电阻焊-点焊培训

2002年11月23日Panasonic热烈欢迎您唐山松下产业机器有限公司松下电器（中国）焊接学校电阻焊焊接技能培训内容二.电阻焊主要规范参数一.焊接基本知识四.焊机的正确使用与维护保养五.常见故障与焊接缺陷三.焊接操作基础1.焊接方法分类2.压力焊接3.名词解释4.压力焊接的特点5.唐山松下YR系列焊机简介一焊接基本知识1.焊接方法分类钎焊压力焊熔化焊接电阻焊冷压焊超声波焊爆炸焊摩擦焊扩散焊点焊缝焊凸焊对焊（闪光对焊）压力焊接：焊接过程中必须对焊件施加压力,加热或不加热的焊接方法。1.加热:将被焊金属的接触部位加热至塑性状态或局部熔化状态，然后施加一定的压力，使金属原子间相互结合形成焊接接头。如电阻焊摩擦焊等。2.不加热：仅在被焊金属接触面上施加足够大的压力，利用压力引起的塑性变形，使原子相互接近，从而获得牢固的压挤接头，如冷压焊、超声波焊、爆炸焊等。2压力焊接电阻焊是将被焊工件压紧于两电极之间，并通以电流，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热到熔化或塑性状态，使之形成金属结合的一种方法。电阻焊方法主要有四种，即点焊、缝焊、凸焊、对焊。3名词解释（1）点焊时，工件只在有限的接触面上，即所谓“点”上被焊接起来，并形成扁球形的熔核，点焊又可分为单点焊和多点焊，多点焊时，使用两对以上的电极，在同一工序内形成多个熔核。3名词解释（2）FF交流缝焊类似点焊，缝焊时，工件在两个旋转盘状电极（滚盘）间通过后，形成一条焊点前搭打接的连续焊缝。3名词解释（3）F交流F旋转旋转凸焊是点焊的一种变型，在一个工件上有预制的凸点，凸焊时，一次可在接头处形成一个或多个熔核。对焊时，两工件端面相接触，经过电阻加热和加压后延整个接触面被焊接起来。3名词解释（4）FF交流FF交流电阻对焊电阻对焊是将两工件端面始终压紧，利用电阻热加热至塑性状态，然后迅速加顶锻压力（或不加顶锻压力只保持焊接时压力）完成焊接的方法。3名词解释（5）爆炸焊是以炸药为能源进行金属间焊接的方法。这种焊接就是利用炸药的爆轰，使被焊金属面发生高速倾斜碰撞，在接触面造成一薄层金属的塑性变形，在十分短崭的冶金过程中形成冶金结合。3名词解释（6）摩擦焊是利用工件接触面的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转动转动转动慢进快进慢进F1F1F2顶锻3名词解释（7）冷压焊是在室温下，借助压力使待焊接金属产生塑性变形实现固态焊接的方法。通过塑性变形挤出连接部位界面上的氧化膜等杂质，使纯洁金属紧密接触，达到晶间结合。3名词解释（8）超声波焊是利用超声波频率（16kHz以上）的机械振动能量，连接同种或异种金属，半导体，塑料及金属陶瓷等的特殊焊接方法。金属超声波焊时，即不向工件输送电流，也不向工件引入高温热源，只是在静压力下将弹性振动能量转变为工件间的摩擦功，形变能及随后有限的温升。换能器发生器聚能器振动方向振动方向F3名词解释（9）扩散焊是在一定的温度和压力下使待焊表面相互接触，通过微观塑性变形或通过待焊面产生的微量液相而扩大待焊表面的物理接触，然后，经较长时间的原子相互扩散来实现冶金结合的一种焊接方法。1）熔核形成时，始终被塑性环包围，熔化金属与空气隔绝，冶金过程简单。2）加热时间短，热量集中，故热影响区小，变形与应力也小，通常在焊后不必安排校正和热处理工序。3）不需要焊丝、焊条等填充金属，以及氧、乙炔、氩等焊接材料，焊接成本低。4）操作简单，易于实现机械化和自动化，改善了劳动条件。5）生产率高，且无噪声及有害气体，在大批量生产中，可以和其他制造工序一起编到组装线上，但闪光对焊因有火花喷溅，需要隔离。