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1、第八章第八章 电阻焊电阻焊（W W）第一节第一节 电阻焊的实质、分类及特点电阻焊的实质、分类及特点一、电阻焊一、电阻焊(resistance welding)的实质的实质 定义定义：将被焊工件将被焊工件压紧压紧于两电极之间，利用流经工件接触面及邻近区域产于两电极之间，利用流经工件接触面及邻近区域产生的生的电阻热电阻热将其加热到将其加热到熔化或塑性熔化或塑性状态，使之形成接头的一种焊接方状态，使之形成接头的一种焊接方法。法。二、电阻焊的分类二、电阻焊的分类按电流形式分：按电流形式分：（P182 图图8-1）交）交3、直、脉冲、直、脉冲2点焊点焊（spot welding）缝焊缝焊（beam we
2、lding）对焊对焊（ Butt Resistance Welding） 按接头特点分：按接头特点分：材料材料：碳素钢、合金钢、铝、铜及其合金等碳素钢、合金钢、铝、铜及其合金等结构结构：广泛（多为轻型接头）广泛（多为轻型接头）四、电阻焊的应用四、电阻焊的应用三、电阻焊的特点三、电阻焊的特点缺点缺点：优点优点：生产率高生产率高(滚缝滚缝60m/min) 焊接质量好：冶金；焊接质量好：冶金；HAZ小；表面好）小；表面好） 焊接成本低：无材料；保护气；焊接成本低：无材料；保护气； 劳动条件好：无光；气；自动化劳动条件好：无光；气；自动化 对参数波动敏感对参数波动敏感:t短短 焊后焊后难于难于无损检测
3、无损检测? 结构受较多限制结构受较多限制 设备功率大、复杂设备功率大、复杂第二节第二节电阻焊的基本原理电阻焊的基本原理一、电阻热及影响因素一、电阻热及影响因素 1 1、电阻热的产生、电阻热的产生 电阻热电阻热电阻焊的热源：电阻焊的热源：Q=IQ=I2 2RtRt 2 2、影响产热的因素：、影响产热的因素： 电阻电阻 焊件本身电阻焊件本身电阻R RW W=L/s=L/s 是重要参数是重要参数, ,随温度的升高而增大。随温度的升高而增大。（熔化后是熔化前的（熔化后是熔化前的1212倍）倍） 接触电阻接触电阻R RC C（可从（可从R R =L/s=L/s进行解释）进行解释）RewRew 当表面清理
4、十分洁净时，当表面清理十分洁净时，R RC C仅在通电开始极短的时间内存在，仅在通电开始极短的时间内存在，随后会迅速消失。但它在焊接时间很短的情况下（如焊薄铝），对随后会迅速消失。但它在焊接时间很短的情况下（如焊薄铝），对熔核的形成和焊点强度的稳定性仍有显著影响。熔核的形成和焊点强度的稳定性仍有显著影响。 焊接电流焊接电流焊接电流（密度）对产热的影响比电阻和时间两者都大，在焊接焊接电流（密度）对产热的影响比电阻和时间两者都大，在焊接过程中是一个过程中是一个必须必须严格控制的参数。严格控制的参数。通电时间通电时间与焊接电流在一定范围内可互为补充，（有上下限）与焊接电流在一定范围内可互为补充，（有
5、上下限）电极压力电极压力总电阻总电阻R R影响显著，影响显著，压力增大，压力增大，R R减小。减小。电极材料及端面形状电极材料及端面形状主要是电阻率和导热性主要是电阻率和导热性焊件表面状况焊件表面状况主要影响接触电阻。彻底清理工件表面是保证获得优质接头的必主要影响接触电阻。彻底清理工件表面是保证获得优质接头的必要条件。要条件。（二）温度分布：（二）温度分布： 点（对）焊点（对）焊中心高，四周低中心高，四周低二、热平衡及温度分布二、热平衡及温度分布（一）热平衡：热量小部分（一）热平衡：热量小部分（1030%）有用，大部分散失，其中主要）有用，大部分散失，其中主要通过电极的热传导而散失通过电极的热
