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1、关于焊接工艺参数的讨论 焊装工艺 李政委 2006年7月10日 焊接概论 焊接是一种低成本、高科技连接材料的可靠工艺方法。到目前 为止，还没有另外一种工艺比焊接更为广泛地应用于材料间的连接 ，并对所焊产品产生更大的附加值。因此无论现在和将来，焊接都 是成功地将各种材料加工成可投入市场产品的首选工艺。焊接技术 已发展成为融材料学、力学、热处理学、冶金学、自动控制学、电 子学、检验学等学科为一体的综合性学科。焊接作为一种现代的先 进主导制造工艺技术，正逐步集成到产品的主寿命过程，即从设计 开发、工艺制定、制造生产，到运行服役、失效分析、维护、再循 环等产品的各个阶段。焊接技术从单一的加工工艺发展成
2、新兴的综 合性工程技术，已涉及到原材料、结构设计、焊接工艺方法、焊接 设备及工艺装备、焊接材料、焊接预热处理、切割下料、坡口加工 、焊接工艺制定及相关标准、焊接生产、焊接过程监控和管理、焊 后处理和涂装、检验、焊接环境保护、焊接接头运行等众多技术过 程。焊接作为一种广泛的系统工程，其应用范围不仅应用于重型机 械、电力设备、石油化工、交通运输、建筑工程、航天航空等行业 ，还扩大到电子器件、家用电器、医疗器械、通讯工程等领域。 焊接的定义 焊接（welding）： 通过加热或加压，或两者并用，并且用或不 用填充材料，使工件达到原子结合的一种加工方法。 焊接工艺（welding technology
3、或welding procedure ） ：焊接过程中的一整套工艺程序及其技术规定，其中包括焊接方 法、焊前准备加工、装配、焊接材料、焊接设备、焊接顺序、焊 接操作、焊接工艺参数以及焊后处理等的技术规定。 焊接工艺参数（welding condition或welding parameter ）： 焊接时，为保证焊接质量而选定的诸物理量(例如，焊接电流、电 弧电压、焊接速度、焊接压力、线能量)的总称。选定合理的焊接 工艺参数是保证焊接质量的重要因素。 焊接的分类 焊接方法 熔化焊 压力焊 激光焊 电子束焊 螺柱焊 气电立焊 CO2气体保护焊 MAG焊 MIG焊 电弧焊 埋弧焊 等离子焊 钨极氩弧
4、焊（TIG） 爆炸焊 电阻焊 铝热焊 电渣焊 非熔化极气 体保护焊 熔化极气 体保护焊 气焊 超声波焊 扩散焊 钎焊 冷压焊 摩擦焊 点焊 对焊 缝焊 凸焊 MIG: Metal Inert Gas Welding ,熔化极氩 弧焊 MIG:Metal Active Gas Welding ,熔化极氧 化性混合气体保护焊。 火焰钎焊 电阻钎焊 炉内钎焊 扩散钎焊 感应钎焊 红外线钎焊 钨极氩弧焊：在惰性气体的保护下，利用钨电极与工件之间产生的电 弧热熔化母材和填充焊丝的焊接方法，称为钨极惰性气体保护焊（简称 TIG焊， Tungsten Inert Gas Welding ） 。 二氧化碳气体
5、保护焊：是以二氧化碳气体作为保护介质的 电弧焊方法。它是用焊丝做电极，以自动或半自动方式进行焊接。 电阻焊：是在焊件装配好后，通过电极施加电极压力，并利用电流通 过接头的接触面及邻近区域产生的电阻热，将其加热到熔化或塑性状态 ，使之形成原子间结合的方法。 点焊：是依靠被焊工件接触面之间形成的焊点，将工件连接起来的电阻 焊方法。按一次形成的焊点数，可分为单点焊和多点焊；按对焊件的供 电方向，可分为单面点焊和双面点焊等。 点焊焊点的形成 点焊过程可分为三个阶段：预加压力、通电加热 和锻压。 1、预加压力 2、通电加热 3、锻压 预加压力 n 预加电极压力是为了使焊件在焊接处紧密 接触。若压力不足，
