南寧松聯(lián)機電設備：點焊方法和工藝

時間：2020-01-05

一、點焊方法：

點焊通常分為雙面點焊和單面點焊兩大類。雙面點焊時，電極由工件的兩側向焊接處饋電。典型的雙面點焊方式如圖11-5所示。圖中a是較常用的方式，這時工件的兩側均有電極壓痕。圖中b表示用大焊接面積的導電板做下電極，這樣可以消除或減輕下面工件的壓痕。常用于裝飾性面板的點焊。圖中c為同時焊接兩個或多個點焊的雙面點焊，使用一個變壓器而將各電極并聯(lián)，這時，所有電流通路的阻抗**基本相等，而且每一焊接部位的表面狀態(tài)、材料厚度、電極壓力都需相同，才能**通過各個焊點的電流基本一致。圖中d為采用多個變壓器的雙面多點點焊，這樣可以避免c的不足。

單面點焊時，電極由工件的同一側向焊接處饋電，典型的單面點焊方式如圖11-6所示，圖中a為單面單點點焊，不形成焊點的電極采用大直徑和大接觸面以減小電流密度。圖中b為無分流的單面雙點點焊，此時焊接電流全部流經焊接區(qū)。圖中C有分流的單面雙點點焊，流經上面工件的電流不經過焊接區(qū)，形成風流。為了給焊接電流提供低電阻的通路，在工件下面墊有銅墊板。圖中d為當兩焊點的間距l(xiāng)很大時，例如在進行骨架構件和復板的焊接時，為了避免不適當?shù)募訜嵋饛桶迓N曲和減小兩電極間電阻，采用了特殊的銅橋A，與電極同時壓緊在工件上。

在大量生產中，單面多點點焊獲得廣泛應用。這時可采用由一個變壓器供電，各對電極輪流壓住工件的型式（圖11-7a),也可采用各對電極均由單獨的變壓器供電，全部電極同時壓住工件的型式（圖11-7b).后一型式具有較多優(yōu)點，應用也較廣泛。其優(yōu)點有：各變壓器可以安置得離所聯(lián)電極較近，因而。

其功率及尺寸能顯著減?。桓鱾€焊點的工藝參數(shù)可以單獨調節(jié)；全部焊點可以同時焊接、生產率高；全部電極同時壓住工件，可減少變形；多臺變壓器同時通電，能**三相負荷平衡。

二、點焊工藝參數(shù)選擇

通常是根據工件的材料和厚度，參考該種材料的焊接條件表選取，**確定電極的端面形狀和尺寸。其次初步選定電極壓力和焊接時間，然后調節(jié)焊接電流，以不同的電流焊接試樣，經檢查熔核直徑符合要求后，再在適當?shù)姆秶鷥日{節(jié)電極壓力，焊接時間和電流，進行試樣的焊接和檢驗，直到焊點質量*符合技術條件所規(guī)定的要求為止。較常用的檢驗試樣的方法是撕開法，**焊點的標志是：在撕開試樣的一片上有圓孔，另一片上有圓凸臺。厚板或淬火材料有時不能撕出圓孔和凸臺，但可通過剪切的斷口判斷熔核的直徑。必要時，還需進行低倍測量、拉抻試驗和X光檢驗，以判定熔透率、抗剪強度和有無縮孔、裂紋等。

以試樣選擇工藝參數(shù)時，要充分考慮試樣和工件在分流、鐵磁性物質影響，以及裝配間隙方面的差異，并適當加以調整。

三、不等厚度和不同材料的點焊

當進行不等厚度或不同材料點焊時，熔核將不對稱于其交界面，而是向厚板或導電、導熱性差的一邊偏移，偏移的結果將使薄件或導電、導熱性好的工件焊透率減小，焊點強度降低。熔核偏移是由兩工件產熱和散熱條件不相同引起的。厚度不等時，厚件一邊電阻大、交界面離電極遠，故產熱多而散熱少，致使熔核偏向厚件；材料不同時，導電、導熱性差的材料產熱易而散熱難，故熔核也偏向這種材料（見圖11-8）

調整熔核偏移的原則是：增加薄板或導電、導熱性好的工件的產熱而減少其散熱。常用的方法有：

（1）采用強條件使工件間接觸電阻產熱的影響增大，電極散熱的影響降低。電容儲能焊機采用大電流和短的通電時間就能焊接厚度比很大的工件就是明顯的例證。

（2）采用不同接觸表面直徑的電極在薄件或導電、導熱性好的工件一側采用較小直徑，以增加這一側的電流密度、并減少電極散熱的影響。

（3）采用不同的電極材料薄板或導電、導熱性好的工件一側采用導熱性較差的銅合金，以減少這一側的熱損失。

（4）采用工藝墊片在薄件或導電、導熱性好的工件一側墊一塊由導熱性較差的金屬制成的墊片（厚度為0.2-0.3mm），以減少這一側的散熱。

點焊接頭的設計

點焊通常采用搭接接頭和折邊接頭（圖11-9）接頭可以由兩個或兩個以**厚度或不等厚度的工件組成。在設計點焊結構時，**考慮電極的可達性，即電極**能方便地抵達工件的焊接部位。同時還應考慮諸如邊距、搭接量、點距、裝配間隙和焊點強度諸因素。

