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1、第一節(jié)第一節(jié) 電阻焊的原理及特點(diǎn)電阻焊的原理及特點(diǎn)一、一、 電阻焊基本原理及特點(diǎn)電阻焊基本原理及特點(diǎn)1 1電阻焊基本原理電阻焊基本原理 電阻焊是焊件組合后通過(guò)電極施加壓力，利用電流通過(guò)電阻焊是焊件組合后通過(guò)電極施加壓力，利用電流通過(guò)接頭的接觸面及鄰近區(qū)域產(chǎn)生的電阻熱進(jìn)行焊接的方法。接頭的接觸面及鄰近區(qū)域產(chǎn)生的電阻熱進(jìn)行焊接的方法。 電阻焊時(shí)，產(chǎn)生電阻熱的電阻有工件之間的接觸電阻，電電阻焊時(shí)，產(chǎn)生電阻熱的電阻有工件之間的接觸電阻，電極與工件的接觸電阻和工件本身電阻三部分。產(chǎn)生電阻熱極與工件的接觸電阻和工件本身電阻三部分。產(chǎn)生電阻熱的電阻用公式表示為的電阻用公式表示為 R=2Rew + Rc +
2、2Rw R=2Rew + Rc + 2Rw 式中，式中，RewRew為電極與工件接觸電阻；為電極與工件接觸電阻；RcRc為工件之間的接觸為工件之間的接觸電阻；電阻；RwRw為工件本身電阻。為工件本身電阻。1第1頁(yè)/共45頁(yè)圖81 點(diǎn)焊時(shí)電阻分布示意圖Rew 電極與工件接阻電阻 Rw 工件本身電阻 Rc工件之間的接觸電阻2第2頁(yè)/共45頁(yè)絕對(duì)平整、光滑和潔凈無(wú)瑕的表面是不存在的，即任何表面都是凹凸不平的。當(dāng)兩個(gè)焊件相互壓緊時(shí)，它們不可能在整個(gè)平面相接觸，而只是在個(gè)別凸出點(diǎn)接觸，電流就只能沿這些實(shí)際接觸點(diǎn)通過(guò)，使電流流過(guò)的截面積減少，從而形成接觸電阻。接觸面總是小于焊件的截面積，并且焊件表面還可能
3、有導(dǎo)電性較差的氧化膜或污物，故接觸電阻總是大于工件本身電阻。電極與工件的接觸較好，接觸電阻較小，可忽略。電阻焊過(guò)程中，焊件間接觸面上產(chǎn)生的電阻熱，是電阻焊的主要熱源。 3第3頁(yè)/共45頁(yè)小提示小提示 接觸電阻的大小與電極壓力、材料性質(zhì)、焊件表面狀況以及溫度有關(guān)。任何能夠增大實(shí)際接觸面積的因素，都會(huì)減小接觸電阻，如增加電極壓力，降低材料硬度，增加焊件溫度等。 焊件表面存在著氧化膜和其它臟物時(shí)，會(huì)顯著增加接觸電阻。4第4頁(yè)/共45頁(yè)材料材料：碳素鋼、合金鋼、鋁、銅及其合金等碳素鋼、合金鋼、鋁、銅及其合金等結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：廣泛（多為輕型接頭）廣泛（多為輕型接頭）缺點(diǎn)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)率高生產(chǎn)率高 焊接質(zhì)
4、量好焊接質(zhì)量好 焊接成本低焊接成本低 勞動(dòng)條件好勞動(dòng)條件好 對(duì)參數(shù)波動(dòng)敏感對(duì)參數(shù)波動(dòng)敏感 焊后難于無(wú)損檢測(cè)焊后難于無(wú)損檢測(cè) 結(jié)構(gòu)受較多限制結(jié)構(gòu)受較多限制 設(shè)備功率大、復(fù)雜設(shè)備功率大、復(fù)雜5第5頁(yè)/共45頁(yè)圖8-2 電阻焊分類(lèi)二、二、 電阻焊的分類(lèi)及應(yīng)用電阻焊的分類(lèi)及應(yīng)用6第6頁(yè)/共45頁(yè)目前常用的電阻焊方法主要是點(diǎn)焊、縫焊、對(duì)焊和凸焊 7第7頁(yè)/共45頁(yè)1.