第4章电阻焊设备及焊后检验(2h)

第4章电阻焊设备及焊后检验一.电阻焊设备电阻焊设备是指采用电阻加热原理进行操作的一种设备.1.电阻焊设备的型号编制示例：DZ/TZ-3×100点焊机凸焊机二次整流三相每相额定功率（KVA）D-点焊机；T-凸焊机；F-缝焊机；U-对焊机；K-控制器；等等其它字母的含义，见表5-1（P94）所示。2.电阻焊设备的组成电阻焊设备一般由机械装置、供电装置、控制装置三大部分组成，如图1（P96）所示。图1:电阻焊设备基本组成示意图(点\缝\对焊机)图中各组成部分名称见书本(P96)第4章电阻焊设备及焊后检验2.1机械装置机械装置由机身、加压机构、传动机构、夹紧机构和送进机构等组成。机身要有足够的刚度、稳定性并能满足安装要求；加压机构应有良好的随动性和可实现的压力曲线；夹紧机构应有足够的夹紧力和接触面积，顶锻时焊件不得打滑，钳口距离和对中位置方便可调；送进机构应平稳，实现需要的位移曲线和足够的顶锻速度和顶锻力。2.1.1加压机构常用的点焊机为适应焊接工艺的要求，加压机构的类型及应用范围见表5-2（P97）名称电极压力/N压力变化曲线应用杠杆弹簧传动3000不变25kVA以下点焊机电动凸轮传动4000不变75kVA以下点焊机电磁传动不变或可变小功率精密点焊机交流伺服电极加压可变（中频）点焊机人气压传动15000不变或可变1000kVA以下点焊机液压传动3500不变2800kVA以下点焊机气压-液压传动9000不变200kVA以下悬挂式点焊机第4章电阻焊设备及焊后检验目前，在联体式（或一体式）悬挂点焊机中广泛采用的是双行程快速点焊气压传动加压机构。在固定式点焊机中广泛应用汽缸有辅助行程的恒压力气压传动加压机构。在铝合金点焊中，常用随动性良好的薄膜气压变压力曲线气压传动加压机构。2.1.2传动机构缝焊机传动方式有3种:1)上滚轮电极为主动—纵向缝焊机、万能缝焊机2)下滚轮电极为主动—横向缝焊机3)上、下滚轮电极皆为主动—电极由滚花轮带动，主要用于缝焊镀层钢板。按缝焊工艺要求：连续传动，步进传动2种形式1）连续传动机构一般用于连续缝焊和断续缝焊2）步进传动机构主要应用于步进缝焊机上。第4章电阻焊设备及焊后检验2.1.3夹紧和送进机构对焊机夹紧和送进机构的类型取决于焊机功率和使用要求，见表5-4（P103）。送进机构是使焊件与动夹具一起移动，实现对焊焊接循环的重要条件之一。在焊接大截面工件或新结构连续闪光对焊机时，为使闪光过程保持稳定，防止可能产生的瞬间短路现象，采用振动闪光过程，即使动夹具在送进过程中，以一定的振幅和频率作前后振动。第4章电阻焊设备及焊后检验类型特点适用范围偏心式手动，操作简单，动作快，但夹紧力小且不稳定25kVA以下对焊机螺旋式手动，夹紧力40kN以下；结构简单，工作可靠，但操作麻烦，生产效率低100kVA以下对焊机杠杆式夹紧力30kN以下，动作快，大量生产小零件较方便100kVA以下对焊机气压式夹紧力20~100kN，动作迅速，生产效率高，容易控制100~200kVA以下对焊机注：种类很多还没列完。表5-4：常用的夹紧和送进机构的类型和特点2.2、供电装置供电装置又称主电力回路，通常由电阻焊变压器、功率调节机构、主电力开关、焊接回路等组成。但电容储能焊机、直流冲击波焊机和三相低频焊机主回路中，还包括一次整流装置、逆变器、和二次整流组件等。2.2.1供电装置的特点：1）可输出大电流,低电压。2）功率大并可方便的进行调节。3）主电源一般无空载运用及负载持续率较低。4）可提供多种焊接电流波形。5）焊机功率选择：材料的性质与尺寸。第4章电阻焊设备及焊后检验2.2.2阻焊变压器—电阻焊机供电装置的核心。其原理和一般电力变压器相同，结构和使用方面的有其特点。第4章电阻焊设备及焊后检验第4章电阻焊设备及焊后检验2.3控制装置2.3.1控制装置的主要功能包括：（1）提供信号控制电焊机动作；（2）接通和切断焊接电流；（3）控制焊接电流值；（4）进行故障监测与处理；2.3.2控制装置的基本组成：（1）程序转换定时器用来实现电阻焊焊接循环中个程序段的时间调整。（2）相移控制器用来完成焊接功率的均匀调节，即焊接电流的热量控制。（3）触发器和断续器：前者是将触发脉冲耦合输出给后者；断续器是主电力开关，用以接通和切断主电源与电网的连接。2.3.3控制装置分类根据用户使用要求，电阻焊机上配用的控制装置有：晶体管式，集成电路式和微处理器式3种。表5-7（P116），5-8（P117）列出了部分控制器的主要参数。2.3.4典型控制装置恒流控制功能的可编程电阻焊控制器3电阻焊设备的主要技术参数详见表5-9，5-10，5-11，5-12，5-13（P125~P128）：第4章电阻焊设备及焊后检验3.