邊距的較小值取決于被焊金屬的種類，厚度和焊接條件。對于屈服強度高的金屬、薄件或采用強條件時可取較小值。

搭接量是邊距的兩倍，**的較小搭接量見表11-2。

表11-2 接頭的較小搭接量（mm)3

較薄板件厚度

單排焊點

雙排焊點

結構鋼

不銹鋼及高溫合金

輕合金

結構鋼

不銹鋼及高溫合金

輕合金

0.5

0.8

1.0

1.2

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

較薄板件厚度

點距

結構鋼

不銹鋼及高溫合金

輕合金

0.5

0.8

1.0

1.2

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

鍍層種類

電鍍鋅

熱浸鍍鋅

鍍層厚(um)

2-3

10-15

15-20

20-25

焊接條件

級別

板厚（mm)

0.8

1.2

1.6

0.8

1.2

1.6

電極壓力（KN)

2.7

2.0

3.3

2.5

4.5

3.2

2.7

1.7

3.7

2.5

4.5

3.5

焊接時間（周）

電流（KA)

10.0

8.5

11.5

10.5

14.5

12.0

10.0

9.9

12.5

11.0

15.0

12.0

抗剪強度

4.6

4.4

6.7

6.5

11.5

10.5

5.0

4.8

9.0

8.7

點距即相鄰兩點的中心距，其較小值與被焊金屬的厚度、導電率，表面清潔度，以及熔核的直徑有關。表11-3為**的較小點距。

表11-3 焊點的較小點距（mm)3

規(guī)**距較小值主要是考慮分流影響，采用強條件和大的電極壓力時，點距可以適當減小。采用熱膨脹監(jiān)控或能夠順序改變各點電流的控制器時，以及能有效地補償分流影響的其他裝置時，點距可以不受限制。

裝配間隙**盡可能小，因為靠壓力消除間隙將消耗一部分電極壓力，使實際的焊接壓力降低。間隙的不均勻性又將使焊接壓力波動，從而引起各焊點強度的顯著差異，過大的間隙還會引起嚴重飛濺，許用的間隙值取決于工件剛度和厚度，剛度、厚度越大，許用間隙越小，通常為0.1-2mm。

單個焊點的抗剪強度取決于兩板交界上熔核的面積，為了**接頭強度，除熔核直徑外，焊透率和壓痕深度也應符合要求，焊透率的表達式為：η=h/δ-c×**（參見圖11-10）。兩板上的焊透率只允許介于20-80%之間。鎂合金的較大焊透率只允許至60%。而鈦合金則允許至90%。焊接不同厚度工件時，每一工件上的較小焊透率可為接頭中薄件厚度的20%，壓痕深度不應**過板件厚度的15%，如果兩工件厚度比大于2:1，或在不易接近的部位施焊，以及在工件一側使用平頭電極時，壓痕深度可增大到20-25%。圖11-10示低倍磨片上的熔核尺寸。

點焊接頭受垂直面板方向的拉伸載荷時的強度，為正拉強度。由于在熔核周圍兩板間形成的尖角可引起應力集中，而使熔核的實際強度降低，因而點焊接頭一般不這樣加載。通常以正拉強度和抗剪強度之比作為判斷接頭延性的指標，此比值越大，則接頭的延性越好。

多個焊點形成的接頭強度還取決于點距和焊點分布。點距小時接頭會因為分流而影響其強度，大的點距又會限制可安排的焊點數(shù)量。因此，**兼顧點距和焊點數(shù)量，才能獲得較大的接頭強度，多列焊點較好交錯排列而不要作矩形排列。

常用金屬的點焊

一、電阻焊前的工件清理

無論是點焊、縫焊或凸焊，在焊前**進行工件表面清理，以**接頭質量穩(wěn)定。

清理方法分機械清理和化學清理兩種。常用的機械清理方法有噴砂、噴丸、拋光以及用紗布或鋼絲刷等。

不同的金屬和合金，需采用不同的清理方法。簡介如下：

鋁及其合金對表面清理的要求十分嚴格，由于鋁對氧的化學親合力較強，剛清理過的表面上會很快被氧化，形成氧化鋁薄膜。因此清理后的表面在焊前允許保持的時間是嚴格限制的。

鋁合金的氧化膜主要用以化學方法去除，在堿溶液中去油和沖洗后，將工件放進正磷酸溶液中腐蝕。為了減慢新膜的成長速度和填充新膜孔隙，在腐蝕的同時進行純化處理。較常用的純化劑是重鉻酸鉀和重鉻酸納（見表1）。純化處理后便不會在除氧化膜的同時，造成工件表面的過分腐蝕。

