬構件和鋼筋網(wang)的(de)焊(han)接(jie)。目前,從以微(wei)米計的(de)微(wei)型電(dian)子電(dian)路到厚(hou)達(3.0+0.0)mm的(de)巨型房框架都可采用點焊(han)連接(jie)。