电阻焊技术及应用ppt课件

一、电阻焊的发展历史与应用现状一、电阻焊的发展历史与应用现状二、电阻焊点焊技术二、电阻焊点焊技术三、凸焊与对焊技术三、凸焊与对焊技术四、电阻焊常见故障与焊接检验四、电阻焊常见故障与焊接检验一、电阻焊的发展历史与应用现状1一、一、电阻焊的发展历史与应用现状电阻焊的发展历史与应用现状 众所周知英国的物理学者焦耳在众所周知英国的物理学者焦耳在18401840年发现了导年发现了导体电阻产生热量的现象，也就是焦耳法则。体电阻产生热量的现象，也就是焦耳法则。电阻焊接起始于焦耳在电阻焊接起始于焦耳在18561856年将电阻发热的两根年将电阻发热的两根导体压着在一起，结果制作出了接合部分。导体压着在一起，结果制作出了接合部分。18851885年美国的发明家汤姆森解决了电源问题，年美国的发明家汤姆森解决了电源问题，制作出了首种电阻焊焊机制作出了首种电阻焊焊机对焊机。对焊机。Q=I2Rt一、电阻焊的发展历史与应用现状 众所周知英国的物理学者2 18971897年美国的洛宾森发明了在一块板材上制造突起年美国的洛宾森发明了在一块板材上制造突起部位后进行通电加压的凸焊。部位后进行通电加压的凸焊。在在19001900年左右哈马特发明了点焊法，但是由于和年左右哈马特发明了点焊法，但是由于和以对焊机的专利获得者汤姆森之间发生的争论，直到以对焊机的专利获得者汤姆森之间发生的争论，直到19241924年才有了结论，因此点焊的实际开始使用也是从那年才有了结论，因此点焊的实际开始使用也是从那时开始的。时开始的。在二次世界大战中，由于战斗机的轻型化以及大批在二次世界大战中，由于战斗机的轻型化以及大批量生产的需要，开始采用铝合金，并进行了精密的点量生产的需要，开始采用铝合金，并进行了精密的点焊。焊。战后电阻焊接技术得到突飞猛进式的发展，不仅仅战后电阻焊接技术得到突飞猛进式的发展，不仅仅在汽车行业，在铁路机车、家用电器等众多的工业领域在汽车行业，在铁路机车、家用电器等众多的工业领域中也得到广泛应用，随着机器人等的普及其自动化也得中也得到广泛应用，随着机器人等的普及其自动化也得到了发展。现在已经出现了和机器人一体化的点焊机。到了发展。现在已经出现了和机器人一体化的点焊机。1897年美国的洛宾森发明了在一块板材上制造突起3各种薄板构件的生产各种薄板构件的生产 轿车外壳拼装，仪表轿车外壳拼装，仪表轿车外壳拼装，仪表轿车外壳拼装，仪表柜、钢家俱的生产；柜、钢家俱的生产；柜、钢家俱的生产；柜、钢家俱的生产；油桶、油箱、化工原油桶、油箱、化工原油桶、油箱、化工原油桶、油箱、化工原料盛器、食品罐等；料盛器、食品罐等；料盛器、食品罐等；料盛器、食品罐等；各种薄板构件的生产 轿车外壳拼装，仪表柜、钢家俱的生产；油4电阻点焊在汽车白车身焊装中占据主导地位电阻点焊在汽车白车身焊装中占据主导地位一辆轿车的白车身上焊点数：一辆轿车的白车身上焊点数：一辆轿车的白车身上焊点数：一辆轿车的白车身上焊点数：3 300050000005000个个个个电阻点焊在汽车白车身焊装中占据主导地位 一辆轿车5各种形状相同截面对接各种形状相同截面对接或环状零件的生产或环状零件的生产 建筑钢筋的接长、铁路钢轨的接长、刃具的异种建筑钢筋的接长、铁路钢轨的接长、刃具的异种建筑钢筋的接长、铁路钢轨的接长、刃具的异种建筑钢筋的接长、铁路钢轨的接长、刃具的异种钢毛坯对接；钢毛坯对接；钢毛坯对接；钢毛坯对接；钢窗框架、自行车轮圈、汽车轮圈、锚链等的生钢窗框架、自行车轮圈、汽车轮圈、锚链等的生钢窗框架、自行车轮圈、汽车轮圈、锚链等的生钢窗框架、自行车轮圈、汽车轮圈、锚链等的生产。产。产。产。各种形状相同截面对接或环状零件的生产 建筑钢筋的接长、铁路6二、电阻焊的原理、分类及特点二、电阻焊的原理、分类及特点（1 1）电阻焊的原理）电阻焊的原理 电阻焊是将被焊工件压紧于两电极之间电阻焊是将被焊工件压紧于两电极之间,并通以并通以电流电流,利用电流流经工件接触面及邻近区域产生的电利用电流流经工件接触面及邻近区域产生的电阻热将其加工到熔化或塑性状态阻热将其加工到熔化或塑性状态,使之形成金属结合使之形成金属结合的一种方法的一种方法.电电阻阻热热电电阻阻焊焊的的热源：热源：Q=I2Rt二、电阻焊的原理、分类及特点电阻热电阻焊的热源：Q=I27（2 2）影响电阻焊焊接的因素）影响电阻焊焊接的因素 电阻电阻R=RW+RC 焊焊件件本本身身电电阻阻RW:RW=L/s其其中中是是一一个个重重要要参数且会随温度的升高而增大。