對焊是指把兩工件端部相對放置,利用焊接電流加熱,然后加壓完成焊接的電阻焊方法,包括電阻對焊及閃光對焊兩種。
一、電阻對焊
將焊(han)件裝(zhuang)配成對(dui)接接頭(tou),使(shi)其端面(mian)緊密(mi)接觸,利(li)用電(dian)阻加(jia)熱(re)至塑(su)性狀態,然后迅(xun)速(su)施(shi)加(jia)頂鍛力完成焊(han)接的方法稱為電(dian)阻對(dui)焊(han)。電(dian)阻對(dui)焊(han)時,獲得(de)優質接頭(tou)的關鍵在于保(bao)證焊(han)件端面(mian)加(jia)熱(re)均(jun)勻和徹底擠(ji)出接口內的氧(yang)化(hua)物。前者(zhe)由端面(mian)焊(han)前準備(bei)來保(bao)證,如機械(xie)清理、化(hua)學清洗或機械(xie)加(jia)工;后者(zhe)由加(jia)熱(re)時防止(zhi)氧(yang)化(hua)及增加(jia)塑(su)性變形量保(bao)證。通常端面(mian)的焊(han)接溫(wen)度(du)應達到0.8~0.9Tm(被焊(han)金(jin)屬熔(rong)點(dian)),對(dui)口及其鄰近區(qu)域必須產生(sheng)足夠的塑(su)性變形。
電(dian)阻(zu)對(dui)(dui)焊主要用于對(dui)(dui)接截面較(jiao)小(一般<250m㎡)、形狀緊湊(例(li)如(ru)棒料、厚(hou)壁管等)、氧(yang)化物易于擠出(例(li)如(ru)碳(tan)鋼、紫銅、鋁(lv)等)的(de)工件(jian)對(dui)(dui)焊。電(dian)阻(zu)對(dui)(dui)焊的(de)優點是接頭外(wai)形光(guang)滑(hua)無毛刺,工件(jian)焊后縮短量較(jiao)小。其缺點是對(dui)(dui)焊件(jian)的(de)準備工作要求較(jiao)高(gao),接頭機械(xie)性能較(jiao)低,尤其是沖擊韌性差,目前僅(jin)局(ju)限于焊接延伸率較(jiao)好(hao)的(de)小截面金(jin)屬型(xing)材。
二、閃光(guang)對焊
閃(shan)(shan)光(guang)對(dui)焊是指焊件裝配成對(dui)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭,接(jie)(jie)通(tong)電(dian)源(yuan),并(bing)使其端(duan)面(mian)逐漸移近達(da)到局部(bu)接(jie)(jie)觸,利用電(dian)阻熱(re)加(jia)熱(re)這些接(jie)(jie)觸點(產生閃(shan)(shan)光(guang)),使端(duan)面(mian)金屬熔化,直到端(duan)部(bu)在一定深度范圍(wei)內達(da)到預定溫(wen)度時(shi),迅速(su)施加(jia)頂鍛(duan)力完成焊接(jie)(jie)的方(fang)法。閃(shan)(shan)光(guang)對(dui)焊包括連續閃(shan)(shan)光(guang)對(dui)焊和預熱(re)閃(shan)(shan)光(guang)對(dui)焊兩種。
1. 閃光對焊工(gong)藝過程(cheng)
連續閃光(guang)對焊焊接(jie)循環由(you)閃光(guang)、頂鍛(duan)、保持、休止(zhi)等程序組成(cheng)。由(you)閃光(guang)與隨后頂鍛(duan)兩(liang)階段(duan)形成(cheng)接(jie)頭,而保持、休止(zhi)等程序則是(shi)對焊操作中所(suo)必需的。預熱閃光(guang)對焊則還有預熱階段(duan)。
①. 閃光過程
接(jie)(jie)(jie)通焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)電源并(bing)使兩焊(han)(han)(han)(han)件(jian)(jian)端(duan)面(mian)(mian)(mian)輕微(wei)接(jie)(jie)(jie)觸,對(dui)(dui)口間將形(xing)成(cheng)(cheng)許多具有(you)很大電阻(zu)的(de)(de)(de)小觸點,在(zai)大電流密度的(de)(de)(de)加(jia)熱(re)下,瞬間熔化而(er)形(xing)成(cheng)(cheng)連(lian)接(jie)(jie)(jie)對(dui)(dui)口兩端(duan)面(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)液體(ti)過(guo)(guo)梁(liang)(liang)。