6、传导而散失。 缝焊由于焊点间相互影响，温度分布比点焊的平坦，且前后不对称。温度分布曲线越平坦，接头温度分布曲线越平坦，接头HAZ越宽，工件表面越容易过热，越宽，工件表面越容易过热，电极越容易磨损。电极越容易磨损。*三、（点焊）焊接循环三、（点焊）焊接循环三、（点焊）焊接循环三、（点焊）焊接循环预压预压 通电通电 维持维持 休止休止典型点焊循环图（典型点焊循环图（P186 图图8-8）简单循环复杂循环）简单循环复杂循环*软软/硬规范的概念硬规范的概念硬规范（强规范）硬规范（强规范）:大电流、短时间大电流、短时间软规范（弱规范）：软规范（弱规范）：小电流、长时间小电流、长时间压力电流ttii四、电
7、阻焊对金属的要求四、电阻焊对金属的要求四、电阻焊对金属的要求四、电阻焊对金属的要求（P186-187）主要从下列各项指标进行评定：主要从下列各项指标进行评定：1、材料的导电性和导热性、材料的导电性和导热性导电性和导热性越高，焊接性越差。导电性和导热性越高，焊接性越差。2、材料的高温强度、材料的高温强度高温（高温（m m）屈服强度越高，焊接性越差。易产生（）（）（）等缺陷）屈服强度越高，焊接性越差。易产生（）（）（）等缺陷3、材料的塑性温度范围、材料的塑性温度范围塑性温度范围越窄，对参数波动越敏感，焊接性越差。塑性温度范围越窄，对参数波动越敏感，焊接性越差。要求：焊机控要求：焊机控制精度高、电机
8、随动性好制精度高、电机随动性好4、材料对热循环的敏感性、材料对热循环的敏感性敏感性越强，焊接性越差。敏感性越强，焊接性越差。另外另外熔点高、线膨胀系数大、易形成致密氧化膜的金属，其焊熔点高、线膨胀系数大、易形成致密氧化膜的金属，其焊接性一般较差。接性一般较差。第三节第三节 点焊、凸焊与缝焊点焊、凸焊与缝焊一、点焊一、点焊（spot welding）（）（21）点焊是一种高速、经济的连接方法。它适用于制造可以采用搭接接头、点焊是一种高速、经济的连接方法。它适用于制造可以采用搭接接头、不要求气密、厚度小于不要求气密、厚度小于3mm的冲压、轧制的薄板构件。的冲压、轧制的薄板构件。点焊有时也用于连接厚
9、度点焊有时也用于连接厚度6mm6mm的金属板，但与熔焊的对接相比较，点焊的承载能力的金属板，但与熔焊的对接相比较，点焊的承载能力低，搭接接头增加了构件的重量和成本，且需要昂贵的特殊焊机，因而是不经济的。低，搭接接头增加了构件的重量和成本，且需要昂贵的特殊焊机，因而是不经济的。1.点焊接头形成过程（如图）点焊循环：点焊循环：预压预压 通电通电 锻压锻压 休止（可以是复杂的循环图）休止（可以是复杂的循环图）2. 点焊接设计点焊接设计接头形式：接头形式： 搭接搭接 折边折边接头设计时应注意考虑：接头设计时应注意考虑：点距、边距、搭接量、分点距、边距、搭接量、分流、装配间隙等。流、装配间隙等。1）点距
10、最小值主要是考虑分流影响。点距最小值主要是考虑分流影响。（1）点点距距小小时时，接接头头会会因因分分流流而而影影响响其其强强度度；大大的的点点距距又又会会限限制制可可安安排排的的点点焊焊数数量量。因因此此，必必须须兼兼顾顾点点距距和和焊焊点点数数量，才能获得最大的接头强度。量，才能获得最大的接头强度。（2 2）多列焊点最好）多列焊点最好交错排列交错排列而而不要作矩形排列不要作矩形排列。 （3 3）采用强条件和大的电极压力时，点距可以适当减小。）采用强条件和大的电极压力时，点距可以适当减小。（4 4）若若采采用用热热膨膨胀胀监监控控或或能能够够顺顺序序改改变变各各点点电电流流的的控控制制器器时时
11、，以以及及采采用用能能有有效效地地补补偿偿分分流流影影响响的的其其它它装装置置时时，点点距距可以不受限制。可以不受限制。（5 5）如果受工件尺寸限制，点距无法拉开而又无上述控）如果受工件尺寸限制，点距无法拉开而又无上述控制手段时，为保证榕核尺寸一致，就必须以适当电流先焊各制手段时，为保证榕核尺寸一致，就必须以适当电流先焊各工件的第一点，然后调大电流，再焊其相邻点。工件的第一点，然后调大电流，再焊其相邻点。 2 2）搭接量：一般）搭接量：一般是边距边距的两倍。3 3）装配间隙）装配间隙必须尽可以能小，通常为。刚度、厚度越大，许用间隙越小，电极的可达性要好。 单个焊点的抗剪强度取决于两板交界面上熔