电阻焊设备的电极电极是电阻焊机上的一个关键易损耗零件，正确选用电极是获得优质接头和提高生产效率的重要手段。电极的功用：（1）向焊接区传输电流；（2）向焊接区传递压力；（3）导散焊件表面及焊接区的部分热量；（4）调节和控制电阻焊加热过程中的热平衡；（5）将工件定位、夹持于适当位置等。第4章电阻焊设备及焊后检验第4章电阻焊设备及焊后检验3.1电极材料对电极材料的要求：（1）有足够的高温硬度与强度，再结晶温度高；（2）有高的抗氧化能力并与焊件材料形成合金的倾向小；（3）在常温与高温都有合适的导电和导热性；（4）具有良好的加工性能。实际中常用的电极材料的成分及性能可查表参考。3.2电极结构电阻焊电极分：点焊、缝焊、对焊、凸焊电极。Ⅰ.点焊电极图2:常用的点焊电极头形式a)平面型(F型);b)圆锥型(C型);c)尖头型(P型);d)球面型(R型);e)偏心型(E型);f)帽状电极;g)球铰链平衡电极;h)复合电极点焊电极公称直径与最大电极压力的关系见表5-16(P134)所示;标准直电极的基本尺寸参数见表5-17(P135)所示;允许电极设计成适当形状,但应保证具有良好的冷却效果和避免与焊件在非点焊部位接触产生分流.图3:点焊电极实物照片第4章电阻焊设备及焊后检验第4章电阻焊设备及焊后检验图4:缝焊电极实物照片缝焊电极又称滚轮电极或焊轮,其基本结构见图3-8(P71)所示;缝焊电极和轴见图4所示.Ⅱ.缝焊电极第4章电阻焊设备及焊后检验图5:对焊电极钳口形状a）、V形钳口,常用来焊接直径不大的圆棒或圆管；b）、半圆形钳口用于焊件直径较大的圆棒或圆管；c）、斜面形钳口常用于板材对焊，厚度小于1mm；d）、平板钳口常用于板材对焊，厚度大于1mm。对焊电极钳口形状与尺寸常根据不同的焊件形状和尺寸来考虑.Ⅲ.对焊电极第4章电阻焊设备及焊后检验概述质量管理的主要任务是预防和及时发现焊接缺陷,确定焊接接头质量等级,保持所有生产因素的稳定性,并保证获得高而稳定的产品质量.二.电阻焊质量管理与检验第4章电阻焊设备及焊后检验电阻焊质量管理图样工艺性审查焊前有关工序检验焊工技术考核焊接过程质量管理焊接接头质量检验焊接设备检验定位焊质量装备质量夹具检验电极检验表面准备零件尺寸材料工艺装备焊接技术焊接参数工艺试验无损检验破坏试验设备鉴定定期检查电阻焊质量管理的内容:第4章电阻焊设备及焊后检验1.电阻焊接头的主要质量问题点、缝焊接头主要质量问题参考表7-5（P168-169）；对焊接头主要质量问题参考表7-6（P170-171）；2.电阻焊接头质量标准（1）力学性能：标准较少,尚不完全。力学性能试验项目选用表见表7-8（P173）；拉伸试验和拉剪试验试样制备如下图所示。图6:拉伸试验与拉剪试验试样（2）缺陷方面的规定点焊、缝焊的压痕深度：一级接头不超过板厚的10%；二级接头不超过板厚的15%；三级接头不超过板厚的20%。点、缝焊接头允许存在和修补的缺陷数量见表7-9（P174所示）。低倍检验时：焊核内部允许存在缺陷尺寸及分布范围：在熔核长轴方向，一级接头单个缺陷不大于0.3d，二级接头不大于0.5d，且所有缺陷不超过熔核长轴方向0.7d范围；在短轴方向，由结合面伸向板厚方向的深度（h1），一级接头不大于0.3δ，二级接头不大于0.5δ,切不超出熔核范围。图7：低倍检验低倍检验所用腐蚀液见表7-10所示（P175）。第4章电阻焊设备及焊后检验3.电阻焊接头检验方法（1）破坏性检验1.撕破检验：用简单工具在现场对点、缝焊工艺试片进行剥离、旋铰、扭转和压缩等获得焊点直径、焊缝宽度、强度等大致定量概念，但不能得到较准确的数值。有时能观察到气孔、内喷溅等缺陷。2.低倍检验：低倍腐蚀后，在10~20倍放大镜下观察，计算可获得熔核直径、焊缝宽度、焊透率和重叠量等准确数值，也能观察到气孔、缩孔、喷溅和内裂纹等缺陷。3.金相检验：了解各部分的组织，观察裂纹、未焊透、气孔和夹杂等内在缺陷。4.断口SEM检验：基本同于金相检验。5.力学性能检验：鉴定接头强度、塑性和韧性是否合乎力学性能指标要求。第4章电阻焊设备及焊后检验（2）无损检验1.目视检验：观察外部裂纹、表面烧伤、烧穿、喷溅和边缘膨胀等缺陷。2.密封性检验:用气压法检验缝焊接头的气密、水密和油密性。3.施加规定载荷下的检验：检验接头质量的同时代替整形工序。如汽车轮辋扩口试验。4.X射线检验：检验接头内部缩孔，气孔，裂纹和板间间隙内的喷溅。对于有区域偏析的焊点，可以检测出熔核尺寸和未焊透缺陷。5.超声波探伤：能够检测完全未焊透（零件之间的间隙）、气孔、缩孔和裂纹。6.涡流探伤：检验熔核尺寸和未焊透缺陷，其原理是利用熔核直径的大小与焊接区导电性之间确定的关系来进行比较。