电阻焊原理和工艺

1、<电阻焊工艺 -原理 > 电阻焊接技术在工业界已经有将近 100 年的历史。 1936 年， 公司在美国底特律创建了电阻点焊控制器这一行 业。从那时起，电阻焊接技术有了几次革命性的变革，包括可控硅的应用、类比到数位的控制方法、电流感测 及精度的改进、交流及直流控制方法以及硬件集成度的增加。在控制器本身，现在的电阻焊接控制器，已经有 了很大的进步。然而在电阻焊接应用最广泛的汽车制造业内，一个最根本的问题一直困扰着技术人员及用户： 如何达到每个焊接点都是完美无瑕的。到现在为止，没有一种方法能够100地达成零缺陷焊接。从 20 世纪 90 年代起，一直致力于寻找这个问题的解决方案。下面的

2、案例，均是开发这类的产品经验，与业内 人士共同探讨。电阻焊是利用金属界面电阻，短时间通过大量电流生成热，使金属界面熔化，从而实现焊接，也就是把两片金 属熔合起来。但是 100% 的焊接成功率，是很难实现的。因为界面电阻是一个不稳定的物理特性。要达成这个 100%的目标，需注意以下几个问题：1. 稳定的材料及界面成型：除非有精密的冲压条件，一般车厂在大量生产时，无法做到很好的一致性；零件表 面处理的情况也不容易控制。这给散热器闪光对焊机焊接工艺造成很大的困扰。2. 机器本身的条件状况不易控制：一般气压设备的老化容易造成加压系统的不稳定，让界面电阻变化，使得同 样的焊接条件可能无法达成需要的函电强

3、度。3. 焊接设备机械结构的老化及电力连接件的老化，造成冷焊及虚焊的情形。4. 现场工作人员在不了解中频逆变点焊机焊接原理的状况下，随意调节焊接参数，使焊接质量极难控制。 针对这些问题，在焊接技术的管理上，开发出了几种不同类型的产品，利用先进的硬件及软件技术，来帮助用 户更有效地管理工厂里的焊接，来减低焊接成品的报废率。以下几点将主要介绍产品及其应用。第 1 代产品：大量收集资料从 20 世纪 80 年代开始，微电脑开始了电子数位领域的一连串革新。在控制器本身，提供了数位资料，而这些 资料在从前是无法收集的。同时简单的数位资料网路也开始成形。在这一时期，美国及欧洲都先后开发了一连 串的产品。这

4、些产品共同的特征，就是大量地收集资料。一部汽车上大约有 4 000 个焊点。在不同的汽车公司，这些焊点可能是在不同的地方，由不同厂商焊接完成。 假设某个汽车公司一年做 20 万辆汽车，那么一年内就有了 8mb 资料。如果每笔用 4 个位元来储存，那么需要 32 兆位元的储存设备来储存一年的资料。在 20 世纪 80 年代，计算机的储存设备是很昂贵的。即便是现在，也 需要 3g 以上的储存量。 在刚刚开始做这样的资料收集时， 根本无法储存， 只能拿打印机打印后保存在图书室里。 早期，这些资料在汽车公司内是用好几个图书室来储存的。在 20 世纪 70 年代，美国的汽车焊接质量一直无法提升。这些资料

5、主要提供焊接质量记录。由于保管和查询非 常困难，所以用处不大。即使做了这样大量的工作，现场的质量保证工作基本上还是很原始的，没有太大的变 化。在技术条件的进步下，现场对平台点焊机焊接质量的管理，仍然还停留在原地。经过了近 10 年的发展， 质量控制虽然在管理阶层的努力下有了进步， 但是代价仍然是很大的。 因为主要是靠着 管理制度来保证， 而电阻焊接是一个看似简单， 实际不易控制的过程。 每个焊点只有一次机会， 一旦焊接失败， 就没有第二次机会。检测和控制，都是技术上的挑战。电子 点焊机技术原理 :电子点焊机 是专门为电子工业、 微电子工业提供的电子点焊设备， 具有无需除去绝缘漆就可直接焊接漆包

6、 线的功能，焊接时不用任何的助焊剂及焊锡,实现无铅锡焊接，为当前先进的环保无锡焊接技术。焊接时在微小焊接区域流过强大电流，电能转化为热能，焊接一瞬间把两种金属牢靠焊接在一起，形成一种不易氧化的金属 合金。具有焊点细小、牢靠、对高频信号衰减小、耐高温等优点。此设备方便操作、体积娇小、维护方便。适 合于焊接金线、银线、铜线等，尤其方便小线圈、小磁环、小漆包线等细小的电感焊接，也可作为电路板厂的 补线设备。电子点焊机类型又称有 :双脉冲电子点焊机、高频电子点焊机、微电子点焊机。电子点焊机应用电子点焊机应用在金属与金属的焊接上，如线径在0.0081.00mm金属线同各种产品焊盘之间的焊接，尤其是漆包线

