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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划点焊电极材料点焊电极和电极夹头点焊电极是保证点焊质量的重要零件，他的主要功能有：1）向工件传导电流；2）向工件传递压力；3）迅速导散焊接区的热量；一电极材料基于电极的上述功能就要求制造电极的材料应具有足够高的电导率，导热率和高温硬度，电极的结构必须具有足够的强度和刚度，以及充分冷却的条件。此外，电极与工件间的接触电阻应足够低，以防工件表面熔化或电极与工件表面之间的合金化。电极材料按我国HB/T5420-1989的标准分为4类，但常用的是前三类。1类高电导率，中等硬度的铜及铜合金。这类
2、材料主要通过冷作变形方法达到其硬度要求。适用于制造焊铝及铝合金的电极，也可用于镀层钢板的点焊，但性能不如2类合金。1类合金还常用于制造不受力或低应力的导电部件。2类具有较高的电导率，硬度低于1类合金。这类合金可通过冷作变形与热处理相结合的方法达到其性能要求，与1类合金相比，它具有较高的力学性能，适中的电导率，在中等程度的压力下，它具有较强的抗变形能力，因此是最通用的电极材料，广泛的用于点焊低碳钢，低合金钢，不锈钢，高温合金，电导率低的铜合金，以及镀层钢等，2类合金还适于制造轴，夹钳，台板，电极夹头，机臂等电阻焊机中各种导电机构。3类电导率低于1类和2类，硬度高于2类的合金。这类合金可通过热处理
3、或冷作变形与热处理相结合的方法达到其性能要求。这类合金具有更高的力学性能，耐磨性好，软化温度高，但电导率较低，因此适用于点焊电阻率和高温强度高的材料，如不锈钢，高温合金等。这类合金也适用于制造各种受力的导电构件。三类合金中锆铌铜，铬锆铌铜和钴铬硅铜的性能较优已被广泛使用，其商业牌号分别为DJ70，DJ85h和DJ100。最近在相对于DJ70，DJ85h，DJ100基础上研制成功的DZ-I,DZ-II,DZ-III增强铜合金，在综合性能上有了显著改进。此外，还有一种钨-铜混合烧结材料，这种材料适用于热量高，焊接时间长。冷却不足或压力场高的场合。如用铜板点焊的复式电极，凸焊用镶嵌电极或线材料交叉电
4、极等。随着含钨量的增加，材料的强度和硬度提高，但导电性和导热性均降低。除上述电极材料外，最近国内外研制一种氧化铝弥散强化铜电极强度较高，可以大大减轻电极的蘑菇状变形，用于点焊镀锌钢和普通钢，电极寿命可达2类电极的410倍，但因目前价格昂贵，尚未在生产中推广应用。二电极结构点焊电极由4部分组成：端部，主体，尾部和冷却水孔。标准电极有5种形式，见图1。电极的端面直接与高温的工件表面接触，在焊接生产中反复承受高温和高压，因此，粘附，合金化和变形是电极设计中应着重考虑的问题。而电极和工件材料之间的亲和力是粘附和合金化的主要原因。抗变形能力取决于电极的强度和硬度，但端头的尺寸和形状也有显著影响，通常锥形
5、电极的顶角大于120。以利于端面散热和增强抗变形能力;.边缘要倒圆。图2a为普通弯电极；图2b为尾部和主体上刻有水槽的弯电极，目的是使冷却水流到电极的外表面，以加强电极的冷却，这种电极常用于不锈钢和高温合金钢的点焊；图2c为增大横断面的电极，目的是加强电极端面向水冷部分散热。为了节约铜合金的消耗，可以采用图3所示的帽状电极，当电极磨损之后，只需更换其中的一小部分。也有将杆形电极头压接于电极主体上的杆状电极，但这种形式的电极散热太差，非不得已，不宜采用。必要时可以采用外部水冷却。电极的水冷却孔应尽可能延伸到接近端面的部位，冷却水孔的尺寸应能容纳一个进水管，并能使水沿管子的外围流出。水管的端头应切
