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樓主 |
發(fā)表于 2006-11-1 22:56:59
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Re: 用電阻焊焊接兩部件,，出現(xiàn)強(qiáng)度不穩(wěn)定而焊后脫落---[請教]
發(fā)點(diǎn)最近收集到的資料共享一下，希望大家多了解,，互相幫助
1 d8 Z9 @! Z* P4 L9 c3 u4 K- |/ z, x
焊件組合后通過電極施加壓力,，利用電流通過接頭的接觸面及鄰近區(qū)域產(chǎn)生的電阻熱進(jìn)行焊接的方法稱為電阻焊。電阻焊具有生產(chǎn)效率高,、低成本,、節(jié)省材料、易于自動化等特點(diǎn),，因此廣泛應(yīng)用于航空,、航天、能源,、電子,、汽車,、輕工等各工業(yè)部門,，是重要的焊接工藝之一。
5 [" ^( k m& t' S0 P% [! V! f 一,、焊接熱的產(chǎn)出及影響因素
" }/ Z n! A: F. Z6 m 點(diǎn)焊時產(chǎn)生的熱量由下式?jīng)Q定：Q=IIRt（J）————（1）
5 T; y! f: r8 u& Y5 \' s; h 式中：Q——產(chǎn)生的熱量（J）,、I——焊接電流（A）、R——電極間電阻（歐姆）,、t——焊接時間（s）
4 H! M) f& O; K: t; [; O' E4 k3 S3 M 1.電阻R及影響R的因素
4 A1 J2 c9 A1 ?! ?9 H 電極間電阻包括工件本身電阻Rw,，兩工件間接觸電阻Rc，電極與工件間接觸電阻Rew.即R=2Rw+Rc+2Rew——（2）
1 x% | f* i @: [3 B! F, ?4 p 當(dāng)工件和電極一定時，工件的電阻取決與它的電阻率.因此,，電阻率是被焊材料的重要性能.電阻率高的金屬其導(dǎo)電性差（如不銹鋼）電阻率低的金屬其導(dǎo)電性好（如鋁合金）,。因此，點(diǎn)焊不銹鋼時產(chǎn)熱易而散熱難,，點(diǎn)焊鋁合金時產(chǎn)熱難而散熱易.點(diǎn)焊時,，前者可用較小電流（幾千安培），而后者就必須用很大電流（幾萬安培）,。電阻率不僅取決與金屬種類,，還與金屬的熱處理狀態(tài)、加工方式及溫度有關(guān),。7 X! f- ?! z* Z2 l; v1 ]& i5 }
接觸電阻存在的時間是短暫,，一般存在于焊接初期，由兩方面原因形成：
( k4 \/ l4 l7 g 1）工件和電極表面有高電阻系數(shù)的氧化物或臟物質(zhì)層,，會使電流遭到較大阻礙,。過厚的氧化物和臟物質(zhì)層甚至?xí)闺娏鞑荒軐?dǎo)通。
$ y1 P+ C" b8 h0 X) b, ^3 C7 V7 [ 2）在表面十分潔凈的條件下,，由于表面的微觀不平度,，使工件只能在粗糙表面的局部形成接觸點(diǎn)。在接觸點(diǎn)處形成電流線的收攏,。由于電流通路的縮小而增加了接觸處的電阻,。
# l# R2 a7 x) d; E' G" D 電極與工件間的電阻Rew與Rc和Rw相比，由于銅合金的電阻率和硬度一般比工件低,，因此很小,，對熔核形成的影響更小，我們較少考慮它的影響,。$ Y; m0 C( m f; Z6 j2 i
2.焊接電流的影響