7、与各种金属层的焊接中，典型的应用有：电子元器件的生产制作的焊接工艺中，如高频通讯元器 件焊接、贴片变压器引线的焊接、贴片电感线圈的焊接、微型喇叭引线的焊接、感应式IC 卡线圈的焊接、 蜂鸣器引线的焊接 、 受话器引线的焊接 、扬声器引线的焊接 、 耳机引线的焊接 、 天线引线的焊接 、 麦克 风 、 讯响器 、免提耳机引线的焊接、振动马达线圈的焊接、微型马达、钟表线圈的焊接、模块上元器件同 PCB 之间的焊接等各种小线圈电子元器件的接点焊接上，同样也可以焊接金属线、金属带、金属片、太阳能电 池引线、各种数据线等与金属焊盘或各 PIN 脚的焊接。设备原理主机为焊接能量调控部分 ,设有调控输出脉冲

8、幅度（电压）和脉冲宽度（时间）两个数码开关。主机上有电 源开关和电源输出电缆（与焊头夹连接）；电路设计上采用自动适应的调节技术,能根据焊头的参数，焊件的不同特性进行自动调节， 使通过焊头的脉冲电流、 脉冲时间与施加于焊头上电压的乘积为焊接所需要的最佳能量。 该电路还设有一定值的自动限制保护，有利于焊头的使用寿命。焊接原理 电子点焊机设置了焊接压力、焊接电压、焊接时间三组可调控的焊接参数。焊接时，根据焊接线的线径和 焊件的不同要求，设置好上述三组参数，当施加在焊头的压力达到设定值时，才能触发微动开关接通电流。由 于平行电极的尖端设有一定阻值的欧姆接触，通电后电极尖端产生电火花，与电极尖端接触的绝

9、缘漆一部分被 烧除，其余部分向两端退缩，裸露出金属线。由于焊接压力的继续作用，驱使大量电流转而流入裸露的金属线 和金属基底，电能转化为热能，实现在同一个脉冲完成除漆和焊接。电子点焊技术与普通锡焊技术原理对比 传统的锡焊技术：采用以锡为主的锡合金材料作焊料,在 180230 温度下焊锡熔化 ,金属焊件与锡原子之间相互吸引、扩散、结合 ,形成浸润的结合层。微电子点焊技术：焊机提供超强能量给电极，在电极尖端瞬间达到1000 多度的高温，将与此相接触的金属焊件熔化，形成共晶并牢固地结合在一起。电子点焊机结构i1 、主机 :微电子点焊机电子部分 ,为焊接过程提供稳定电压和焊接时间等参数设定的电子部分.微

10、电子点焊机主机的特点是 :设计紧凑所占空间小、元器件高可靠性等特点2、板头 :微电子点焊机机械部分 ,为焊接过程提供稳定的焊接压力以及压力调节和安装焊头.微电子点焊机的板头特点是压力无级调节 ,灵敏度为 ±1盎司 ,即±28 克.板头结构稳固 ,确保焊接过程的定位准确度和精确度.焊接过程的位移不超过 20um.3、脚踏板 :微电子点焊机焊接过程触发器 .微电子点焊机使用脚踏的形式触发 ,降低操作疲劳 .微电子点焊机 脚踏板特点是脚踏行程可调、脚踏面积大、脚踏触发点时力度小 .4、操作台 :微电子点焊机焊接承物台 .一般使用高级电木制作 ,防腐、变形量小 ,也可根据不同客户需

11、求 进行不同材质、不同形状定做 ,以配合客户各种焊接工艺要求 .5、放大配件架 :微电子点焊机安装显微镜或 CCD 架子 .具有各种角度的调节 .6、可选附件 :客户可以根据具体焊接工艺选择是否安装显微镜或者CCD 监视器 .电子电焊机焊接使用方法1. 制作焊接夹具 :为了方便焊接 ,提高焊接质量和速度 , 应提前制作各种适合所需焊接器件焊接工艺的夹具.（可为客户定做各种合适的焊接夹具 ）2. 选取点焊头 :由于焊接要求的焊点不一样 ,以及焊接金属线材质、 大小形状不一样 ,需要初步选定合适的点焊头 .（将为客户 选择合适的点焊头 ,也可为具体客户设计符合客户工艺的点焊头）3. 摸索电子点焊机

12、焊接参数 .不同的焊接金属由于形状、导热性能、熔点、两金属间（焊接线和焊盘 ）结合性能不一样 ,造成焊接的所需焊接电压、 焊接时间和焊接压力不一样 ,所以在焊接前需要摸索具体工艺中焊接的焊接电压、焊接时间和焊接压力在摸索上述参数时 ,原则为从低至高进行调整 .最终设定的参数应确保焊接过程具有较好的焊点一致性和较宽的 工艺容差 （可为客户完成电子点焊机焊接最佳参数的设定过程）4. 熟悉操作 : 包括熟悉焊接时产品的放置、熟悉踏板触发方式、熟悉焊接时夹线用的镊子、熟悉在显微镜下或者监视器 下进行对位等操作 .一般员工约在 8 小时内即可熟练操作 , 达到最佳产能大致需要一周时间 .5. 设计更适合

