点焊焊接工艺.xls

点点焊焊的的定定义义 焊件装配成搭接接头 并压紧在两电极之间 利用电阻热熔化母材金属 使焊接的板材金属形成熔核 电阻焊 resistance welding 是将被焊工件压紧于两电极之间 并施以电流 利用电流流经 工件接触面及邻近区域产生的电阻热效应将其加热到熔化或塑性状态 使之形成金属结合的一种方法 点点焊焊的的特特点点 1 焊件之间依靠尺寸不大的熔核进行连接 熔核应均匀 对称的分布在两焊件的贴合面上 2 点焊具有大电流 短时间 压力状态变化 进行焊接的工艺特点 3 点焊是热 机械 力 联合作用的焊接过程 点点焊焊的的形形成成过过程程 点焊过程可分为彼此相联的三个阶段 预加压力 通电加热和锻压 1 1 预预加加压压力力 预加电极压力是为了使焊件在焊接处紧密接触 若压力不足 则接触电阻过大 导致焊件烧穿或将电极工作面烧损 因此 通电前电极力应达到预定值 以保证电极与焊件 焊件与焊件之间的接触电阻保持稳定 机器人点焊工作站 机器人控制 2 2 通通电电加加热热 通电加热是为了供焊件之间形成所需的熔化核心 在预加电极压力下通电 则在两电极接触表面之间的金属圆柱体内有最大的电流密度 靠焊件之间的 接触电阻和焊件自身的电阻 产生相当大的热量 温度也很高 尤其是在焊件之间的接触面处 首先熔化 形成熔化核心 电极与焊件 之间的接触电阻也产生热量 但大部分被水冷的铜合金电极带走 于是电极与 焊件之间接触处的温度远比焊件之间接触处为低 正常情况下是达不到熔化温度 在圆柱体周围的金属因电流密度小 温度不高 其中靠近熔化核心的金属温度较高 达到塑性状态 在压力作用下发生焊接 形成一个塑性金属环 紧密地包围着 熔化核心 不使熔化金属向外溢出 在通电加热过程中有两种情况引起飞溅 一 开始时电极预紧压力过小 熔化核心周围未形成塑性金属环而向外飞溅 二 加热结束时 因加热时间过长 熔化过大 在电极核心压力下 塑性金属环 发生崩溃 熔化金属从焊件之间或焊件表面溢出 给出命令 焊机控制 图1 飞溅的种类 3 3 锻锻压压 锻压是在切断焊接电流后 电极继续对焊点挤压的过程 对焊点起着压实作用 断电后 熔化核心是在封闭的金属 壳 内开始冷却结晶的 收缩不自由 如果 此时没有压力的作用 焊点易出现缩孔和裂纹 影响焊点强度 如果有电极挤压 产生的挤压变形使熔核收缩自由并变得密实 因此 电极压力必须在断电后 继续维持到熔核金属全部凝固之后才能解除 锻压持续时间依据焊件厚度而定 厚度1 8mm的钢板一般为0 1 2 5s 焊焊点点质质量量的的要要求求 点焊接头的强度 一 点焊接头形式 二 焊点的几何尺寸及其内外质量 图2 点焊的接头形式 点点焊焊接接头头的的设设计计 点焊接头必须使用搭接形式 有两个或两个以上等厚或不等厚的工件组成 1 接头的可达性 是指点焊电极能方便的抵达工件的焊接部位 这就要求设计工程师必须熟悉 点焊设备的各种类型 了解市场上出售的各种点焊电极和电极夹头的形状及尺寸 要使装在焊机上的电极能打到每个待焊点 系统科仿真 2 边距和搭接量 边距是指从熔核中心到板边的距离 该距离上的母材金属应能承受焊接循环中 熔核内部产生的压力 若焊点太靠近板边 则边缘处母材过热并向外挤压 减弱 对熔核的拘束 还可能导致飞溅 最小边距取决于被焊金属的种类 厚度 电极面形状和焊接条件 见表4 3 2 焊焊点点数数量量要要求求 焊点数量以满足强度要求为准 过多 