焊接电阻焊资料学习教案

1、会计学1焊接焊接(hnji)电阻焊资料电阻焊资料第一页，共37页。(resistance welding) 定义定义：将被焊工件将被焊工件压紧压紧于两电极之间，利用流经工件接触面及邻近区域于两电极之间，利用流经工件接触面及邻近区域产生的产生的电阻热电阻热将其加热到将其加热到熔化或塑性熔化或塑性状态，使之形成接头的一种焊接方法。状态，使之形成接头的一种焊接方法。点焊点焊（spot welding）缝焊缝焊（beam welding）对焊对焊（ Butt Resistance Welding） 按接头特点分：按接头特点分：第1页/共36页第二页，共37页。材料：碳素钢、合金钢、铝、铜及其合金等结构

2、(jigu)：广泛（多为轻型接头）缺点缺点：优点优点：生产率高生产率高(滚缝滚缝60m/min) 焊接质量好：冶金；焊接质量好：冶金；HAZ小；表面好小；表面好 焊接成本低：无材料；保护气；焊接成本低：无材料；保护气； 劳动条件好：无光；气；自动化劳动条件好：无光；气；自动化 对参数波动敏感对参数波动敏感:t短短 焊后难于无损检测焊后难于无损检测 结构受较多限制结构受较多限制 设备功率大、复杂设备功率大、复杂第2页/共36页第三页，共37页。 1 1、电阻热的产生、电阻热的产生 电阻热电阻热电阻焊的热源：电阻焊的热源：Q=I2RtQ=I2Rt 2 2、影响产热的因素：、影响产热的因素： 电阻电

3、阻 焊件本身电阻焊件本身电阻RW=L/sRW=L/s是重要参数是重要参数, ,随温度的升高而增大随温度的升高而增大(zn d)(zn d)。（熔化后是熔化前。（熔化后是熔化前的的1212倍）倍） 接触电阻接触电阻RCRC（可从（可从R =L/sR =L/s进行解释）进行解释） 当表面清理十分洁净时，当表面清理十分洁净时，RCRC仅在通电开始极短的时间内存在，仅在通电开始极短的时间内存在，随后会迅速消失。但它在焊接时间很短的情况下（如焊薄铝），对随后会迅速消失。但它在焊接时间很短的情况下（如焊薄铝），对熔核的形成和焊点强度的稳定性仍有显著影响。熔核的形成和焊点强度的稳定性仍有显著影响。 第3页/

4、共36页第四页，共37页。焊接电流焊接电流焊接电流（密度）对产热的影响比电阻和时间两者都大，在焊接过焊接电流（密度）对产热的影响比电阻和时间两者都大，在焊接过程中是一个必须严格控制的参数。程中是一个必须严格控制的参数。通电通电(tng din)(tng din)时间时间与焊接电流在一定范围内可互为补充，（软、硬规范）与焊接电流在一定范围内可互为补充，（软、硬规范）电极压力电极压力压力增大，总电阻压力增大，总电阻R R减小。减小。电极材料及端面形状电极材料及端面形状主要是电阻率和导热性主要是电阻率和导热性焊件表面状况焊件表面状况主要影响接触电阻。彻底清理工件表面是保证获得优质接头的主要影响接触电

5、阻。彻底清理工件表面是保证获得优质接头的必要条件。必要条件。第4页/共36页第五页，共37页。（二）温度分布：（二）温度分布： 点（对）焊点（对）焊中心中心(zhngxn)高，四周低高，四周低（一）热平衡：热量(rling)小部分（1030%）有用，大部分散失，其中主要通过电极的热传导而散失。 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。温度分布曲线越平坦，接头温度分布曲线越平坦，接头HAZ越宽，工件表面越容易过热，电极越越宽，工件表面越容易过热，电极越容易磨损。容易磨损。第5页/共36页第六页，共37页。预压预压 通电通电 维持维持 休止休止(xizh)典型点焊循环图（典型点

6、焊循环图（P179 图图7-8）*软软/硬规范的概念硬规范的概念硬规范硬规范(gufn)（强规范（强规范(gufn)）:大大电流、短时间电流、短时间软规范（弱规范）：小电流、长时间软规范（弱规范）：小电流、长时间压力电流ttii第6页/共36页第七页，共37页。第7页/共36页第八页，共37页。点焊是一种高速、经济的连接方法。它适用于制造可以采用搭接接头点焊是一种高速、经济的连接方法。它适用于制造可以采用搭接接头、不要求气密、厚度、不要求气密、厚度(hud)小于小于3mm的冲压、轧制的薄板构件。的冲压、轧制的薄板构件。点焊有时也用于连接厚度点焊有时也用于连接厚度6mm6mm的金属板，但与熔焊的

