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的指标,此比值越大,则接头的延性越好。 多个焊点形成的接头强度还取决于点距和焊点分布。点距小时接头会因为分流而影响其强度,大的点距又会限 制可安排的焊点数量。因此,必须兼顾点距和焊点数量,才可以获得最大的接头强度,多列焊点最好交错排列而不要 作矩形排列。 [编辑本段]常用金属的点焊 一、电阻焊前的工件清理 无论是点焊、缝焊或凸焊,在焊前一定要进行工件表面清理,以保证接头质量稳定。 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、抛光以及用纱布或钢丝刷等。 不同的金属和合金,需采用不一样的清理方法。简介如下: 铝及其合金对表面清理的要求十分严格,由于铝对氧的化学亲合力极强,刚清理过的表面上会很快被氧化,形 成氧化铝薄膜。因此清理后的表面在焊前允许保持的时间是严格限制的。 铝合金的氧化膜主要用以化学方法去除,在碱溶液中去油和冲洗后,将工件放进正磷酸溶液中腐蚀。为了减慢 新膜的成长速度和填充新膜孔隙,在腐蚀的同时进行纯化处理。最常用的纯化剂是重铬酸钾和重铬酸钠。纯化处理 后便不会在除氧化膜的同时,造成工件表面的过分腐蚀。 腐蚀后进行冲洗,然后在硝酸溶液中进行亮化处理,以后再次进行冲洗。冲洗后在温度达 75℃的干燥室中干 燥,活用热空气吹干。这样清理后的工件,可以在焊前保持 72h。 铝合金也可用机械方法清理。如用 0-00 号纱布,或用电动或风动的钢丝刷等。但为防止损伤工件表面、钢丝 直径不允许超出 0.2mm,钢丝长度不得短于 40mm,刷子压紧于工件的力不允许超出 15-20N,而且清理后须在不晚于 2-3h 内进行焊接。 为了确认和保证焊接质量的稳定性,目前国内各工厂多在化学清理后,在焊前再用钢丝刷清理工件搭接的内表面。 铝合金清理后必须测量放有两铝合金工件的两电极间总阻值 R。方法是使用类似于点焊机的专用装置,上面的 一个电极对电极夹绝缘, 在电极间压紧两个试件, 这样测出的 R 值可以最客观地反映出表面清理的质量。 对于 LY12 、 LC4、LF6 铝合金 R 不允许超出 120 微欧姆,刚清理后的 R 一般为 40-50 微欧,对于导电性更好的 LF21、LF2 铝合 金以及烧结铝类的材料,R 不允许超出 28-40 微欧。 镁合金通常用化学清理,经腐蚀后再在铬酐溶液中纯化。这样处理后会在表明产生薄而致密的氧化膜,它具 有稳定的电气性能,能保持 10 昼夜或更长时间,性能仍几乎不变。镁合金也可以用钢丝刷清理。 铜合金能够最终靠在硝酸及盐酸中处理,接着进行中和并清除焊接处残留物。 不锈钢、高温合金电阻焊时,保持工件表面的高度清洁十分重要,因为油、尘土、油漆的存在,能增加硫脆化 的可能,从而使接头产生缺陷。清理方法可用激光、喷丸、钢丝刷或非物理性腐蚀。对于很重要的工件,有时用电解 抛光,但这种方法复杂而且生产率低。 钛合金的氧化皮, 可在盐酸、 硝酸及磷酸钠的混合溶液中进行深度腐蚀加以去除。 也可以用钢丝刷或喷丸处理。 低碳钢和低合金钢在大气中的抗侵蚀的能力较低。 因之, 这些金属在运输、 存放和工艺流程中常常用抗蚀油保护。 如果涂油表面未被车间的赃物或其它不良导电材料所污染,在电极的压力下,油膜很容易被挤开,不可能影响接头质 量。 钢的供货状态有:热轧,不酸洗;热轧,酸洗并涂油;冷轧。未酸洗的热轧钢焊接时,必须用喷砂、喷丸,或 者用化学腐蚀的方法清除氧化皮,可在硫酸及盐酸溶液中,或者在以磷酸为主但含有硫脲的溶液中进行腐蚀,后一 种成份可有效地一起进行涂油和腐蚀。 有镀层的钢板, 除了少数例外, 一般不用特殊清理就能够直接进行焊接, 镀铝钢板则需要用钢丝刷或非物理性腐蚀清理。 带有磷酸盐涂层的钢板,其表面电阻会高到在地电极压力下,焊接电流无法通过的程度。只有采用较高的压力才能 进行焊接。 二、镀锌钢板的点焊 镀锌钢板大致分为电镀锌钢板和热浸镀锌钢板,前者的镀层比后者薄。 点焊镀锌钢板用的电极,推荐用 2 类电极合金。相对点焊外观要求很高时,能够使用 1 类合金。推荐使用锥形 电极形状,锥角 120 度-140 度。使用焊钳时,推荐采用端面半径为 25-50mm 的球面电极。
是焊件在接头处接触面的个别点上被焊接起来。点焊要求金属要有较好的塑性。如图 1 所示,为最简
