点焊产品质量缺陷及解决方法ppt课件

电阻焊 点焊 1 目录 二 电阻焊的主要过程参数与控制 一 电阻焊基本知识 四 电阻焊常见问题与处理 三 钢与焊接 2 焊接三要素 优秀的操作者高品质的焊接设备合格的焊接材料 一 电阻焊基本知识 3 焊接方法分类 4 电阻焊概述 电阻焊是将被焊工件压紧于两电极之间 利用电流在工件接触面及邻近区域的电阻上产生热量 并将其加热到熔化或塑性状态 使之形成金属结合的一种焊接方法 电阻焊以其独特的优势 广泛应用于航空航天 电子 汽车 家用电器等制造行业 电阻焊方法主要有四种 点焊 缝焊 凸焊 对焊 5 电阻焊的特点 特点 应力与变形小加热时间短 热量集中 操作简单易于实现机械化和自动化 焊接成本低不需要填充金属等焊接材料 适宜大批量生产生产率高且无噪声及有害气体 冶金过程简单 熔核形成时 始终被塑性环包围 熔化金属与空气隔绝 6 初期加压时间Ts 上升时间Tu 通电时间Tw 下降时间Td 保持时间Th 开放时间To 电极压力 焊接电流 电阻焊的工作程序 7 加压力 电阻焊三要素 通电时间 焊接电流 8 焊接电流焊接电流是产生热量的重要因素 Q I2Rt 焊接电流过小焊接部位热量不足严重影响焊点强度 焊接电流过大焊接部变形 表面变污熔融金属喷溅 产生气泡 9 加压力加压力可使焊接部位阻值均匀防止局部加热 加压力过小熔融金属喷溅 产生气泡 裂痕 强度变弱 加压力过大接触电阻减少 融合不良 强度不足 压痕大 10 通电时间 通电时间过长热量损失大 材质变化 通电时间过短焊接不充分 焊点强度差 11 6 工件 4 电阻R 2 电极压力 3 焊接时间 1 焊接电流 5 电极及夹头 二 电阻焊的主要过程参数与控制 12 1 焊接电流 由热量公式Q I2Rt 可见电流对产热的影响比电阻R和时间t两者都大 因此焊接时必须保证焊接电流的适宜和稳定 焊接时电流选用应接近C点处 抗剪强度增加缓慢 越过C后 由于飞溅或工件表面压痕过深 抗剪强度会明显降低 焊接电流IW 抗剪强度Ft A B C 0 13 2 电极压力 电极压力对两电极间总电阻R有显著影响 随着电极压力的增大 R显著减小 此时焊接电流虽略有增大 但不能影响因R减小而引起的产热的减少 因此 焊点强度总是随着电极压力的增大而降低 在增大电极压力的同时 增大焊接电流或延长焊接时间 以弥补电阻减小的影响 可以保持焊点强度不变 电极压力过小 将引起飞溅 也会使焊点强度降低 电极压力F 抗剪强度Ft 14 3 通电时间 阻焊时为了保证熔核尺寸和焊点强度 根据热量公式Q I2Rt 焊接时间与焊接电流在一定范围内可以互为补充 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 又称强规范 也可以采用小电流和长时间 弱条件 又称弱规范 选用强条件还是弱条件 则取决于金属的性能 厚度和所用焊机的功率 但对于不同性能和厚度的金属所需的电流和时间 都仍有一个上 下限 超过此限 将无法形成合格的熔核 15 4 电阻R Rew Rw Rew Rw Rc 根据热量公式Q I2Rt可知焊接部位的电阻对阻焊质量有着重要的影响 其电阻的组成如下 R 2Rw Rc 2RewRw 被焊工件本身电阻Rc 两工件间接触电阻Rew 电极与工件间接触电阻 16 5 电极 阻焊电极是保证阻悍质量的重要零件 它应具备向工件传导焊接电流 压力 散热等功能 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 电极与工件的接触面积决定着电流密度 电极本身电阻率和导热性关系着热量的产生和散失 因而电极的形状和材料对熔核的形成及焊接质量有显著的影响 端部 主体 尾部 冷却水孔 锥形电极 17 6 工件表面 工件表面上的氧化物 