电阻焊--压力焊原理及分类

1、本课程在专业体系中的作用焊接专业主要可从事方向：焊接设备焊接材料焊接检验焊接结构焊接工艺：焊前准备、焊接方法、焊接材料、焊接参数、工艺措施、操作要点等……一前言焊接分类熔焊用得最广泛缝焊汽车金属轮网闪光对焊硬钎焊软钎焊本课程目的：了解电阻焊基本原理和常见电阻焊设备，能结合具体材料和结构选择合理的电阻焊方法、制定工艺2、参考资料：★洪松涛《电阻焊一本通》上海科学技术出版社★朱正行《电阻焊技术》机械工业出版社3、考核办法★闭卷笔试占总成绩70%。★作业2次，各占总成绩25%。★实验1次，各占总成绩5%。二.压力焊原理及分类压力焊是指通过加热等手段使金属达到塑性状态，加压使其产生塑性变形、再结晶和扩散等作用，使两个分离表面的原子接近到晶格距离（0.3～0.5nm)，形成金属键，从而获得不可拆卸接头的一类焊接方法。热源形式为：电阻热、高频热、摩擦热等。力的形式为：静压力、冲击力（锻压力）和爆炸力等。压力焊为：冷压焊、扩散焊和热压焊1.压力焊原理春秋战国时代——锻焊1886年——第一台电阻对焊机1903年——闪光对焊1956年——超声波焊1957年——摩擦焊1963年——爆炸焊……2.压力焊发展（1）摩擦焊摩擦焊是利用焊件接触面相对旋转运动中相互摩擦所产生的热，使端部达到塑性状态，然后迅速顶锻，完成焊接的一种压焊方法。接头的焊接质量好、稳定，其废品率是闪光对焊的1%左右。适于焊接异种钢和异种金属，如碳素结构钢-高速钢、铜-不锈钢、铝-铜、铝-钢等。优点：3.压力焊分类焊件尺寸精度高，可以实现直接装配焊接。焊接生产率高，是闪光焊的4～5倍。三相负载均衡，节能，改善了三相供电电网的供电条件。与闪光对焊比较，节省电能80%～90%左右。由于摩擦焊金属焊接变形小，接头焊前不需特殊清理，接头上的飞边有时可以不必去除，焊接不需要填充材料和保护气体，加工成本显著降低。摩擦焊机容易实现机械化，自动化；操作技术简单，容易掌握。摩擦焊的工作场地卫生，没有火花，弧光；没有有害气体，有利于环境保护，适于设置在自动生产线上。1—雷管；2—炸药；3—复板；4—基板；5—地面（2）爆炸焊（3）超声波焊1—发生器；2—换能器；3—聚能器；4—藕荷杆；5—上声极；6—工件；7—下声极；A—振幅分布I—发生器转换电源；F—静电压；V1、V2—振动方向仅适用于薄件，尤其是微电子焊接（4）扩散焊凹凸不平的初始接触第一阶段：变形和交界面的形成第二阶段：晶界迁移和微孔消除第三阶段：体积扩散、微孔消除将两焊件紧密贴合，置于真空或保护气氛中加热，在一定温度和压力下保持一定时间，使接触面之间的原子相互扩散完成焊接（5）旋弧焊（6）气压焊（7）高频焊高频电流的邻近效应HF—高频电源；1—工件；2—触头接触位置；3—电流线路；4—邻近导体长度较小零件的高频焊接HF—高频电流F—压力型材及管材的高频焊接a）b）c）d）e）a）板条对接接头；b）板条T型接头；c）管坯纵缝对接（接触焊）；d）管坯纵缝对接（感应焊）；e）管坯纵缝对接（碾压焊）HF—高频电源；IC—感应圈；T—工件移动方向（8）电阻焊电阻焊机缝焊机油箱缝焊加工A．电阻焊原理定义：利用电流通过焊件接头的接触面及邻近区域产生的电阻能热，将被焊金属加热到局部熔化或达到高温塑性状态，在外力的作用下形成牢固的焊接接头的工艺过程，称为电阻焊。其原理公式是：热能=I2RtI=焊接电流R=工件电阻t=焊接时间电极电极材料电极电极材料良好焊接的能量分布要想形成良好焊接和理想的的能量分布，焊接能量、焊接时间、焊接电阻必须重点关注，其中焊接能量的输出和焊接时间取决于焊接电源参数的设置，而焊接电阻重点取决于焊头的压力和所焊接的材质。那么焊接电流、焊接时间、焊接材料、焊接压力成为了好的焊接的四要素。电阻焊焊接四要素焊接的四个要素：焊接材料、焊接电流、焊接压力、焊接时间。焊接材料焊接电流好的焊接焊接压力焊接时间焊接电流的种类和适用范围A、交流电可以通过调幅使电流缓升、缓降，以达到预热和缓冷的目的，这对于铝合金焊接十分有利。交流电还可以用于多脉冲点焊，即用于两个或多个脉冲之间留有冷却时间，以控制加热速度。这种方法主要应用于厚钢板的焊接。B、直流电主要用于需要大电流的场合，直流焊机大都三相电源供电，避免单相供电时三相负载不平衡。•电阻焊与电弧焊相比有如下两个特征：•（1）热效率高•电弧焊是借助外部集中热源，从外部向焊件传导热能；•电阻焊是电阻热由高温区向低温区传导，属于内部热源。因此，热能损失比较少，热效率比较高。•（2）焊缝致密•一般电弧焊的焊缝是在常压下凝固结晶的；•电阻焊的焊缝是在有外界压力的作用下凝固结晶的，具有锻压的特征，属于压焊范畴，所以比较容易避免产生缩孔、疏松和裂缝等缺陷，从而获得致密焊缝。B.电阻焊分类点焊适用于搭接接头、气密性要求低，厚度在3mm下的冲压、轧制薄板构件缝焊搭接或对接接头，适用于密封性要求高的板金件，厚度在0.1-2.5mm，主要用于低压容器，如汽车、摩托车的油箱、气体静化器等的焊接凸焊是点焊的一种变形，主要适用于焊接低碳钢和低合金钢的冲压件，厚度在0.5-4mm与点焊相比，机械力作用较大，且可同时焊多个焊点对焊适用于型材的接长、闭合零件拼口、异种金属对焊、部件组焊。电阻对焊适宜于D250mm2的金属型材，闪光对焊主要用于大截面。对两块端面形状有一定要求。（1）电阻对焊先将工件夹紧并加压，然后通电使接触面温度达到塑性温度(950～1000℃)。在压力下塑变和再结晶形成固态焊接接头（图12-77a）。电阻对焊要求对接处焊前严格清理，所焊截面积较小，一般用于钢筋的对接焊。（2）闪光对焊先通电，后接触，因个别点接触，个别点通过的电流密度很高，可使其瞬间熔化或汽化，形成液态过梁。由于过梁上存在电磁收缩力和电磁引力及斥力而使过梁爆破飞出，形成闪光。闪光一方面排除了氧化物和杂质，另一方面使对口处的温度迅速升高。闪光对焊主要用于钢轨、锚链、管子等的焊接，也可用于异种金属的焊接。因接头中无过热区和铸态组织，所以性能高。C、电阻焊优缺点（1）优点（2）缺点：（3）电阻焊应用前景：