参数且会随温度的升高而增大。接触电阻接触电阻R RC C:工件表面生成的氧化薄层引起的工件表面生成的氧化薄层引起的电阻（表面电阻）与由于电流的流通截面引起的电（电阻（表面电阻）与由于电流的流通截面引起的电（集中电阻）。集中电阻）。上电极下电极R1R2R3R5R4R1R1、R5 R5 电极与工件之间的电阻电极与工件之间的电阻R3 R3 上下工件电阻上下工件电阻R2R2、R4 R4 材料自身电阻材料自身电阻那么，接触电阻是指：那么，接触电阻是指：R1R1、R3R3、R5R5。（2）影响电阻焊焊接的因素R=RW+RC 焊件本身电阻8电流密度电流密度 电流密度是指单位横截面中的电流值。电流密度是指单位横截面中的电流值。如果电流密度保持稳定，其直接影响焊核的形如果电流密度保持稳定，其直接影响焊核的形成。当多次焊接后，截面增大，电流密度减小时，成。当多次焊接后，截面增大，电流密度减小时，容易产生虚焊或无法焊接。容易产生虚焊或无法焊接。焊接电流（密度）对产热的影响比电阻和时间焊接电流（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参两者都大，在焊接过程中是一个必须严格控制的参数。数。截面增大截面增大焊核变小焊核变小电流密度截面增大焊核变小9电极压力电极压力 电极压力对两电极间总电阻电极压力对两电极间总电阻R R有明显的影响，随着电极压有明显的影响，随着电极压力的增大，力的增大，R R显著减小，而焊接电流增大的幅度却不大，不能显著减小，而焊接电流增大的幅度却不大，不能影响因影响因R R减小引起的产热减少。因此，焊点强度总随着焊接压减小引起的产热减少。因此，焊点强度总随着焊接压力增大而减小。解决的办法是在增大焊接压力的同时，增大焊力增大而减小。解决的办法是在增大焊接压力的同时，增大焊接电流，以弥补电阻减小的影响，保持焊接强度不变。电极压接电流，以弥补电阻减小的影响，保持焊接强度不变。电极压力过小，将引起飞溅，也会使焊点强度降低。力过小，将引起飞溅，也会使焊点强度降低。电极压力10通电时间通电时间 为了保证熔核尺寸和焊点强度，焊接时间与焊接电流在一为了保证熔核尺寸和焊点强度，焊接时间与焊接电流在一定范围内可以相互补充。为了获得一定强度的焊点，可以采用定范围内可以相互补充。为了获得一定强度的焊点，可以采用大电流和短时间（强条件，又称硬规范），也可采用小电流和大电流和短时间（强条件，又称硬规范），也可采用小电流和长时间（弱条件，也称软规范）。选用硬规范还是软规范，取长时间（弱条件，也称软规范）。选用硬规范还是软规范，取决于金属的性能、厚度和所用焊机的功率。对于不同性能和厚决于金属的性能、厚度和所用焊机的功率。对于不同性能和厚度的金属所需的电流和时间，都有一个上下限度的金属所需的电流和时间，都有一个上下限,使用时以此为使用时以此为准。准。电极材料及端面形状电极材料及端面形状 电极是保证阻焊质量的重要零件，它应具备向工件传导焊电极是保证阻焊质量的重要零件，它应具备向工件传导焊接电流、压力、散热等功能。接电流、压力、散热等功能。电极材质应具有足够高的电导率、热导率和高温硬度。电电极材质应具有足够高的电导率、热导率和高温硬度。电极的结构必须有足够的强度、刚度以及充分冷却的条件。极的结构必须有足够的强度、刚度以及充分冷却的条件。由于电极的接触面积决定着电流密度，电极材料的电阻率由于电极的接触面积决定着电流密度，电极材料的电阻率和导热性关系着热量的产生和散失，因此，电极的形状和材料和导热性关系着热量的产生和散失，因此，电极的形状和材料对熔核的形成有显著影响。随着电极端头的变形和磨损，接触对熔核的形成有显著影响。随着电极端头的变形和磨损，接触面积增大，焊点强度将降低，对电极头的维护尤为重要。面积增大，焊点强度将降低，对电极头的维护尤为重要。通电时间11工件表面工件表面 工件表面的氧化物、污垢、油和其他杂质增大了接触电工件表面的氧化物、污垢、油和其他杂质增大了接触电阻。过厚的氧化物层甚至会使电流不能通过。局部的导通，阻。过厚的氧化物层甚至会使电流不能通过。局部的导通，由于电流密度过大，则会产生飞溅和表面烧损。氧化物层的由于电流密度过大，则会产生飞溅和表面烧损。氧化物层的存在还会影响各个焊点加热的不均匀性，引起焊接质量波存在还会影响各个焊点加热的不均匀性，引起焊接质量波动。