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 由于电流密度过大 则会产生飞溅和表面烧损 氧化物层的不均匀性还会影响各个焊点加热的不一致 引起焊接质量的波动 因此 彻底清理工件表面是保证获得优质接头的必要条件 18 S型点焊机各部名称与技术规格 19 C型点凸焊机各部名称与技术规格 20 焊接电流在点焊过程中是一个必须严格控制的参数 它直接影响到熔核尺寸和接头的抗剪强度 因此电流的稳定是保证焊接质量的重要因素 电阻焊机可采用恒流和恒压两种电流精度补偿方式 以有效地克服网压波动和次级回路阻抗变化对电流的影响 7 焊接电流精度的补偿 21 8 阻焊机的正确使用与维护保养 正确使用维护保养 阻焊机的安装 焊接电源的连接 冷却系统的装配 压缩空气系统 冷却水及水温确认 电极加压的调整 电极行程的调整 握杆及臂座间隔调整 电极升降速度的调整 停止时的注意事项 阻焊机的保养检修 阻焊机使用注意事项 22 阻焊机的安装 尽可能安装在配电室附近 干燥 灰尘少 无有害气体的室内 地面应平坦并用地脚螺栓固定 安装时用户需准备下列设备 23 焊接电源的连接 1 每台焊机配置一个电源开关 2 供电容量及电源线的直径应保证焊接时压降小于10 3 电源输入的连接应牢固并绝缘 4 控制箱电源为AC100V 出厂时已接好 5 将脚踏开关插头插入焊机本体正面下方的插座上并固定 6 为保证设备和人身安全 请使用大于14mm2导线将焊机接地 24 冷却系统的装配 压缩空气系统的装配 将给 排水用的橡胶管牢固连接在焊机本体侧面的给水口和进水口处 2 请使用不含杂质尤其是盐份的优质水 电阻率大于5K cm 清除金属切管上的切削 灰尘后将进气胶管牢固连接在焊机本体的进气口上 2 气压应确保为5 7kgf cm2 胶管耐压大于7kgf cm2 3 为延长焊机使用寿命 请使用干燥雾气小的优质空气 25 冷却水及水温确认 电极加压的调整 打开给水阀确认冷却水的流通状况 冷却水温应低于300C 尤其是使用循环水时更要注意 冷却水流量不足或水温超过300C 焊机会热保护而停止工作 环境温度过低时应注意防止冷却系统的冻结 将控制箱的动作选择开关置于 实验 侧 右旋减压阀加压力增加 左旋减少 使之适应被焊物的厚度 加压力校正表如下 26 电极行程的调整 电极升降速度的调整 将控制箱的动作选择开关置于 电极调整 侧 然后踏下脚踏开关时电极下降 根据被焊物的形状 通过推拉加压头限位销即可调整电极行程 通过改变位于加压头汽缸罩上的调整螺栓 可调整电极的上升 下降速度 右旋变慢 左旋变快 调整完毕 请务必用锁定螺母固定 27 握杆及臂座间隔的调整 根据被焊物的形状 通过调整电极位置 可使上 下电极臂或上 下电极臂座得到适宜的间隔 具体尺寸可参照使用说明书 28 停止时的注意事项 注意事项 冷却水的清除为防止水系统的冻结造成损坏 用压缩空气将水完全排净 气压调节器的清除焊接结束将气压调节器残留的油烟雾排除 以免引起故障 不焊接切断冷却水防止冷却水流经部位产生冷凝水滴 破坏绝缘 29 阻焊机的保养检修 加压头润滑 30 阻焊机的保养检修 加压头漏气检修 在电极为上升状态 气压为5kgf cm2时 如排气口漏气达1L 分 则应进行检查 排气口漏气 检查电磁阀或加压头内的PSD密封圈或O型封环 1 油杯漏气 检查加压头内的O型封环 2 拆卸加压头时 先取出气管然后按六角螺母 1 汽缸罩 汽缸滚动销 六角螺母 2 活塞 活塞杆的顺序进行 安装时顺序相反 安装时首先清除脏物 灰尘 向汽缸内表面各O型封环及活塞杆外周涂敷新黄油或机油 六角螺母 1 要慢慢拧紧 31 阻焊机的保养检修 气体过滤器的保养 当过滤器中积水 不纯物接近泡罩板时 请按下排水栓将积物取出 