點焊是指(zhi)將焊件裝配成搭(da)接接頭,并壓緊在兩電極之間,利用電阻熱熔化母材金(jin)屬,形成焊點的電阻焊方法,見(jian)圖6-21。


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一、焊點形成過(guo)程


  焊點(dian)形成過程是(shi)由預壓、通電加熱和(he)冷卻結晶三(san)個連續(xu)階段所組成。


 1. 預壓階段


  焊(han)件(jian)(jian)在(zai)點焊(han)機電(dian)(dian)極(ji)間頂(ding)先擠(ji)壓,其作用是在(zai)焊(han)件(jian)(jian)的(de)焊(han)接處(chu)形(xing)成(cheng)緊(jin)密的(de)接觸(chu)點,為此,電(dian)(dian)極(ji)壓力在(zai)焊(han)接電(dian)(dian)流接通前即應達到滿值。如果在(zai)通電(dian)(dian)加熱時的(de)電(dian)(dian)極(ji)壓力不夠大,則接觸(chu)電(dian)(dian)阻(zu)很(hen)大,接觸(chu)點處(chu)的(de)金屬很(hen)快熔化,以火花形(xing)式飛(fei)濺出來,產生所謂初(chu)期飛(fei)濺。這時工(gong)件(jian)(jian)可(ke)能(neng)被燒穿,電(dian)(dian)極(ji)可(ke)能(neng)被燒壞(huai)。


2. 通電(dian)加(jia)熱階段


  被擠壓在(zai)(zai)電(dian)極(ji)之間的(de)(de)焊件(jian),靠電(dian)流通過接觸電(dian)阻(zu)及工(gong)件(jian)本身電(dian)阻(zu)所產生(sheng)的(de)(de)熱量(liang)加熱。這時,在(zai)(zai)熱和機械(力)作用下形成(cheng)塑性環、熔核(he),并隨著通電(dian)加熱的(de)(de)進行而(er)長大(da),直到獲得需要的(de)(de)熔核(he)尺寸。在(zai)(zai)焊點核(he)心內(nei)的(de)(de)熔化金屬(shu)被塑性環包圍,如(ru)果(guo)這個環不夠緊(jin),部分液態金屬(shu)就會溢出,形成(cheng)金屬(shu)飛濺(jian)。


3. 冷卻結晶(jing)階段


  該階段(duan)(duan)又稱鍛壓(ya)(ya)階段(duan)(duan)。當熔核達到合格的(de)(de)(de)形狀(zhuang)與尺寸后(hou),切(qie)斷焊(han)接電(dian)流(liu),液態熔核在(zai)(zai)電(dian)極(ji)壓(ya)(ya)力(li)作用下冷卻結(jie)(jie)(jie)晶(jing)。熔核結(jie)(jie)(jie)晶(jing)是在(zai)(zai)封閉的(de)(de)(de)金屬(shu)模(mo)內進行的(de)(de)(de),結(jie)(jie)(jie)晶(jing)時不能自由收縮,用電(dian)極(ji)擠壓(ya)(ya)就可(ke)使正(zheng)在(zai)(zai)結(jie)(jie)(jie)晶(jing)的(de)(de)(de)金屬(shu)變得致(zhi)密,使之不易產生縮孔或裂(lie)縫。因此,電(dian)極(ji)壓(ya)(ya)力(li)在(zai)(zai)焊(han)接電(dian)流(liu)斷開、熔核金屬(shu)全部結(jie)(jie)(jie)晶(jing)后(hou)才能解除。


由于材質和焊(han)接規范特征的(de)不同,熔核(he)(he)的(de)凝固組(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)可有(you)三種:柱狀(zhuang)(zhuang)組(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)、等軸(zhou)組(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)、柱狀(zhuang)(zhuang)+等軸(zhou)組(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)。純金屬(如鎳、鉬(mu)等)和結(jie)晶溫度區間窄(zhai)的(de)合(he)(he)金(碳鋼、合(he)(he)金鋼、鈦合(he)(he)金等),其熔核(he)(he)組(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)為柱狀(zhuang)(zhuang)組(zu)織(zhi)(zhi)(zhi);鋁合(he)(he)金等其熔核(he)(he)為“柱狀(zhuang)(zhuang)十等軸(zhou)”組(zu)織(zhi)(zhi)(zhi),熔核(he)(he)完全是(shi)等軸(zhou)組(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)的(de)情況極(ji)少。



二、點焊工藝


1. 點焊種類及選用(yong)