因此彻底清理工件表面是保证获得优质接头的必要条件。动。因此彻底清理工件表面是保证获得优质接头的必要条件。小结：电阻焊核心三要素小结：电阻焊核心三要素工件表面12（3 3）电阻焊的分类）电阻焊的分类（3）电阻焊的分类13按焊接接头形式分为按焊接接头形式分为点焊凸焊缝焊对焊按焊接接头形式分为点焊凸焊缝焊对焊14 双面点焊双面点焊单面单点焊单面单点焊大直径大直径 大接触大接触面不形成焊点面不形成焊点 双面点焊单面单点焊大直径 大接触面不形成焊15 单面双点焊单面双点焊铜铜垫垫双面双点焊双面双点焊+单面双点焊铜垫双面双点焊+16Q=Q1+Q2+Q3+Q4 Q:焊区总热量焊区总热量 Q1:熔化金属形成熔核的热量熔化金属形成熔核的热量Q2:通过电极热传导损失的热量通过电极热传导损失的热量Q3:通过焊件热传导损失的热量通过焊件热传导损失的热量Q4:通过对流辐射散失到空气中的热量通过对流辐射散失到空气中的热量 1）热平衡：）热平衡：热量小部分（热量小部分（1030%）有用，大部分散失，）有用，大部分散失，其中主要通过电极的热传导而散失。其中主要通过电极的热传导而散失。2）温度分布：）温度分布：点（对）焊点（对）焊中心高，四周低中心高，四周低 缝焊缝焊由于焊点间相互影响，温度分布比点焊的平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，接头越宽，工件坦，且前后不对称。温度分布曲线越平坦，接头越宽，工件表面越容易过热，电极越容易磨损。表面越容易过热，电极越容易磨损。（4 4）热平衡及温度分布）热平衡及温度分布Q=Q1+Q2+Q3+Q4（4）热平衡及温度分布17（5 5）电阻焊形成的几个阶段）电阻焊形成的几个阶段预压阶段：预压阶段：通电之前向焊接件加压，建立良好的接触与导电通路，通电之前向焊接件加压，建立良好的接触与导电通路，保持电阻稳定。保持电阻稳定。焊接时间：焊接时间：向焊件通电加热形成熔核。向焊件通电加热形成熔核。维持时间：维持时间：切断焊接电流，电极压力继续维持至熔核凝固到足够强切断焊接电流，电极压力继续维持至熔核凝固到足够强度。度。冷却结晶阶段：冷却结晶阶段：当熔核达到合格的形状与尺寸之后，切断焊接电流，熔当熔核达到合格的形状与尺寸之后，切断焊接电流，熔核在电极力作用下冷却。核在电极力作用下冷却。（5）电阻焊形成的几个阶段18（6 6）电阻焊的特点）电阻焊的特点优点优点 1）生产效率高，无噪声和有害气体（闪光对焊有火花要）生产效率高，无噪声和有害气体（闪光对焊有火花要隔离），适合大量生产隔离），适合大量生产2）加热时间短，热量集中，焊接质量好）加热时间短，热量集中，焊接质量好3）无填充材料和保护气体，低成本、节省材料）无填充材料和保护气体，低成本、节省材料4）劳动条件较好）劳动条件较好5）易于自动化，操作简单）易于自动化，操作简单缺点，缺点，1）焊接过程进行的很快。若焊接时由于某些工艺因素发）焊接过程进行的很快。若焊接时由于某些工艺因素发生波动，对焊接质量的稳定性有影响时往往来不及进行调生波动，对焊接质量的稳定性有影响时往往来不及进行调整。整。2）设备比较复杂，对维修人员技术要求较高。）设备比较复杂，对维修人员技术要求较高。3）焊接的厚度，形状和接头形式受到一定程度的限制。）焊接的厚度，形状和接头形式受到一定程度的限制。4）缺少简便、实用的无损检测手段。）缺少简便、实用的无损检测手段。（6）电阻焊的特点19二、二、电阻焊点焊技术电阻焊点焊技术1.1.点焊定义点焊定义（spotwelding）点焊是将焊件搭接并压紧在两个柱状电极之间，然后接点焊是将焊件搭接并压紧在两个柱状电极之间，然后接通电流，焊件间接触面的电阻热使该点熔化形成熔核，同时熔通电流，焊件间接触面的电阻热使该点熔化形成熔核，同时熔核周围的金属也被加热产生塑性变形，形成一个塑性环，以防核周围的金属也被加热产生塑性变形，形成一个塑性环，以防止周围气体对熔核的侵入和熔化金属的流失。断电后，在压力止周围气体对熔核的侵入和熔化金属的流失。断电后，在压力下凝固结晶，形成一个组织致密的焊点。下凝固结晶，形成一个组织致密的焊点。二、电阻焊点焊技术 点焊是将焊件搭接并压紧在两个202.2.点焊的分类形式点焊的分类形式 点焊按电极反馈方向分为点焊按电极反馈方向分为双面点焊、单面点双面点焊、单面点焊、单点焊、多点焊焊、单点焊、多点焊。