单的应用点焊的例子。 图 1 最简单点焊 焊接时,先把焊件表面清洗整理干净,再把被焊的板料搭接装配好,压在两柱状铜电极之间,施加 P 力压紧,如 图 2 所示。当通过足够大的电流时,在板的接触处产生大量的电阻热,将中心最热区域的金属很快加热至高塑性或 熔化状态,形成一个透镜形的液态熔池。继续保持压力 P,断开电流,金属冷却后,形成了一个焊点。如图 3 所示, 是一台点焊机的示意图。 图 2 点焊过程 图 3 点焊机 点焊由于焊点间有一定的间距,所以只用于没有密封性要求的薄板搭接结构和金属网、交叉钢筋结构件等的焊 接。如果把柱状电极换成圆盘状电极,电极紧压焊件并转动,焊件在圆盘状电极只间连续送进,再配合脉冲式通电。 就能形成一个连续并重叠的焊点,形成焊缝,这就是缝焊。它大多数都用在有密封要求或接头强度要求比较高的薄板搭接 结构件的焊接,如油箱、 水箱等。 [编辑本段]点焊方法 点焊通常分为双面点焊和单面点焊两大类。双面点焊时, 电极由工件的两侧向焊接处馈电。典型的双面点焊方式是最常用的方式,这时工件的两侧均有电极压痕。大焊接面 积的导电板做下电极,这样做才能够消除或减轻下面工件的压痕。常用于装饰性面板的点焊。同时焊接两个或多个点焊 的双面点焊,使用一个变压器而将各电极并联,这时,所有电流通路的阻抗必须基本相等,而且每一焊接部位的表 面状态、材料厚度、电极压力都需相同,才可能正真的保证通过各个焊点的电流基本一致采用多个变压器的双面多点点焊, 这样做才能够避免 c 的不足。 单面点焊时,电极由工件的同一侧向焊接处馈电,典型的单面点焊方式,单面单点点焊,不形成焊点的电极采 用大直径和大接触面以减小电流密度。无分流的单面双点点焊,此时焊接电流全部流经焊接区。有分流的单面双点 点焊,流经上面工件的电流不经过焊接区,形成风流。为了给焊接电流提供低电阻的通路,在工件下面垫有铜垫板。 当两焊点的间距 l 很大时,例如在进行骨架构件和复板的焊接时,为了尽最大可能避免不适当的加热引起复板翘曲和减小两电 极间电阻,采用了特殊的铜桥 A,与电极同时压紧在工件上。 在大量生产中,单面多点点焊获得广泛应用。这时可采用由一个变压器供电,各对电极轮流压住工件的型式, 也可采用各对电极均由单独的变压器供电,全部电极同时压住工件的型式.后一型式具有较多优点,应用也较广泛。 其优点有:各变压器能安置得离所联电极最近,因而。 其功率及尺寸能显著减小;各个焊点的工艺参数可以单独调节;全部焊点可以同时焊接、生产率高;全部电极 同时压住工件,可减少变形;多台变压器同时通电,能保证三相负荷平衡。 [编辑本段]点焊电极 点焊电极是保 证点焊质量的重要零件,它的基本功能有:(1)向工件传导电流;(2)向工件传递压力;(3)迅速导散焊接区的热量。 基于电极的上述功能,就要求制造电极的材料应有充足高的电导率、热导率和高温硬度,电极的结构必须有足够 的强度和刚度,以及充分冷却的条件。此外,电极与工件间的接触电阻应足够低,以防止工件表面熔化或电极与工 件表面之间的合金化。电极材料按我国航空航天工业部航空工业标准 HB5420-89 的规定,分为 4 类,但常用的是 前三类。1 类高电导率、中等硬度的铜及铜合金。这类材料主要是通过冷作变形方法达到其硬度要求。适用于制造焊 铝及铝合金的电极,也可用于镀层钢板的点焊,但性能不如 2 类合金。1 类合金还常用于制造不受力或低应力的导 电部件。2 类具有较高的电导率、硬度高于 1 类合金。这类合金可通??236?? 过冷作变形与热处理相结合的方法达 到其性能要求。与 1 类合金相比,它具有较高的力学性能,适中的电导率,在中等程度的压力下,有较强的抗变形 能力,因此是最通用的电极材料,广泛地用于点焊低碳钢、低合金钢、不锈钢、高温合金、电导率低的铜合金,以 及镀层钢等。2 类合金还适用于制造轴、夹钳、台板、电极夹头、机猜等电阻焊机中各种导电构件。:、3 类电导 率低于 1 类和 2 类,硬度高于 2 类的合金。这类合淦可通过热处理或冷作变形与热处理相结合的方法达到其性能要 黔。这类合金具有更高的力学性能和耐磨性能好,软化温度高,但吨导率较低。因此适用于点焊电阻率和高温高强 度的材料,如不爵严、“温““”’这类“金“适于“造各”受“的”电“点焊电极由四部分所组成:端部、主体、尾部和冷却水孔。 标准电乏(即直电极)有五种形式。.电极的端面直接与高温的工件表面接触,在焊接生产中反复元受高温和高压, 因此,粘附、合金化和变形是电极设计中应着重隐的问题。