 點焊(han)(han)(han)(han)的種類有:工頻、交(jiao)流點焊(han)(han)(han)(han),用于(yu)(yu)各種鋼材、鋁及(ji)其(qi)合(he)金(jin)一般件(jian)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie);電(dian)容儲(chu)能點焊(han)(han)(han)(han),用于(yu)(yu)異種金(jin)屬(shu)、鋁及(ji)其(qi)合(he)金(jin)不等厚度及(ji)精(jing)密件(jian)和重(zhong)要件(jian)的焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie);直流沖擊波點焊(han)(han)(han)(han),用于(yu)(yu)鋁及(ji)其(qi)合(he)金(jin)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie);低頻交(jiao)流點焊(han)(han)(han)(han),用于(yu)(yu)大型磁性件(jian)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)。


2. 點(dian)焊接頭類(lei)型


  點焊的(de)(de)(de)接(jie)頭類型要充分考慮到點焊機電(dian)極(ji)能接(jie)近(jin)焊件,做到施(shi)焊方(fang)便,加熱可靠。如圖6-22(a)~(d)所示(shi)的(de)(de)(de)是合理的(de)(de)(de)接(jie)頭;(e)、(g)所示(shi)的(de)(de)(de)接(jie)頭難以用(yong)一(yi)般電(dian)極(ji)施(shi)焊;(f)所示(shi)的(de)(de)(de)接(jie)頭必須將電(dian)極(ji)伸人工(gong)件內部,施(shi)焊困(kun)難;(h)所示(shi)的(de)(de)(de)接(jie)頭的(de)(de)(de)分流現象(xiang)嚴重,會影響焊接(jie)質量。


圖 22.jpg


3. 焊件表面清理


  焊(han)件(jian)表(biao)面(mian)狀(zhuang)態(tai)對(dui)焊(han)點大(da)小、強度和表(biao)面(mian)質量以(yi)及電(dian)(dian)極壽(shou)命(ming)有(you)直(zhi)接影(ying)響。電(dian)(dian)極與焊(han)件(jian)、焊(han)件(jian)與焊(han)件(jian)的(de)接觸面(mian)均需清理。各種鋼(gang)材可用(yong)酸(suan)洗、噴砂(sha)或(huo)機(ji)(ji)械法清理。鋁合金等有(you)色金屬經酸(suan)洗或(huo)機(ji)(ji)械清理后,焊(han)件(jian)的(de)接觸面(mian)應有(you)一定(ding)的(de)接觸電(dian)(dian)阻。不銹鋼(gang)還可用(yong)電(dian)(dian)拋光(guang)清理待焊(han)表(biao)面(mian)。


4. 點焊規范參(can)數的(de)選(xuan)擇


  點焊(han)(han)(han)規范參(can)數主(zhu)要有:焊(han)(han)(han)接電(dian)(dian)流、通電(dian)(dian)時間(jian)、電(dian)(dian)極(ji)壓力和電(dian)(dian)極(ji)頭尺寸。一般焊(han)(han)(han)各種鋼用(yong)平頭電(dian)(dian)極(ji),焊(han)(han)(han)鋁或鈦(tai)合金用(yong)球(qiu)面電(dian)(dian)極(ji)。當電(dian)(dian)極(ji)材料、端面形(xing)狀(zhuang)及(ji)尺寸選定以后,焊(han)(han)(han)接規范的選擇主(zhu)要是(shi)考慮焊(han)(han)(han)接電(dian)(dian)流、通電(dian)(dian)時間(jian)和電(dian)(dian)極(ji)壓力這三(san)個參(can)數,它(ta)們是(shi)形(xing)成點焊(han)(han)(han)接頭的三(san)大要素,其相(xiang)互配合可(ke)有兩種方式(shi)。


  ①. 焊接電流和通(tong)電時(shi)間(jian)的配合


   這(zhe)種(zhong)配合(he)以反映焊(han)(han)接(jie)區(qu)加(jia)熱道(dao)度快(kuai)慢(man)為主要特征。當采用大(da)焊(han)(han)接(jie)電(dian)流(liu)、短通(tong)電(dian)時間參數時稱(cheng)為項(xiang)規(gui)范;而采用小焊(han)(han)接(jie)電(dian)流(liu)、長通(tong)電(dian)時間參數時稱(cheng)為軟規(gui)范。