7、金属板，但与熔焊的对接相比较，点焊的承载的对接相比较，点焊的承载能力低，搭接接头增加了构能力低，搭接接头增加了构件的重量和成本，且需要昂件的重量和成本，且需要昂贵的特殊焊机，因而是不经贵的特殊焊机，因而是不经济的。济的。第8页/共36页第九页，共37页。1）点距最小值主要是考虑分流影响。（1）点距小时，接头会因分流而影响其强度；大的点距又会限制可安排的点焊数量(shling)。因此，必须兼顾点距和焊点数量(shling)，才能获得最大的接头强度。（2）多列焊点最好交错排列而不要作矩形排列。 （3）采用强条件和大的电极压力时，点距可以适当减小。（4）如果受工件尺寸限制，点距无法拉开而又无上述控制

8、手段时，为保证榕核尺寸一致，就必须以适当电流先焊各工件的第一点，然后调大电流，再焊其相邻点。 第9页/共36页第十页，共37页。2 2）搭接）搭接(d ji)(d ji)量：一般是边距的两倍。量：一般是边距的两倍。3 3）装配间隙必须尽可以能小，通常为）装配间隙必须尽可以能小，通常为0.10.2mm0.10.2mm。刚度。刚度(n d)(n d)、厚、厚度越大，许用间隙越小，电极的可达性要好。度越大，许用间隙越小，电极的可达性要好。 单个焊点的抗剪强度取决于两板交界面上熔核的面积(min j)。焊透率应介于20%80%之间（两板上的焊透率应分别测量）。焊接不同厚度工件时，每一工件上的最小焊透率

9、可为接头中薄件厚度的20%。第10页/共36页第十一页，共37页。 3. 点焊方法点焊方法(fngf)与工艺与工艺 点焊方法点焊方法(fngf)：单点、多点焊：单点、多点焊/单面、双面焊单面、双面焊 第11页/共36页第十二页，共37页。 点焊工艺：焊前清理：清理方法分机械清理和化学清理两种。常用的机械清理方法有喷砂、喷丸、抛光以及用砂布、钢丝刷清理等。不同的金属和合金，须采用不同的清理方法。 工艺参数及选择： 电流（KA） 通电(tng din)时间（周） ：对塑性指标影响较大 电极压力（KN）第12页/共36页第十三页，共37页。通常是根据工件的材料和厚度，参考该种材料的焊接条件表选取。通

10、常是根据工件的材料和厚度，参考该种材料的焊接条件表选取。首先确定电极的端面形状和尺寸，其次初步选定电极压力和焊接时间首先确定电极的端面形状和尺寸，其次初步选定电极压力和焊接时间，然后调节焊接电流，以不同的电流焊接试样。经检验熔核直径符合要求，然后调节焊接电流，以不同的电流焊接试样。经检验熔核直径符合要求(yoqi)后，再在适当的范围内调节电极压力、焊接时间和电流，进行试后，再在适当的范围内调节电极压力、焊接时间和电流，进行试样的焊接和检验，直到焊点质量完全符合技术条件所规定的要求样的焊接和检验，直到焊点质量完全符合技术条件所规定的要求(yoqi)为止。为止。第13页/共36页第十四页，共37页

11、。* *异种材料及不等厚板点焊的工艺措施：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、热好工件调整原则：增加薄料或导电、热好工件(gngjin)(gngjin)的产热，减小的产热，减小其散热。其散热。具体方法：具体方法： 薄件一侧电极端面小直径薄件一侧电极端面小直径 薄件一侧采用导热性较差之合金作电极材料薄件一侧采用导热性较差之合金作电极材料 采用工艺垫片采用工艺垫片 采用硬规范采用硬规范第14页/共36页第十五页，共37页。4.常用金属材料的点焊 （1）低碳钢及低合金钢

12、 低碳钢的w(c)低于0.25%，具有良好的焊接性，其焊接电流、电极压力和通电时间等工艺参数具有较大的调节范围。可采用工频(n pn)交流、简单循环，无须特殊工艺措施；磁性材料，注意其对焊接电流的影响。低碳钢和低合金钢如果表面的涂油未被车间的脏物或其他不良导电材料所污染，在电极压力下，油膜容易被挤开，不会影响接头质量。 （2）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。为了消除(xioch)淬火组织、改善接头性能，通常采用电极间焊后回火的双脉冲点焊方法。 第15页/共36页第十六页，共37页。（3 3）不锈钢）不锈钢 导电、导热率低，高温强度大。必

13、须采用较高的电极压力，通常采用较短的焊接时间导电、导热率低，高温强度大。必须采用较高的电极压力，通常采用较短的焊接时间、强有力的内部和外部、强有力的内部和外部(wib)(wib)水冷却，并且要准确地控制加热时间和焊接电流，以防止热水冷却，并且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和出现晶间腐蚀现象。影响区晶粒长大和出现晶间腐蚀现象。 马氏体不锈钢由于有淬火倾向，点焊时要求采用较长的焊接时间。为消除淬硬组织，马氏体不锈钢由于有淬火倾向，点焊时要求采用较长的焊接时间。为消除淬硬组织，最好采用焊后回火的双脉冲点焊。点焊时一般不采用电极的外部最好采用焊后回火的双脉冲点焊。点焊时一般不采

