电阻焊接学习资料(中文)分析解析

电阻焊接的基础知识报告人：魏世超ー金属的物理的性质ー金属名化学符号比重２０℃熔融点℃电器内阻μΩ・ｃｍ内阻温度系数线膨胀系数锡铅铝银铜金铍镍钴鉄铬白金钛钼钨SnPhAlAgCuAuBeNiCoFeCrPtTiMoW７．２９１１．３７２．７１０．５８．９２１９．３１．８２８．９８．９７．８６７．１２１．４５４．５４１０．２１９．３２３１．８３２７．５６６０．０９６０．５１０３３．０１０６３．０１２８０．０１４５２．０１４８０．０１５３５．０１６１５．０１７５５．０１８２０．０２６２０．０３３７０．０１１．５２１．９２．６２１．６２１．６９２．４５．９６．８４９．７１０．０２．７１０．５５６～８８４．７７５．４８０．００４２０．００３３０．００３９０．００３８０．００３９３０．００３４－０．００６０．００５０．００３－０．００３３０．００４５２０．０２９．１２３．０３１８．９１６．６１４．２１２．４１２．８１２．３１１．７８．２８．８８．５４．９４．０通电中温度分布图发热量Ｑ＝０．２４I２ＲｔＱ；发热量Ｉ；溶接电流Ｒ；内阻ｔ；通电时间温度被溶接材１．电流分布与温度分布加压力２．焊点扩大的过程焊点被溶接材扩大顺序：①→②→③①②③①②③＊为什么焊点不在电极上造成表层分离板材浮起３．电阻焊接的种类直焊平行焊非直焊并联间隙４．焊接电源的种类交流式电容器式晶体管交流(直流）逆变式电容器式晶体管式交流式交流逆变式电流（ｉ）时间（ｔ）５．焊接的６大条件①电流------电流的大小[A]②时间------通电时间[t],[ms]③加压------加压力[N]④电流密度-----焊点的大小(合金层)⑤追溯性------飞溅⑥电极------温度・极性・焊点＊加压力＝电极的作用①加压④锻造②放大电流⑤热量平衡③引起发热（放热）⑥焊点的大小ー无效分流与珀耳帖效应ー１．无效分流・平行焊时,表面的连接片上较大的电流通过,造成无法溶接无效分流溶接焊点＜对策＞１）电极间隔扩大２）在连接片上设计一条裂缝３）将连接片压薄４）电流升高（表面毛刺发生）２．珀耳帖效应・珀耳帖效应是指异种金属在电流通过时，一侧吸热，另一侧放热的现象。＜具体情况是指＞１）关于平行焊，１点的溶接较弱（特别是通电一侧）２）一侧电极附着上连接片（电池），电极棒消耗的较快・关于平行焊,使用交流式等的转极类型设备在电容器通电一侧的时候,进行2脉冲通电单位面积的平均电流值。电流密度保持一定的情况下,就可以进行良好溶接。当大电流通过时,电极先端产生热量,这时由于再加压的原因,电极先端要扩大变宽,导致电流密度下降,焊点就会变小。电流密度I／SS：面积I：电流ー电流密度是指I／Sーー热量平衡是指ー固有内阻不同的金属,发热量会根据各个金属的不同而引起不同的现象。怎样使热量平衡变好？例）材质板厚固有内阻Cu0.5mm１．６９μΩ・ｃｍNi〃６．８４μΩ・ｃｍ上部电极：CrCu下部电极：CrCu上部电极：Mo，W下部电极：CrCu热影响线④凹陷深度③ＨＡＺ（热影响部）⑤表层分离②放电焊头直径焊点直径①焊点①焊点：在溶接部生成的溶融凝固部分②放电焊头：焊点周边生成的板间压接部③热影响部：由热影响造成的组织或性质变化的部分④凹陷：由电极生成的母材表面的凹陷⑤表层分离：溶接部的周围生成的板的缝隙６．可在焊接时看见的诸现象与名称①气孔：在焊点内部生成的孔（一般出现在中央部）②破裂：焊点凝固时发生的破裂③表面毛刺：电极与板及接触面造成板面溶融而产生④中央毛刺：溶融后的金属冲破放电焊头而产生凹陷①气孔表层分离③表面毛刺④中央毛刺②破裂放电焊头－在焊接中发现的诸现象－７．焊接条件设定方法（例）作业结束确定正确溶接条件溶接强度用试验片进行溶接试验毛刺、溶着的观察毛刺・溶着的发生开始作业增电流、加压、时间变更OKNG撕裂试验、拉力试验加压减电流改变通电时间NG飞散限度曲线时间(t)电流(Iw)(不可溶接区域）（飞散发生区域）设定允许范围焊点开始形成加压力(P)、(N)（爆火区域）（弱溶接区域）８．焊接不良事例与对策加压力电流电极其他上下电极对齐有可追溯性上升下降形状的改变上升下降为Ｒ型附着表面飞散形成的毛刺中间飞散形成的毛刺现象由板间喷出的中间飞散中间飞散直焊溶接中的中间飞散参考照片＊连接片一侧外露的照片由电极间喷出的表面飞散平行焊中的表面飞散参考照片ナゲット面向电极内侧喷出的溶融金属气孔焊点放电焊头部爆火形状的变更改善追溯性上升下降爆火有可追溯性气孔加压力电流电极其他现象上升下降下降上升形状焊点变小材质形状热平衡溶入・不平衡焊点直径的差异过大凹陷下降Ｒ形状曲率变化下降交换电流密度珀耳帖效应加压力电流电极其他现象①撕裂检查③扭力检查(扭力)②拉力检查９．