（1）双面点焊直接点焊）双面点焊直接点焊三板点焊三板点焊单点点焊单点点焊双面双点焊双面双点焊带平衡器的双面点焊带平衡器的双面点焊2.点焊的分类形式（1）双面点焊直接点焊三板点焊单点点焊双面21（2）单面点焊）单面点焊 间接点焊间接点焊a)使用高导电性底板的双点焊使用高导电性底板的双点焊 b)多点焊多点焊c)单面单点焊单面单点焊（2）单面点焊 间接点焊a)使用高导电性底板的双点焊 223.3.点焊的接头设计点焊的接头设计 点焊是一种高速，经济的连接方法。点焊时工件只在有限点焊是一种高速，经济的连接方法。点焊时工件只在有限的接触面上，所谓的接触面上，所谓“点点”上被焊接起来，并形成扁球形的熔核。上被焊接起来，并形成扁球形的熔核。接头形式：接头形式：搭接搭接 折边折边 接头设计时应注意考虑：接头设计时应注意考虑：点距、边距、搭接量、分流、点距、边距、搭接量、分流、装配间隙等。装配间隙等。3.点焊的接头设计234.4.点焊技术的应用范围点焊技术的应用范围 点焊是一种高速、经济的连接方法。它适用于制造可以点焊是一种高速、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、厚度小于采用搭接接头、不要求气密、厚度小于3mm3mm的冲压、轧制的的冲压、轧制的薄板构件。可焊接不锈钢、钛合金和铝镁合金等，目前广泛薄板构件。可焊接不锈钢、钛合金和铝镁合金等，目前广泛应用于汽车、飞机等制造业。应用于汽车、飞机等制造业。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，但与熔焊的的金属板，但与熔焊的对接相比较，点焊的承载能力低，搭接接头增加了构件的重对接相比较，点焊的承载能力低，搭接接头增加了构件的重量和成本，且需要昂贵的特殊焊机，因而是不经济的。量和成本，且需要昂贵的特殊焊机，因而是不经济的。4.点焊技术的应用范围245.5.点焊的焊接热循环点焊的焊接热循环 点焊焊接循环过程是指完成一个焊点所包括的全部过程点焊焊接循环过程是指完成一个焊点所包括的全部过程参数变化程序。参数变化程序。基本点焊焊接循环过程包括：基本点焊焊接循环过程包括：预压、焊接、维持预压、焊接、维持和和休止休止四个基本程序阶段，根据焊件材质及焊接结构要求在焊接循四个基本程序阶段，根据焊件材质及焊接结构要求在焊接循环中还可以增加预热、回火、锻压等过程，构成复杂的焊接环中还可以增加预热、回火、锻压等过程，构成复杂的焊接循环。循环。加压焊接休止维持5.点焊的焊接热循环加压焊接休止维持256.6.点焊的电阻分布点焊的电阻分布REL电极电阻电极电阻RB工件电阻工件电阻REB工件与电极接触电阻工件与电极接触电阻RBB工件与工件接触电阻工件与工件接触电阻6.点焊的电阻分布REL电极电阻 RB 工件电阻267.7.点焊的焊接工艺点焊的焊接工艺强规范强规范（大电流，短时间）（大电流，短时间）弱规范（小电流，长时间）弱规范（小电流，长时间）主要工艺参数有：主要工艺参数有：1）焊接电流）焊接电流；2）焊接时间；）焊接时间；3）电极压力；）电极压力；4）电极端部特征）电极端部特征通常是根据工件的材料和厚度，参考该种材料的焊接条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。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。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后，再在适当的范围内调节电极压经检验熔核直径符合要求后，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为止。量完全符合技术条件所规定的要求为止。试样选择工艺参数时，要充分考虑试样和工件在分流、试样选择工艺参数时，要充分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。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。7.点焊的焊接工艺强规范（大电流，短时间）通常是根据工件27 碳钢电阻点焊参数（碳钢电阻点焊参数（t t为板厚）为板厚）几种材料的点焊工艺参数几种材料的点焊工艺参数几种材料的点焊工艺参数288.8.