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1、缝焊方法及工艺介绍缝焊是用一对滚盘电极代替点焊的圆柱形电极，与工件作相对运动，从 而产生一个个熔核相互搭叠的密封焊缝的焊接方法。缝焊广泛应用于油桶、罐头罐、暖气片、飞机和汽车油箱，以及喷气发 动机、火箭、导弹中密封容器的薄板焊接。缝焊电极缝焊用的电极是圆形的滚盘，滚盘的直径一般为50-600mm，常用的直径 为180-250mm。滚盘厚度为10-20mm。接触表面形状有圆柱面和球面两种，个别 情况下采用圆锥面（如图 12-1）。圆柱面滚盘除双侧倒角的形式外，还可以做 成单测倒角的形式，以适应折边接头的缝焊。接触表面宽度视工件厚度不同 为3-10mm，球面半径R为25-200mm。圆柱面滚盘广泛
2、用于焊接各种钢和高温合 金，球面滚盘因易于散热、压痕过渡均匀，常用于轻合金的焊接。滚盘通常采用外部冷却方式。焊接有色金属和不锈钢时，用清洁的自来 水即可，焊接一般钢时，为防止生锈，常用含 5%硼砂的水溶液冷却。滚盘有时 也采用内部循环水冷却，特别是焊接铝合金的焊机，但其构造要复杂得多。缝焊方法按滚盘转动与馈电方式分，缝焊可分为连续缝焊、断续缝焊和步进缝焊。 连续缝焊时，滚盘连续转动，电流不断通过工件。这种方法易使工件表 面过热，电极磨损严重，因而很少使用。但在高速缝焊时（4-15m/min） 50Hz交 流电的每半周将形成一个焊点，交流电过零时相当于休止时间，这又近似于下述 的断续缝焊，因而在
3、制缸、制桶工业中获得应用。断续缝焊时，滚盘连续转动，电流断续通过工件，形成的焊缝由彼此搭 迭的熔核组成。由于电流断续通过，在休止时间内，滚盘和工件得以冷却，因而 可以提高滚盘寿命、减小热影响区宽度和工件变形，获得较优的焊接质量。这种 方法已被广泛应用于1.5mm以下的各种钢、高温合金和钛合金的缝焊。断续缝焊 时，由于滚盘不断离开焊接区，熔核在压力减小的情况下结晶，因此很容易产生 表面过热、缩孔和裂纹（如在焊接高温合金时）。尽管在焊点搭叠量超过熔核长 度 50% 时，后一点的熔化金属可以填充前一点的缩孔，但最后一点的缩孔是难以 避免的。不过目前国内研制的微机控制箱，能够在焊缝收尾部分逐点减少焊接
4、电 流，从而解决了这一难题。步进缝焊时，滚盘断续转动，电流在工件不动时通过工件，由于金属的 熔化和结晶均在滚盘不动时进行，改善了散热和压固条件，因而可以更有效地提 高焊接质量，延长滚盘寿命。这种方法多于铝、镁合金的缝焊。用于缝焊高温合 金，也能有效地提高焊接质量，但因国内这种类型的交流焊机很少，因而未获应 用。当焊接硬铝。以及厚度为4+4mm以上的各种金属时，必须采用步进缝焊，以 便形成每一个焊点时都能像点焊一样施加锻压力，或同时采用暖冷脉冲。但后一 种情况很少使用。按接头型式分，缝焊可分为搭接缝焊、压平缝焊、垫箔对接缝焊、铜线 电极缝焊等。搭接缝焊同点焊一样，搭接接头可用一对滚盘或用一个滚盘
5、和一根芯轴 电极进行缝焊。接头的最小搭接量与点焊相同。搭接缝焊除常用的双面缝焊外，还有单面单缝缝焊、单面双缝缝焊和小 直径圆周缝焊等。小直径圆周缝焊可采用 1、偏离加压轴线的滚盘电极；2、横 向缝焊机上附加一定位装置；3、采用环形电极，电极的工件表面呈锥形，锥尖 必须落在小直径圆周焊缝中心，以消除电极在工件上的滑移。压平缝焊时的搭接量比一般缝焊时要小得多，约为板厚的 1-1.5 倍，焊 接时同时压平接头，焊后的接头厚度为板厚的 1.2-1.5 倍。通常采用圆柱形面的 滚盘，其宽度应全部覆盖接头的搭接部分。焊接时要使用较大的焊接压力和连续 的电流。为了获得稳定的焊接质量，必须精确地控制搭接量。通