點(diǎn)焊 點(diǎn)焊按對(duì)焊件供電的方向，可分為單向點(diǎn)焊和雙向點(diǎn)焊；按一次形成的焊點(diǎn)數(shù)，可分為單點(diǎn)、雙點(diǎn)、多點(diǎn)點(diǎn)焊；按加壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，可分為氣壓式、液壓式、電動(dòng)凸輪式、復(fù)合式、腳踏式等；按安裝方式，可分為手提式、懸掛式、固定式等。 點(diǎn)焊接頭采用搭接形式，
5、主要適用于采用搭接接頭，接頭不要求氣密、焊接厚度小于3mm的沖壓、軋制的薄板構(gòu)件。 目前廣泛應(yīng)用于汽車(chē)駕駛室、金屬車(chē)廂復(fù)板、家具等低碳鋼產(chǎn)品的焊接。在航空航天工業(yè)中，多用于連接飛機(jī)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、火箭、低合金鋼、不銹鋼、鋁合金及鈦合金等材料制成的導(dǎo)彈的部件。 8第8頁(yè)/共45頁(yè)圖8-4 常用點(diǎn)焊方法a)雙面單點(diǎn)焊 b)單面雙點(diǎn)焊 c)單面單點(diǎn)焊 d)雙面雙點(diǎn)焊 e)多點(diǎn)焊1-電極 2-焊件 3-銅墊板9第9頁(yè)/共45頁(yè) 2.縫焊 縫焊與點(diǎn)焊相似，也是搭接形式。在縫焊時(shí)，以旋轉(zhuǎn)的滾盤(pán)代替點(diǎn)焊時(shí)的圓柱形電極。縫焊的焊縫實(shí)質(zhì)上是由許多彼此相重疊的焊點(diǎn)組成。 縫焊由于它的焊點(diǎn)重疊，故分流很大，因此焊件不
6、能太厚，一般不超過(guò)2mm。 縫焊廣泛應(yīng)用于油桶、罐頭罐、暖氣片、飛機(jī)和汽車(chē)油箱以及噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、火箭、導(dǎo)彈中密封容器的薄板焊接。10第10頁(yè)/共45頁(yè)11第11頁(yè)/共45頁(yè) 3.對(duì)焊 對(duì)焊是將工件裝配成對(duì)接接頭，使其端面緊密接觸，利用電阻熱加熱至塑性狀態(tài)，然后迅速施加頂鍛力從而完成焊接的方法。 對(duì)焊為對(duì)接接頭，按加壓和通電方式分為電阻對(duì)焊和閃光對(duì)焊。 （1）電阻對(duì)焊 電阻對(duì)焊的接頭較光滑，無(wú)毛刺，焊接過(guò)程較簡(jiǎn)單，但其力學(xué)性能較低，因此僅用于小斷面（小于250mm2）金屬型材的焊接，如管道、拉桿、小鏈環(huán)等。 （2）閃光對(duì)焊 閃光對(duì)焊是對(duì)焊的主要形式，在生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。 閃光對(duì)焊，接頭質(zhì)量較高，
7、生產(chǎn)率也高，故常用于重要的受力對(duì)接件。閃光對(duì)焊的可焊材料很廣，所有鋼及有色金屬幾乎都可以閃光對(duì)焊，通常對(duì)焊件的橫截面積小則幾百平方毫米，大則達(dá)數(shù)萬(wàn)平方毫米。12第12頁(yè)/共45頁(yè) 4.凸焊 凸焊是點(diǎn)焊的一種變型，是在一工件的貼合面上預(yù)先加工出一個(gè)或多個(gè)突起點(diǎn)，使其與另一工件表面相接觸并通電加熱，然后壓塌，使這些接觸點(diǎn)形成焊點(diǎn)的電阻焊方法。 凸焊的種類(lèi)很多，除了板件凸焊外，還有螺帽，螺釘類(lèi)零件凸焊、線材交叉凸焊，管子凸焊和板材T型凸焊等。 凸焊主要用于焊接低碳鋼和低合金鋼的沖壓件。板件凸焊最適宜的厚度為0.54mm。13第13頁(yè)/共45頁(yè)凸焊14第14頁(yè)/共45頁(yè)第二節(jié)第二節(jié) 電阻焊設(shè)備電阻焊設(shè)