点焊的电极点焊的电极1)电极的主要功能：电极的主要功能：向工件传导电流；向工件传导电流；向工件传递压力；向工件传递压力；迅速导散焊接区的热量。迅速导散焊接区的热量。2）选用原则：）选用原则：焊接大电阻工件，选用小电阻材料电极焊接大电阻工件，选用小电阻材料电极例如：铬铜合金、铬铝合金等例如：铬铜合金、铬铝合金等焊接小电阻工件，选用大电阻材料电极焊接小电阻工件，选用大电阻材料电极例如：钼、钨、钼铜、钨铜等例如：钼、钨、钼铜、钨铜等上电极下电极加压夹紧工件电流流通8.点焊的电极上电极下电极加压夹紧工件电流流通293）电极结构）电极结构由由于于电电极极的的接接触触面面积积决决定定着着电电流流密密度度，电电极极材材料料的的电电阻阻率率和和导导热热性性关关系系看看热热量量的的产产生生和和散散失失，因因而而电电极极的的形形状状和和材材料料对对熔熔核核的的形形成成有有显显著著的的影影响响，随随着着电电极极端端头头的的变变形形和和磨磨损损。接接触触面面积积将将增增大大，焊焊点点强强度度将降低。将降低。端部主体尾部冷却水孔锥形电极加头电极球面电极偏心电极平面电极3）电极结构 由于电极的接触面积决定着电流密度，电极材30 为了满足特殊工件点焊的要求，需要特殊电极为了满足特殊工件点焊的要求，需要特殊电极水槽A普通弯电极普通弯电极B有水槽电极有水槽电极C增大断截面电极增大断截面电极D帽状电极帽状电极E杆状电极杆状电极 为了满足特殊工件点焊的要求，需要特殊电极水槽A普通弯电314）电极材料）电极材料材料：要求导电好、导热好、高温强、硬度高、耐磨性好材料：要求导电好、导热好、高温强、硬度高、耐磨性好，形成合金形成合金倾向小。倾向小。焊接工件与电极材焊接工件与电极材料料电极材料用途，特点电极材料用途，特点电极名电极名导电率导电率用途及特点用途及特点铜（Cu）97不太适用，使用于F型电极。铬铜（CrCu）75-80一般使用于钢板、不锈钢板的焊接用电极。镍铍铜（Ni-Be-Cu）55适用于铁板、不锈钢板、镍等的焊接用电极。铍铜（BeCu）50适用于不锈钢板的焊接用电极。随温度的上升，导电率也随之上升。钨（W）29适用于铜基金属的交叉金属线焊接。钨银（AgW）40-45硬度高、磨耗小。导电率比钨好。钨铜（CuW）30-35硬度高、磨耗小。导电率比钨好。超质铝铜80强度高、耐热性好，不易粘着和出飞溅。尤其适合于有表面处理的材料，如镀锌板、镀镍板、镀铝板等。电极材料类型电极材料类型第一类：导电最好、强度最差，适用于要求电流密度高但高温强度差第一类：导电最好、强度最差，适用于要求电流密度高但高温强度差的焊件例如铝合金；的焊件例如铝合金；第二类：导电适中、强度亦适中适用于大多数件，汽车行业均采用此第二类：导电适中、强度亦适中适用于大多数件，汽车行业均采用此类铜合金，有类铜合金，有CrCu及及CrZrCu等；等；第三类：导电较差，但强度（主要是高温强度）最好，适用于焊接强第三类：导电较差，但强度（主要是高温强度）最好，适用于焊接强度及硬度较高的不锈钢、高稳合金等。度及硬度较高的不锈钢、高稳合金等。4）电极材料焊接工件与电极材料电极材料用途，特点电极名导电率329.9.点焊设备点焊设备 按用途电焊机分为通用型、专用型和特殊型。按用途电焊机分为通用型、专用型和特殊型。按加压机构分为脚踏式按加压机构分为脚踏式 电动滚轮式电动滚轮式 气压式、液压式、气压式、液压式、复合式复合式 按电极运动轨迹：垂直行程式按电极运动轨迹：垂直行程式 圆弧行程式圆弧行程式 按焊点数目：单点、多点按焊点数目：单点、多点9.点焊设备33 固定式通用点焊机固定式通用点焊机固固定定式式专专用用多多点点焊焊机机移移动动式式点点焊焊机机轻轻便便式式点点焊焊机机 固定式通用点焊机固移动式点焊机轻便式点焊机34三、凸焊与对焊技术三、凸焊与对焊技术1.1.凸焊定义凸焊定义（projectionwelding）凸焊是指在一焊件的贴合面上预先加工出一个或多个突凸焊是指在一焊件的贴合面上预先加工出一个或多个突起点，使其与另一焊件表面相接触并通电加热，然后压塌，起点，使其与另一焊件表面相接触并通电加热，然后压塌，使这些接触点形成焊点的电阻焊方法。使这些接触点形成焊点的电阻焊方法。凸焊是点焊的一凸焊是点焊的一种变形。在一个工件种变形。在一个工件上有预制的凸点，凸上有预制的凸点，凸焊时一次可在接头处焊时一次可在接头处形成一个或多个熔核。形成一个或多个熔核。