4压力焊接的特点5电阻焊产品介绍（1）C型点凸焊机YR-350CM2C型点凸焊机YR-500CM2C型点凸焊机YR-700CM25电阻焊产品介绍（2）S型点焊机YR-350SA2S型点焊机YR-500SA2S型点焊机YR-700SA25电阻焊产品介绍（2）台式S点焊机YR-350SA2(K,L,G)K:10—60kg;L20—120kg;G60—250kgS型点焊专用J型凸焊专用C型点凸焊专用上部采用绝缘式便于安装周边装置被焊物特殊电极握杆下电极根据被焊物形状可伸缩的下电极臂上下电极形状为圆棒型，还可转动2电阻焊的主要规范参数2电阻焊的主要规范参数5电极和电极加头2焊接电流4电极压力3焊接时间1电阻R6工件焊接效果2-1电阻RRewRwRewRwRc温度50010001500电阻率15010050不锈钢低碳钢镍黄铜铝铜2-1-1电阻R和压力的关系压力越大R越小工件表面越粗糙R越大工件表面有氧化层和赃物层R越大工件的电阻取决于电阻率，因此电阻率是被焊材料的重要性能不锈钢电阻率大产热易而散热难可以小电流焊接（几千安培）铝电阻率小产热难而散热易必须用大电流焊接（几万安培）2-2焊接电流由热量公式Q=I2Rt可见电流对产热的影响比电阻和时间两者都大。电网波动，变压器阻抗变化，电流密度，接触面积的分流焊接电流IW抗剪强度FtABC点焊时应选用接近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2-3焊接时间3．焊接时间的影响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。2-4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，回此，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。采用这种焊接条件有利于提高焊点强度的稳定性。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点焊电极是保证点悍质量的重要零件，它的主要功能有：1）向工件传导电流。2）向工件传递压力；3）迅速导散焊按区的热量。一、电极材料基于电极的上述功能，就要求制造电极的材料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和刚度，以及充分冷却的条件。此外，电极与工件间的接触电阻应足够低，以防止工件表面熔化或电极与工件表面之间的合金化。2-5-1电极形状及材料性能的影响电极材料按我国航空航天工业部航空工业标准HB5420一89的规定，分为4类，但常用的是前三类。1类高电导率，中等硬度的铜及铜合金。这类材料主要通过冷作变形方法达到其硬度要求。适用于制造焊铝及铝合金的电极，也可用于镀层钢板的点焊，但性能不如2类合金。1类合金还常用于制造不受力或低应力的导电部件。从表2—1可见，三类合金中，铬铌铜、铬锆铌铜和钴铬硅铜的性能较优，已被广泛使用，其商业牌号分别称为DJ70．DJ85和DJ100。此外，还有一种钨一铜混合烧结材料，这种材料适用于热量高、焊接时间长、冷却不足或压力高的场合。如用于铜板点焊的复式电极、凸焊用镶嵌电极或线材交叉焊电极等，随着含钨量的增加，材料的强度和硬度提高，但导电性和导热性均降低。2-5-2电极形状及材料性能的影响2类具有较高的电导率、硬度高于1类合金。这类合金可通过冷作变形与热处理相结合的方法达到其性能要求。与1类合金相比，它具有较高的力学性能，适中的电导率，在中等程度的压力下，有较强的抗变形能力，因此是最通用的电极材料，广泛地用于点焊低碳钢、低合金钢、不锈钢，高温合金，电导率低的铜合金，以及镀层钢等。2类合金还运用于制造轴、夹钳、台板、电极夹头、机臂等电阻焊机中各种导电构件。2-5-3电极形状及材料性能的影响3类电导率低于1类和2类，硬度高于2类的合金。这类合金可通过热处理或冷作变形与热处理相结合的方法达到其胜能要求。这类合主具有更高的力学性能和耐磨性能好，软化温度高，但电导率较低．