   硬規(gui)(gui)范(fan)的(de)特點:生(sheng)(sheng)產(chan)率高(gao),電(dian)(dian)極磨損少,焊(han)件表面壓坑淺,熱(re)影響區小,焊(han)接變形(xing)小。但是由于焊(han)接電(dian)(dian)流大,對通電(dian)(dian)時間必(bi)須精確控制。如果通電(dian)(dian)時間稍發生(sheng)(sheng)變化,就有可能引(yin)起(qi)加熱(re)不(bu)足或過燒,嚴重影響焊(han)點強(qiang)度。當焊(han)機功率不(bu)足和焊(han)接淬(cui)硬傾向較(jiao)大的(de)材(cai)料(liao)(如低合金高(gao)強(qiang)度鋼)時,均不(bu)宜(yi)用硬規(gui)(gui)范(fan)。


  軟(ruan)規(gui)范(fan)的特點(dian)(dian):加熱平穩(wen)(wen),焊接質(zhi)(zhi)量對(dui)規(gui)范(fan)參數波動的敏感(gan)性低,焊點(dian)(dian)強度(du)穩(wen)(wen)定;溫度(du)場分布(bu)平緩、塑(su)性區(qu)寬,在壓力作用下(xia)易(yi)(yi)變形,可減少熔核內噴濺、縮孔和裂(lie)紋傾(qing)向;對(dui)有淬硬(ying)傾(qing)向的材料,軟(ruan)規(gui)范(fan)可減少接頭(tou)冷(leng)裂(lie)紋傾(qing)向;所用設備容量小,控制(zhi)精度(du)不高,因而較便宜。但是,軟(ruan)規(gui)范(fan)易(yi)(yi)造成焊點(dian)(dian)壓痕深、接頭(tou)變形大,表(biao)面質(zhi)(zhi)量差(cha);電極磨(mo)損(sun)快、生(sheng)產效(xiao)率低。


  一般硬規范適(shi)用于(yu)鋁合金(jin)(jin)、奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)、低(di)碳鋼(gang)(gang)及(ji)不(bu)等厚度板材的焊接,而軟規范適(shi)用于(yu)低(di)合金(jin)(jin)鋼(gang)(gang)、可(ke)淬(cui)硬鋼(gang)(gang)+耐熱合金(jin)(jin)及(ji)鈦合金(jin)(jin)等。


 ②. 焊接電流(liu)和(he)電極壓力(Fo)的配合


  這種配合以焊接(jie)過(guo)程(cheng)中(zhong)不(bu)產生噴濺(jian)為(wei)主要特征。根據這一原則制定(ding)的焊接(jie)電(dian)流(I)、電(dian)極壓(ya)(ya)力(Fw)關(guan)系曲(qu)(qu)線(xian)(xian)稱(cheng)為(wei)噴濺(jian)臨界(jie)曲(qu)(qu)線(xian)(xian)(見圖6-23).曲(qu)(qu)線(xian)(xian)左半(ban)(ban)區為(wei)無(wu)(wu)噴濺(jian)區,這里Fw大(da)而I小(xiao),但焊接(jie)壓(ya)(ya)力選擇過(guo)大(da)會造成固相焊接(jie)(塑性環)范圍過(guo)寬,導致焊接(jie)質量(liang)不(bu)穩定(ding)。曲(qu)(qu)線(xian)(xian)右半(ban)(ban)區為(wei)噴濺(jian)區,因為(wei)電(dian)極壓(ya)(ya)力不(bu)足,加熱過(guo)快(kuai)而引起噴濺(jian)。當規范選在噴濺(jian)臨界(jie)曲(qu)(qu)線(xian)(xian)附近(無(wu)(wu)噴濺(jian)區內)時(shi),可(ke)獲得最大(da)熔核和最高(gao)拉伸(shen)載荷。同時(shi),由于降低(di)了焊機機械功率(lv),也(ye)提高(gao)了經濟效果。


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 焊接規范(fan)的最后(hou)確定主要是用實驗法,即先借用經驗數據→試(shi)焊→檢(jian)驗→確定。


③. 應用范圍(wei)


  點焊(han)廣泛應(ying)用在電子(zi)、儀表、家(jia)用電器的組合件(jian)連接(jie)上,同(tong)時也大量(liang)應(ying)用于(yu)建筑工(gong)程(cheng)、交通運輸及航空航天工(gong)業中的沖壓件(jian)、金屬構件(jian)和鋼筋(jin)網的焊(han)接(jie)。目前(qian),從(cong)以微米(mi)計的微型(xing)電子(zi)電路到(dao)厚達(3.0+0.0)mm的巨(ju)型(xing)房框架都可采(cai)用點焊(han)連接(jie)。