板上有凸点板上有凸点三、凸焊与对焊技术 凸焊是点焊的一种变形。在一个工件352.2.凸焊特点凸焊特点凸焊的优点凸焊的优点1）在一个焊接循环内）在一个焊接循环内可同时焊接多个焊点可同时焊接多个焊点。不仅生产率高，而且。不仅生产率高，而且没没有分流影响有分流影响。因此可在窄小的部位上布置焊点而不受点距的限制。因此。因此可在窄小的部位上布置焊点而不受点距的限制。因此可在窄小的部位上布置焊点而不受点距的限制；可在窄小的部位上布置焊点而不受点距的限制；2）由于电流密度集于凸点，）由于电流密度集于凸点，电流密度大电流密度大，故可用较小的电流进行焊，故可用较小的电流进行焊接，并能可靠地形成较小的熔核，并克服了点焊的熔核偏移现象，对应接，并能可靠地形成较小的熔核，并克服了点焊的熔核偏移现象，对应于某一板厚，要形成小于某一尺寸熔核是困难的；于某一板厚，要形成小于某一尺寸熔核是困难的；3）凸点）凸点位置准确、尺寸一致，各点的强度比较均匀位置准确、尺寸一致，各点的强度比较均匀。因此对于给定。因此对于给定的强度、凸焊焊点的尺寸可以小于点焊；的强度、凸焊焊点的尺寸可以小于点焊；4）由于采用大平面电极，且凸点设置在一个工件上，所以可最大限）由于采用大平面电极，且凸点设置在一个工件上，所以可最大限度地减轻另一工件外露表面上的压痕。同时大平面电极的的电流密度度地减轻另一工件外露表面上的压痕。同时大平面电极的的电流密度小、散热好，电极的磨损要比点焊小得多，因而大大降低了电极的保养小、散热好，电极的磨损要比点焊小得多，因而大大降低了电极的保养和维修费用。和维修费用。2.凸焊特点365）与点焊相比，工件表面的油、锈、氧化皮、镀层和其他）与点焊相比，工件表面的油、锈、氧化皮、镀层和其他涂层对凸焊的影响较小，但干净的表面仍能获得较稳定的涂层对凸焊的影响较小，但干净的表面仍能获得较稳定的质量。质量。凸焊的缺点凸焊的缺点1）为了预制一个或多个凸点而需要）为了预制一个或多个凸点而需要额外工序额外工序；2）在用同一个电极同时焊数个焊点时，工件的对准）在用同一个电极同时焊数个焊点时，工件的对准和凸点的尺寸（尤其是高度）和凸点的尺寸（尤其是高度）必须保持高精度公差必须保持高精度公差，以保，以保证均匀的电极力和焊接电流，才能使各焊点质量均匀一致；证均匀的电极力和焊接电流，才能使各焊点质量均匀一致；3）同时焊接多个焊点，需要使用）同时焊接多个焊点，需要使用高电极压力、高机高电极压力、高机械精度的大功率焊机械精度的大功率焊机，其加压机构应有较高的随动性。，其加压机构应有较高的随动性。5）与点焊相比，工件表面的油、锈、氧化皮、镀层和其他涂层对凸373.3.凸焊应用凸焊应用碳钢、合金钢碳钢、合金钢 （圆球凸点时）单板厚度为（圆球凸点时）单板厚度为0.50.53.53.5 （圆锥凸点时）单板厚度为（圆锥凸点时）单板厚度为2.52.58.08.0 铝及铝合金铝及铝合金 仅相对硬的合金厚度最大（仅相对硬的合金厚度最大（3+33+3）。）。凸焊主要用于焊接低碳钢和低合金钢的冲压件，最适宜的凸焊主要用于焊接低碳钢和低合金钢的冲压件，最适宜的厚度为厚度为0.50.54mm4mm。另外，铁线制品等的焊接也属于凸焊。下。另外，铁线制品等的焊接也属于凸焊。下图是其它一些凸焊结构。图是其它一些凸焊结构。3.凸焊应用38 394.4.凸点种类凸点种类注：注：1.多点凸焊时，多点凸焊时，凸点高度误差应不超过凸点高度误差应不超过0.12。2.从热平衡角度考虑；同种金属时从热平衡角度考虑；同种金属时在厚件上冲出在厚件上冲出凸点凸点，异种金属时在，异种金属时在导电率导电率和和导热率高的件上冲出凸导热率高的件上冲出凸点点。4.凸点种类注：1.多点凸焊时，凸点高度误差应不超过0.1405.5.凸焊焊接工艺的选择凸焊焊接工艺的选择 1 1）电极压力电极压力，凸焊的电极压力取决于被焊，凸焊的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等。金属的性能，凸点尺寸和一次焊成的凸点数量等。电极压力应足以在凸点达到焊接温度时将其完全电极压力应足以在凸点达到焊接温度时将其完全压馈，并使两工件紧密贴合。压馈，并使两工件紧密贴合。2 2）焊接时间焊接时间，对于给定的工件材料，对于给定的工件材料和厚度，焊接时间由焊接电流和凸点刚度决定。和厚度，焊接时间由焊接电流和凸点刚度决定。