在(zai)強大電流繼續加(jia)熱(re)時(shi),過(guo)(guo)梁(liang)(liang)被迅(xun)速(su)加(jia)熱(re)到沸點而(er)蒸(zheng)發,形(xing)成(cheng)(cheng)過(guo)(guo)梁(liang)(liang)爆(bao)炸(zha)。由于受到焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)回路的(de)(de)(de)電磁斥(chi)力的(de)(de)(de)作用,爆(bao)炸(zha)過(guo)(guo)梁(liang)(liang)的(de)(de)(de)微(wei)粒從縫(feng)隙中(zhong)以很高(gao)(gao)的(de)(de)(de)初速(su)度(約50m/s)向著焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)變壓(ya)器的(de)(de)(de)相反方(fang)(fang)向拋射出(chu)來(lai),形(xing)成(cheng)(cheng)火花(hua)急流-閃光(guang)(guang)。閃光(guang)(guang)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)穩定(ding)進行,對(dui)(dui)接(jie)(jie)(jie)頭質量(liang)有(you)很大影響。一(yi)方(fang)(fang)面(mian)(mian)(mian)閃光(guang)(guang)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)也是加(jia)熱(re)焊(han)(han)(han)(han)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)(cheng);另一(yi)方(fang)(fang)面(mian)(mian)(mian)在(zai)閃光(guang)(guang)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)中(zhong),燒掉焊(han)(han)(han)(han)件(jian)(jian)端(duan)面(mian)(mian)(mian)上的(de)(de)(de)臟物和(he)不平(ping),因而(er)降低了對(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)前端(duan)面(mian)(mian)(mian)準(zhun)備的(de)(de)(de)要求,金(jin)屬蒸(zheng)氣及拋射出(chu)來(lai)的(de)(de)(de)金(jin)屬微(wei)粒的(de)(de)(de)強烈(lie)氧(yang)化和(he)過(guo)(guo)梁(liang)(liang)爆(bao)炸(zha),所(suo)造成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)高(gao)(gao)壓(ya)氣體(ti)阻(zu)隔了空氣的(de)(de)(de)進入,使焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)中(zhong)的(de)(de)(de)含氧(yang)量(liang)降低,閃光(guang)(guang)后期(qi)在(zai)端(duan)面(mian)(mian)(mian)上所(suo)形(xing)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)液體(ti)金(jin)屬層,為鍛壓(ya)時(shi)排除氧(yang)化物和(he)過(guo)(guo)熱(re)金(jin)屬提供了有(you)利條(tiao)件(jian)(jian)。
②. 頂鍛過程