并用中性洗涤剂清洗杯子 注意 装卸过滤器杯时一定要切断气体 安装过滤器杯时 按动安装卡环动杆 对准槽插入 使制动杆复位 要确认旋转卡环 一直到听见 喀嚓 声 32 阻焊机的保养检修 电极头端部的整形 电极头端部直径过小 会使被焊物出孔 直径过大则不能焊接 尤其是端部附着的其它金属 会降低焊接强度 影响外观 因此要经常用机械或手工整型 修磨 紧固连接处的检修 焊接变压器次级侧 次级导体及电极臂给电盘的连接处要年1拆卸2次 并研磨连接部位 若接触不良导电不好 会降低焊接能力 冷却水路的清洗 每月清洗1次 向给水口吹如压缩空气 清除冷却水路的水垢 晶闸管的清扫 要定期清扫机内晶闸管附近的灰尘 积尘过多会降低耐压 33 阻焊机使用注意事项 注意事项 焊接作业焊接时务将手放入电极之间 保养 检修严格按使用说明书进行 保护用具规格避免火花飞溅造成伤害 电极头检修 整形 更换务必关闭控制箱电源开关 焊机内部检修务必关闭阻焊机的电源输入 构造变更请勿改变机器构造或规格 注意负载持续率 请看下页 34 阻焊机使用注意事项 最大实际负载持续率的计算方法 铭牌最大短路电流 0 9 实测焊接电流 2 额定负载持续率 2 实际负载持续率的计算方法 1小时内的焊接点数 1点的周波数 60分 60秒 频率HZ 100 1 1 式的计算结果只能小于或等于 2 式 否则焊机将超负荷运行 35 不同材料和板厚的点焊 P1 P1 不同材料 1 2 不同板厚 1 2 1 2 当进行不同材料或厚度的点焊时 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 偏移的结果将使焊点强度降低 熔核偏移是由两工件产热 散热条件不相同引起的 厚度不等时 熔核偏向厚件 材料不同时 熔核偏向导电 导热性差的材料侧 36 熔核偏移的调整 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 2 采用不同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 并减小电极散热的影响 3 采用不同的电极材料薄件或导电 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垫片 厚度为0 2 0 3mm 以减少这一侧的散热 37 点焊的电极 电极端头大小 形状对焊点的电流密度 熔核尺寸有着重要影响 因此要进行严格的选择和修磨 电极端头的形状如下 P形 D形 C形 R形 F形 水管 10mm 38 低碳钢的点焊 低碳钢的含碳量低于0 25 其电阻率适中 需要的焊机功率不大 塑性温度区宽 易于获得所需的塑性变形而不必使用很大的电极压力 碳与微量元素含量低 无高熔点氧化物 一般不产生淬火组织或夹杂物 结晶温度区间窄 高温强度低 热膨胀系数小 因而开裂倾向小 这类钢具有良好的焊接性 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 39 不锈钢的点焊 不锈钢的电阻率高 热敏感性强 导热性差 因此与低碳钢相比 可采用较小的焊接电流 较短的焊接时间及较高的电极压力 以防止产生缩孔 裂纹等缺陷 不锈钢点焊参考数据如下表 40 铝合金的点焊 电导率和热导率较高 必须采用较大电流和较短时间 才能做到既有足够的热量形成熔核 又能减少表面过热 避免电极粘附和电极铜离子向纯铝包复层扩散 降低接头的抗腐蚀性 塑性温度范围窄 线膨胀系数大 必须采用较大的电极压力 电极随动性好 才能避免熔核凝固时 因过大的内部拉应力而引起的裂纹 也可以采用在焊接脉冲之后加缓冷脉冲的方法避免裂纹 表面易生成氧化膜 焊前必须严格清理 否则极易引起飞溅和熔核成形不良 使焊点强度降低 