3 3）焊接电流焊接电流，凸焊的每一焊点所需电流，凸焊的每一焊点所需电流比点焊同样一个焊点时小。凸点完全压溃之前电比点焊同样一个焊点时小。凸点完全压溃之前电流必须能使凸点熔化，推荐的电流应该是在采用流必须能使凸点熔化，推荐的电流应该是在采用合适的电极压力下不至于挤出过多金属的最大电合适的电极压力下不至于挤出过多金属的最大电流。流。5.凸焊焊接工艺的选择 41凸焊的参考工艺参数凸焊的参考工艺参数凸焊的参考工艺参数凸焊的参考工艺参数凸焊的参考工艺参数凸焊的参考工艺参数42 低碳钢凸焊参考工艺参数低碳钢凸焊参考工艺参数凸点横截面凸点横截面mm2电流密度电流密度A/mm2电极压力电极压力N/mm251000141107501421562014320510144254501453041014635380147403501485031515060295152 低碳钢凸焊参考工艺参数凸点横截面电流密度 电极压力 51436.6.对焊定义对焊定义（Buttresistancewelding）对焊是利用电阻热将两工件沿整个端面同时焊接起来的对焊是利用电阻热将两工件沿整个端面同时焊接起来的一类电阻焊技术。对焊的生产率高、易于实现自动化，因而一类电阻焊技术。对焊的生产率高、易于实现自动化，因而获得广泛应用。获得广泛应用。特点：特点：效率高、易于实现自动焊效率高、易于实现自动焊 分类：分类：电阻对焊电阻对焊 闪光对焊闪光对焊 滚对焊滚对焊 6.对焊定义（Butt resistance welding447.7.电阻对焊电阻对焊（upsetbuttwelding）接头形成过程：接头形成过程：预压预压形成导电回路，形成导电回路，保证接头紧密接触。保证接头紧密接触。通电加热通电加热使接头一使接头一 定范围内达到塑性状态。定范围内达到塑性状态。顶锻顶锻挤出氧化物、挤出氧化物、使接头在压力下形成共同晶粒。使接头在压力下形成共同晶粒。参数：参数：伸出长度、焊接电流（密度）、通电时间、焊接压伸出长度、焊接电流（密度）、通电时间、焊接压力、顶锻压力等。力、顶锻压力等。特点：特点：操作过程简单，外形光滑、毛刺小，但焊前准备要操作过程简单，外形光滑、毛刺小，但焊前准备要求高，接头强度和冲击值低。求高，接头强度和冲击值低。应用：应用：小尺寸及要求不高之零件，氧化物应容易被挤出。小尺寸及要求不高之零件，氧化物应容易被挤出。电阻对焊电阻对焊7.电阻对焊（upset butt welding）458.8.闪光对焊闪光对焊（flashbuttwelding）闪光对焊可分为闪光对焊可分为连续闪光对焊连续闪光对焊和和预预热闪光对焊热闪光对焊。连续闪光对焊由两个主要阶段组成：连续闪光对焊由两个主要阶段组成：闪光阶段闪光阶段和和顶锻阶段顶锻阶段。预热闪光对焊只是在闪光阶段前预热闪光对焊只是在闪光阶段前增加了预热阶段。增加了预热阶段。闪光对焊闪光对焊特点：特点：对焊前准备要求低，可焊材料广，焊接质量好，可焊大对焊前准备要求低，可焊材料广，焊接质量好，可焊大截面工件。截面工件。应用：应用：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、刀头与刀杆的铜导电接头、刀头与刀杆的对接焊等。对接焊等。8.闪光对焊（flash butt welding）闪光对焊46 预热的作用：预热的作用：减小焊机需用功率；减小焊机需用功率；降低焊后冷却速度；降低焊后冷却速度；缩短缩短闪光时间。闪光时间。但预热又延长了焊接周期、降低生产效率，同时使焊接过程更复杂，但预热又延长了焊接周期、降低生产效率，同时使焊接过程更复杂，而且预热的控制比较困难。而且预热的控制比较困难。闪光的作用：闪光的作用：主要是加热工件，同时形成的液态金属（过梁）通过主要是加热工件，同时形成的液态金属（过梁）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，有利于提高焊接质量。作用，有利于提高焊接质量。闪光必须稳定而强烈，尤其在闪光后期。闪光必须稳定而强烈，尤其在闪光后期。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：顶锻的作用：封闭工件端面间隙和液体金属过梁爆破后留下的火口，封闭工件端面间隙和液体金属过梁爆破后留下的火口，挤出端面的液体金属及氧化物夹杂，同时使接头在压力下结晶。挤出端面的液体金属及氧化物夹杂，同时使接头在压力下结晶。