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1、1 1、本课程在专业体系中的作用、本课程在专业体系中的作用焊接专业主要可从事方向：焊接专业主要可从事方向：焊接设备焊接设备焊接材料焊接材料焊接检验焊接检验焊接结构焊接结构焊接工艺：焊接工艺：焊前准备、焊前准备、焊接方法焊接方法、焊接材料、焊接参数、焊接材料、焊接参数、工艺措施、操作要点等工艺措施、操作要点等一一 前言前言焊接分类焊接分类熔焊用得最广泛熔焊用得最广泛缝焊缝焊汽车金属轮网闪光对焊汽车金属轮网闪光对焊硬钎焊软钎焊 本课程目的：了解电阻焊基本原理和常见电阻焊设备，本课程目的：了解电阻焊基本原理和常见电阻焊设备，能结合具体材料和结构选择合理的电阻焊方法、制定工艺能结合具体材料和结构选择合
2、理的电阻焊方法、制定工艺 2 2、参考资料：参考资料：洪松涛洪松涛洪松涛洪松涛 电阻焊一本通上海科学技术出版社电阻焊一本通上海科学技术出版社电阻焊一本通上海科学技术出版社电阻焊一本通上海科学技术出版社 朱正行朱正行朱正行朱正行 电阻焊技术电阻焊技术电阻焊技术电阻焊技术 机械工业出版社机械工业出版社机械工业出版社机械工业出版社3 3、考核办法、考核办法闭卷笔试闭卷笔试闭卷笔试闭卷笔试 占总成绩占总成绩占总成绩占总成绩70%70%70%70%。作业作业作业作业 2 2 2 2次，各占总成绩次，各占总成绩次，各占总成绩次，各占总成绩25%25%25%25%。实验实验实验实验 1 1 1 1次，各占总
3、成绩次，各占总成绩次，各占总成绩次，各占总成绩5%5%5%5%。二二. . 压力焊原理及分类压力焊原理及分类 压力焊压力焊是指通过加热等手段使金属达到塑性状态，加压使其是指通过加热等手段使金属达到塑性状态，加压使其产生塑性变形、再结晶和扩散等作用，使两个分离表面的原子接产生塑性变形、再结晶和扩散等作用，使两个分离表面的原子接近到晶格距离（近到晶格距离（0.30.30.5nm)0.5nm)，形成金属键，从而获得不可拆卸，形成金属键，从而获得不可拆卸接头的一类焊接方法。接头的一类焊接方法。 热源形式为热源形式为：电阻热、高频热、：电阻热、高频热、摩擦热等。摩擦热等。 力的形式为力的形式为：静压力、
4、冲击力：静压力、冲击力（锻压力）和爆炸力等。（锻压力）和爆炸力等。 压力焊为压力焊为：冷压焊、扩散焊：冷压焊、扩散焊和热压焊和热压焊 1. 1. 压力焊原理压力焊原理春秋战国时代春秋战国时代锻焊锻焊18861886年年第一台电阻对焊机第一台电阻对焊机19031903年年闪光对焊闪光对焊19561956年年超声波焊超声波焊19571957年年摩擦焊摩擦焊19631963年年爆炸焊爆炸焊2. 2. 压力焊发展压力焊发展（1 1） 摩擦焊摩擦焊 摩擦焊是利用焊件接触面相对旋转运动中相互摩擦所产生摩擦焊是利用焊件接触面相对旋转运动中相互摩擦所产生的热，使端部达到塑性状态，然后迅速顶锻，完成焊接的一种的