腐蝕后進行沖洗，然后在硝酸溶液中進行亮化處理，以后再次進行沖洗。沖洗后在溫度達75℃的干燥室中干燥，活用熱空氣吹干。這樣清理后的工件，可以在焊前保持72h。

鋁合金也可用機械方法清理。如用0-00號紗布，或用電動或風動的鋼絲刷等。但為防止損傷工件表面、鋼絲直徑不得**過0.2mm，鋼絲長度不得短于40mm，刷子壓緊于工件的力不得**過15-20N，而且清理后須在不晚于2-3h內進行焊接。

為了確保焊接質量的穩(wěn)定性，目前國內各工廠多在化學清理后，在焊前再用鋼絲刷清理工件搭接的內表面。

鋁合金清理后**測量放有兩鋁合金工件的兩電極間總阻值R。方法是使用類似于點焊機的**裝置，上面的一個電極對電極夾絕緣，在電極間壓緊兩個試件，這樣測出的R值可以較客觀地反映出表面清理的質量。對于LY12、LC4、LF6鋁合金R不得**過120微歐姆，剛清理后的R一般為40-50微歐，對于導電性較好的LF21、LF2鋁合金以及燒結鋁類的材料，R不得**過28-40微歐。

鎂合金一般使用化學清理，經腐蝕后再在鉻酐溶液中純化。這樣處理后會在表面形成薄而致密的氧化膜，它具有穩(wěn)定的電氣性能，可以保持10晝夜或較長時間，性能仍幾乎不變。鎂合金也可以用鋼絲刷清理。

銅合金可以通過在硝酸及鹽酸中處理，然后進行中和并清除焊接處殘留物。

不銹鋼、高溫合金電阻焊時，保持工件表面的高度清潔十分重要，因為油、塵土、油漆的存在，能增加硫脆化的可能，從而使接頭產生缺陷。清理方法可用激光、噴丸、鋼絲刷或化學腐蝕。對于特別重要的工件，有時用電解拋光，但這種方法復雜而且生產率低。

鈦合金的氧化皮，可在鹽酸、硝酸及磷酸鈉的混合溶液中進行深度腐蝕加以去除。也可以用鋼絲刷或噴丸處理。

低碳鋼和低合金鋼在大氣中的抗腐蝕能力較低。因之，這些金屬在運輸、存放和加工過程中常常用抗蝕油保護。如果涂油表面未被車間的贓物或其它不良導電材料所污染，在電極的壓力下，油膜很容易被擠開，不會影響接頭質量。

鋼的供貨狀態(tài)有：熱軋，不酸洗；熱軋，酸洗并涂油；冷軋。未酸洗的熱軋鋼焊接時，**用噴砂、噴丸，或者用化學腐蝕的方法清除氧化皮，可在硫酸及鹽酸溶液中，或者在以磷酸為主但含有硫脲的溶液中進行腐蝕，后一種成份可有效地同時進行涂油和腐蝕。

有鍍層的鋼板，除了少數(shù)例外，一般不用特殊清理就可以進行焊接，鍍鋁鋼板則需要用鋼絲刷或化學腐蝕清理。帶有磷酸鹽涂層的鋼板，其表面電阻會高到在地電極壓力下，焊接電流無法通過的程度。只有采用較高的壓力才能進行焊接。

二、鍍鋅鋼板的點焊

鍍鋅鋼板大致分為電鍍鋅鋼板和熱浸鍍鋅鋼板，前者的鍍層比后者薄。

點焊鍍鋅鋼板用的電極，**用2類電極合金。相對點焊外觀要求很高時，可以采用1類合金。**使用錐形電極形狀，錐角120度-140度。使用焊鉗時，**采用端面半徑為25-50mm的球面電極。

為提高電極使用壽命，也可采用嵌有鎢極電極頭的復合電極，以2類電極合金制成的電極體，可以加強鎢電極頭的散熱。

下表是日本焊接學會*3****的鍍鋅鋼板點焊的焊接條件

鍍鋅鋼板點焊的焊接條件

鍍層種類

電鍍鋅

熱浸鍍鋅

鍍層厚(um)

2-3

10-15

15-20

20-25

焊接條件

級別

板厚（mm)

0.8

1.2

1.6

0.8

1.2

1.6

電極壓力（KN)

