點焊是指將(jiang)焊件裝配(pei)成搭接接頭(tou),并壓(ya)緊(jin)在兩電極(ji)之(zhi)間,利用(yong)電阻熱熔(rong)化(hua)母材(cai)金(jin)屬,形(xing)成焊點的電阻焊方法,見圖6-21。


圖 21.jpg



一、焊點(dian)形成過程(cheng)


  焊點形(xing)成(cheng)過程是由預壓、通(tong)電(dian)加熱和(he)冷(leng)卻結晶三個(ge)連續階段所組成(cheng)。


 1. 預壓階段


  焊(han)(han)件(jian)在(zai)(zai)(zai)點焊(han)(han)機電(dian)極(ji)(ji)(ji)間(jian)頂先擠(ji)壓(ya),其(qi)作(zuo)用是在(zai)(zai)(zai)焊(han)(han)件(jian)的焊(han)(han)接(jie)(jie)處形(xing)成緊密的接(jie)(jie)觸點,為此,電(dian)極(ji)(ji)(ji)壓(ya)力在(zai)(zai)(zai)焊(han)(han)接(jie)(jie)電(dian)流接(jie)(jie)通前即應達到滿值(zhi)。如果在(zai)(zai)(zai)通電(dian)加熱時的電(dian)極(ji)(ji)(ji)壓(ya)力不夠大,則(ze)接(jie)(jie)觸電(dian)阻(zu)很(hen)大,接(jie)(jie)觸點處的金屬(shu)很(hen)快(kuai)熔化,以火花形(xing)式飛濺(jian)出來,產生所謂初期(qi)飛濺(jian)。這時工件(jian)可能被燒穿,電(dian)極(ji)(ji)(ji)可能被燒壞。


2. 通(tong)電加熱階段


  被擠壓在電極(ji)之間的焊件,靠電流通(tong)過接觸(chu)電阻及(ji)工件本(ben)身電阻所產生(sheng)的熱(re)量加(jia)熱(re)。這(zhe)時(shi),在熱(re)和機械(力)作用下形成(cheng)塑性環(huan)、熔核,并隨著通(tong)電加(jia)熱(re)的進行而長大,直到獲得(de)需要的熔核尺寸。在焊點(dian)核心內的熔化金屬(shu)被塑性環(huan)包圍,如(ru)果這(zhe)個環(huan)不(bu)夠(gou)緊,部(bu)分液態金屬(shu)就會溢出,形成(cheng)金屬(shu)飛濺。


3. 冷(leng)卻結晶階(jie)段


  該階段(duan)又稱鍛壓階段(duan)。當熔(rong)核(he)達到合格的(de)形狀(zhuang)與尺寸后,切斷(duan)焊接電(dian)流,液態熔(rong)核(he)在電(dian)極(ji)(ji)(ji)壓力作用下(xia)冷卻結(jie)晶(jing)。熔(rong)核(he)結(jie)晶(jing)是(shi)在封閉(bi)的(de)金(jin)屬(shu)(shu)模內進行(xing)的(de),結(jie)晶(jing)時(shi)不(bu)能自(zi)由(you)收(shou)縮,用電(dian)極(ji)(ji)(ji)擠壓就可使正在結(jie)晶(jing)的(de)金(jin)屬(shu)(shu)變得致密,使之不(bu)易產生(sheng)縮孔或裂縫。因(yin)此,電(dian)極(ji)(ji)(ji)壓力在焊接電(dian)流斷(duan)開、熔(rong)核(he)金(jin)屬(shu)(shu)全部(bu)結(jie)晶(jing)后才能解除。


由于材質(zhi)和(he)焊接規范特征的(de)(de)(de)不(bu)同,熔核的(de)(de)(de)凝固組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)可有三種:柱狀(zhuang)組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)、等(deng)軸組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)、柱狀(zhuang)+等(deng)軸組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)。純(chun)金(jin)(jin)屬(如鎳、鉬等(deng))和(he)結晶溫(wen)度區(qu)間窄的(de)(de)(de)合金(jin)(jin)(碳(tan)鋼(gang)、合金(jin)(jin)鋼(gang)、鈦(tai)合金(jin)(jin)等(deng)),其熔核組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)為柱狀(zhuang)組(zu)(zu)織(zhi)(zhi);鋁合金(jin)(jin)等(deng)其熔核為“柱狀(zhuang)十等(deng)軸”組(zu)(zu)織(zhi)(zhi),熔核完(wan)全(quan)是等(deng)軸組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)情況極少。