閃光(guang)對焊(han)后期,工件快速(su)(su)靠攏,把液體金(jin)屬及(ji)氧化物在(zai)凝(ning)固前擠出焊(han)口。并(bing)在(zai)頂(ding)鍛(duan)(duan)力作用下,局部產生較大的(de)塑性變形,使(shi)結(jie)合(he)面上形成(cheng)共同晶粒,從而獲得牢固接(jie)頭。頂(ding)鍛(duan)(duan)過程的(de)關鍵(jian)在(zai)于快速(su)(su)合(he)攏。能否(fou)使(shi)工件從閃光(guang)時的(de)進給(gei)速(su)(su)度(3~10mm/s)在(zai)幾十毫(hao)秒內提高(gao)到頂(ding)鍛(duan)(duan)速(su)(su)度(30~300mm/s),是衡(heng)量閃光(guang)焊(han)機優劣(lie)的(de)一項重(zhong)要(yao)指(zhi)標。
頂(ding)(ding)鍛過程由有(you)(you)電頂(ding)(ding)緞和無電頂(ding)(ding)鍛兩(liang)階段組成。有(you)(you)電頂(ding)(ding)鍛是使端面液態(tai)金(jin)屬不至于過早(zao)冷卻,這(zhe)樣有(you)(you)利(li)于排除接縫中雜質(zhi)及液態(tai)金(jin)屬,以(yi)減少接頭(tou)氧化,隨后的無電頂(ding)(ding)鍛為的是使焊件(jian)產生足夠的塑性(xing)變形。
③. 預熱過程
預(yu)(yu)熱閃光焊(han)時(shi),為(wei)了易于(yu)激發閃光過程,減少燒化(hua)量和比功率(lv),調節工件的軸(zhou)向溫度分(fen)布(bu),往(wang)往(wang)采用預(yu)(yu)熱。預(yu)(yu)熱方(fang)式有兩(liang)種:一是(shi)當焊(han)接電(dian)源合(he)上時(shi),把(ba)兩(liang)焊(han)件交替地接觸和分(fen)開,每(mei)次接觸都(dou)激起短暫的閃光,稱(cheng)為(wei)閃光預(yu)(yu)熱法(fa);二(er)是(shi)將兩(liang)焊(han)件交替地壓(ya)紫與分(fen)開,每(mei)次壓(ya)緊時(shi)通電(dian),利(li)用電(dian)阻(zu)預(yu)(yu)熱,稱(cheng)為(wei)電(dian)阻(zu)預(yu)(yu)熱法(fa)。
預(yu)熱(re)閃光焊與連續(xu)閃光焊比較,有下(xia)列特(te)點:
①. 可用功率(lv)較小的焊機焊接(jie)大斷(duan)面焊件。
②. 加熱(re)區域(yu)較(jiao)寬,頂鍛時易產生(sheng)朔性產形能(neng)路低焊(han)后的(de)冷卻速度,適宜焊(han)接易淬硬的(de)材料(liao)。
③. 縮短閃(shan)(shan)光(guang)加熱時間(jian),減小閃(shan)(shan)光(guang)量,不僅可(ke)節(jie)約金屬,對管材尚能(neng)減小內毛刺。
④. 其(qi)缺點是焊接(jie)周期加長,過(guo)程(cheng)控制復雜,過(guo)熱區寬和接(jie)頭質量穩定性較差。
2. 應用范圍
閃(shan)光對焊(han)(han)主要用于中、大截(jie)面(mian)的(de)(de)各(ge)種實心棒料(liao)(圓形(xing)(xing)或方形(xing)(xing))和展(zhan)開形(xing)(xing)件(管料(liao)或帶(dai)料(liao))的(de)(de)對接(jie)。例如,連續閃(shan)光對焊(han)(han)可焊(han)(han)接(jie)斷(duan)面(mian)1000m㎡左右的(de)(de)閉合工(gong)(gong)件的(de)(de)拼(pin)口(車圈、鋁(lv)窗(chuang)等),預熱閃(shan)光對焊(han)(han)可焊(han)(han)接(jie)5000~10000m㎡大型截(jie)面(mian)鋼(gang)材(cai)工(gong)(gong)件(鋼(gang)軌(gui)的(de)(de)接(jie)長),新發展(zhan)的(de)(de)脈沖閃(shan)光對焊(han)(han)可焊(han)(han)接(jie)截(jie)面(mian)100000m㎡的(de)(de)輸氣管道。不但可對接(jie)同種材(cai)料(liao),還(huan)可對接(jie)異種材(cai)料(liao),例如,銅(tong)和鋁(lv)、銅(tong)和鋼(gang)、碳(tan)鋼(gang)和鎳合金、碳(tan)鋼(gang)和不銹鋼(gang)等。