2.7

2.0

3.3

2.5

4.5

3.2

2.7

1.7

3.7

2.5

4.5

3.5

焊接時間（周）

電流（KA)

10.0

8.5

11.5

10.5

14.5

12.0

10.0

9.9

12.5

11.0

15.0

12.0

抗剪強度

4.6

4.4

6.7

6.5

11.5

10.5

5.0

4.8

9.0

8.7

三、低碳鋼的點焊

低碳鋼的含碳量**0.25%。其電阻率適中,需要的焊機功率不大；塑性溫度區(qū)寬，易于獲得所需的塑性變形而不必使用很大的電極壓力；碳與微量元素含量低，無高熔點氧化物，一般不產生淬火組織或夾雜物；結晶溫度區(qū)間窄、高溫強度低、熱膨脹系數(shù)小，因而開裂傾向小。這類鋼具有良好的焊接性，其焊接電流、電極壓力和通電時間等工藝參數(shù)具有較大的調節(jié)范圍。

鋼具有良好的焊接性，其焊接電流、電極壓力和通電時間等工藝參數(shù)具有較大的調節(jié)范圍。

下表為美國RWMA**的低碳鋼點焊的焊接條件，可供參考：

低碳鋼點焊的焊接條件

板厚

電極

較小點距

較小搭接距

較佳條件（A類）

中等條件（B類）

較大

較小D

電極壓力

焊接時間

焊接電流

熔核直徑

抗剪強度±14%

電極壓力

焊接時間

焊接電流

熔核直徑

抗剪強度±17%

電極壓力

焊接時間

焊接電流

熔核直徑

抗剪強度±20%

（mm)

(mm)

(KN)

(周）

（KA)

(mm)

(KN)

（KN)

(周）

（KA)

(mm)

（KN)

(KN)

(周）

（KA)

(mm)

(KN)

0.4

0.5

0.6

0.8

1.0

1.2

1.6

1.8

2.0

2.3

3.2

4.8

6.4

8.0

9.5

1.15

1.35

1.50

1.90

2.25

2.70

3.60

4.10

4.70

5.80

8.20

5.2

6.0

6.6

7.8

8.8

9.8

11.5

12.5

13.3

15.0

17.4

4.0

4.3

4.7

5.3

5.8

6.2

6.9

7.4

7.9

8.6

10.3

1.8

2.4

3.0

4.4

6.1

7.8

10.6

13.0

14.5

18.5

31.0

0.75

0.90

1.00

1.25

1.50

1.75

2.40

2.75

3.00

3.70

5.00

4.5

5.0

5.5

6.5

7.2

7.7

9.1

9.7

10.3

11.3

12.9

3.6

4.0

4.3

4.8

5.4

5.8

6.7

7.1

7.6

8.4

9.9

1.6

2.1

2.8

4.0

5.4

6.8

10.0

11.8

13.7

17.7

28.5

0.40

0.45

0.50

0.60

0.75

0.85

1.15

1.30

1.50

1.80

2.60

3.5

4.0

4.3

5.0

5.6

6.1

7.0

7.5

8.0

8.6

10.0

3.3

3.6

4.0

4.6

5.3

5.5

6.3

6.7

7.1

7.9

9.4

1.25

1.75

2.25

3.55

5.3

6.5

9.25

11.00

13.05

16.85

26.60

板厚（mm)

電極端面直徑（mm)

電極壓力（KN)

焊接時間（周）

1.0

1.5

2.0

2.5

5-5.5

6-6.5

6.5-7

7-7.5

1-1.8

1.8-2.5

2-2.8

2.2-3.2

22-32

24-35

25-37

30-40

板厚（mm)

焊接電流（KA)

間隔時間（周）

回火時間（周）

回火電流（KA)

1.0

1.5

2.0

2.5

5-6.5

6-7.2

6.5-8

7-9

25-30

30-35

60-70

60-80

60-85

65-90

2.5-4.5

3-5

3.5-6

4-7

四、淬火鋼的點焊

由于冷卻速度較快，在點焊淬火鋼時必然產生硬脆的馬氏體組織，在應力較大時會產生裂紋。為了消除淬火組織、改善接頭性能，通常采用電極間焊后回火的雙脈沖點焊方法，這種方法的**個電流脈沖為焊接脈沖，*二個為回火處理脈沖，使用這種方法時應注意兩點：

（1）兩脈沖之間的間隔時間一定要**使焊點冷卻到馬氏體轉變點Ms溫度以下；

（2）回火電流脈沖幅值要適當，以避免焊接區(qū)的金屬重新**過奧氏體相變點而引起二次淬火。

淬火鋼的雙脈沖點焊工藝參數(shù)實例，示于下表可供參考：

25CrMnSiA、30CrMnSiA鋼雙脈沖點焊的焊接條件

詞條
詞條說明
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