因此运用于点焊电阻率和高温强度高的材料，如不锈钢、高温合金等。这类合金也适于制造各种受力的导电构件。2-5-4电极形状及材料性能的影响2-5-5电极形状及材料性能的影响材料名称品种材料性能硬度导电率MS/m软化温度℃HV30KgrHRB不小于CuZrNb铬铌铜冷拔棒锻件85505356150CuCrZrNb铬锆铌铜冷拔棒锻件905345250CuCo2CrSi钴铬硅铜冷拔棒锻件1839026600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看热量的产生和散失，因而电极的形状和材料对熔核的形成有显著的影响，随着电极端头的变形和磨损。接触面积将增大，焊点强度将降低。2-5-6电极形状及材料性能的影响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2-5-7电极形状及材料性能的影响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B有水槽电极C增大断截面电极2-5-8节约铜合金的电极帽状电极杆状电极2-5-9电极夹头(握杆）常用的未端加粗的冷却水管电极加头用与夹持电极，导电和传递压力故应有良好的力学性能和导电性。6工件表面状况的影响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。三电阻焊焊接施工知识3-1焊接热的产生及影响产热的因素Q=I2RtQ-产生的热量I-焊接电流-电极间的电阻T-焊接时间点焊时，产生的数量Q只有较小部分用于形成熔核，较大部分将因向邻近物质的传导和辐射而损失掉。其热平衡方程式如下。Q=Q1+Q2式中Q1—形成熔核的热量；Q2—损失的热量。有效热量Q1取决于金属的热物理性质及熔化金属量，而与所用的焊接条件无关，Q1≈10～30%Q。电阻率低、导热性好的金属（铝、铜合金等）取低限。电阻率高、导热性差的金属（不锈钢、高温合金等）取高限。损失的热量Q2主要包括通过电极传导的热量（≈30～50％Q）和通过工件传导的热量（≈20%Q）。辐射到大气中的热量只约占5%，可以忽略不计。3-2热平衡散热及温度分布通过电极传导的热量是主要的散热损失，它与电极的材料、形状、冷却条件，以及所采用的焊接条件有关。例如采用硬条件的热损失，就要比采用软条件小得多。由于损失的热量随焊接时间的延长和金属温度的升高而增加，因此，当焊接电流不足时，只延长焊按时间，会在某一时刻达到热量的产生与散失相平衡，继续延长焊接时间，将无助于熔核的增大。这说明了用小功率焊机不能焊接厚钢板和铝合金的原因。3-2热平衡散热及温度分布（1）在不同厚度工件的点焊中，还可以通过控制电极的散热（改变电极的材料或接触面积，采用附加垫片等），以改善熔核的偏移，增加薄件一侧的焊透率。焊接区的温度分布是产热与散热的综合结果，点焊加热终了时的温度分布如图所示。3-2热平衡散热及温度分布（2）最高温度总是处于焊接区中心，超过被焊金属熔点Tm的部分形成熔化核心。核内温度可能大大超过Tm（焊钢时超出200～300℃），但在电磁力的强烈搅动下，进一步升高是困难的。3-2热平衡散热及温度分布（3）AABB0ZZTr0rrFFzA焊钢时B焊铝时由于电极的强烈散热，温度从核界到工件外表面降低得很快，外表面上的温度通常不超过（0.4～0.6）Tm。温度在径向内也随着离开核界的距离而比较迅速地降低。被焊金属的导热性越好。所用条件越软，这种降低就越平缓，温度梯度也越小。3-2热平衡散热及温度分布（4）缝焊时，由于熔核不断形成，对己焊部位起到后热作用，未焊部位起到预热作用，故缝焊时的温度分布要比点焊时平坦，又因已焊部位有分流加热，以及由于滚盘离开后散热条件变坏的影响，因此，温度分布沿工件前进方向前后不对称，刚从滚盘下离开的金属温度较高，（如图）。焊接速度越大，则散热条件越坏