6、则接触电阻过大，导致焊 件烧穿或将电极工作面烧损。因此，通电前电 极压力应达到预定值，以保证电极与焊件、焊 件与焊件之间的接触电阻保持稳定。 通电加热 n 在通电加热过程中有两种情况可能引 起飞溅： 一种是开始时电极预压力过小， 熔化核心周围未形成塑性金属环而向外飞溅； 另一种是加热结束时，因加热时间过长，熔化 核心过大，在电极压力下，塑性金属环发生崩 溃，熔化金属从焊件之间或焊件表面溢出。 锻压 n 锻压是在切断焊接电流后,电极继续对焊点挤压 的过程，对焊点起着压实作用。断电后，熔化核心 是在封闭的金属“壳”内开始冷却结晶的，收缩不自 由。如果此时没有压力作用，焊点易出现缩孔和裂 纹，影响焊
7、点强度。如果有电极挤压，产生的挤压 变形使熔核收缩自由并变得密实。因此，电极压力 必须在断电后继续维持到熔核金属全部凝固之后才 能解除。根据焊件的焊件厚度确定锻压持续时间。 对于厚度1一8mm的钢板一般为0.12.5S。 点焊工艺参数主要有： 1、焊接电流 2、焊接时间 3、电极压力 4、电极工作面尺寸 点焊工艺参数 热量Q= RT 由上面公式可以看出，热量与电流的平方成正比 。随着焊接电流的增大，熔核的尺寸或焊透率 都是增加的。在正常情况下焊接区的电流密 度应有一个合理的上、下限、低于下限时，热 量过小，不能形成熔核：高于上限，加热速度 过快，会发生飞溅，使焊点质量下降。但是， 当电极力增大
8、时，产生飞溅的焊接电流上限值 也增大。在生产中当电极力给定时，通过调整 焊接电流，使其稍低于飞溅电流值，便可得到 最佳点焊强度。 焊接电流 n 在规定焊接时间内，焊接区析出的热量除 部分散失外，将逐渐积累，用于加热焊接区 使熔核逐渐扩大到所需的尺寸。所以焊接时 间增加，熔核尺寸随之扩大，但过长的焊接 时间就会引起焊接区过热、飞溅和搭边压馈 等。 焊接时间 n 电极力对焊点形成有着双重作用。它既影响焊 点的接触电阻，即影响热源的强度与分布；又影 响电极散热的效果和焊接区塑性变形及核心的致 密程度。当其它参数不变时，增大电极力，则接 触电阻减小，散热加强，因而总热量减少，熔核 尺寸减小，特别焊透率
9、降低很快，甚至没焊透； 若电极力过小，则板间接触不良其接触电阻虽 大却不稳定，甚至出现飞溅和烧穿等缺陷。 n 在一般情况下，若焊机容量足够大，就可以在 采取增大电极力的同时，相应地也增大焊接电流 ，以提高焊接质量的稳定性。 电极压力 电极的工作面尺寸 焊装车间采用的全是圆锥形、球形 、偏心电极头，平常所说的电极头 直径57mm就是电极的工作面尺寸 ，13mm/16mm是说的电极的型号。 各参数的关系：焊接电流 、焊接时间 、电极压 力 、热量 ，熔核尺寸 ，若散热不良可能 引起飞溅、过热等现象。反之，熔核尺寸小， 甚至出现虚焊。 选择参数的原则：保证焊点的强度要求，且无焊 接缺陷，具有和厚度相
10、适用的熔核直径和焊透 率。 确定工艺参数的一般程序：第一步初选各参数； 第二步现场工艺试验并进行调整与修正，确定 最佳参数。 工艺参数的选择 初选各工艺参数是通过理论分析与经验来确定的 。 1、近似资料换算法 2、查表法 初选各工艺参数 焊接分流 焊接分流：焊接时不通过焊接区而 流经焊件其它部分的电流。值得注 意的是同一焊件上已焊的焊点对正 在焊的焊点构成分流。 减少分流的常用措施： 1、选择合适的点距； 2、焊前清理焊件表面； 3、提高装配质量； 4、增大焊接电流。 焊 接 质 量 的 检 验 焊接缺陷和焊点强度检验：见 焊接缺陷修整规则 焊装车间所用的焊接规范 焊接规范内容范围 实 际 焊
11、接规范内容范围实际焊接规范内容范围 实 际 预压时间 /周波019920回火时间/周波01990预压压 力/%01000 加压时间 /周波019910维持时间/周波01990焊接压力/%01000 预热时间 /周波01990休止时间/周波01990维持压力/%01000 预热电 流/100A20 199 20 焊接冷却时间/ 周波 01990 预热冷却时间/ 周波 01990 回火电流 /100A 20 199 20 焊接时间/周波0199 8 电极压力/KN010 1.0 181.4 焊接电流/100A20 199 95上限范围 5 20 10 75下限范围5 20 10 LK电阻焊 机控制器 谢谢!