6、常要将工件牢固 夹紧或用定位焊预先固定。这种方法可以获得具有良好外观的焊缝，常用于低碳 钢和不锈钢制成的食品容器和冷冻机衬套等产品的焊接。垫箔对接缝焊是解决厚板缝焊的一种方法。因为当板厚达3mm时，若采 用常规搭接缝焊，就必须用很慢的焊接速度，较大的焊接电流和电极压力，这会 引起工件表面过热和电极粘附，使焊接困难。若用垫箔缝焊，就可以克服这些困 难。垫箔对接缝焊简单介绍：先将面板件边缘对接，并在接头通过滚盘时，不断 地将两条箔带铺垫于滚盘和板件之间。箔带的厚度为0.2-0.3mm，宽度为4-6mm. 由于箔带增加了焊接区的电阻，并使散热困难，因而有利于熔核的形成。这种方 法的优点是：接头有较平
7、缓的加强高；良好的外观；不管板厚如何箔带的厚度均 相同；不易产生飞溅，因而对应于一定电流的电极压力均应相同；不易产生飞溅， 因而对应于一定电流的电极压力均可减小一半；焊接区变形小。其缺点是：对接 精度要求高；焊接时必须准备地将箔带铺垫于滚盘与工件间，增加了自动化的困 难。铜线电极缝焊是解决镀层钢板缝焊时，镀层粘着滚盘的有效方法。焊接 时，将圆铜线不断地送到滚盘与板件之间。铜线呈卷状连续输送，经过滚盘后又 连续绕在另一绕线盘上。镀层仅粘附铜线上，而不会污染滚盘。虽然铜线用过后 要报废。但镀层钢板、特别是镀锡钢板，还没有别的缝焊方法可以代替它。由于 报废铜线的售价与铜线相差不多，所以焊接成本并不高
8、。这种方法主要用于制造 食品罐。我国最近生产的 FHGX-1 型罐身电阻焊自动线，是这一方法的最新发展。铜线在送至滚盘前先扎成扁平线。搭接接头和压平缝焊一样（如图12-7b）。铜 线用完后又自动切成短段回收。这种方法的焊接速度非常高，板厚 0.2mm 时，焊 速可达15m/min。自动线包括板件的送进、成形、焊接、焊缝的涂漆和烘干。缝焊工艺一、工艺参数对缝焊质量的影响 缝焊接头的形成本质上与点焊相同，因而影响焊接质量的诸因数也是类 似的。主要有焊接电流、电极压力、焊接时间、休止时间、焊接速度和滚盘直径 等。1 、焊接电流缝焊形成熔核所需的热量来源与点焊相同，都是利用电流通过焊接区电 阻产生的热
9、量。在其他条件给定的情况下，焊接电流的大小决定了熔核的焊透率 和重叠量。在焊接低碳钢时，熔核平均焊透率为钢板厚度的 30-70%，以 45-50% 为最佳。为了获得气密缝焊熔核重叠量应不小于 15-20%。当焊接电流超过某一定值时，继续增大电流只能增大熔核的焊透率和重 迭量而不会提高接头强度，这是不经济的。如果电流过大，还会产生压痕过深和 焊接烧穿等缺陷。焊缝时由于熔核互相重叠而引起较大分流，因此，焊接电流通常比点焊 时增大 15-40%。2 、电极压力 缝焊时电极压力对熔核尺寸的影响与点焊一致。电极压力过高会使压痕 过深，同时会加速滚盘的变形和损耗。压力不足则易产生缩孔，并会因接触电阻 过大
10、易使滚盘烧损而缩短其使用寿命。3 、焊接时间和休止时间 缝焊时，主要通过焊接时间控制熔核尺寸，通过冷却时间控制重叠量。 在较低的焊接速度时，焊接与休止时间之比为 1.25:1-2:1，可获得满意结果。 当焊接速度增加时，焊点间距增加，此时要获得重叠量相同的焊缝，就必须增大 比例。为此，在较高焊接速度时，焊接与休止时间之比为 3:1 或更高。4 、焊接速度 焊接速度与被焊金属、板件厚度、以及对焊缝强度和质量的要求等有关。 通常在焊接不锈钢、高温合金和有色金属时，为了避免飞溅和获得致密性高的焊 缝，必须采用较低的焊接速度。有时还采用步进缝焊，使熔核形成的全过程均在 滚盘停止的情况下进行。这种缝焊的