8、備 一、一、 電阻焊電源及電極電阻焊電源及電極 1電阻焊電源電阻焊電源 電阻焊常采用工頻變壓器作為電源，電阻電阻焊常采用工頻變壓器作為電源，電阻焊變壓器的外特性采用下降的外特性。電焊變壓器的外特性采用下降的外特性。電阻焊變壓器具有以下特點(diǎn)：阻焊變壓器具有以下特點(diǎn)：15第15頁(yè)/共45頁(yè) （1）電流大、電壓低 常用的電流為2kA40kA。電壓低，固定式焊機(jī)通常在10V以?xún)?nèi)，懸掛式點(diǎn)焊機(jī)24V左右。 （2）功率大、可調(diào)節(jié) 一般電阻焊電源的容量均可達(dá)幾十kVA，大功率電源甚至高達(dá)1000kVA以上。要求焊機(jī)的功率應(yīng)可方便地調(diào)節(jié)。 （3）斷續(xù)工作狀態(tài)、無(wú)空載運(yùn)行 變壓器處于斷續(xù)工作的狀態(tài)。16第16頁(yè)
9、/共45頁(yè) 2.電極電極 材料：要求導(dǎo)電、導(dǎo)熱好材料：要求導(dǎo)電、導(dǎo)熱好 高溫強(qiáng)、硬度高高溫強(qiáng)、硬度高 耐磨耐磨 形成合金傾向小形成合金傾向小 結(jié)構(gòu)：端部、主體、尾部、冷卻水孔結(jié)構(gòu)：端部、主體、尾部、冷卻水孔 形式：標(biāo)準(zhǔn)形式：標(biāo)準(zhǔn) 特殊特殊 標(biāo)準(zhǔn)電極的五種形式標(biāo)準(zhǔn)電極的五種形式 （下圖）（下圖） 17第17頁(yè)/共45頁(yè)特殊形狀的電極18第18頁(yè)/共45頁(yè) 二、二、 點(diǎn)焊機(jī)及對(duì)焊機(jī)點(diǎn)焊機(jī)及對(duì)焊機(jī) 1.點(diǎn)焊機(jī) 固定式點(diǎn)焊機(jī)的結(jié)構(gòu)及外形如圖87所示。它是由機(jī)座、加壓機(jī)構(gòu)、焊接回路、電極、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和開(kāi)關(guān)及調(diào)節(jié)裝置所組成。其中主要部分是加壓機(jī)構(gòu)、焊接回路和控制裝置。19第19頁(yè)/共45頁(yè)圖87 點(diǎn)焊機(jī)a)
10、 構(gòu)造 b)外形1-電源 2-加壓機(jī)構(gòu) 3-電極 4-焊接回路 5-機(jī)架 6-傳動(dòng)與減速機(jī)構(gòu) 7-開(kāi)關(guān)與調(diào)節(jié)裝置20第20頁(yè)/共45頁(yè)點(diǎn)焊機(jī)：通用、專(zhuān)用、特殊型點(diǎn)焊機(jī)：通用、專(zhuān)用、特殊型/固定式、移動(dòng)式、輕便式固定式、移動(dòng)式、輕便式固定式通用點(diǎn)焊機(jī)固定式通用點(diǎn)焊機(jī)固固定定式式專(zhuān)專(zhuān)用用多多點(diǎn)點(diǎn)焊焊機(jī)機(jī)移移動(dòng)動(dòng)式式點(diǎn)點(diǎn)焊焊機(jī)機(jī)輕輕便便式式點(diǎn)點(diǎn)焊焊機(jī)機(jī)21第21頁(yè)/共45頁(yè) 2.