铝合金点焊时 由于电流密度大和氧化膜的存在 很容易产生电极粘着 不仅影响外观质量 还会因电流减小而降低接头强度 为此需经常修整电极 41 4 3凸焊的施工要点 施工要点 凸焊的工作原理 凸点形状要求 焊接规范的选定 凸焊的工艺特点 焊点的最小间距 凸焊最小搭接量 42 凸焊的工作原理 凸焊是点焊的一种变型 通常是在两板件之一上冲出凸点 然后进行焊接 由于电流集中 克服了点焊时熔核偏移的缺点 凸焊时一次可在接头处形成一个或多个熔核 电极 电极 F 43 凸焊的工艺特点 凸焊时 电极必须随着凸点的被压溃而迅速下降 否则会因失压而产生飞溅 所以应采用电极随动性好的凸焊机 电极压力应保证凸点达到焊接温度时将其完全压溃 使工件紧密贴合 压力过大会过早地压溃凸点 失去凸焊的作用 同时因电流密度减小而降低接头强度 压力过小又会引起严重飞溅 通常凸焊的焊接时间比点焊长 而电流比点焊小 多点凸焊的焊接时间稍长于单点凸焊 以减少因凸点高度不一致而引起各点加热的差异 凸焊每一焊点所需电流比点焊同样一个焊点时小 但在凸点完全压溃之前电流必须能使凸点熔化 焊接电流大约为每个凸点所需电流乘以凸点数 凸焊时还应做到被焊两板间的热平衡 否则平板未达到焊接温度以前凸点便已熔化 因此焊接同种金属应将凸点冲在较厚的工件上 焊接异种金属应将凸点冲在电导率较高的工件上 44 焊点的最小间距 P 凸焊焊点的间距P过小 焊接时会因电磁力的影响造成凸焊部位的相互吸引移动 导致焊接强度下降 45 凸焊最小搭接量 D 为保证焊接强度和焊点质量 凸焊搭接量L最好为凸焊焊点直径D的三倍以上 L 46 凸点形状要求 d t h 焊接强度由凸焊直径d决定 也受凸焊高度h的影响 高度值最好是凸焊直径的 20 25 47 低碳钢凸焊参考数据 焊接规范的选定 单点凸焊 大电流 大加压力 短时间通电时的焊接效果较好 多点凸焊 与单点凸焊相比 通电时间相同 焊接电流 加压力一般为单点凸焊的数倍 48 49 1 材料因素母材和焊材的成分 2 工艺因素如焊接方法 坡口形式和加工质量 预热后热措施 层间温度控制 装配质量 甚至电源种类和极性等 对改善工艺焊接性都起很大作用 3 结构因素如设计时应考虑焊接接头处于刚度较小状态 避免出现截面突变 余高过大 交叉焊缝等容易引起应力集中的结点 4 使用条件如工作温度高低 工作介质种类 载荷性质等 都属于工艺焊接性考虑范围 焊接工艺包括那几方面 50 一 钢的分类钢是含碳量小于2 的铁碳合金 钢中还含有少量的锰 硅 硫 磷等常存杂质 是应用最广的工程材料 钢的分类方法很多 我们只介绍最常用的几种 1 按钢中含碳量分 1 低碳钢含碳量 0 25 2 中碳钢含碳量为0 25 0 60 3 高碳钢含碳量 0 6 2 按钢的品质分 1 普通碳素钢钢中硫 磷含量较高分别为s 0 055 和P 0 045 2 优质碳素钢钢中硫 磷含量均应小于或等于0 04 3 高级优质钢此类钢中硫 磷的含量分别是 S 0 030 P 0 035 3 按钢的用途分 1 结构钢用作工程结构和机器零件 这类钢属于低碳钢和中碳钢 2 工具钢用于制造刀具 量具和模具 这类钢属于高碳钢 3 待殊性能钢具有特殊物理 化学性能的钢 包括不锈钢 耐热钢和耐磨钢等 三 钢与焊接 51 根据GB221 79 钢铁产品牌号表示方法 的规定 我国钢号表示方法和基本原则如下 汉字和汉语拼音字母并用 钢号中的化学元素 采用国际通用化学符号或汉字来表示 如Mn 锰 Si 硅 等 稀土元素按该族总称 用拉丁字母 RF 或汉字 稀土 表示 钢中含碳量 以数字表示 并标在钢号最前面 合金结构钢含碳量以万分之几表示 不锈钢含碳量则以千分之几表示 如果不锈钢中含碳量 0 03 超低碳 或 0 8 时 钢号前冠以 00 或 0 如0Cr13等 