过密的焊点只能增加焊接的成本 同时过密的焊点由于焊接分流的加大 焊接强度降低 同时与标杆车型的对比是一个重要的参考指标 过多的焊点反映出的不足是车身结构性差和焊点布置不合理 点点焊焊时时的的分分流流 影响分流的因素 1 焊点距 连续点焊时 点距愈小 板材愈厚 分流愈大 2 焊接顺序 已焊点分布在两侧时 分流大 3 焊件表面状态 表面清理不良 接触电阻Rc 2Rew增大 导致焊接区总电阻R 增大 分路电阻相对减小 使分流增大 4 电极与工件非焊接区相接触 5 焊接装配不良或装配过紧 对焊接质量的危害 A 使通过焊接区的有效电流减小 焊点强度降低 加热不足 熔核直径降低 B 导致电极与工件接触部的局部 偏向分流方向的部位 产生大电流密度 烧坏电极工件表面 消除和减少分流的措施 1 选择合理的焊点距 保证强度的前提下尽量加大焊点距 2 使结构设计合理 3 严格清理焊件表面 4 对开敞性差的焊件 采用专用电极和电极握杆 5 连续点焊时 适当提高焊接电流 对不锈钢和耐热合金增大5 10 铝合金增大10 20 6 单面多点焊时 采用调幅焊接电流波形 调幅电流对上焊件的预热作用 使分路电阻提高 分流减小 改善了初期表面喷溅 点点焊焊中中产产生生的的能能量量 Q Q I R tI R t I 焊接电流 A 的平方 R 电极间电阻 t 焊接时间 s 电阻R及影响R的因素 电极间电阻包括工件本身电阻R 两工件间接触电阻R 电极与工作间接触电阻R 点点焊焊时时的的电电阻阻 R 2Rw l Rc I 2Rm 当工件和电极已定时 工件的电阻取决于它的电阻率 因此 电阻率是被焊材料 的重要性能 电阻率高的金属其导热性差 如不锈钢 电阻率低的金属其 导热性好 如铝合金 因此 点焊不锈钢时产热易而散热难 点焊铝合金时产 热难而散热易 点焊时 前者可以用较小电流 几千安培 后者就必须用很大 电流 几万安培 工件接触面及邻近区域产生的电阻热效应将其加热到熔化或塑性状态 使之形成金属结合的一种方法 1 焊件之间依靠尺寸不大的熔核进行连接 熔核应均匀 对称的分布在两焊件的贴合面上 焊件之间接触处的温度远比焊件之间接触处为低 正常情况下是达不到熔化温度 在圆柱体周围的金属因电流密度小 温度不高 其中靠近熔化核心的金属温度较高 给出命令 焊机控制 1 1 融融合合直直径径 一般熔核直径随板厚增加而增大 2 2 熔熔核核在在单单板板上上的的熔熔化化厚厚度度hnhn对对板板厚厚度度 的的百百分分比比称称焊焊透透率率A A A 单板上的熔化高度h 板厚 100 通常规定A在20 80 范围内 1 焊接电流 焊接电流是影响析热的主要因素 析热量与电流的 平方成正比 随着焊接电流增大 熔核的尺寸或焊透率 是增加的 图4 通电后点焊融合示意图 2 2 焊焊接接时时间间 焊接时间是指电流脉冲持续时间 它既影响析热也影响散热 图5 通电时间对熔核的影响 3 3 电电极极压压力力 压力过小时 会造成因电流密 熔核尺寸下降 接头性能降低 度过大 而引起加热速度增大而产生喷溅 电极压力过大时将使焊接区总电阻 和电流密度均减小 焊接散热增加 为了使焊接热量达到原有水平 保持焊点 强度不变 在增大电极压力的同时 应适 当增大焊接电流或延长焊接时间以弥补 电阻减小的影响 在确定电极压力时 还必须考虑 到备料或装配质量 如果工件已经变形 以致焊接区不能紧密接触 则需采用较高 的电极压力以克服这种变形 点焊飞溅的对策 点焊飞溅可能原因