11、焊接速度要比常用的断续缝焊低得多。焊接速度决定了滚盘与板件的接触面积、以及滚盘与加热部位的接触时 间，因而影响了接头的加热和散热。当焊接速度增大时，为了获得足够的热量， 必须增大焊接电流。过大的焊接速度会引起板件表面烧损和电极粘附，因而即使 采用外部水冷却，焊接速度也要受到限制。二、缝焊工艺参数的选择 与点焊相似，主要是根据被焊金属的性能、厚度、质量要求和设备条件 来选择的。通常可参考已有的推荐数据初步确定，在通过工艺试验加以修正。滚盘尺寸的选择与点焊电极尺寸的选择原则一致。为减小搭边尺寸，减 轻结构重量，提高热量效率，减小焊机功率，近年来多采用接触面宽度为3-5mm 的窄边滚盘。滚盘的直径和
12、板件的曲率半径均影响滚盘与板件的接触面积，从而影响 电流场的的分布与散热，并导致熔核位置的偏移。当焊盘直径不同而板件厚度相 同时。熔核将偏向小直径滚盘一边。滚盘直径和板件厚度均相同，而板件呈弯曲 形状时，则熔核偏向板件凸向电极的一边。不同厚度或不同材料缝焊时，熔核偏移的方向和纠正熔核偏移的方法也 类似于点焊，可采用不同的滚盘直径和宽度，不同的滚盘材料，以及在滚盘与板 件间加垫片等。在不同厚度板件缝焊时，由于经过已焊好的焊缝区有显著的分流，可以 减小熔核向厚件的偏移。但在厚度差较大时，薄件的焊透率仍然是不足的，必须 采用上述纠正熔核偏移的措施。例如在薄件一边采用导电性较低的铜合金做滚 盘，并将其
13、宽度和直径也做得小一些。缝焊接头的设计缝焊的接头型式、搭边宽度与点焊类似（压平缝焊与垫箔对接缝焊的接 头例外）。滚盘不象点焊电极那样可以做成特殊形状，因此设计缝焊结构时，必须 注意滚盘的可达性。当焊接小曲率半径工件时，由于内侧滚盘半径的减小受到一定限制，必 然会造成熔核向外测偏移，甚至使外侧板件未焊透。为此应避免设计曲率半径过 小的工件。如果在一个工件上既有平直部分，又有曲率半径很小的部分，如摩托 车油箱那样。为了防止小曲率半径处的焊接未焊透，可以在焊到此部位时，增大 焊接电流。这在微机控制的焊机上尤其容易实现。常用金属的缝焊一、低碳钢的缝焊低碳钢是焊接性最好的缝焊材料。低碳钢搭接缝焊根据使用
14、目的和用途可采 用高速、中速和低速三种方案。下表为低碳钢搭接缝焊的焊接条件。手动移动工 件时，对便于对准预定的焊缝位置，多采用中速。自动焊接时，如焊机的容量足 够，可以采用高速或更高的速度。如焊机容量不够，不降低速度就不能保证足够 大的熔宽和熔深时，就只能采用低速。板厚(mm)0.40.60.81.01.21.62.02.33.2滚盘尺寸(mm)标准3.74.24.75.15.46.06.67.08.05.35.96.57.17.78.810.011.013.6111213141416171720电极压力(KN)2.02.22.22.82.53.32.83.03.64.14.55.74.04.
15、76.07.28.010最小搭丰“曰接里(mm)101112101112131416131416171920焊接时间（周）咼速焊接中速焊接休止时焊接电焊接速度焊接时休止时焊接电间（周）流（KA）(cm/min)间（周）间（周）流（KA）12.013.515.518.019.021.022.023.027.5280270260250240230220210170119.511.513.014.516.018.019.020.022.0面两表为连续通电的低碳钢压平缝焊和垫箔缝焊的焊接条件。低碳钢缝焊的焊接条件板厚搭接量电极压焊接电焊接速度(mm)(mm)力（KN）流（KN）(cm/min)0.81.24133201.21.87162002.02.51119140板厚（mm）电极压力（KN）焊接电流（KA）焊接速度（cm/min）0.82.511.01201.02.5
