點焊是指將焊件裝配成(cheng)搭接接頭,并壓緊在(zai)兩(liang)電極之間,利用電阻熱熔化母材金屬,形成(cheng)焊點的(de)電阻焊方法,見圖6-21。


圖 21.jpg



一、焊點形成(cheng)過程


  焊點形成過(guo)程是由預(yu)壓(ya)、通電加熱和冷(leng)卻結晶(jing)三個連續階段所組(zu)成。


 1. 預壓階段(duan)


  焊(han)件在(zai)點焊(han)機電(dian)極(ji)間(jian)頂先擠壓,其作用(yong)是(shi)在(zai)焊(han)件的焊(han)接(jie)處(chu)形成緊密的接(jie)觸點,為此,電(dian)極(ji)壓力在(zai)焊(han)接(jie)電(dian)流接(jie)通前即應達到滿值。如果在(zai)通電(dian)加(jia)熱時的電(dian)極(ji)壓力不夠(gou)大,則(ze)接(jie)觸電(dian)阻很大,接(jie)觸點處(chu)的金屬很快熔化,以火花形式(shi)飛濺(jian)出來,產生所謂初期(qi)飛濺(jian)。這(zhe)時工件可能被(bei)燒穿,電(dian)極(ji)可能被(bei)燒壞。


2. 通電加熱(re)階段


  被擠(ji)壓在(zai)電(dian)(dian)極之間的(de)焊件(jian),靠電(dian)(dian)流通過接(jie)觸(chu)電(dian)(dian)阻及工件(jian)本(ben)身(shen)電(dian)(dian)阻所產生(sheng)的(de)熱(re)(re)量(liang)加(jia)熱(re)(re)。這時,在(zai)熱(re)(re)和機械(xie)(力)作(zuo)用下形成塑(su)(su)性環、熔核(he)(he),并隨著通電(dian)(dian)加(jia)熱(re)(re)的(de)進行而(er)長(chang)大,直到(dao)獲得(de)需要的(de)熔核(he)(he)尺寸(cun)。在(zai)焊點(dian)核(he)(he)心內的(de)熔化(hua)金屬(shu)(shu)被塑(su)(su)性環包圍(wei),如果這個環不夠緊,部分液態(tai)金屬(shu)(shu)就會溢出,形成金屬(shu)(shu)飛(fei)濺。


3. 冷卻(que)結晶階段(duan)


  該階段又(you)稱鍛壓階段。當(dang)熔(rong)(rong)核(he)(he)達(da)到合(he)格的形狀與(yu)尺寸后(hou),切斷焊接電流,液態熔(rong)(rong)核(he)(he)在(zai)電極(ji)壓力(li)作用下(xia)冷卻結(jie)(jie)晶。熔(rong)(rong)核(he)(he)結(jie)(jie)晶是在(zai)封(feng)閉的金屬模內(nei)進行的,結(jie)(jie)晶時不能(neng)自(zi)由收縮(suo),用電極(ji)擠壓就可使正在(zai)結(jie)(jie)晶的金屬變得致密,使之不易產生縮(suo)孔或(huo)裂縫。因(yin)此(ci),電極(ji)壓力(li)在(zai)焊接電流斷開(kai)、熔(rong)(rong)核(he)(he)金屬全部(bu)結(jie)(jie)晶后(hou)才(cai)能(neng)解(jie)除。


由于材(cai)質(zhi)和焊接規范特征的(de)不同,熔核(he)的(de)凝固組織可(ke)有三種(zhong):柱(zhu)狀(zhuang)組織、等(deng)(deng)(deng)軸(zhou)組織、柱(zhu)狀(zhuang)+等(deng)(deng)(deng)軸(zhou)組織。純金(jin)屬(如(ru)鎳、鉬等(deng)(deng)(deng))和結晶溫度區間窄的(de)合金(jin)(碳鋼、合金(jin)鋼、鈦合金(jin)等(deng)(deng)(deng)),其(qi)熔核(he)組織為(wei)柱(zhu)狀(zhuang)組織;鋁合金(jin)等(deng)(deng)(deng)其(qi)熔核(he)為(wei)“柱(zhu)狀(zhuang)十等(deng)(deng)(deng)軸(zhou)”組織,熔核(he)完全是(shi)等(deng)(deng)(deng)軸(zhou)組織的(de)情況極少(shao)。



