點(dian)焊是指將焊件裝配(pei)成搭接(jie)接(jie)頭,并壓緊在(zai)兩電(dian)極之間,利(li)用電(dian)阻熱熔化母材金屬,形成焊點(dian)的電(dian)阻焊方法,見圖6-21。

一(yi)、焊點形成過程
焊(han)點形成過程是由(you)預壓、通電加熱(re)和冷(leng)卻結晶三個連續(xu)階(jie)段所組成。
1. 預(yu)壓階段
焊(han)件(jian)(jian)在(zai)點(dian)焊(han)機電(dian)(dian)極間(jian)頂先擠壓(ya),其作用是在(zai)焊(han)件(jian)(jian)的(de)(de)焊(han)接處形(xing)成緊密(mi)的(de)(de)接觸(chu)點(dian),為此,電(dian)(dian)極壓(ya)力在(zai)焊(han)接電(dian)(dian)流接通前即應(ying)達到滿(man)值。如果在(zai)通電(dian)(dian)加熱時(shi)的(de)(de)電(dian)(dian)極壓(ya)力不(bu)夠大,則接觸(chu)電(dian)(dian)阻很大,接觸(chu)點(dian)處的(de)(de)金屬很快熔(rong)化(hua),以火花形(xing)式飛濺出來,產(chan)生所謂初(chu)期飛濺。這時(shi)工件(jian)(jian)可能被(bei)(bei)燒(shao)穿,電(dian)(dian)極可能被(bei)(bei)燒(shao)壞。
2. 通電加熱階(jie)段
被擠壓在(zai)(zai)電極(ji)之間的焊件,靠電流通過接觸(chu)電阻及工件本身電阻所產生(sheng)的熱(re)量加熱(re)。這(zhe)(zhe)時,在(zai)(zai)熱(re)和機械(力)作用(yong)下形成塑性環(huan)、熔核(he),并隨著(zhu)通電加熱(re)的進行而長大,直到獲得(de)需要的熔核(he)尺寸。在(zai)(zai)焊點(dian)核(he)心內的熔化金(jin)屬被塑性環(huan)包圍,如果這(zhe)(zhe)個(ge)環(huan)不夠緊(jin),部分液態金(jin)屬就會溢出(chu),形成金(jin)屬飛濺。
3. 冷卻結晶階段
該階段(duan)又稱鍛(duan)壓(ya)階段(duan)。當熔核(he)達(da)到合格(ge)的(de)(de)形狀與(yu)尺寸后,切(qie)斷焊接(jie)電(dian)流(liu),液(ye)態(tai)熔核(he)在電(dian)極壓(ya)力(li)作(zuo)用(yong)下(xia)冷卻(que)結晶(jing)。熔核(he)結晶(jing)是在封(feng)閉(bi)的(de)(de)金屬模內進行(xing)的(de)(de),結晶(jing)時不能自由(you)收縮,用(yong)電(dian)極擠壓(ya)就(jiu)可使(shi)正在結晶(jing)的(de)(de)金屬變(bian)得致密(mi),使(shi)之不易產生縮孔或(huo)裂縫。因(yin)此,電(dian)極壓(ya)力(li)在焊接(jie)電(dian)流(liu)斷開、熔核(he)金屬全部結晶(jing)后才能解(jie)除。
由于材質(zhi)和焊接規范特征的不同,熔(rong)核(he)(he)的凝固組織(zhi)(zhi)可有三種:柱(zhu)(zhu)狀(zhuang)(zhuang)組織(zhi)(zhi)、等(deng)(deng)軸(zhou)組織(zhi)(zhi)、柱(zhu)(zhu)狀(zhuang)(zhuang)+等(deng)(deng)軸(zhou)組織(zhi)(zhi)。純金屬(如鎳、鉬等(deng)(deng))和結晶溫度(du)區間窄的合(he)金(碳(tan)鋼(gang)、合(he)金鋼(gang)、鈦合(he)金等(deng)(deng)),其(qi)熔(rong)核(he)(he)組織(zhi)(zhi)為柱(zhu)(zhu)狀(zhuang)(zhuang)組織(zhi)(zhi);鋁合(he)金等(deng)(deng)其(qi)熔(rong)核(he)(he)為“柱(zhu)(zhu)狀(zhuang)(zhuang)十等(deng)(deng)軸(zhou)”組織(zhi)(zhi),熔(rong)核(he)(he)完全是等(deng)(deng)軸(zhou)組織(zhi)(zhi)的情況(kuang)極少。
二、點焊工藝
1. 點焊種(zhong)類及選用(yong)
