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二次加工培训资料 徐宁2011 11 22 1 第一章电阻点焊原理及工艺 第一部分 2 绪论 电阻焊定义 焊件组合后 通过电极施加压力 利用电流流过焊接区所产生的电阻热加热工件 使要焊接部位达到局部熔化或高温塑性状态 通过热和机械力的联合作用完成连接的方法 物理本质 利用焊接区金属本身的电阻热和大量塑性变形能量 使两个分离表面的金属原子之间接近到晶格距离 形成金属键 在结合面上产生足够量的共同晶粒而得到焊点 焊缝或对接接头 分类 1 按接头形式和工艺特点分 点焊 缝焊 对焊 2 按电流分 交流 直流 脉冲优点 1 接头质量高 2 辅助工序少3 不需要填充材料4 生产效率高 易于实现自动化缺点 1 无损检验困难 2 设备复杂 维修困难 一次性投资高 3 第一章电阻点焊的原理 第一节概述 一 定义 焊件装配成搭接接头 并压紧在两电极之间 利用电流通过焊件时产生的电阻热 熔化母材金属 冷却后形成焊点 这种电阻焊方法称为点焊 二 特点 1 靠尺寸不大的熔核连接 2 在大电流 短时间的条件下焊接 3 在热和机械力联合作用下形成焊点 4 5 三 分类 1 按焊接电流波形分 工频50或60Hz 低频3 10Hz 2 5kHz 450kHz 交流 高频 脉冲 电容储能 直流冲击波 6 2 按工艺特点分 双面单点 单面双点 单面单点 7 四 对点焊质量的要求 1 熔核直径 或 板厚 2 焊透率 3 压痕 5 20 1 熔核尺寸的几个基本概念 8 2 少数金属材料 如可淬硬钢等 对焊接热循环极为敏感 当点焊工艺不当时 接头由于被强烈淬硬而使强度 塑性急剧降低 这时 尽管具有足够大的熔核尺寸也是不能使用的 其点焊接头强度不仅取决于熔核尺寸 而且与熔核及热影响区的组织及缺陷有关 1 多数金属材料 如低碳钢等 对焊接热循环不敏感 焊接区的组织无显著变化 也不易产生组织缺陷 其点焊接头强度主要与熔核尺寸有关 2 对点焊质量的要求 9 第二节点焊时的电阻及加热 一 点焊时的电阻 10 1 接触电阻 接触电阻形成原因示意图 1 形成原因 焊件表面的微观凸凹不平及不良导体层 11 2 影响因素 1 表面状态 a 清理方法 b 存放时间 c 表面粗糙度 2 压力 电极压力 接触电阻 滞后 效应 3 温度 12 2 边缘效应与绕流现象 边缘效应 在点焊过程中 当电流流过焊件时 电流将从板的中部向边缘扩展 使整个焊件的电流场呈双鼓形 原因 焊件的横截面积远大于焊件与电极间的横截面积 绕流效应 由于焊接区温度不均匀 促使电流线从中间向四周扩散的现象 13 3 影响因素 综上所述 边缘效应 绕流现象 均使点焊时焊件的导电范围不能只限制在以电极与焊件接触面为底的圆柱体内 而要向外有所扩展 因而使悍件的内部电阻比圆柱体所具有的电阻要小 凡是影响电流场分布的因素必然影响内部电阻 这些因素可归纳为 1 金属材料的热物理性质 2 机械性能 3 点焊规范参数及特征 4 焊件厚度等 14 3 焊接区的总电阻 点焊过程中 焊件 焊件和电极 电极的接触状态 焊接温度场及电场都在不断地变化 因此 引起焊接区的电阻也不断交化 描述焊接过程中电阻变化的曲线叫做动态电阻曲线 需要强调的是 由于材料性能的不同 不同金属材料在加热过程中焊接区动态总电阻变化相差很大 15 1 低碳钢 