二、點焊(han)工藝


1. 點焊種(zhong)類及選用


 點(dian)焊(han)(han)(han)的(de)種類有:工頻、交流(liu)點(dian)焊(han)(han)(han),用(yong)于(yu)各種鋼材、鋁及其(qi)合金(jin)一般(ban)件(jian)焊(han)(han)(han)接(jie);電容儲能(neng)點(dian)焊(han)(han)(han),用(yong)于(yu)異種金(jin)屬、鋁及其(qi)合金(jin)不(bu)等(deng)厚度及精(jing)密件(jian)和重(zhong)要件(jian)的(de)焊(han)(han)(han)接(jie);直流(liu)沖擊波點(dian)焊(han)(han)(han),用(yong)于(yu)鋁及其(qi)合金(jin)焊(han)(han)(han)接(jie);低頻交流(liu)點(dian)焊(han)(han)(han),用(yong)于(yu)大型(xing)磁性(xing)件(jian)焊(han)(han)(han)接(jie)。


2. 點焊接頭(tou)類型


  點(dian)(dian)焊(han)的(de)(de)(de)(de)接(jie)(jie)(jie)頭類型要充(chong)分考慮到點(dian)(dian)焊(han)機(ji)電(dian)(dian)極(ji)能(neng)接(jie)(jie)(jie)近焊(han)件,做到施(shi)(shi)焊(han)方便(bian),加熱可靠。如圖6-22(a)~(d)所(suo)示的(de)(de)(de)(de)是合理(li)的(de)(de)(de)(de)接(jie)(jie)(jie)頭;(e)、(g)所(suo)示的(de)(de)(de)(de)接(jie)(jie)(jie)頭難以用(yong)一般電(dian)(dian)極(ji)施(shi)(shi)焊(han);(f)所(suo)示的(de)(de)(de)(de)接(jie)(jie)(jie)頭必須將電(dian)(dian)極(ji)伸人工件內部,施(shi)(shi)焊(han)困(kun)難;(h)所(suo)示的(de)(de)(de)(de)接(jie)(jie)(jie)頭的(de)(de)(de)(de)分流現象嚴重,會影響焊(han)接(jie)(jie)(jie)質量。


圖 22.jpg


3. 焊件(jian)表(biao)面清(qing)理


  焊(han)件表(biao)面狀(zhuang)態對焊(han)點大小(xiao)、強度和表(biao)面質(zhi)量以及電(dian)極壽命(ming)有直接(jie)(jie)影響。電(dian)極與焊(han)件、焊(han)件與焊(han)件的(de)(de)接(jie)(jie)觸面均需清(qing)理(li)。各(ge)種鋼材可用酸(suan)洗(xi)、噴砂(sha)或機械法清(qing)理(li)。鋁合金(jin)等有色金(jin)屬(shu)經酸(suan)洗(xi)或機械清(qing)理(li)后,焊(han)件的(de)(de)接(jie)(jie)觸面應有一定(ding)的(de)(de)接(jie)(jie)觸電(dian)阻。不銹鋼還可用電(dian)拋光清(qing)理(li)待焊(han)表(biao)面。


4. 點焊規范參數(shu)的(de)選擇(ze)


  點焊(han)(han)(han)規(gui)范(fan)參數主(zhu)要有(you):焊(han)(han)(han)接電(dian)流、通電(dian)時(shi)間(jian)、電(dian)極(ji)(ji)壓(ya)力和(he)(he)電(dian)極(ji)(ji)頭(tou)(tou)尺寸(cun)。一般焊(han)(han)(han)各種鋼用平(ping)頭(tou)(tou)電(dian)極(ji)(ji),焊(han)(han)(han)鋁或鈦合(he)(he)金用球面電(dian)極(ji)(ji)。當(dang)電(dian)極(ji)(ji)材(cai)料、端面形狀(zhuang)及尺寸(cun)選定(ding)以(yi)后,焊(han)(han)(han)接規(gui)范(fan)的選擇主(zhu)要是(shi)考慮焊(han)(han)(han)接電(dian)流、通電(dian)時(shi)間(jian)和(he)(he)電(dian)極(ji)(ji)壓(ya)力這三個(ge)參數,它們是(shi)形成(cheng)點焊(han)(han)(han)接頭(tou)(tou)的三大(da)要素,其相互配(pei)合(he)(he)可有(you)兩種方(fang)式。


  ①. 焊(han)接(jie)電(dian)流和通(tong)電(dian)時間的配(pei)合


   這種配(pei)合以反映焊(han)接(jie)(jie)區(qu)加熱道度快慢(man)為(wei)主要特(te)征(zheng)。當采用(yong)大焊(han)接(jie)(jie)電流(liu)、短通電時(shi)間參數時(shi)稱(cheng)(cheng)為(wei)項(xiang)規范;而采用(yong)小(xiao)焊(han)接(jie)(jie)電流(liu)、長(chang)通電時(shi)間參數時(shi)稱(cheng)(cheng)為(wei)軟(ruan)規范。