焊接部位的试验方法＜破坏检查＞＜TearTest＞通过显微镜对照片进行检查,发现焊点部分的材料切断并研磨,蚀刻后进行再检查。仅进行外观的判断是较危险的,必须进行抽样破坏检查。包层板层的残留破裂多孔部溶入气孔（１）焊接的品质检查品质检查是指进行通常视觉的检查与破坏检查。视觉检查要按下记项目进行检查。板面上浮破裂中间飞散表面飞散凹陷やけ外部割れ１０．关于焊接的品质管理烧伤破坏试验也称做剥皮撕裂试验,即一般的拉力试验。按下图对母材进行破断、确认（一侧是圆孔，另一侧是纽扣状，所以也叫纽扣破断）。此外，使用弹簧计检查拉力强度的情况也存在。母材破断（２）确保品质维持抵抗溶接是大量生产时最适当的焊接方法，如果管理方法有错误，则损失也会变大。现在，由于在生产线上不能进行彻底的破坏试验，所以要多加注意。焊接发热根据电极与工件的接触电阻不同而不同。加压力必须是定值。有时也可用加压计测定检查。焊接时工件熔化会出现凹陷,此时电极追溯跟不上是引起飞溅的原因。所以对焊头的移动也要进行检查。（加压力检查）（电极研磨）如果焊接次数增多，电极表面会附着酸化膜，或者变成蘑菇形状，电极表面也有消耗。如果电极表面有磨损,也是造成飞溅或者附着粘针的原因,制品的外观也变坏。要准备好研磨后的电极棒,在焊接数次后可进行更换。使用新电极棒时，可先用不要的制品进行测试。（制品精度）不注意制品的板厚、镀层的厚度、金属成分等的变化,会造成焊接不良出现。所以对制品、物品的品质进行检查也是重要的注意事项。电极过热不仅会缩短电极的寿命，还会使焊接产生差异。要防止突然的变冷变热。（电极的过热）（电流检查）发热量增大，必须进行电流检查。可以引起电流变化的原因：①电源电压变动时②焊接机超出额定规格使用、过热的情况③被焊工件不一致，接触不稳定的情况④焊接装置性能减低的情况为了防止由于以上原因造成的不良，使用监测仪对电流进行监察是很重要的。如果实施了电流检查，也可以推测出由于其他因素引起的变化，这样产品质量就可以大幅度提高。关于焊接电流的特征，介绍测定方法。１）为什么用普通电流计无法测定溶接电流在短时间内(0.001秒～0.5秒）有大电流（100Ａ～50ｋＡ位）经过，波形也不同。所以通常的电流计是无法测定的。２）感应线圈即罗氏线圈罗科夫斯基线圈的理论：如果导体中通过电流，遵循安培的右螺母法则产生磁场，磁束与线圈缠绕。在线圈中发生的感应电势υ随电流、时间的变化发生。（图①）υ＝Ｋ（ｄｉ／ｄｔ）※Ｋ是比例定数１１．溶接电流测定的原理线圈的出力电压υ是指线圈面积与巻回数比例。因此，要按照图②卷成环形圈。图①图②磁束线圈感应电势υ导体电流ｉ电流ｉ此传感器的特点：由于是空芯，即使线圈不饱和也可以测定大电流。但是，造成输出的是电流的微分值，所以在电子回路中进行积分（复原电流波形）是很必要的。（图③）图③iabiab３）３种焊接电流的表示方法●peak値（Ip）是指最大值。●平均値（Im）是指电流值的面积平均值。（图④）IpIm●实效值（Irms)点焊中产生的热量，按照下面的公式，电流的２次方进行比例。如果电流I必须为实效值，则热不成比例。实效值的公式溶接电流计由传感器造成的诱起电压复原，出现电流波形，由内部小型计算机按照上记的实效值计算。以上测得的电流大部分都是实效值，电容器式也可测定最大值。Q=0.24I2RTIrms=１T(i)20TdtAC100VAC200V半导体开关元件变压器焊头１２．各种溶接电源的特征①最普及②易拿取③价格便宜④不适合超精密接合⑤输入电源大１．交流式的特征AC100VAC200V电源变压器大容量电容器变压器焊头２．电容器方式的特征①输入电源变小②注意飞溅③加压力大④注意珀耳帖效应AC100VAC200V电源变压器大容量电容器晶体功率管焊头３．晶体管操作方式的特征④可以定电流、定电压、定电力操作方式②实现超精密溶接③低加压力⑤最适合高抵抗材质①防止飞溅的发生AC200VAC400V3相变压器整流焊头４．直流逆变的特征①用途广泛②不易飞溅出④低加压力⑤可以定电流、定电压、定电力操作方式③超精密溶接可能AC200VAC400V3相变压器焊头５．交流逆变的特征①热效率良好②无法引起珀耳帖效应④低加压力⑤可以定电流操作方式③既存的变压器可使用ー焊接电源种类特征比较表ー交流式电容器晶体管逆变式价格◎○△△効率○△△◎溶接速度◎△△◎电源变动○◎◎◎毛刺对策○△◎◎热影响对策△○◎○电极寿命△○◎○珀耳帖效应◎△◎（转极）◎（交流）