16 在低碳钢的点焊过程中 焊接区动态阻的变化规律可以分为以下几个阶段 下降段 t0 t1 由于接触电阻的迅速降低及消失所造成 该阶段的主要特点是时间短 曲线呈陡降 例如 点焊1 2 1 2mm冷轧低碳钢板 该段时间约为 1 2周波 焊接区金属未熔化但有明显加热痕迹 值得注意的是 当加热速度较快时 该阶段将难以观测到 17 上升段 t1 t2 随着加热的进行 焊接区温度升高 金属电阻率 的增加很快 由于焊接区金属基本处于固态 接触面增加缓慢 因而 的增大起主要作用 曲线上升较快 经过一段时间加热后 焊接区温度已比较高 的增大速率减小 而焊接区导电面积增加较快 结果使动态电阻增加速率减缓 最终达到最大值 一般认为 接近峰值点时焊接区金属已局部熔化 开始形成熔核 达到温度稳定点 因为继续加热 金属将不断由固态变成液态 使熔核逐渐增大 但此时输入功率作为潜热消耗 焊点温度不再升高 18 再次下降段 t2 t3 继续加热使熔化区及塑性环不断扩展 虽然金属由固相向液相转变时电阻率有突然的增大 但由于绕流现象 使得主要通过焊接电流的金属区域电阻率并没有明显增大 绕流现象使电极下的导电通路截面增大 另一方面 由于金属的明显软化使接触面积迅速增大 电流场的边缘效应减弱 结果均使得焊接区的电阻减小 曲线下降 19 平稳段 t3以后 由于电极与焊件接触面尺寸的限制以及塑性金属被挤到两焊件之间 使焊件间间隙加大 板缝翘离 限制了熔核和导电面积的增大 同时 由于电流场和温度场均进入准稳态 熔核和塑性环尺寸也基本保持不变 动态电阻曲线将日趋平稳 20 不同焊接电流时动态电阻曲线 21 二 点焊时的加热特点 1 电阻对点焊加热的影响 1 接触电阻 产热5 10 作用 接触电阻产热对建立焊接初期的温度场及焊接电流的均匀化流过起重要作用 2 内部电阻 90 95 作用 这部分热量是形核的基础 与电流场共同建立了焊接区的温度场分布及其变化规律 22 2 电流场分布对点焊加热的影响 点焊时的电场 其中电流线的含义是在它所限定的范围内的电流占总电流的百分数 例如 80 的电流线是指它限定的范围内通过的电流占总电流的80 23 第二章电阻点焊工艺 第一节点焊过程分析 一 焊接循环 1 定义 在电阻焊接过程中 完成一个焊点或焊缝所需要的全部过程或全部阶段 2 点焊的基本焊接循环 F I 加压 通电焊接 维持 休止 加压 24 二 点焊接头形成过程 点焊接头形成的三个阶段 a 预压b c 通电加热d 冷却结晶 25 1 预压阶段 1 机电特点 2 作用 减少接触电阻 增大导电截面 增加物理接触点 为以后焊接电流顺利通过创造条件 此外 在压力作用下 金属挤向间隙所引起的塑性变形 有助于在熔核四周形成密封熔核的环带 密封环 26 2 通电加热阶段 1 机电特点 2 作用 在热和机械力联合作用下 形成塑性环和熔核 直到熔核长到所要求尺寸 27 3 冷却结晶阶段 1 机电特点 2 作用 保证熔核在压力状态下进行冷却结晶 冷却结晶时间很短 一般 周波 但是结晶凝固过程符合金属学的凝固理论 28 维持阶段的作用 1 保证熔核在压力状态下结晶 减少出现缩孔裂纹等组织缺陷的几率 2 避免电极与工件 打火 29 点焊时的分流 30 点焊分流的影响因素 焊点距的影响 连续点焊时 点距愈小 板材愈厚 分流愈大 如果所焊材料是导电性良好的轻合金 分流将更严重 为此必须加大点距 