焊接工艺参数：焊接工艺参数：伸出长度伸出长度 闪光留量闪光留量 闪光速度闪光速度 闪光电流密度闪光电流密度 顶锻力、顶锻留量、顶锻速度、夹钳夹持力等。顶锻力、顶锻留量、顶锻速度、夹钳夹持力等。预热的作用：减小焊机需用功率；降低焊后冷却速度；47 连续闪光对焊连续闪光对焊工艺流程：工艺流程：通电通电 滑块在连续不断的火花喷射作用下向前送进滑块在连续不断的火花喷射作用下向前送进 焊接件闪光焊接件闪光 滑块突然向前运动滑块突然向前运动(顶锻顶锻)断电断电 完成完成焊接。焊接。连续闪光对焊工艺流程：48 预热闪光对焊工艺流程：预热闪光对焊工艺流程：通电通电 滑块滑块送进，直至送进，直至焊接件相互焊接件相互接触闪光一接触闪光一次次再滑块再滑块退回退回 多次多次重复以上运重复以上运作作滑块突滑块突然向前运动然向前运动(顶锻顶锻)断断电电完成焊完成焊接。接。预热闪光对焊工艺流程：通电 滑块送进，直至焊接件49闪光对焊施工现象闪光对焊施工现象闪光对焊施工现象509.9.对焊的应用对焊的应用 1 1）工件的接长，）工件的接长，如钢带、型材、线材、钢筋、钢轨、钢管、石油和天然气输送等管道；2 2）环形工件的对接，）环形工件的对接，如汽车轮辋和自行车、摩托车轮圈的对焊、各种链环的对焊等；3 3）部件的组对，）部件的组对，将简单轧制、锻造、冲压或机加工件对焊成复杂的零件，以降低成本，如汽车方向轴外壳和后桥壳体的对焊，各种连杆、拉杆的对焊，以及特殊零件的对焊等；4 4）异种金属的对接，）异种金属的对接，如刀具的工作部分(高速钢)与尾部(中碳钢)对焊，内燃机排气阀的头部(耐热钢)与尾部(结构钢)的对焊，铝铜导电接头的对焊等。9.对焊的应用51电阻焊技术及应用ppt课件52 对焊实例对焊实例 对焊实例53 54 55四、四、电阻焊常见故障与焊接检验电阻焊常见故障与焊接检验1.1.焊点常见故障焊点常见故障无焊点而烧穿孔次极电流过大电极压力不够工件不相称工件间或工件与电极间有圬物电极接触不良 金属有缺陷电极头有飞溅焊点压痕痕迹过大次极电流过大电极压力不够工件间有圬物工件不相称电极冷却不良压紧力过大电极头接触直径太小或电极变形电极头未对准次极电流过大四、电阻焊常见故障与焊接检验无焊点而烧穿孔次极电流过大电极头56 未焊接或焊点太小电流过小电极压力太大工件不相称接触不良或电极头变形工件间有圬物焊接时间太短 焊机动作有故障焊点上有烧损痕迹电极头不干净电极冷却不良焊点上有划痕电极头曾用粗锉刀或粗砂纸清理过 未焊接或焊点太小电流过小焊点上有烧损痕迹电极头不干净焊点上57 焊点中心有黑斑或烧损痕迹焊点有裂纹电流过小电极压力太小电极头不干净工件材料有缺陷次极电流过大电极压力太小电极头未对准工件间有圬物工件不相称焊机未调整好 焊点中心有黑斑或烧损痕迹焊点有裂纹电流过小次极电流过大58 2.2.电阻焊焊接检验电阻焊焊接检验 电阻焊质量检验包括电阻焊质量检验包括焊前焊前、焊接过程中焊接过程中和和焊后焊后各个工序的质量检验。由于目前电阻焊焊接质量各个工序的质量检验。由于目前电阻焊焊接质量尚无有效的无损检验方法，因此焊前和焊接过程尚无有效的无损检验方法，因此焊前和焊接过程中的检验显得十分重要，他对保证产品质量起着中的检验显得十分重要，他对保证产品质量起着决定性的作用。焊前工序的检验偶设备、电极、决定性的作用。焊前工序的检验偶设备、电极、材料和工艺检验。材料和工艺检验。电阻焊试件及产品的质量检验方法依据检验电阻焊试件及产品的质量检验方法依据检验内容而选择，产用的检验方法分为无损检验和破内容而选择，产用的检验方法分为无损检验和破坏性检验两大类坏性检验两大类 2.电阻焊焊接检验59 60 破坏性检验焊接方法点焊缝焊凸焊对焊1)薄板的卷曲检验（现场检验）1)厚板的凿具检验（现场检验）1)扭曲检验仅一个凸点时2)对拉试验1)剪拉试验拉伸试验缺口冲击试验折曲试验弯曲角度艾氏深冲试验 检验 1）DVS规程2916不检验 2）DIN/ISO 50 124用于带钢和板 3）DIN/ISO 50 164 4）DVS 2922电阻焊方法适用的检验电阻焊方法适用的检验 破坏性检验焊接方法点焊缝焊凸焊对焊1)薄板的卷曲检验61 非破坏性检验点焊缝焊凸焊对焊射线检验超声波检验（）脱脂（仅表面裂纹）金相检验点焊缝焊凸焊对焊宏观检验微观接头试验硬度检验 ：检验（）：有条件检验：不检验 非破坏性检验点焊缝焊凸焊对焊射线检验超声波检验62