對(duì)焊機(jī) 對(duì)焊機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖88所示。它是由機(jī)架， 焊接變壓器，活動(dòng)電極和固定電極，送給機(jī)構(gòu)，夾緊機(jī)構(gòu)等部分組成。 22第22頁(yè)/共45頁(yè)圖88 對(duì)焊機(jī) a) 構(gòu)造 b)外形1-固定夾具 2-夾緊機(jī)構(gòu)與電極 3-活動(dòng)夾具 4-導(dǎo)
11、軌 5-送給機(jī)構(gòu) 6-調(diào)節(jié)閘刀 7-機(jī)架 8-電源進(jìn)線23第23頁(yè)/共45頁(yè)凸焊設(shè)備：凸焊設(shè)備：可在點(diǎn)焊機(jī)上實(shí)現(xiàn)凸焊，可在點(diǎn)焊機(jī)上實(shí)現(xiàn)凸焊，也可用專(zhuān)用的凸焊機(jī)也可用專(zhuān)用的凸焊機(jī)24第24頁(yè)/共45頁(yè)縫焊設(shè)備縫焊設(shè)備25第25頁(yè)/共45頁(yè)第三節(jié)第三節(jié) 常用電阻焊工藝常用電阻焊工藝 一一 、 點(diǎn)焊工藝點(diǎn)焊工藝 1點(diǎn)焊焊接循環(huán) 點(diǎn)焊的焊接循環(huán)由四個(gè)基本階段，如圖8-9所示。 （1）預(yù)壓階段電極下降到電流接通階段，確保電極壓緊工件，使工件間有適當(dāng)壓力。（2）焊接階段焊接電流通過(guò)工件，產(chǎn)熱形成熔核。（3）結(jié)晶階段切斷焊接電流，電極壓力繼續(xù)維持至熔核冷卻結(jié)晶，此階段也稱(chēng)鍛壓階段。（4）休止階段電極開(kāi)始提起
12、到電極再次開(kāi)始下降，開(kāi)始下一個(gè)焊接循環(huán)。26第26頁(yè)/共45頁(yè)圖8-9 點(diǎn)焊的焊接循環(huán)27第27頁(yè)/共45頁(yè) 2點(diǎn)焊接頭形式 點(diǎn)焊接頭形式為搭接和卷邊接頭，如圖810所示。接頭設(shè)計(jì)時(shí)，必須考慮邊距、搭接寬度、焊點(diǎn)間距、裝配間隙等。 （1）邊距與搭接寬度 邊距是焊點(diǎn)到焊件邊緣的距離。邊距的最小值取決于被焊金屬的種類(lèi)、焊件厚度。搭接寬度一般為邊距的兩倍。28第28頁(yè)/共45頁(yè) （2）焊點(diǎn)間距 焊點(diǎn)間距是為避免點(diǎn)焊產(chǎn)生的分流而影響焊點(diǎn)質(zhì)量所規(guī)定數(shù)值。分流是指點(diǎn)焊時(shí)不經(jīng)過(guò)焊接區(qū)，未參加形成焊點(diǎn)的那一部分電流。分流使焊接區(qū)的電流降低，有可能形成未焊透或使核心形狀畸變等。焊點(diǎn)間距過(guò)大，則接頭強(qiáng)度不足；焊點(diǎn)
13、間距過(guò)小又有很大的分流，所以應(yīng)控制焊點(diǎn)間距。 （3）裝配間隙 接頭的裝配間隙盡可能小，因?yàn)榭繅毫οg隙將消耗一部分壓力，使實(shí)際的壓力降低。一般為0.1mm1mm。29第29頁(yè)/共45頁(yè)圖810 點(diǎn)焊接頭形式a）搭接接頭 b）卷邊接頭 e點(diǎn)距 b邊距30第30頁(yè)/共45頁(yè)棒與棒及棒與板點(diǎn)焊接頭形式 31第31頁(yè)/共45頁(yè)3點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)形式32第32頁(yè)/共45頁(yè)4焊點(diǎn)尺寸焊點(diǎn)尺寸包括熔核直徑、熔深和壓痕深度。 