二、點(dian)焊(han)工藝


1. 點焊種類及選用


 點焊(han)(han)的(de)種類有:工頻、交流點焊(han)(han),用于各種鋼材(cai)、鋁及其(qi)合金(jin)(jin)一般件(jian)(jian)焊(han)(han)接;電(dian)容儲能點焊(han)(han),用于異種金(jin)(jin)屬、鋁及其(qi)合金(jin)(jin)不(bu)等厚度(du)及精(jing)密件(jian)(jian)和重要件(jian)(jian)的(de)焊(han)(han)接;直流沖擊波點焊(han)(han),用于鋁及其(qi)合金(jin)(jin)焊(han)(han)接;低頻交流點焊(han)(han),用于大(da)型磁性件(jian)(jian)焊(han)(han)接。


2. 點焊接頭(tou)類(lei)型


  點(dian)焊(han)(han)(han)的接(jie)(jie)(jie)(jie)頭類型要充(chong)分考慮到點(dian)焊(han)(han)(han)機(ji)電(dian)極能接(jie)(jie)(jie)(jie)近焊(han)(han)(han)件(jian),做(zuo)到施焊(han)(han)(han)方便,加熱可靠。如圖6-22(a)~(d)所(suo)(suo)示(shi)(shi)的是合理的接(jie)(jie)(jie)(jie)頭;(e)、(g)所(suo)(suo)示(shi)(shi)的接(jie)(jie)(jie)(jie)頭難以(yi)用一般電(dian)極施焊(han)(han)(han);(f)所(suo)(suo)示(shi)(shi)的接(jie)(jie)(jie)(jie)頭必須將電(dian)極伸(shen)人工件(jian)內部(bu),施焊(han)(han)(han)困(kun)難;(h)所(suo)(suo)示(shi)(shi)的接(jie)(jie)(jie)(jie)頭的分流現象嚴重,會影(ying)響焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)質量(liang)。


圖 22.jpg


3. 焊件表(biao)面清理(li)


  焊(han)件(jian)(jian)表(biao)面(mian)狀態(tai)對(dui)焊(han)點大(da)小、強度和表(biao)面(mian)質(zhi)量以及電(dian)極壽命(ming)有直(zhi)接(jie)(jie)影響。電(dian)極與(yu)焊(han)件(jian)(jian)、焊(han)件(jian)(jian)與(yu)焊(han)件(jian)(jian)的(de)接(jie)(jie)觸(chu)(chu)面(mian)均需清(qing)理(li)(li)。各種鋼(gang)(gang)材(cai)可(ke)用酸(suan)洗(xi)、噴砂(sha)或機(ji)械法(fa)清(qing)理(li)(li)。鋁合(he)金等有色金屬經(jing)酸(suan)洗(xi)或機(ji)械清(qing)理(li)(li)后,焊(han)件(jian)(jian)的(de)接(jie)(jie)觸(chu)(chu)面(mian)應有一定的(de)接(jie)(jie)觸(chu)(chu)電(dian)阻(zu)。不銹(xiu)鋼(gang)(gang)還可(ke)用電(dian)拋(pao)光清(qing)理(li)(li)待焊(han)表(biao)面(mian)。


4. 點焊規范參數的選擇


  點焊(han)(han)規(gui)(gui)范(fan)(fan)參數(shu)主要有:焊(han)(han)接(jie)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流、通(tong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)時間、電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)壓力和電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)頭尺寸。一(yi)般焊(han)(han)各種(zhong)鋼用(yong)平頭電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji),焊(han)(han)鋁或鈦(tai)合金用(yong)球面(mian)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)。當(dang)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)材料(liao)、端面(mian)形狀及尺寸選(xuan)定以后,焊(han)(han)接(jie)規(gui)(gui)范(fan)(fan)的選(xuan)擇主要是考慮焊(han)(han)接(jie)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流、通(tong)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)時間和電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)壓力這三(san)個參數(shu),它們是形成點焊(han)(han)接(jie)頭的三(san)大要素,其相互配(pei)合可有兩種(zhong)方式(shi)。


  ①. 焊(han)接(jie)電流和通電時(shi)間的配合


   這種配合以反映焊接(jie)(jie)區(qu)加熱(re)道度快慢為主要特征。當采用(yong)大焊接(jie)(jie)電(dian)流、短通電(dian)時間參數(shu)時稱(cheng)為項規(gui)范;而采用(yong)小焊接(jie)(jie)電(dian)流、長通電(dian)時間參數(shu)時稱(cheng)為軟規(gui)范。