钢中重要合金元素 以百分之几表示 当平均含量 1 5 时 只表元素符号 不标含量 当平均含量 1 5 2 5 3 5 等时 在元素后面标2 3 4 等 以表示含量 合金元素在钢号中是以其含量多少按递减顺序依次排列 如15MnV 表示平均含碳量0 15 左右 含Mn 含V量均小于1 5 且Mn的含量多于V的含量 二 我国钢材的牌号表示方法和基本原则 52 钢中微量元素 一般不标出 但对于钒 钛 铌 硼 稀土等微量合金化元素 其含量虽很少 但因合金化作用明显 也应在钢号中标出 例如平均含碳量为0 20 锰1 0 1 3 钒0 07 0 12 硼0 001 0 005 的钢 系标注为20MnVB 牌号为18MnMoNb的钢中 铌的含量也仅为0 025 0 050 专门用途的合金结构钢 例如锅炉 容器 桥梁等 在钢号前 或后 标明代表该钢种用途的符号 例如H2Crl3为焊条钢 16MnR为容器用钢 16Mnq为桥梁用钢 16Mng为锅炉用钢 16MnDR为低温容器用钢等等 高级优质钢 应在钢号最后加 A 或 高 以区别于一般优质钢 常用钢号的名称 用途 冶炼方法所采用的缩写字母 汇总如表5一6一1所示 53 1 碳当量法根据钢材的化学成分与焊接热影响区淬硬性的关系 把钢中合金元素 包括碳 的含量 按其作用折算成碳的相当含量 以碳的作用系数为1 作为粗略地评定钢材焊接性的一种参考指标 计算碳当量的经验公式很多 常用的是国际焊接学会 IIW 推荐的公式如下 Ceq C 碳当量Ceq值越大 钢材淬硬倾向越大 冷裂纹敏感性也越大 经验指出 当Ceq 0 4 时 钢材的焊接性优良 淬硬倾向不明显 焊接时不必预热 当Ceq 0 4 0 6 时 钢材的淬硬倾向逐渐明显 需要采取适当预热和控制线能量等措施 当Ceq 0 6 时 淬硬倾向强 属于较难焊接的材料 需要采取较高的预热温度和严格的工艺措施 由于计算碳当量时没有考虑残余应力 扩散氢含量 焊缝受到的拘束等 故只能粗略地估计材料的焊接性 2 直接试验法在正确控制焊接工艺参数按规定要求焊接工艺试板 检测焊接接头对裂纹 气孔 夹渣等缺陷的敏感性 作为评定焊接性 选择焊接方法和工艺参数的依据 常用的方法有 Y形坡口对接焊缝裂纹试验 简称小铁研试验法 搭接接头焊接裂纹试验 简称CTS法或受控热流法 等 三 钢焊接性的评价方法 54 1焊点被烧穿 3焊点压痕过大 4焊点太小或强度不够 5焊点有烧痕或划痕 2焊接时飞溅大 6焊点有裂纹 7启动后不动作 8有动作不通电 四 电阻焊常见问题与处理 55 焊点被烧穿 焊接电流过大 电极头接触不良 被焊金属本身缺陷 电极压力不足 工件厚度材质差异过大 工件或电极污物过多 1焊点被烧穿 56 飞溅大 焊接电流过大 电极头冷却不良 电极压力不足 工件厚度 材质差异过大 工件或电极污物过多 2焊接时飞溅大 57 压痕大 焊接电流过大 电极端面直径过小或端面变形 电极压力过大 上 下电极未对准或端面不平行 3焊点压痕过大 58 焊点过小或强度不够 焊接电流太小 焊接回路接触不良 焊接时间过短 电极压力过大 工件厚度材质差异过大 工件或电极污物过多 4焊点过小或强度不够 59 焊点有烧痕或划痕 焊接电流过大 电极头冷却不良 电极端面修磨粗糙 电极压力过小 被焊金属本身缺陷 电极端面污物过多 5焊点有烧痕或划痕 60 焊点有裂纹 焊接电流过大 上 下电极未对准 焊机调整不当 电极压力过小 被焊金属本身缺陷 工件表面污物过多 6焊点有裂纹 61 焊机不动作 气体压力不足 焊机或控制器未接通电源 温度继电器动作 没有压缩空气 电磁气阀不良 起动开关不良 7启动后不动作 62 8有动作不通电 阻焊控制器设置在 实验 位置 焊机内晶闸管不良 控制器内P板不良 有动作不通电 63 谢谢大家 64