圖813焊點(diǎn)尺寸d-熔核直徑 -焊件厚度 C-壓痕深度 h-熔深33第33頁(yè)/共45頁(yè) 熔核直徑與電極端面直徑和焊件厚度有關(guān)，熔核直徑與電極端面直徑的關(guān)系為d（0.91.4）d極,同時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足下
14、式： d23 壓痕深度C是指焊件表面至壓痕底部的距離，應(yīng)滿(mǎn)足下式： C（0.10.15）34第34頁(yè)/共45頁(yè) 5熔核偏移及其防止（1）熔核偏熔核偏移是不等厚度、不同材料點(diǎn)移焊時(shí)，熔核不對(duì)稱(chēng)于交界面而向厚板或?qū)щ姟?dǎo)熱性差的一邊偏移的現(xiàn)象。35第35頁(yè)/共45頁(yè)（2）防止熔核偏移的方法防止熔核偏移的原則是：增加薄板或?qū)щ姟?dǎo)熱好的工件的產(chǎn)熱，還要加強(qiáng)厚板或?qū)щ?、?dǎo)熱差的工件的散熱。1）采用強(qiáng)規(guī)范2）采用不同接觸表面直徑的電極3）采用不同的電極材料 4）采用工藝墊片36第36頁(yè)/共45頁(yè)6點(diǎn)焊工藝參數(shù)點(diǎn)焊工藝參數(shù)主要包括焊接電流、焊接時(shí)間、電極壓力、電極端部形狀與尺寸等。（1）焊接電流電流太小、
15、則能量過(guò)小，無(wú)法形成熔核或熔核過(guò)小。電流太大、則能量過(guò)大，容易引起飛濺的產(chǎn)生。（2）焊接時(shí)間焊接時(shí)間一般以周波計(jì)算，一周波為0.02秒。（3）電極壓力隨著電極壓力的增大，則接觸電阻減小，使電流密度降低，從而減慢加熱速度，導(dǎo)致焊點(diǎn)熔核直徑減小。如在增大電極壓力的同時(shí)，適當(dāng)延長(zhǎng)焊接時(shí)間或增大焊接電流，可使焊點(diǎn)熔核增加，從而提高焊點(diǎn)的強(qiáng)度。（4）電極工作端面的形狀和尺寸根據(jù)焊件結(jié)構(gòu)形式、焊件厚度及表面質(zhì)量要求等的不同，應(yīng)使用不同形狀的電極。37第37頁(yè)/共45頁(yè) 二、對(duì)焊工藝二、對(duì)焊工藝 1焊件準(zhǔn)備 閃光對(duì)焊的焊件準(zhǔn)備包括：端面幾何形狀、毛坯端頭的加工和表面清理。 閃光對(duì)焊時(shí)，兩工件對(duì)接面的幾何形狀
16、和尺寸應(yīng)基本一致（如圖815）。 在生產(chǎn)中，圓形工件直徑的差別不應(yīng)超過(guò)15%，方形工件和管形工件不應(yīng)超過(guò)10%。在閃光對(duì)焊大斷面工件時(shí)，最好將一個(gè)工件的端部倒角，使電流密度增大，以便于激發(fā)閃光。 對(duì)焊毛坯端頭的加工可以在剪床、沖床、車(chē)床上進(jìn)行，也可以用等離子或氣焰切割，然后清除端面。 閃光對(duì)焊時(shí)，因端部金屬在閃光時(shí)被燒掉，故對(duì)端面清理要求不甚嚴(yán)格，但對(duì)夾鉗和工件接觸面要嚴(yán)格清理。38第38頁(yè)/共45頁(yè)圖815閃光對(duì)焊的接頭形式a)合理的 b)不合理39第39頁(yè)/共45頁(yè) 2閃光對(duì)焊過(guò)程 閃光對(duì)焊可分為連續(xù)閃光對(duì)焊和預(yù)熱閃光對(duì)焊。連續(xù)閃光對(duì)焊過(guò)程由兩個(gè)主要階段組成；閃光階段和頂鍛階段。預(yù)熱閃光對(duì)