6、斜，并应接近水孔底部以增强冷却效果。在多数情况下，进水管是电极夹头的一个构件。对于不能插入水管的弯电极，可以在电极的外面钎焊上冷却水管或采用外部水冷却的方法。电极与电极夹头之间多采用锥体连接，锥度为1：20。个别情况下，也有用螺纹连接的。拆卸电极时，只能用专用工具或管子钳将电极旋转后取出，而不能用左右敲击的办法，以免损坏锥形座，造成接触不良或漏水。三.电极夹头电极夹头用夹持电极，导电和传递压力，故应由良好的力学性能和导电性。大多数电极夹头的结构都能向电极通冷却水，有的还装有頂锥机构以便于拆卸电极。在使用特殊电极时，夹头的锥形部分需要承受相当大的力矩。为避免锥形座变形和配合不紧密，锥形的端面壁厚
7、不得小于5mm.必要时可采用末端加粗的电极夹头。图4为电极夹头的典型结构。为了适应特殊形状工件的点焊，需要设计特殊形状的电极夹头。数据第一章点焊方法和工艺一、点焊方法：点焊通常分为双面点焊和单面点焊两大类。双面点焊时，电极由工件的两侧向焊接处馈电。典型的双面点焊方式如图1所示。图中1a是最常用的方式。这时，工件的两侧均有电极压痕。图中1b表示用大接触面积的导电板做下电极，这样可以消除或减轻下面工作的压痕，常用于装饰性面板的点焊。图1c为，同时焊接两个或多个焊点的双面点焊，使用一个变压器而将各电极并联。这时，所有电流通路的阻抗必须基本相等，而且每一焊接部位的表面状态，材料厚度、电极压力都必须相同
8、，才能保证通过各个焊点的电流基本一致。图中1d为采用多个变压器的双面多点点焊，这样可以避免1c的不足。单面点焊时，电极由工件的同一侧向焊接处馈电。典型的单面点焊方式如图2所示。图中2a为单面单点点焊，不形成焊点的电极采用大直径和大接触面以减小电流密度。图中2b为无分流的单面双点点焊，此时焊接电流全部流经焊接区。图中2c为有分流的单面双点点焊，流经上面工件的电流不经过焊接区，形成分流。为了给焊接电流提供低电阻的通路，在工件下面垫有铜垫板。图中2d为当两焊点的间距l很大，例如在进行骨架构件和复板的焊接时，为了避免不适当的加热引起复板翘曲和减小两电极间电阻，采用了特殊的铜桥A与电极同时压紧在工件上。
9、图1不同形式的双面点焊图2不同形式的单面点焊采用铜芯棒的点焊是单面点焊的特殊形一个点，也可焊两个点。这种形式特别适于点焊结构空间狭小，电极难于或根本不能接近的工件。图3a中的芯棒实际是一块几毫米厚的铜板。图3b、c是同类工件的两种结构，结构b不如结构c，因为前者通过工件2的分流，不经过两工件的接触面，会减少焊接区的产热，因而需要增大焊接电流，这样就会增加工件2与两电极间接触面的产热，并且可能使工件烧穿。当芯棒断面较大时，为了节约铜料和制作方便，可以在夹布胶木或硬木制成的芯棒上包覆铜板或嵌入铜棒(图3d、e)。由于芯棒与工件的接触面远大于电极与工件的接触面，熔核将偏向与电极接触的工件一侧。如果两
10、工件的厚度不同，将厚件置于芯棒接触的一侧，则可减轻熔核偏移程度。图3利用铜制芯棒或填料的单面点焊1一铜制芯棒2、3一工件4一夹布胶木棒5一铜色复板6一嵌入的铜棒7一填料当需要在封闭容器上焊接工件，而芯棒又无法伸入容器时，可以用Zn、Pb、A1或其他较被焊金属熔点低的金属填满整个容器后进行焊接(图3f)。当容器壁厚较大时，也可以用砂子或石蜡等不导电材料作为填料。焊接应采用强条件，以免长时间加热使低熔点金属或石蜡熔化，导致电极压塌工件。在大量生产中，单面多点点焊获得广泛应用。这时可采用由一个变压器供电，各对电极轮流压住工件的形式(图4a)，也可采用各对电极均由单独的变压器供电，全部电极同时压住工件
11、的形式。后一形式具有较多优点，应用也较广泛。其优点有：各变压器可以安置得离所连电极最近，因而其功率及尺寸能显著减速小；各个焊点的工艺参数可以单独调节；全部焊点可能同时焊接，生产率高；全部电极同时压住工件，可减少变形；多台变压器同时通电，能保证三相负载平衡二、点焊工艺参数选择通常是根据工件的材料和厚度，参考该种材料的焊接条件表选取，首先确定电极的端面形状和尺寸。其次初步选定电极压力和焊接时间，然后调节焊接电流，以不同的电流焊接试样，经检查熔核直径符合要求后，再在适当的范围内调节电极压力，焊接时间和电流，进行试样的焊接和检验，直到焊点质量完全符合技术条件所规定的要求为止。最常用的检验试样的方法是撕