焊件表面状态的影响焊接顺序的影响电极 或二次回路 与工件的非焊接区相接触单面点焊工艺特点的影响 31 分流的不良影响 使焊点强度降低单面点焊产生局部接触表面过热和喷溅 32 消除和减少分流的措施 选择合理的焊点距严格清理被焊工件表面注意结构设计的合理性连续点焊时 可适当提高焊接电流 单面多点焊时 采用调幅焊接电流波形 33 不同材料及不同厚度板的点焊 34 点焊的主要问题 材科不同 其导热 导电性能差异有时较大 板厚不等 其热容量 导热距离亦有差异 以上两种不同情况下都会形成熔核偏移 当熔核偏移严重时 可导致熔核仅位于一板内而使焊接失败 即使不太严重亦导致结合面上的熔核直径减小而影响强度性能 35 焊接区沿板厚温度分布图 36 解决问题的方法 采用不同直径或材料的电极 其目的是改变两板的散热条件来改变温度分布 用温度分布远末接近平衡状态的硬规范 充分利用点焊前期对接触电阻的析热量 使之在尚未完全散失前即形成熔核 最典型的是电容放电点焊工艺 薄板侧加工艺垫片 以减少电极对薄板的散热效果 这类工艺垫片一般为0 2 0 3mm的薄箔 热导率较小 如铜或铝合金点焊时采用不锈钢垫片 黄铜点焊时采用低碳钢垫片 金丝或金箔点焊时采用钼箔垫片 垫片熔点均高于焊件 当正确控制参数时 焊后垫片较易揭除 37 解决问题的方法 在一个电极上附加发热回路 使两电极的温度不一 从而调整温度分布 这在仪表工业中焊接小型零件时常采用 用帕尔帖效应使两电极工作面温度不等 帕尔帖效应是热电势现象的逆向现象 即当直流电按某特定方向通过异种材料接触面时 将产生附加的吸热或析热现象 所以这个效应仅在单向通电时有效 而且目前常用金属中仅铝与铜合金电极间 这个效应才较明显 具有实用价值 38 低碳钢的点焊 这类钢的点焊焊接性良好 焊接参数范围宽 在常用厚度范围内 0 5 3 0mm 一般无需特殊措施 采用单相工频交流电源 简单焊接循环即可获得满意结果 39 低碳钢的焊接技术要点 冷轧板焊前无需专门清理 热轧板则必需清除表面上的氧化层 锈蚀等杂质 如经冲压加工 则需清除冲压过程中沾上的油污 如设备容量许可 建议采用硬的焊接参数 以提高热效率和生产率 并可减少变形 选用中等电导率 中等强度的Cr Cu或Cr Zr Cu合金电极 表面清理质量较差或冲压精度较差而刚度又大时 可考虑采用调幅电流 渐升 或加预热电流的措施来减少飞溅 板厚超过3mm时 焊接电流较大 通电时间较长为改善电极工作条件 可采用多脉冲焊接电流 40 镀层钢板的点焊 镀层钢板点焊的难点在于 镀层金属熔点低 早于钢板熔化 熔化的镀层金属流人缝隙 增大接触面 降低电流密度 因此需增大电流 镀层金属与电极在升温时往往能组成固溶体或金属间化合物等合金 一旦发生上述现象 电极端部的导电 导热性能下降 温度进一步上升 产生恶性循环 加速电极的粘污损坏 同时亦破坏了零件的镀层 镀层金属如进入熔化的钢质熔池将产生结晶裂纹 因此需在钢板熔化前把镀层挤出焊接区 41 CuCrZr 1075oC Zinc 420oCBrass 1027oC 70Cu 30Zn Steel 1427oCNitrode 1083oC Meltingpoints Wearetryingtojoinsteelwithsomething copper thatmelts350oCearlier 42 500oC 800oC 900oC 800oC 1000oC 