   硬規范(fan)的特點:生(sheng)產率高,電(dian)極磨損少,焊(han)件表面壓坑淺,熱影響區小,焊(han)接變(bian)形小。但是由于(yu)焊(han)接電(dian)流大(da),對通電(dian)時間必須精確控(kong)制。如果(guo)通電(dian)時間稍發生(sheng)變(bian)化(hua),就有可能(neng)引起加熱不足或(huo)過燒,嚴重影響焊(han)點強度(du)。當焊(han)機功率不足和焊(han)接淬(cui)硬傾向(xiang)較大(da)的材料(如低合金(jin)高強度(du)鋼)時,均不宜用硬規范(fan)。


  軟規(gui)(gui)范的(de)特點:加熱(re)平穩(wen),焊接質(zhi)量(liang)對(dui)規(gui)(gui)范參(can)數(shu)波動(dong)的(de)敏感性低,焊點強度(du)(du)穩(wen)定;溫度(du)(du)場分布平緩(huan)、塑性區寬,在(zai)壓力作用(yong)下易(yi)變形,可減少(shao)(shao)熔核內噴濺、縮孔和裂紋傾(qing)(qing)向;對(dui)有淬硬(ying)傾(qing)(qing)向的(de)材料,軟規(gui)(gui)范可減少(shao)(shao)接頭(tou)冷裂紋傾(qing)(qing)向;所用(yong)設備容量(liang)小,控制(zhi)精度(du)(du)不高,因(yin)而較(jiao)便宜。但是(shi),軟規(gui)(gui)范易(yi)造成焊點壓痕深、接頭(tou)變形大,表(biao)面(mian)質(zhi)量(liang)差(cha);電極磨損快、生產(chan)效率低。


  一(yi)般硬(ying)規(gui)范(fan)適用于鋁合(he)(he)金(jin)、奧氏體不銹鋼(gang)、低碳鋼(gang)及不等(deng)厚度板材的(de)焊接(jie),而軟(ruan)規(gui)范(fan)適用于低合(he)(he)金(jin)鋼(gang)、可淬硬(ying)鋼(gang)+耐熱合(he)(he)金(jin)及鈦合(he)(he)金(jin)等(deng)。


 ②. 焊接電(dian)流(liu)和電(dian)極壓力(li)(Fo)的配合


  這種配(pei)合以(yi)焊(han)接(jie)過(guo)程中(zhong)不產生噴(pen)濺為主(zhu)要特征(zheng)。根據這一(yi)原則(ze)制定的焊(han)接(jie)電流(liu)(I)、電極壓(ya)力(li)(Fw)關系曲(qu)線(xian)稱為噴(pen)濺臨(lin)(lin)界曲(qu)線(xian)(見(jian)圖6-23).曲(qu)線(xian)左(zuo)半區(qu)為無噴(pen)濺區(qu),這里(li)Fw大(da)而I小(xiao),但焊(han)接(jie)壓(ya)力(li)選擇(ze)過(guo)大(da)會造成固相焊(han)接(jie)(塑性環)范圍過(guo)寬,導致焊(han)接(jie)質量不穩定。曲(qu)線(xian)右半區(qu)為噴(pen)濺區(qu),因為電極壓(ya)力(li)不足,加熱(re)過(guo)快(kuai)而引起噴(pen)濺。當規范選在噴(pen)濺臨(lin)(lin)界曲(qu)線(xian)附近(無噴(pen)濺區(qu)內)時(shi),可(ke)獲得最大(da)熔(rong)核和最高(gao)拉(la)伸載荷。同時(shi),由于降低了焊(han)機機械功率,也(ye)提高(gao)了經(jing)濟(ji)效果(guo)。


圖 23.jpg


 焊接規范的最后確(que)定(ding)主要是(shi)用實驗(yan)(yan)法,即先借用經驗(yan)(yan)數據→試焊→檢驗(yan)(yan)→確(que)定(ding)。


③. 應用范圍


  點(dian)焊(han)廣泛應用在電子、儀表、家用電器的(de)組合件連接上,同時也(ye)大量應用于建筑(zhu)工程(cheng)、交通運輸及(ji)航空航天工業中的(de)沖壓件、金屬構件和鋼筋網的(de)焊(han)接。目前,從(cong)以(yi)微(wei)米計的(de)微(wei)型(xing)電子電路到厚達(3.0+0.0)mm的(de)巨型(xing)房框架都可采用點(dian)焊(han)連接。