点焊电极结构: 点焊电极由 4 部分所组成:端部、主体、尾部、冷却水孔。 [编辑本段]点焊工艺参数选择 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,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,经检查熔核直径符合标准要求后,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,直到焊点质量全部符合技术条件所规定的要求为止。最常用的检验试样 的方法是撕开法,优质焊点的标志是:在撕开试样的一片上有圆孔,另一片上有圆凸台。厚板或淬火材料有时不能 撕出圆孔和凸台,但可通过剪切的断口判断熔核的直径。必要时,还需进行低倍测量、拉抻试验和 X 光检验,以判 定熔透率、抗剪强度和有无缩孔、裂纹等。 以试样选择工艺参数时,要最大限度地考虑试样和工件在分流、铁磁性物质影响,以及装配间隙方面的差异,并适当 加以调整。 [编辑本段]不等厚度和不一样的材料的点焊 当进行不等厚度或不一样的材料点焊时,熔核将不对称于其交界 面,而是向厚板或导电、导热性差的一边偏移,偏移的结果将使薄件或导电、导热性好的工件焊透率减小,焊点强 度降低。熔核偏移是由两工件产热和散热条件不相同引起的。厚度不等时,厚件一边电阻大、交界面离电极远,故 产热多而散热少,致使熔核偏向厚件;材料不同时,导电、导热性差的材料产热易而散热难,故熔核也偏向这种材 料 调整熔核偏移的原则是:增加薄板或导电、导热性好的工件的产热而减少其散热。常用的方法有: (1)采用强条件 使工件间接触电阻产热的影响增大,电极散热的影响降低。电容储能焊机采用大电流和短的 通电时间就能焊接厚度比很大的工件就是明显的例证。 (2)采用不一样接触表面直径的电极在薄件或导电、导热性好的工件一侧采用较小直径,以增加这一侧的电流 密度、并减少电极散热的影响。 (3)采用不一样的电极材料 薄板或导电、导热性好的工件一侧采用导热性较差的铜合金,以减少这一侧的热损 失。 (4)采用工艺垫片 在薄件或导电、导热性好的工件一侧垫一块由导热性较差的金属制成的垫片(厚度为 0.2-0.3mm),以减少这一侧的散热。 点焊接头的设计 点焊一般会用搭接接头和折边接头接头可以由两个或两个以上等厚度或不等厚度的工件组成。在设计点焊结构 时,一定要考虑电极的可达性,即电极必须能方便地抵达工件的焊接部位。同时还应考虑诸如边距、搭接量、点距、 装配间隙和焊点强度诸因素。 边距的最小值取决于被焊金属的种类,厚度和焊接条件。对于屈服强度高的金属、薄件或采用强条件时可取较 小值。 点距即相邻两点的中心距,其最小值与被焊金属的厚度、导电率,表面清洁度,以及熔核的直径有关。 规定点距最小值主要是考虑分流影响,采用强条件和大的电极压力时,点距可以适当减小。采用热膨胀监控或 能够顺序改变各点电流的控制器时,以及能有效地补偿分流影响的其他装置时,点距可以不受限制。 装配间隙必须尽可能小,因为靠压力消除间隙将消耗一部分电极压力,使实际的焊接压力降低。间隙的不均匀 性又将使焊接压力波动,从而引起各焊点强度的显著差异,过大的间隙还会引起严重飞溅,许用的间隙值取决于工 件刚度和厚度,刚度、厚度越大,许用间隙越小,通常为 0.1-2mm。 单个焊点的抗剪强度取决于两板交界上熔核的面积,为了能够更好的保证接头强度,除熔核直径外,焊透率和压痕深度也 应符合标准要求,焊透率的表达式为:η=h/δ-c×100%。两板上的焊透率只允许介于 20-80%之间。镁合金的最大焊透率 只允许至 60%。而钛合金则允许至 90%。焊接不同厚度工件时,每一工件上的最小焊透率可为接头中薄件厚度的 20%,压痕深度不应超过板件厚度的 15%,如果两工件厚度比大于 2:1,或在不易接近的部位施焊,以及在工件一 侧使用平头电极时,压痕深度可增大到 20-25%。 点焊接头受垂直面板方向的拉伸载荷时的强度,为正拉强度。由于在熔核周围两板间形成的尖角可引起应力集 中,而使熔核的实际强度降低,因而点焊接头一般不这样加载。通常以正拉强度和抗剪强度之比作为判断接头延性
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