17、焊只是在閃光階段前增加了預(yù)熱階段。 （1）閃光階段 在焊件兩端面接觸時(shí)，許多小觸點(diǎn)通過(guò)大的電流密度而熔化形成液體金屬過(guò)梁。在高溫下，過(guò)梁不斷爆破，由于蒸氣壓力和電磁力的作用，液態(tài)金屬微粒不斷從接口中噴射出來(lái)，形成火花束流-閃光。閃光過(guò)程中，工件端面被加熱，溫度升高，閃光過(guò)程結(jié)束前，必須使工件整個(gè)端面形成一層液態(tài)金屬層，使一定深度的金屬達(dá)到塑性變形溫度 （2）頂鍛階段 閃光階段結(jié)束時(shí)，立即對(duì)工件施加足夠的頂鍛壓力，過(guò)梁爆破被停止，進(jìn)入頂鍛階段。在壓力作用下，接頭表面液態(tài)金屬和氧化物被清除，使?jié)崈舻乃苄越饘倬o密接觸，并產(chǎn)生塑性變形，以促進(jìn)再結(jié)晶進(jìn)行，形成共同晶粒，獲得牢固優(yōu)質(zhì)接頭。40第40頁(yè)/共
18、45頁(yè) 3閃光對(duì)焊工藝參數(shù) 閃光對(duì)焊的主要工藝參數(shù)有：伸出長(zhǎng)度、閃光電流、閃光留量、閃光速度、頂鍛留量、頂鍛速度、頂鍛壓力、頂鍛電流、夾鉗夾持力等。（1）伸出長(zhǎng)度 一般情況下，棒材和厚壁管材伸出長(zhǎng)度為（0.71.0）d，d為圓棒料的直徑或方棒料的邊長(zhǎng)。對(duì)于薄板（=1mm4mm），一般取（45），如圖816所示。41第41頁(yè)/共45頁(yè)圖816閃光對(duì)焊伸出長(zhǎng)度和閃光對(duì)焊留量的分配示意圖焊件上總留量 f 閃光留量 有電頂鍛留量 無(wú)電頂鍛留量 l0 伸出長(zhǎng)度42第42頁(yè)/共45頁(yè) （2）閃光電流和頂鍛電流 閃光電流取決于工件的斷面積和閃光所需要的電流密度。頂鍛時(shí)，Rc迅速消失，電流將急劇增大到頂鍛電流
19、。 （3）閃光留量 閃光留量過(guò)小，則不能滿(mǎn)足要求，會(huì)影響焊接質(zhì)量。閃光留量過(guò)大，又會(huì)浪費(fèi)金屬材料、降低生產(chǎn)率。 （4）閃光速度 足夠大的閃光速度才能保證閃光的強(qiáng)烈和穩(wěn)定，但閃光速度過(guò)大會(huì)使加熱區(qū)過(guò)窄，增加塑性變形的困難。同時(shí)，由于需要的焊接電流增加，會(huì)增大過(guò)梁爆破后的火口深度，因此將會(huì)降低接頭質(zhì)量。43第43頁(yè)/共45頁(yè) （5）頂鍛留量 頂鍛留量過(guò)小時(shí)，液態(tài)金屬殘留在接口中，易形成疏松、縮孔、裂紋等缺陷；頂鍛留量過(guò)大時(shí)，也會(huì)因晶紋彎曲嚴(yán)重，降低接頭的沖擊韌度。頂鍛留量根據(jù)工件斷面積選取，隨著斷面積的增大而增大。 （6）頂鍛速度 頂鍛速度越快越好。 （7）頂鍛壓力 頂鍛壓力通常以單位面積的壓力，即頂鍛壓強(qiáng)來(lái)表示。頂鍛壓強(qiáng)的大小應(yīng)保證能擠出接口內(nèi)的液態(tài)金屬，并在接頭處產(chǎn)生一定的塑性變形。（8）夾鉗夾持力 夾鉗夾持力的大小必須保證在頂鍛時(shí)不打滑，通常夾鉗夾持力為頂鍛壓力的（1.54.0）倍。44第44頁(yè)/共45頁(yè)45感謝您的觀看。感謝您的觀看。第45頁(yè)/共45頁(yè)
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