, P+ X& b/ }! F* z& ^ 從公式（1）可見,，電流對產(chǎn)熱的影響比電阻和時間兩者都大。因此,，在焊接過程中,，它是一個必須嚴(yán)格控制的參數(shù)。引起電流變化的主要原因是電網(wǎng)電壓波動和交流焊機(jī)次級回路阻抗變化,。阻抗變化是因?yàn)榛芈返膸缀涡螤钭兓蛞蛟诖渭壔芈分幸氩煌康拇判越饘�,。對于直流焊機(jī)，次級回路阻抗變化,，對電流無明顯影響,。3 ~8 k8 n9 ]- J" ^ w& p
3.焊接時間的影響
M4 Q3 h! _, ^8 r% T7 P, ~ I* N 為了保證熔核尺寸和焊點(diǎn)強(qiáng)度，焊接時間與焊接電流在一定范圍內(nèi)可以相互補(bǔ)充,。為了獲得一定強(qiáng)度的焊點(diǎn),，可以采用大電流和短時間（強(qiáng)條件，又稱硬規(guī)范），也可采用小電流和長時間（弱條件,，也稱軟規(guī)范）,。選用硬規(guī)范還是軟規(guī)范，取決于金屬的性能,、厚度和所用焊機(jī)的功率,。對于不同性能和厚度的金屬所需的電流和時間，都有一個上下限,，使用時以此為準(zhǔn),。& V/ J% s' \3 V. s
4.電極壓力的影響
6 c0 L, v0 A& q: M 電極壓力對兩電極間總電阻R有明顯的影響，隨著電極壓力的增大,，R顯著減小,，而焊接電流增大的幅度卻不大，不能 影響因R減小引起的產(chǎn)熱減少,。因此,，焊點(diǎn)強(qiáng)度總隨著焊接壓力增大而減小。解決的辦法是在增大焊接壓力的同時,，增大焊接電流,。4 C, Q! ]1 z* R$ S4 R' @9 W
5.電極形狀及材料性能的影響* P, [! V; f4 y9 l3 y9 e- F- l
由于電極的接觸面積決定著電流密度，電極材料的電阻率和導(dǎo)熱性關(guān)系著熱量的產(chǎn)生和散失,，因此,，電極的形狀和材料對熔核的形成有顯著影響。隨著電極端頭的變形和磨損,，接觸面積增大,，焊點(diǎn)強(qiáng)度將降低。
6 }! O% Q7 C" Y# ]* U) m4 X7 e 6.工件表面狀況的影響
5 i/ q) A6 _2 ?" V 工件表面的氧化物,、污垢,、油和其他雜質(zhì)增大了接觸電阻。過厚的氧化物層甚至?xí)闺娏鞑荒芡ㄟ^,。局部的導(dǎo)通,，由于電流密度過大，則會產(chǎn)生飛濺和表面燒損,。氧化物層的存在還會影響各個焊點(diǎn)加熱的不均勻性,，引起焊接質(zhì)量波動。因此徹底清理工件表面是保證獲得優(yōu)質(zhì)接頭的必要條件,。- }! }! s5 E* X2 e0 X7 A, |- k
二,、熱平衡及散熱
3 U2 E& A% C2 _( N, j$ s3 m0 N 點(diǎn)焊時，產(chǎn)生的熱量只有一小部分用于形成焊點(diǎn),，較大部分因向臨近物質(zhì)傳導(dǎo)或輻射而損失掉了，其熱平衡方程式：
. E* N( W6 x" `; q/ ?4 b& S/ A Q=Q1+Q2————（3）其中：Q1——形成熔核的熱量、Q2——損失的熱量4 j/ O; u- s2 t8 M
有效熱量Q1取決與金屬的熱物理性能及熔化金屬量,，而與所用的焊接條件無關(guān),。Q1=10%-30%Q，導(dǎo)熱性好的金屬（鋁,、銅合金等）取下限,；電阻率高、導(dǎo)熱性差的金屬（不銹鋼,、高溫合金等）取上限,。損失熱量Q2主要包括通過電極傳導(dǎo)的熱量（30%-50%Q）和通過工件傳導(dǎo)的熱量（20%Q左右）。輻射到大氣中的熱量5%左右,。6 F! y; Z, V- w+ h5 ?