5、热，使端部达到塑性状态，然后迅速顶锻，完成焊接的一种压焊方法。压焊方法。接头的焊接质量好、稳定，其接头的焊接质量好、稳定，其废品率是闪光对焊的废品率是闪光对焊的1%1%左右。左右。适于焊接异种钢和异种金属，适于焊接异种钢和异种金属，如碳素结构钢如碳素结构钢- -高速钢、铜高速钢、铜- -不不锈钢、铝锈钢、铝- -铜、铝铜、铝- -钢等。钢等。优点：优点：3. 3. 压力焊分类压力焊分类焊件尺寸精度高，可以实现直接装配焊接。焊件尺寸精度高，可以实现直接装配焊接。焊接生产率高，是闪光焊的焊接生产率高，是闪光焊的4 45 5倍。倍。三相负载均衡，节能，改善了三相供电电网的供电条件。与三相负载均衡，节
6、能，改善了三相供电电网的供电条件。与闪光对焊比较，节省电能闪光对焊比较，节省电能80%80%90%90%左右。左右。由于摩擦焊金属焊接变形小，接头焊前不需特殊清理，接头由于摩擦焊金属焊接变形小，接头焊前不需特殊清理，接头上的飞边有时可以不必去除，焊接不需要填充材料和保护气上的飞边有时可以不必去除，焊接不需要填充材料和保护气体，加工成本显著降低。体，加工成本显著降低。摩擦焊机容易实现机械化，自动化；操作技术简单，容易掌摩擦焊机容易实现机械化，自动化；操作技术简单，容易掌握。握。摩擦焊的工作场地卫生，没有火花，弧光；没有有害气体，摩擦焊的工作场地卫生，没有火花，弧光；没有有害气体，有利于环境保护，
7、适于设置在自动生产线上。有利于环境保护，适于设置在自动生产线上。1雷管；雷管；2炸药；炸药；3复板；复板；4基板；基板；5地面地面（2 2）爆炸焊）爆炸焊（3 3）超声波焊）超声波焊1发生器；发生器；2换能器；换能器；3聚能器；聚能器；4藕荷杆；藕荷杆；5上声极；上声极；6工件；工件；7下声极；下声极；A振幅分布振幅分布I发生器转换电源；发生器转换电源；F静电压；静电压；V1、V2振动方向振动方向仅适用于薄件，尤仅适用于薄件，尤其是微电子焊接其是微电子焊接（4 4）扩散焊）扩散焊 凹凸不平的初始接触凹凸不平的初始接触 第一阶段：变形和交界面的形第一阶段：变形和交界面的形成成第二阶段：晶界迁移和
8、微孔消除第二阶段：晶界迁移和微孔消除 第三阶段：体积扩散、微孔第三阶段：体积扩散、微孔消除消除 将两焊件紧密贴合，置于真空或保护气氛将两焊件紧密贴合，置于真空或保护气氛中加热，在一定温度和压力下保持一定时间，中加热，在一定温度和压力下保持一定时间，使接触面之间的原子相互扩散完成焊接使接触面之间的原子相互扩散完成焊接（5 5）旋弧焊）旋弧焊（6 6）气压焊）气压焊（7 7）高频焊）高频焊高频电流的邻近效应高频电流的邻近效应HF高频电源；高频电源；1工件；工件；2触头接触位置；触头接触位置； 3电流线路；电流线路；4邻近导体邻近导体长度较小零件的高频焊接长度较小零件的高频焊接HF高频电流高频电流F
9、压力压力型材及管材的高频焊接型材及管材的高频焊接 a） b） c） d） e）a）板条对接接头；）板条对接接头；b）板条）板条T型接头；型接头；c）管坯纵缝对接（接触焊）；）管坯纵缝对接（接触焊）； d）管坯纵缝对接（感应焊）；）管坯纵缝对接（感应焊）；e）管坯纵缝对接（碾压焊）管坯纵缝对接（碾压焊） HF高频电源；高频电源；IC感应圈；感应圈；T工件移动方向工件移动方向（8 8） 电阻焊电阻焊电阻焊机电阻焊机缝焊机油箱缝焊加工A A电阻焊原理电阻焊原理定义：利用电流通过焊件接头的接触面及邻近区域产生的定义：利用电流通过焊件接头的接触面及邻近区域产生的电阻能热电阻能热，将被焊金属加热到局部熔化