13、具体焊接的点焊头和夹具应用于汽车焊接的间接电阻焊核心提示:机器人控制的Remote激光焊接技术除了利用扫描设备控制激光射束的运动之外，还要求 激光切割保护气体割炬具有很高的动态性能。与没有附加坐标控制的传统激光切割割炬相比较，新技术可节约 工时60%左右。随着金属激光加工技术的不断进步，现在使用高能量的激光切割金属材料时通常可以使用比5年前要高许多的进给速度。但由于移动部件质量较大，即使是高动态性能的激光切割设备在直线切割时可 能使用的进给速度也达不到大多数轮廓切割的理论速度。例如，利用激光切割设备切割电动机转子、定子铁芯 等电气钢板时，平均切割速度为2机器人控制的 Remote激光焊接技术除

14、了利用扫描设备控制激光射束的运动之外，还要求激光切割保护气体割 炬具有很高的动态性能。与没有附加坐标控制的传统激光切割割炬相比较，新技术可节约工时60%左右。随着金属激光加工技术的不断进步，现在使用高能量的激光切割金属材料时通常可以使用比5年前要高许多的进给速度。但由于移动部件质量较大，即使是高动态性能的激光切割设备在直线切割时可能使用的进给速度也 达不到大多数轮廓切割的理论速度。例如，利用激光切割设备切割电动机转子、定子铁芯等电气钢板时，平均 切割速度为20m/min ;而理论上可以实现的激光切割的极限进给速度则为100m/min （见图1 ）。随着激光射束质量的进一步研发和提高，这一差异还

15、将明显地增大。因此，即使允许以很高的进给速度进行激光切割的线性驱 动导向机构，但由于动态性能设计方面的原因，其多过渡线、小形轮廓轨迹控制可以实现的进给速度都明显受 到了限制。由于加速度引起的加速度增量是一个重要的影响因素，它使得动态的轨迹控制受到了很大的影响。加速度 的变化不是跳跃式的变化， 而是随时间增加而提高， 并受加速度增量的影响， 这就导致了在较短的切割轮廓中， 机床坐标轴常常达不到其最高的加速度值，不能实现按照最高加速度进行加速运动。保证不发生冲撞的加速度增量极限值一方面受驱动装置本身的影响，另一方面也是由考虑了外部因素而设定的 机床参数极限值所决定的。外部条件对加速度提高的限制是非

16、常必要的，以便降低机床机械振动对驱动系统的 影响，避免对激光头的导向精度产生负面作用。受加速度限制的驱动进给量目前，激光加工设备都是通过进给量对各个坐标轴应执行的加速度加以限制。由于它的作用，在大多数切 割轮廓情况下，激光加工机床坐标轴的运动速度很难达到事先规定的极限速度。图2所示为带有和不带有坐标轴进给加速度增量在运动距离限制与加速度限制时加工工件直角处的速度关系曲线。在2001年的工业机器人焊接研究中，IWS霍伦霍夫研究院通过扫描系统在机器人中的集成时对这个问题进行了解决；并明显地提高了机 器人的加工速度和加工质量。在激光焊接时，与激光切割有所不同：在各个焊接点处尽可能保持恒定的生产加 工

17、速度和尽可能短的定位运动时间。如今的机器人Remote焊接设备已经完全把机器人（空间、灵活性）和扫描系统（动态、精度）的优点经智能化的轨迹运动和自三级抽样的做法和体会浙江恒盛化纤有限公司桐昆集团恒盛公司是一家以生产化纤长丝为主要产品的企业。针对长丝这一品种的品质要求，我们对每个 产品的外观检验采用全检，但是多年的工作中我们和其它的化纤企业一样存在着一个较严重的怪圈：虽然 是外观全检，但是漏检率偏高，客户时有投诉，个别外观不好的丝给客户带来对我们品质的怀疑，可以说 一颗老鼠屎坏了一锅汤。为了杜绝这种怪圈现象，在结合多年的工作实际我们设立了三级抽样和员工自检、互检相结合的抽样制度，该制度主要内容是

18、员工自检、互检，发现问题及时弥补改正；员工对自己所检验的产品负责，班组长对本班组所检验的产品负责，车间质检负责人对本车间检验的产品负责，质检科对公司所生产和流入客户手中的产品负责，哪一级出问题就由哪一级和相应的责任人负责。抽样分三级：公司质检科、车间检验负责人、班组长。班组长对本班组所包装的产品必须按一定的比例进行抽查，班组查到的情况在全班组内通报，当事人负责。车间检验负责人必须按一定的比例对本车间所生产的产品进行抽查，查到的情况在本车间 通报，班组负连带责任。质检科对本公司的产品必须做到一定量的抽样覆盖，并经常性的检查生产现场。 对异常情况及时指出并要求改正，对于质检科查到的情况每两天在全公司内通报，车间、班组负连带责任 。以上发现情况的处理都是奖优罚劣,总体奖的比罚的多一倍。当然也有通报表