1300oC TemperaturesinResistanceWelding Simplifiedrepresentation Annealtemp CuCrZr 500oCAnnealtemp NitrodeAl60 900oC SOURCE O U ScienceDataBook Outukumpu OMG SOURCE O U ScienceDataBook Outukumpu OMG 43 镀层钢板焊接技术要点 与等厚低碳钢相比电流应增大30 50 镀层熔点越低 增加越多 电极压力则增大20 30 即可 与低碳钢相比 同样的电极压力 其临界飞溅电流有所上升 采用Cr Cu或Cr Zr Cu合金电极 要加强冷却 允许外水冷 二次修磨间的焊接点数仅为焊低碳钢时的1 10 1 20 薄板 1 2mm 点焊时可采用嵌钨电极 由于电极粘污严重 是产生质量问题的主要原因 故在结构允许条件下改用凸焊是解决电极粘污的最佳方案 锌 铅等元素的金属蒸气和氧化物尘埃对人体有毒 需加强通风 44 为增加电极头寿命 防止电极过热 点焊作业必须追加循环水进行冷却 冷却水温要求为 20度以下 45 第4章电阻焊接头的质量检验 46 电阻焊接头的等级划分 一级 承受很大的静 动载荷或交变载荷 接头的破坏会危及人员的生命安全 二级 承受较大的静 动载荷或交变载荷 接头的破坏会导致系统失效 但不危及人员的安全 三级 承受较小静载荷或动载荷的一般接头 47 接头检验方法与内容 破坏性检验撕破检验断口检验低倍检验金相检验力学性能试验 无损检验目视检验密封性检验射线检验超声波检验其它检验 48 破坏性检验 破坏性检验能提供各种确切的定量数据 如力学性能 熔核尺寸 缺陷性质和多寡以及耐腐蚀性能等 因此它是取得接头质量定量数据的主要手段 但检验试祥已经破坏 而实际产品仍未直接检验 因此检验结果仅能提供代表性的参考信息 如何使试祥更真实地代表产品本身 是一个复杂的数学问题 因此在样品的分组 取样数量和方法上各专业标准均作具体现定 49 撕破检验 这是一种针对薄板点 凸和缝焊接头的简易检验方法 用于粗略判断熔核大小和力学性能 便于现场操作 常用来作为确定焊接参数的前期筛选手段和生产中考查质量稳定性的自检手段 50 低倍检验 适用场合 主要针对点 凸及缝焊接头 具体步骤 磨片 腐蚀 读数显微镜检验检验内容 测定熔核直径 焊透率及压痕深度等数值观察有无宏观缩孔 裂纹和夹杂等缺陷的数量 51 金相检验 用于检验接头显微组织 如结晶特征 组织形貌及微观缺陷等 亦用于鉴别冶金缺陷如裂纹 胡须等 点 凸和缝焊时 一般仅作为对低倍捡验疑问的裁定手段 对焊时常作为重要产品的必检项目 52 电阻焊接头力学性能试验 53 无损检验 无损检验以不损坏产品使用性能为前提的检测方法 可以推广到每个零件的每个焊接接头 因此是保证产品安全的最可靠手段 但在电阻焊接头中由于接头的特殊性 仅有少量方法获得工业应用 大多数方法处于实验研究阶段 54 目视检验 目视检验是用小于20倍的放大镜作外部缺陷的检验 此法能发现表面裂纹 烧穿 压痕过深 电极粘附 焊件错位等多种外表缺陷 同时 从接头外形尚能对焊透情况粗略判断 55 密封性检验 任何有密封要求的焊缝均作密封性检验 要求作此项检验的焊缝有缝焊 对接缝焊和对焊几类 56 射线检验 射线检验在压力容器制造业广为采用 它能有效地发现焊接区的裂纹 