12、核的面积。单个焊点的抗剪强度取决于两板交界面上熔核的面积。焊透率应介于焊透率应介于20%80%之间（两板上的焊透率应分别测量）。之间（两板上的焊透率应分别测量）。焊接不同厚度工件时，每一工件上的最小焊透率可为接头中薄件厚焊接不同厚度工件时，每一工件上的最小焊透率可为接头中薄件厚度的度的20%，压痕深度不应超过板件厚度的，压痕深度不应超过板件厚度的15% 。 3. 点焊方法与工艺点焊方法与工艺 点焊方法：单点、多点焊点焊方法：单点、多点焊/单面、双面焊单面、双面焊 点焊工艺：点焊工艺：焊前清理：清理方法分机械清理和化学清理两种。焊前清理：清理方法分机械清理和化学清理两种。常用的机械清理方法有喷砂
13、、喷丸、抛光以及用砂布、钢丝常用的机械清理方法有喷砂、喷丸、抛光以及用砂布、钢丝刷清理等。不同的金属和合金，须采用不同的清理方法。刷清理等。不同的金属和合金，须采用不同的清理方法。 工艺参数及选择：工艺参数及选择： 电流（电流（KA） （图（图813） 通电时间（周）通电时间（周） ：（图：（图814），对塑性指标影响较大），对塑性指标影响较大 电极压力（电极压力（KN）通常是根据工件的材料和厚度，参考该种材料的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焊接条件表选取。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
14、间，然后调节焊接电流，以不同的电流焊接试样。经检验焊接时间，然后调节焊接电流，以不同的电流焊接试样。经检验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。条件所规定的要求为止。以试样选择工艺参数时，要充分考虑试样和工件在分流、铁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。磁性物质影响以及装配间隙方面的差异，并适当加以调整。点焊工艺参数之间互
15、相影响，而且还受外界因素（如材料、点焊工艺参数之间互相影响，而且还受外界因素（如材料、结构、设备等）的影响，参数之间要合理匹配，比较复杂，所以，结构、设备等）的影响，参数之间要合理匹配，比较复杂，所以，已将焊接参数标准化，可查阅相关手册、必要时加以修正而得。已将焊接参数标准化，可查阅相关手册、必要时加以修正而得。* *异种材料及不等厚板点焊的工艺措施：异种材料及不等厚板点焊的工艺措施：不等厚及异种材料焊接时、熔核偏向（产热多、散热难）一边不等厚及异种材料焊接时、熔核偏向（产热多、散热难）一边调整原则：增加薄料或导电、热好工件的产热，减小其散热。调整原则：增加薄料或导电、热好工件的产热，减小其散
16、热。具体方法：具体方法：薄件一侧电极端面小直径薄件一侧电极端面小直径 薄件一侧同导热性较差之合金作电极材料薄件一侧同导热性较差之合金作电极材料 采用工艺垫片采用工艺垫片 采用硬规范采用硬规范点焊质量的检验点焊质量的检验最常用的检验试样的方法是撕开法。优质焊点的标志是：在撕最常用的检验试样的方法是撕开法。优质焊点的标志是：在撕开试样的一片上有圆孔，而另一片上有圆凸台。厚板或淬火材料有开试样的一片上有圆孔，而另一片上有圆凸台。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、拉伸试验和要时，还需进行低倍测量、拉伸试验和X X射线检验等，以判定熔透射线检验等，以判定熔透率、抗剪强度和有无缩孔、裂纹等缺陷。率、抗剪强度和有无缩孔、裂纹等缺陷。 （1）低碳钢及）低碳钢及低合金钢低合金钢 低低碳碳钢钢的的w(c)w(c)低低于于0.25%0.25%，具具有有良良好好的的焊焊接接性性，其其焊焊接接电电流流、电电极极压压力力和和通通电电时时间间等等工工艺艺参参数数具具有有较较大大的的调调节节范范围