點焊的種(zhong)(zhong)類有:工頻、交(jiao)流(liu)點焊,用(yong)(yong)于(yu)(yu)各種(zhong)(zhong)鋼材(cai)、鋁(lv)及(ji)(ji)其(qi)(qi)合(he)(he)金(jin)(jin)一般件(jian)焊接(jie)(jie);電容儲能點焊,用(yong)(yong)于(yu)(yu)異(yi)種(zhong)(zhong)金(jin)(jin)屬、鋁(lv)及(ji)(ji)其(qi)(qi)合(he)(he)金(jin)(jin)不等(deng)厚(hou)度及(ji)(ji)精密件(jian)和重要(yao)件(jian)的焊接(jie)(jie);直流(liu)沖擊波點焊,用(yong)(yong)于(yu)(yu)鋁(lv)及(ji)(ji)其(qi)(qi)合(he)(he)金(jin)(jin)焊接(jie)(jie);低頻交(jiao)流(liu)點焊,用(yong)(yong)于(yu)(yu)大(da)型磁性件(jian)焊接(jie)(jie)。
2. 點焊接頭類型
點(dian)焊(han)的(de)接(jie)頭(tou)類型要充分(fen)考慮到點(dian)焊(han)機電(dian)極(ji)能接(jie)近(jin)焊(han)件,做到施焊(han)方便,加(jia)熱可靠。如(ru)圖6-22(a)~(d)所(suo)(suo)示(shi)(shi)的(de)是合理的(de)接(jie)頭(tou);(e)、(g)所(suo)(suo)示(shi)(shi)的(de)接(jie)頭(tou)難以用一般電(dian)極(ji)施焊(han);(f)所(suo)(suo)示(shi)(shi)的(de)接(jie)頭(tou)必須將電(dian)極(ji)伸人工件內部,施焊(han)困難;(h)所(suo)(suo)示(shi)(shi)的(de)接(jie)頭(tou)的(de)分(fen)流現象嚴重,會影響(xiang)焊(han)接(jie)質量。

3. 焊件(jian)表面清理
焊(han)(han)件(jian)表(biao)面(mian)(mian)狀態(tai)對焊(han)(han)點大小(xiao)、強(qiang)度和表(biao)面(mian)(mian)質量(liang)以及電(dian)極(ji)(ji)壽命有(you)直(zhi)接(jie)影響。電(dian)極(ji)(ji)與焊(han)(han)件(jian)、焊(han)(han)件(jian)與焊(han)(han)件(jian)的(de)接(jie)觸(chu)面(mian)(mian)均(jun)需清(qing)理。各種(zhong)鋼(gang)材可(ke)用酸(suan)洗(xi)、噴砂或機(ji)械法清(qing)理。鋁合金(jin)等有(you)色金(jin)屬經(jing)酸(suan)洗(xi)或機(ji)械清(qing)理后,焊(han)(han)件(jian)的(de)接(jie)觸(chu)面(mian)(mian)應有(you)一定的(de)接(jie)觸(chu)電(dian)阻(zu)。不銹(xiu)鋼(gang)還可(ke)用電(dian)拋光(guang)清(qing)理待(dai)焊(han)(han)表(biao)面(mian)(mian)。
4. 點焊規范參數(shu)的選擇
點焊(han)規范參(can)數主(zhu)(zhu)要(yao)有:焊(han)接電(dian)(dian)流、通電(dian)(dian)時(shi)間、電(dian)(dian)極(ji)(ji)壓(ya)力(li)和電(dian)(dian)極(ji)(ji)頭(tou)(tou)尺寸。一般焊(han)各種(zhong)鋼用(yong)(yong)平(ping)頭(tou)(tou)電(dian)(dian)極(ji)(ji),焊(han)鋁(lv)或鈦合(he)金(jin)用(yong)(yong)球(qiu)面(mian)電(dian)(dian)極(ji)(ji)。當電(dian)(dian)極(ji)(ji)材料、端面(mian)形(xing)(xing)狀及尺寸選定以(yi)后(hou),焊(han)接規范的選擇主(zhu)(zhu)要(yao)是考慮(lv)焊(han)接電(dian)(dian)流、通電(dian)(dian)時(shi)間和電(dian)(dian)極(ji)(ji)壓(ya)力(li)這三個(ge)參(can)數,它們是形(xing)(xing)成點焊(han)接頭(tou)(tou)的三大(da)要(yao)素,其相互配合(he)可有兩種(zhong)方式。
①. 焊接電流和通(tong)電時間的配合
這種(zhong)配合以反映焊(han)接區加熱道度快慢(man)為主(zhu)要(yao)特征。當采用大焊(han)接電流(liu)、短通(tong)電時間參(can)(can)數時稱為項(xiang)規(gui)范;而采用小焊(han)接電流(liu)、長通(tong)電時間參(can)(can)數時稱為軟(ruan)規(gui)范。