夹杂 末焊透及缩孔等缺陷 在电阻焊接头中 亦可用来发现裂纹 缩孔及内部飞溅等 点焊及缝焊接头一船均用于薄板结构 除少数热敏感性强的合金钢和有色合金外 较少出现裂纹 其它缺陷对强度影响较少 而影响强度最敏感的熔核大小一般用射线检验 57 应用实例 某些铝合金在点焊过程中熔核的金属成分产生偏析 因而引起对射线能量吸收的差异 从底片上熔核边缘出现白环 这里吸收射线能力较核心部分强 以此测出熔核边缘而确定其直径 但须与压痕引起的射线吸收差异区分开 该法仅限用于少数几种铝合金和镁合金 58 应用实例 焊前在板上涂一层与母材金属对射线吸收性能差异很大的金属粉或薄箔 称PKC 在焊接过程中熔核区的PKC层已蒸发或挤出 而后从射线底片上区别出无PKC层之区即为熔核 59 超声波检验 超声波检验主要用于厚板探伤 在点 缝焊等的薄板焊件中未见应用报导 在大型对接零件的探伤检阅中该法应用甚广 例如铁路钢轨对接焊接头 石油钻杆对接焊口等均采用该法 它能发现末熔合 夹杂物和裂纹等缺陷 但对严重影响塑性指标的灰斑缺陷尚不能用此法检验 60 其它检验方法 磁粉 涡流和萤光这些方法均用于检测接头表层的缺陷 主要是延伸到表层的细小裂纹 61 电阻焊接头的缺陷 电阻焊的缺陷按显现部位不同 可分为外表缺陷与内部缺陷 缺陷的形成原因众多 分析时应抓住主导原因 由于工艺过程的差别 在搭接接头与对接接头中产生的缺陷不尽相同 分别叙述如下 62 搭接接头中的缺陷 末熔合与未完全熔合缩孔裂纹结合线伸入喷溅压痕过深 63 缩孔 由于金属加热时体积膨胀 因此当熔核金属为液态时具有最大的体积 冷却收缩时如周围塑性环未及时变形使内部体积相应减小 则产生缩孔 缩孔呈不规则的空穴 虽会成小熔核截面 但对结合面的静载强度影响不大 而对动载或冲击则有一定影响 64 缩孔 缩孔的产生往往与电极压力不足有关 冷却时 塑性环变形不足或不及时 特别是在焊接厚板 高温强度高的材料或冷却速度快的材料时 电极的惯性造成加压不足是产生缩孔的主要原因 点焊时可用低惯性电极和增加锻压力来克服 亦可采用减缓冷却速度的规范措施 缝焊时仅能采用后一种方案 65 裂纹 裂纹产生的部位有熔核内部 结合线上 热影响区及焊件表面 其中后三个部位的裂纹因形成应力集中 危害严重 在承力件中不允许存在 在一般焊件中 熔核内部裂纹的长度应限制在不超过熔核直径的1 3 避免裂纹的主要措施为减缓冷却速度和及时加压 以减小熔核结晶时的内部拉应力 66 结合线伸入 当焊接高温合金或铝合金时 如清理不佳 表面将残留过厚的熔点高 致密且硬的氧化膜 在熔核形成过程中这层氧化膜未及彻底破碎 残留在焊件表面 不但在塑性环区界面存在 且限制了枝晶的生长 在熔核边缘形成突入熔核的晶界夹杂物 称结合线伸入 因此该处应力集中 极易在运行时扩展成裂纹 一般不允许存在 67 喷溅 点焊 凸焊或缝焊时 从焊件结合面或电极与焊件接触面间飞出熔化金属颗粒的现象 称为喷溅 喷溅处在外表将影响美观 造成应力集中 严重时形成空穴称为烧穿 会影咱使用性能 68 压痕过深 过深的压痕将引起应力集中 降低动载性能 应当避免 表面压痕应不大于单板厚度的10 20 避免压痕的措施是尽可能采用较硬的焊接规范及加强电极冷却 降低焊件表面温度 69 末熔合与未完全熔合 末熔合与未完全熔合是指母材与母材之间末熔化或未完全熔化结合的部分 是一种严重影响强度及密封性能的缺陷 