14、用电极的外部(wib)(wib)水冷却，以免因淬水冷却，以免因淬火而产生裂纹。火而产生裂纹。 第16页/共36页第十七页，共37页。 （4）铝合金 导电、导热率高，塑性温度范围小，易氧化，焊接性较差； 焊前严格清理后迅速施焊； 必须采用(ciyng)大功率焊机以硬规范焊接（较大电流和较短的时间、较大的电极压力，电极随动性还要好）。选用导电、导热率高的1类电极合金材料，球面电极。 第17页/共36页第十八页，共37页。第18页/共36页第十九页，共37页。（projection welding）凸焊是点焊的一种特殊形式。在焊接过程中充分利用“凸点”的作用(zuyng)，使焊接易于达成且表面平整无

15、压痕（如图） 。凸焊的特点：多个焊点可同时焊接，生产率高；小电流焊接可以可靠地形成小熔核；凸点位置、尺寸准确，强度均匀；压痕浅，电极磨损少；焊前对表面质量要求（比点焊(din hn)）低。缺点是结构需要有凸点（往往需要专门冲制）、电极复杂，需要高电极压力、高精度大功率焊机。第19页/共36页第二十页，共37页。凸焊的适用范围：凸焊主要用于焊接(hnji)低碳钢和低合金钢的冲压件，最适宜的厚度为0.54mm。另外，铁线制品等的焊接(hnji)也属于凸焊。下图是其它一些凸焊结构。 凸焊接头形成过程： 预压：形成导电回路 通电加热：凸点压溃 形 核 冷却结晶：压力(yl)维持第20页/共36页第二十

16、一页，共37页。凸点接头和凸点设计凸焊接头设计凸焊搭接接头的设计与点焊相似。但通常凸焊接头的搭接量比点焊的小，凸点间的间距没有严格限制。凸点设计凸点的作用是将电流和压力局限在工件的特定位置上，其形状和尺寸取决于应用的场合和需要的焊点强度，有各种各样的形式。凸点的形状通常有圆球形和圆锥形两种，一般(ybn)多用圆球形凸点。防止挤出金属残留在凸点周围形成板间间隙，可用带环形溢出槽的凸点。第21页/共36页第二十二页，共37页。凸焊的工艺特点和工艺参数凸焊的工艺特点和工艺参数凸焊的工艺特点凸焊的工艺特点由于电流集中，克服了点焊由于电流集中，克服了点焊(din hn)时熔核偏移的缺点，因时熔核偏移的缺

17、点，因此凸焊工件的厚度比可以此凸焊工件的厚度比可以6：1。凸焊时，电极必须随着凸点的压溃而迅速下降，所以应采用电凸焊时，电极必须随着凸点的压溃而迅速下降，所以应采用电极随动性好的焊机。极随动性好的焊机。多点焊多点焊(din hn)时，还要采取措施防止凸点移位。时，还要采取措施防止凸点移位。凸焊的工艺凸焊的工艺(gngy)参数参数凸焊的工艺凸焊的工艺(gngy)参数主要参数主要有：有：电极压力、焊接时间、焊接电流。电极压力、焊接时间、焊接电流。第22页/共36页第二十三页，共37页。电极压力：取决于被焊金属的性能、凸点尺寸和一次焊成的凸点数量，应使凸点在达到焊接温度时被完全压溃，并使工件贴合紧密

18、。 焊接时间：确定合适(hsh)的电极压力和焊接电流后，再调节焊接时间。通常凸焊的焊接时间比点焊长，而电流比点焊小，多点凸焊的时间应适当稍长。焊接电流：一般比点焊的小。应采用在合适(hsh)的电极压力下不致于挤出过多金属的最大电流。其它工艺措施其它工艺措施(cush)：电极：通常采用电极：通常采用2类电极合金，类电极合金，3类电极合金亦可。常用平面电极，电极接触面直径不类电极合金亦可。常用平面电极，电极接触面直径不小于凸点直径的小于凸点直径的2倍。倍。第23页/共36页第二十四页，共37页。第24页/共36页第二十五页，共37页。形式形式电流电流电极电极特点特点应用应用连续缝连续缝焊焊连续导连