硬規范的特點(dian):生產率高,電(dian)極磨(mo)損少,焊件表(biao)面壓坑淺,熱影(ying)響區(qu)小(xiao),焊接(jie)變(bian)形(xing)小(xiao)。但是由于(yu)焊接(jie)電(dian)流大(da),對通(tong)電(dian)時間(jian)必須精確控制(zhi)。如(ru)果通(tong)電(dian)時間(jian)稍發生變(bian)化,就有可(ke)能引起加熱不足或過燒,嚴重影(ying)響焊點(dian)強度(du)(du)。當焊機功率不足和焊接(jie)淬(cui)硬傾向較大(da)的材料(如(ru)低合(he)金高強度(du)(du)鋼)時,均不宜(yi)用硬規范。
軟(ruan)規(gui)(gui)范(fan)的特點(dian):加熱(re)平穩,焊(han)(han)接(jie)質量(liang)對規(gui)(gui)范(fan)參(can)數(shu)波動(dong)的敏感性低(di),焊(han)(han)點(dian)強度穩定;溫度場分(fen)布平緩、塑性區(qu)寬,在(zai)壓(ya)力作用(yong)下易(yi)變(bian)形,可減少(shao)熔(rong)核內噴濺、縮孔(kong)和裂(lie)紋傾(qing)向(xiang);對有淬硬傾(qing)向(xiang)的材料(liao),軟(ruan)規(gui)(gui)范(fan)可減少(shao)接(jie)頭冷裂(lie)紋傾(qing)向(xiang);所用(yong)設(she)備(bei)容(rong)量(liang)小,控制(zhi)精度不高,因而較便宜。但(dan)是,軟(ruan)規(gui)(gui)范(fan)易(yi)造成焊(han)(han)點(dian)壓(ya)痕深、接(jie)頭變(bian)形大,表(biao)面質量(liang)差;電極磨損快、生產(chan)效(xiao)率低(di)。
一般硬規范適用(yong)于鋁合(he)金(jin)(jin)(jin)、奧氏(shi)體不銹鋼(gang)、低碳(tan)鋼(gang)及不等厚度板材的焊(han)接,而軟(ruan)規范適用(yong)于低合(he)金(jin)(jin)(jin)鋼(gang)、可(ke)淬硬鋼(gang)+耐熱(re)合(he)金(jin)(jin)(jin)及鈦合(he)金(jin)(jin)(jin)等。
②. 焊(han)接(jie)電流和電極壓力(Fo)的配(pei)合(he)
這種配合(he)以焊(han)接(jie)過程(cheng)中不產生噴(pen)濺(jian)(jian)(jian)為(wei)(wei)主要特(te)征。根(gen)據這一(yi)原則制定(ding)(ding)的焊(han)接(jie)電(dian)流(I)、電(dian)極壓(ya)力(Fw)關(guan)系曲線稱(cheng)為(wei)(wei)噴(pen)濺(jian)(jian)(jian)臨(lin)(lin)界(jie)曲線(見圖6-23).曲線左半(ban)區(qu)為(wei)(wei)無(wu)噴(pen)濺(jian)(jian)(jian)區(qu),這里(li)Fw大而I小,但焊(han)接(jie)壓(ya)力選(xuan)(xuan)擇過大會造(zao)成固相焊(han)接(jie)(塑性環(huan))范圍過寬,導致焊(han)接(jie)質量不穩(wen)定(ding)(ding)。曲線右半(ban)區(qu)為(wei)(wei)噴(pen)濺(jian)(jian)(jian)區(qu),因為(wei)(wei)電(dian)極壓(ya)力不足,加熱過快而引起噴(pen)濺(jian)(jian)(jian)。當規范選(xuan)(xuan)在(zai)噴(pen)濺(jian)(jian)(jian)臨(lin)(lin)界(jie)曲線附近(jin)(無(wu)噴(pen)濺(jian)(jian)(jian)區(qu)內)時,可獲(huo)得(de)最大熔核和(he)最高拉伸載荷。同(tong)時,由于降低了(le)焊(han)機機械功率,也提高了(le)經(jing)濟效果。

焊接規范的最后確定主要是用實驗法(fa),即先借用經(jing)驗數據→試焊→檢驗→確定。
③. 應用范圍
點(dian)焊廣泛應(ying)用(yong)在電(dian)子、儀表、家用(yong)電(dian)器(qi)的組合件連接上,同(tong)時(shi)也大量(liang)應(ying)用(yong)于建筑工(gong)程、交通(tong)運輸(shu)及航空(kong)航天工(gong)業中的沖壓件、金屬(shu)構件和鋼筋網(wang)的焊接。目(mu)前,從以微(wei)米(mi)計(ji)的微(wei)型(xing)電(dian)子電(dian)路到厚達(3.0+0.0)mm的巨型(xing)房(fang)框架都可(ke)采用(yong)點(dian)焊連接。