12、开法，优质焊点的标志是：在撕开试样的一片上有圆孔，另一片上有圆凸台。厚板或淬火材料有时不能撕出圆孔和凸台，但可通过剪切的断口判断熔核的直径。必要时，还需进行低倍测量、拉抻试验和X光检验，以判定熔透率、抗剪强度和有无缩孔、裂纹等。以试样选择工艺参数时，要充分考虑试样和工件在分流、铁磁性物质影响，以及装配间隙方面的差异，并适当加以调整。三、不等厚度和不同材料的点焊当进行不等厚度或不同材料点焊时，熔核将不对称于其交界面，而是向厚板或导电、导热性差的一边偏移，偏移的结果将使薄件或导电、导热性好的工件焊透率减小，焊点强度降低。熔核偏移是由两工件产热和散热条件不相同引起的。厚度不等时，厚件一边电阻大、交界
13、面离电极远，故产热多而散热少，致使熔核偏向厚件；材料不同时，导电、导热性差的材料产热易而散热难，故熔核也偏向这种材料调整熔核偏移的原则是：增加薄板或导电、导热性好的工件的产热而减少其散热。常用的方法有：采用强条件使工件间接触电阻产热的影响增大，电极散热的影响降低。电容储能焊机采用大电流和短的通电时间就能焊接厚度比很大的工件就是明显的例证。采用不同接触表面直径的电极在薄件或导电、导热性好的工件一侧采用较小直径，以增加这一侧的电流密度、并减少电极散热的影响。采用不同的电极材料薄板或导电、导热性好的工件一侧采用导热性较差的铜合金，以减少这一侧的热损失。采用工艺垫片在薄件或导电、导热性好的工件一侧垫一
14、块由导热性较差的金属制成的垫片，以减少这一侧的散热。第二章点焊接头的设计点焊通常采用搭接接头和折边接头接头可以由两个或两个以上等厚度或不等厚度的工件组成。在设计点焊结构时，必须考虑电极的可达性，即电极必须能方便地抵达工件的焊接部位。同时还应考虑诸如边距、搭接量、点距、装配间隙和焊点强度诸因素。边距的最小值取决于被焊金属的种类，厚度和焊接条件。对于屈服强度高的金属、薄件或采用强条件时可取较小值。搭接量是边距的两倍，推荐的最小搭接量见表11-2。表11-2接头的最小搭接量。两板上的焊透率只允许介于20-80%之间。镁合金的最大焊透率只允许至60%。而钛合金则允许至90%。焊接不同厚度工件时，每一工
15、件上的最小焊透率可为接头中薄件厚度的20%，压痕深度不应超过板件厚度的15%，如果两工件厚度比大于2:1，或在不易接近的部位施焊，以及在工件一侧使用平头电极时，压痕深度可增大到20-25%。图11-10示低倍磨片上的熔核尺寸。镀锌板在点焊时电极材料的选择在镀锌板的点焊研究中，电极材料是一个注目的焦点，研究主要集中在现有电极与镀层之间的相互作用特点分析，以及开发新的电极材料。国外镀锌板点焊用电极材料主要有CuCr(%Cr)、CuZr(%Zr)、CuCrZr，以及含Al3O2粒子的弥散强化铜(简称DSC)。美国有人采用铬铜上嵌钨电极头的复合电极做实验，结果证明这种电极使用寿命很长，但因钨极的导热性差，只能采用低电流的焊接规范，故难以在车体制造业推广使用6。也有人主张在电极表面喷涂一层高熔点材料，如钴、氧化钛、铑等，或在镀锌板间预置氧化铝粉末，以增加接触电阻，缩短焊接时间，从而提高电极寿命。国内研究大都是通过试验研究上述几种材质电极的使用性能，大量实验证明，在焊接条件不太理想的情况下，无论是价格较便宜的CuCr、CuZr合金电极，还是较贵的DSC电极，其使用情况相近，但工厂经验表明，在实际生产的某些情况下，使用DSC20级合金电极时，电极粘着性减小。点焊缝焊及其设备基础知识点焊缝焊及其设备基础知识一、及其设备1、的特点点焊时，被焊件是在接触面的个别点上被连接起来的。焊