19、续导通通连续旋转连续旋转设备简单、生产率高，但电极磨损严重小功率焊机非重要结构断续缝断续缝焊焊断续导断续导通通连续旋转连续旋转 应用广泛，（黑色金属）步进缝步进缝焊焊断续断续断续断续设备复杂，要求高，电极磨损少，焊接质量高多用于铝，镁合多）1. 缝焊的分类(fn li)的特点第25页/共36页第二十六页，共37页。 2. 2. 缝焊工艺参数及选择缝焊工艺参数及选择(xunz)(xunz)焊接参数：焊接电流、电极压力、焊接时间焊接参数：焊接电流、电极压力、焊接时间 、休止时间、休止时间 、焊接速度、焊接速度 、滚轮直径宽度等。滚轮直径宽度等。电流：比点焊大15%40%。电极压力：对熔核的影响与电

20、焊一致，数值通常(tngchng)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1.25：12：1，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(tngchng)较低。第26页/共36页第二十七页，共37页。3. 常用金属材料的缝焊常用金属材料的缝焊（1）低碳钢：低碳钢是焊接性最好的缝焊材料，有高速、中速）低碳钢：低碳钢是焊接性最好的缝焊材料，有高速、中速、低速三种方案。手工移动、低速三种方案。手工移动(ydng)工件时，多采用中速；自动焊工件时，多采用中速；自动焊接时

21、可以采用高速；焊机的容量不够，只能采用低速。应注意其接时可以采用高速；焊机的容量不够，只能采用低速。应注意其磁性在焊接回路中对电流的影响并采取相应措施。磁性在焊接回路中对电流的影响并采取相应措施。（2）不锈钢：小电流，短时间，大电极压力，中焊速）不锈钢：小电流，短时间，大电极压力，中焊速（3）铝合金：焊接性差，应用强规范；电极粘连严重，加强电）铝合金：焊接性差，应用强规范；电极粘连严重，加强电极清理修整；建议用步进缝焊。极清理修整；建议用步进缝焊。第27页/共36页第二十八页，共37页。4. 缝焊设备缝焊设备(shbi)滚轮(gnln)式：单轮 双轮馈电馈电(ku din)(ku din)方式

22、：双侧方式：双侧 单侧单侧第28页/共36页第二十九页，共37页。一、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(xngsh)：电阻对焊 闪光对焊 滚对焊 二、电阻(dinz)对焊（upset butt welding）接头形成过程： 预压形成导电回路，保证接头紧密接触 通电加热使接头一定范围内达到塑性状态 顶锻挤出氧化物、使接头在压力下形成共同晶粒第29页/共36页第三十页，共37页。三、闪光三、闪光(shn gung)(shn gung)对焊（对焊（FBW FBW ：flash butt weldingflash butt welding

23、）第30页/共36页第三十一页，共37页。接头形成(xngchng)过程连续连续(linx)(linx)闪光对焊：闪光闪光对焊：闪光 顶锻顶锻预热闪光对焊（预热闪光对焊（241241）：预热）：预热 闪光闪光 顶锻顶锻第31页/共36页第三十二页，共37页。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。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。 应用应用(yngyng)(yngyng)：杆件的接长，如钢筋、钢轨的接长等；：杆件的接长，如钢筋、钢轨的接长等； 环形工件的对焊，如锚链、车轮钢圈的对接焊等；环形工件的对焊，如锚链、车轮钢圈的对接焊等； 部件的组

24、焊，如发动机排气阀体与阀杆的对接焊等；部件的组焊，如发动机排气阀体与阀杆的对接焊等； 异种金属的对焊，如铝异种金属的对焊，如铝/ /铜导电接头、刀头与刀杆的对接焊等。铜导电接头、刀头与刀杆的对接焊等。第32页/共36页第三十三页，共37页。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。但预热又延长了焊接周期、降低生产效率(xio l)，同时使焊接过程更复杂，而且预热的控制比较困难。闪光的作用：主要是加热工件，同时形成的液态金属通过闪光被排闪光的作用：主要是加热工件，同时形成的液态金属通过闪光被排出，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，有出，对接头起到清理作

25、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。利于提高焊接质量。闪光必须稳定而强烈，尤其闪光必须稳定而强烈，尤其(yuq)在闪光后期。在闪光后期。稳定稳定闪光过程中不短路（会使工件过烧甚至报废）、不断路闪光过程中不短路（会使工件过烧甚至报废）、不断路（会失去保护作用）。（会失去保护作用）。强烈强烈闪光越强烈，自保护作用越强。闪光越强烈，自保护作用越强。顶锻的作用：封闭工件端面间隙和液体金属爆破后留下的火口，挤出端面的液体金顶锻的作用：封闭工件端面间隙和液体金属爆破后留下的火口，挤出端面的液体金属及氧化物夹杂，同时使接头在压力属及氧化物夹杂，同时使接头在压力(yl)下结晶。下结晶。焊接工艺参数：伸出长度焊接工艺参数：伸出长度 闪光留量闪光留量 闪光速度闪光速度 闪光电流密度