不允许存在于要求力学性能及密封性能高的零件之中 原因 焊接区热输入不足及散失热量过多 凡能引发上述原因的因素均能造成此种缺陷 该缺陷目前主要靠常规的破坏性检验发现 仅对少数铝或镁合金可用射线检测去发现 避免此种缺陷的主要手段是加强焊接参数的监控 70 电阻焊质量监测与控制 71 必要性 在大批量生产中 一个产品往往需要几十台甚至上百台点焊机配套工作 这将使电网电压 气压产生很大的波动 再加上难以避免的分流 电极磨损等不利因素的存在 致使点焊质量极不稳定 严重时将成批出现不合格的焊点 另一方面 由于点焊独特的接头形式和工艺的限制 致使在电弧焊生产中应用效果很好的焊后无损检测方法在点焊生产中却难以应用 同时也将使生产效率降低 产品成本剧增 72 必要性 为了保证焊点质量 国内外几乎所有的汽车生产厂家几十年来都一直采用焊前打试片 焊后进行破坏性抽样检验的方法来保证焊点质量 显然 这种方法已无法满足汽车工业发展对点焊质量提出的高可靠性 低成本的要求 为了改变这种现状 有必要研制新型点焊质量监测系统 采用点焊质量监测系统 可以在线监测每一台焊机 每一焊点的质量 及时指出不合格的焊点及其形成原因 使操作者及时进行在线 补救 以有效提高和稳定焊点质量 73 焊接参数的划分 焊接规范参数 焊接电流 电极压力 焊接时间 电极端面尺寸等 焊接过程参数 监测信息 如 动态电阻 红外辐射 电极间电压 能量等 焊接质量参数 熔核直径 焊透率 压痕深度 拉剪强度 拉伸强度 疲劳强度等 74 质量监控的难度 电阻点焊过程是一个高度非线性 有多变量耦合作用和大量随机不确定因素的过程 同时由于点焊的形核处于封闭状态而无法观测 特征信号的提取比较困难 而且形核过程的时间极短 焊接条件短时间的波动就会造成较严重的后果 因此 点焊质量的监测和控制难度极大 75 点焊质量监测信息 焊接电流电极间电压能量积分动态电阻热膨胀电极位移红外辐射超声波 76 监控方法的现状及发展趋势 77 监控焊接热量 这类方法包括恒流控制法 恒压控制法等 其原理是 在焊接过程中 适时测量焊接热量参数值 并与给定值比较 当出现偏差时 调节可控硅的控制角 以维持焊接热量参数的恒定 这类方法的优点是简单可靠 易于实现 目前 欧 美及日本的各大汽车公司几乎均采用这类方法 我国各大汽车厂大部分也采用这类方法 可见这类方法的普及性 缺点是对电极压力波动 电极磨损及分流的影响等无补偿作用 78 点焊电极的研究进展 79 点焊电极为什么容易失效 电极是点焊中的易耗零件 在点焊过程中 电极的主要功能是传输电流 加压和散热 由于电极和焊件接触时的温度较高 而且自身具有一定的电阻 也会发热 因此 电极头部的温升很快 达到了稍低于焊点熔核的高温 使电极头部在高温及高压力作用下很快失效 80 81 点焊电极的失效形式 1 塑性变形 电极的塑性变形都导致电极端部形成蘑菇状和电极直径的增加 这种塑性变形的产生是由于电极头部在焊接时承受压力和高温作用的结果 一般来讲 电极表面的温度与焊件表面的温度应相等 点焊时钢板的表面温度大约为700度左右 点焊镀锌钢板时 电流密度比点焊无镀层钢板电流密度要高30 左右 电极表面的温度能达到800 900度 正是由于电极头部的温度分布不均匀 使得电极头部产生了不均匀的塑性变形 此外 电极与工件表面的高温还导致了在电极头部产生低屈服强度的Zn Cu合金 这将加重电极局部的塑性变形 