   硬(ying)規范(fan)的(de)特點:生(sheng)產(chan)率(lv)高,電極磨損(sun)少,焊(han)(han)件表面壓坑(keng)淺,熱(re)影(ying)響區(qu)小,焊(han)(han)接(jie)(jie)變形小。但是由于焊(han)(han)接(jie)(jie)電流大,對通(tong)(tong)電時(shi)(shi)間(jian)必(bi)須精(jing)確控制(zhi)。如果通(tong)(tong)電時(shi)(shi)間(jian)稍發生(sheng)變化(hua),就(jiu)有可能引起加熱(re)不足或過燒(shao),嚴重影(ying)響焊(han)(han)點強度。當焊(han)(han)機(ji)功率(lv)不足和焊(han)(han)接(jie)(jie)淬硬(ying)傾向較大的(de)材料(如低合金高強度鋼(gang))時(shi)(shi),均(jun)不宜用硬(ying)規范(fan)。


  軟(ruan)規(gui)范(fan)的(de)特點(dian):加(jia)熱平穩(wen),焊接(jie)質量(liang)對規(gui)范(fan)參數波動的(de)敏感性低(di),焊點(dian)強度(du)穩(wen)定;溫度(du)場(chang)分(fen)布平緩、塑性區寬,在壓力作用下易變形,可減少熔核內噴濺、縮孔和裂紋(wen)(wen)傾向;對有淬硬傾向的(de)材料(liao),軟(ruan)規(gui)范(fan)可減少接(jie)頭(tou)(tou)冷(leng)裂紋(wen)(wen)傾向;所用設備容量(liang)小(xiao),控制精(jing)度(du)不高(gao),因而較便(bian)宜。但是,軟(ruan)規(gui)范(fan)易造成(cheng)焊點(dian)壓痕深、接(jie)頭(tou)(tou)變形大,表面(mian)質量(liang)差(cha);電極磨損(sun)快、生(sheng)產效率低(di)。


  一般硬規(gui)范適用于鋁合金(jin)(jin)、奧氏體(ti)不銹鋼(gang)(gang)、低(di)碳鋼(gang)(gang)及不等厚(hou)度板材的焊接,而軟(ruan)規(gui)范適用于低(di)合金(jin)(jin)鋼(gang)(gang)、可淬硬鋼(gang)(gang)+耐熱合金(jin)(jin)及鈦合金(jin)(jin)等。


 ②. 焊(han)接電流(liu)和電極壓(ya)力(Fo)的配合


  這種配合以(yi)焊接(jie)(jie)過(guo)(guo)程中不(bu)(bu)產生(sheng)噴(pen)(pen)濺(jian)(jian)(jian)為(wei)主要(yao)特征(zheng)。根(gen)據這一原(yuan)則制定的焊接(jie)(jie)電(dian)流(I)、電(dian)極壓(ya)力(Fw)關(guan)系曲(qu)線(xian)(xian)稱為(wei)噴(pen)(pen)濺(jian)(jian)(jian)臨界(jie)曲(qu)線(xian)(xian)(見圖6-23).曲(qu)線(xian)(xian)左半區為(wei)無噴(pen)(pen)濺(jian)(jian)(jian)區,這里(li)Fw大而I小(xiao),但焊接(jie)(jie)壓(ya)力選(xuan)擇過(guo)(guo)大會造成固相焊接(jie)(jie)(塑(su)性環)范(fan)圍(wei)過(guo)(guo)寬,導致焊接(jie)(jie)質量不(bu)(bu)穩定。曲(qu)線(xian)(xian)右半區為(wei)噴(pen)(pen)濺(jian)(jian)(jian)區,因為(wei)電(dian)極壓(ya)力不(bu)(bu)足,加(jia)熱過(guo)(guo)快而引(yin)起噴(pen)(pen)濺(jian)(jian)(jian)。當規范(fan)選(xuan)在噴(pen)(pen)濺(jian)(jian)(jian)臨界(jie)曲(qu)線(xian)(xian)附近(無噴(pen)(pen)濺(jian)(jian)(jian)區內)時,可獲得最大熔核和最高(gao)拉伸(shen)載(zai)荷。同(tong)時,由(you)于降低了焊機機械功率,也提高(gao)了經(jing)濟(ji)效果。


圖 23.jpg


 焊接規范的(de)最(zui)后確定主要是(shi)用實驗(yan)(yan)法(fa),即先借用經驗(yan)(yan)數據→試焊→檢驗(yan)(yan)→確定。


③. 應用范圍


  點焊廣泛應(ying)用(yong)在電(dian)子、儀表、家用(yong)電(dian)器的(de)(de)組合件連接上,同(tong)時也大量(liang)應(ying)用(yong)于建筑(zhu)工程(cheng)、交通運輸及(ji)航空航天工業中的(de)(de)沖壓件、金屬(shu)構(gou)件和鋼筋網的(de)(de)焊接。目前(qian),從以微米(mi)計的(de)(de)微型電(dian)子電(dian)路到厚達(3.0+0.0)mm的(de)(de)巨型房框架都可采用(yong)點焊連接。