三,、焊接循環(huán)$ w( K9 \; ]$ F1 ^1 r$ l
點(diǎn)焊和凸焊的焊接循環(huán)由四個基本階段（如圖點(diǎn)焊過程）：
! N! D c) ~2 ] 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,。
- r. Z( o/ E: o- y 2）焊接時間——焊接電流通過工件，產(chǎn)熱形成熔核,。
6 S# d+ h1 U s 3）維持時間——切斷焊接電流,，電極壓力繼續(xù)維持至熔核凝固到足夠強(qiáng)度。
b' X5 v" f4 r- f 4）休止時間——電極開始提起到電極再次開始下降,，開始下一個焊接循環(huán),。
+ I" g. x) l8 j5 @, h J. c 為了改善焊接接頭的性能，有時需要將下列各項(xiàng)中的一個或多個加于基本循環(huán)：
- r5 s& k& l. b- l7 r3 ] 1）加大預(yù)壓力以消除厚工件之間的間隙,，使之緊密貼合,。
- P3 _* }7 ?4 n0 R1 W0 w 2）用預(yù)熱脈沖提高金屬的塑性，使工件易于緊密貼合,、防止飛濺,；凸焊時這樣做可以使多個凸點(diǎn)在通電焊接前與平板均勻接觸，以保證各點(diǎn)加熱的一致,。9 U! Q: C! | G& g
3）加大鍛壓力以壓實(shí)熔核,，防止產(chǎn)生裂紋或縮孔。1 B( Z, @- Y' f1 w
4）用回火或緩冷脈沖消除合金鋼的淬火組織,，提高接頭的力學(xué)性能,，或在不加大鍛壓力的條件下，防止裂紋和縮孔,。( }3 ^& _/ s* e
四,、焊接電流的種類和適用范圍
4 @: k& |8 v. F/ b5 ? 1.交流電 可以通過調(diào)幅使電流緩升、緩降,，以達(dá)到預(yù)熱和緩冷的目的,，這對于鋁合金焊接十分有利,。交流電還可以用于多脈沖點(diǎn)焊，即用于兩個或多個脈沖之間留有冷卻時間,，以控制加熱速度,。這種方法主要應(yīng)用于厚鋼板的焊接。) V3 t# `& K: g) y2 f
2.直流電 主要用于需要大電流的場合,，由于直流焊機(jī)大都三相電源供電,，避免單相供電時三相負(fù)載不平衡。( r ?, B0 J( p1 m0 ~) A
五,、金屬電阻焊時的焊接性 V; a1 H! J4 W. p
下列各項(xiàng)是評定電阻焊焊接性的主要指標(biāo)：
5 z& Y3 c% b1 j; E7 M4 K5 Z& Z9 h 1.材料的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性 電阻率小而熱導(dǎo)率大的金屬需用大功率焊機(jī),，其焊接性較差。
* w H7 A M- Q; R. q% G4 i 2.材料的高溫強(qiáng)度 高溫（0.5-0.7Tm）屈服強(qiáng)度大的金屬,，點(diǎn)焊時容易產(chǎn)生飛濺,，縮孔，裂紋等缺陷,，需要使用大的電極壓力,。必要時還需要斷電后施加大的鍛壓力，焊接性較差,。7 | a; E, t+ [# o+ G' ]
3.材料的塑性溫度范圍 塑性溫度范圍較窄的金屬（如鋁合金）,，對焊接工藝參數(shù)的波動非常敏感，要求使用能精確控制工藝參數(shù)的焊機(jī),，并要求電極的隨動性好,。焊接性差。: d1 l! X" ?, }# u4 p& B1 ~* A' b3 m9 p, h
4.材料對熱循環(huán)的敏感性 在焊接熱循環(huán)的影響下,，有淬火傾向的金屬,，易產(chǎn)生淬硬組織，冷裂紋,；與易熔雜質(zhì)易于形成低熔點(diǎn)的合金易產(chǎn)生熱裂紋,；經(jīng)冷卻作強(qiáng)化的金屬易產(chǎn)生軟化區(qū)。防止這些缺陷應(yīng)該采取相應(yīng)的工藝措施,。因此,，熱循環(huán)敏感性大的金屬焊接性也較差。
- N; a; x( x# Z( O$ K$ m& R' \: ]2 f* u. y! R
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發(fā)表于 2006-10-15 11:25:22
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發(fā)表于 2006-10-26 15:59:59