塑性变形的产生 使得电极头部的直径随焊点数目的增加而增加 从而导致焊接电流密度下降 熔核焊透率降低 直到焊核直径减小 焊点强度下降趋近允许值 此时必须修整电极或更换电极 82 2 磨损 电极的磨损主要发生在电极头部 表现为电极头部的物质转移到被焊工件表面 使得电极磨损 导致电极直径增大和焊接电流密度下降 另外 影响磨损的因素还有在正常焊接规范下电极撞击工件和电极缺乏充足的冷却 3 合金化 电极的合金化主要发生在电极和镀层钢板的交界面上 合金主要产生在电极工作端面及头部的周围 电极合金化的程度取决于在焊接循环过程中电极与工件交界面作用的温度和时间 镀层元素与电极材料的扩散速度 以及生成物质在电极端面的形核和长大 一般来讲 电极端面与工件作用时间越长 工作温度越高 越易合金化 而合金化的产生不仅使电极端面的电导率下降 提高了焊接时电极表面的温度 加快了合金化 而且影响了电极表面的电流分布 83 4 坑蚀 坑蚀是导致电极失效的主要方式之一 在点焊电极焊接镀层钢板时 由于高温的作用 在电极表层产生了低熔点合金 当电极离开工件时 有些低熔点合金在飞溅作用下离开了电极端面 即在电极端面产生了一个小的弧坑 许多小的孤坑连成一起的过程叫坑蚀 坑蚀的结果便形成了蚀坑 蚀坑的产生 提高了坑蚀周围的电流密度和工作压力 导致了蚀坑周围产生更严重的塑性变形和脱落 从而增加了电极端面的直径和降低了焊点直径 5 热疲劳 点焊电极在工作过程中不仅要在高温下传递压力 而且还承受着加热和冷却的热应力作用 在两者的作用下 产生热疲劳 使得电极最终失效或电极表层脱落 84 6 粘附 点焊电极在工作过程中由于电极头部和镀锌钢板的接触温度高于镀锌层的熔点 使熔化的镀锌层强烈粘附在电极头部而产生粘附 7 再结晶 电极的再结晶温度大约在700 800 C的范围 虽然电极与工件连接界面上的温度基本低于此温度 但有些区域的温度也有可能达到此温度 这取决于工件与电极之间的接触电阻 焊接速度 冷却状况及电极合金类型 一旦电极某个区域的温度大于电极的再结晶温度 则在电极中将产生再结晶和晶粒增大 使得电极易于失效 85 延长点焊电极寿命的措施 1 电极端面的表面改性 2 粉末冶金电极 3 优选焊接规范 4 电极的深冷处理 86 用电流波形控制法提高锌钢板点焊电极的寿命 87 在接通焊接电流之前施加焊前电流 使锌层先熔化 并在电极压力作用下将其挤走 从而减弱或避免电极 工件界面铜锌合金化 提高工件 工件间接触电阻 使焊接区加热均匀 获得同样熔核所需焊接电流减小 电极寿命增加 基本原理 88 表面飞溅率随焊前电流的变化规律 施加焊前电流时间 5周波 89 表面飞溅率随焊前电流通电时间的变化规律 焊前电流有效值 3 90 电极寿命随焊前电流的变化规律 焊前电流时间 5周波 91 利用深冷处理提高电极的使用寿命 92 深冷处理是指在 130 以下对材料进行处理改变材料性能的一种方法 深冷处理以液氮 196 为制冷剂 试验采用气体法加工深冷电极 将电极放入深冷装置 液氮经喷管喷出后在冷箱中直接汽化 利用液氮的汽化潜热及低温氮气吸热使冷箱降温 通过控制液氮的输入量来控制降温速度 保温温度 保温时间等实现对温度的自动调节 何谓深冷处理 93 深冷装置结构 1 箱体2 排气管3 导风板4 喷管5 风扇6 测温仪表7 电磁阀8 截止阀9 手动阀门10 液氮容器 94 深冷处理前后铬锆铜合金组织 背散射 深冷处理前的铜基体致密性较差 存在较多的显微孔洞 这些孔洞的存在使材料点阵结构的完整性与材料连续性遭到破坏 深冷处理后材料中的显微孔洞数量比未深冷处理的明显减少 基体致密程度明显提高 95 深冷处理前后铬锆铜合金中 分布 深冷处理前后铬锆铜合金中 分布 深冷处理前后铬锆铜合金组织 面扫描 处理后试样的铬 锆元素分有明显变化 与深冷前相比 由于深冷处理导致 在铜中的溶解度急剧减小 过饱和的 析 铜基体上出现了大量弥散分布的 颗粒 96 电极电阻率测试结果 97 电极寿命试验曲线 98 深冷处理未深冷处理 电极深冷处理前后所焊焊点 用未深冷电极点焊镀锌钢板 始终存在飞溅 粘电极等现象 而用深冷电极点焊镀锌钢板时 飞溅 粘电极等现象大大减小 焊点表面质量明显改善 99 射线衍射的晶粒尺寸分析结果 100 深冷处理提高了电极基体致密性 改变了合金元素分布 提高了电极的导电 导热能力 使电极产热减少 导热能力加强 避免了铜合金电极与镀锌板的合金化倾向 深冷处理也细化了电极材料的晶粒 提高了电极抗压溃变形的能力 使得点焊镀锌钢板的深冷电极寿命显著提高 总结 101 添附内容 点焊机控制柜的参数说明 加压时间 通电时间1 电流缓冲 通电电流1 冷却时间 通电时间2 通电电流2 保持时间 备注 这里需要说明的是 通电时间的单位不是秒 而是周波 一周波大约为 0 02秒的时间名词解释 周波 交流电完成一次完成的变化 102 参数的规定决定了后续生产的产品点焊质量 所以这是一个极其重点的工序 所以大家一定要记住一个原则 点焊机参数的设定一定要保证 在规定参数的基础上降低10 的电流 仍可完全保证点焊质量 这样的参数值才可以应用到量产当中 为什么要这样规定呢 点焊机的运作主要是依靠控制柜来控制 一切机器都有误差 而点焊机的电流误差通用标准允许在7 以下 所以为保证实际作业的焊接质量才又这样一个规定 点焊机控制柜参数制定的方法 103 104 Konicaminolta 客户实际要求 105 一 点焊作业要求柯尼卡美能达有专门针对点焊作业的相关管理规定 我们下面来讲解下重要的部分 1 作业要求 电极头的修正频率 焊芯径 融合直径 106 电流值设定条件电流值在下降10 时 设定条件要满足上述焊芯径的要求 电极径的要求 电极径是与材料直接接触的部分 拉伸切断荷重 107 点焊制程管控的管理项目 点焊产品出货要求点焊产品出货时 必须附送产品点焊作业时的 点焊成绩书 及 点焊试片 108 CANON 客户实际要求 109 佳能的管理标准基本与柯尼卡美能达的管理标准一致 下面列出不同的地方 请大家注意 不同点 1 电极头修正频率佳能的电极头修正频率要求很高 在30点左右 而柯美的要求是根据不同料厚来规定 频率最高为 80点 次2 试片确认方法不同 佳能的试片确认要求 试片剥离试验要求 焊点处必须拉穿 而柯美的为只要融合处有拉丝出现 融合直径符合要求就可以 110 铆接加工的基本知识 第二部分 111 第一节概述 一 定义 铆接是讲基材与轴部品镶合后 通过铆接轴顶部的塑性变形将两部品结合的一种工程 铆接力矩是铆接轴在垂直与铆接轴平面内 所能承受的最大力矩 铆接轴在回转与不回转转换瞬间值 二 特点 1 操作方便 量产性高 2 单独由机械力作用 可调节 112 三 铆接种类 有许多铆接方法的种类 下面以常见的2中为例 113 四 铆接的作业方法 1