10、或达到高温塑性状态，将被焊金属加热到局部熔化或达到高温塑性状态，在外力的作用在外力的作用下下形成牢固的焊接接头的工艺过程，称为电阻焊。形成牢固的焊接接头的工艺过程，称为电阻焊。其原理公式是：其原理公式是：热能热能 = I= I2 2RtRtI I= = 焊接电流焊接电流R R= = 工件电阻工件电阻t t= = 焊接时间焊接时间电极电极电极电极材料材料电极电极电极电极材料材料良好焊接的能量分布良好焊接的能量分布 要想形成良好焊接和理想的的能量分布，焊接能量、焊接时间、焊接电要想形成良好焊接和理想的的能量分布，焊接能量、焊接时间、焊接电阻必须重点关注，其中焊接能量的输出和焊接时间取决于焊接电源参
11、数的阻必须重点关注，其中焊接能量的输出和焊接时间取决于焊接电源参数的设置，而焊接电阻重点取决于焊头的压力和所焊接的材质。那么焊接电流、设置，而焊接电阻重点取决于焊头的压力和所焊接的材质。那么焊接电流、焊接时间、焊接材料、焊接压力成为了好的焊接的四要素。焊接时间、焊接材料、焊接压力成为了好的焊接的四要素。电阻焊焊接四要素电阻焊焊接四要素焊接的四个要素：焊接材料、焊接电流、焊接压力、焊接时间。焊接的四个要素：焊接材料、焊接电流、焊接压力、焊接时间。 焊接材焊接材料料焊接电焊接电流流好的焊好的焊接接焊接压力焊接压力焊接时焊接时间间焊接电流的种类和适用范围焊接电流的种类和适用范围 A A、交流电、交流
12、电可以通过调幅使电流缓升、可以通过调幅使电流缓升、缓降，以达到预热和缓冷的目的，这对于铝合金焊缓降，以达到预热和缓冷的目的，这对于铝合金焊接十分有利。交流电还可以用于多脉冲点焊，即用接十分有利。交流电还可以用于多脉冲点焊，即用于两个或多个脉冲之间留有冷却时间，以控制加热于两个或多个脉冲之间留有冷却时间，以控制加热速度。这种方法主要应用于厚钢板的焊接。速度。这种方法主要应用于厚钢板的焊接。 B B、直流电、直流电主要用于需要大电流的场合，直主要用于需要大电流的场合，直流焊机大都三相电源供电，避免单相供电时三相负流焊机大都三相电源供电，避免单相供电时三相负载不平衡。载不平衡。电阻焊与电弧焊相比有如
13、下两个特征：电阻焊与电弧焊相比有如下两个特征：（1）热效率高）热效率高 电弧焊是借助外部集中热源，从外部向焊件传导热能；电弧焊是借助外部集中热源，从外部向焊件传导热能； 电阻焊是电阻热由高温区向低温区传导，属于内部热源。因电阻焊是电阻热由高温区向低温区传导，属于内部热源。因此，热能损失比较少，热效率比较高。此，热能损失比较少，热效率比较高。（2）焊缝致密）焊缝致密 一般电弧焊的焊缝是在常压下凝固结晶的；一般电弧焊的焊缝是在常压下凝固结晶的； 电阻焊的焊缝是在有外界压力的作用下凝固结晶的，具有锻电阻焊的焊缝是在有外界压力的作用下凝固结晶的，具有锻压的特征，属于压焊范畴，所以比较容易避免产生缩孔、
14、疏松压的特征，属于压焊范畴，所以比较容易避免产生缩孔、疏松和裂缝等缺陷，从而获得致密焊缝。和裂缝等缺陷，从而获得致密焊缝。B.B.电阻焊分类电阻焊分类点焊点焊 适用于搭接接头、气适用于搭接接头、气密性要求低，厚度在密性要求低，厚度在3mm3mm下下的冲压、轧制薄板构件的冲压、轧制薄板构件缝焊缝焊 搭接或对接接头，适搭接或对接接头，适用于密封性要求高的板金件，用于密封性要求高的板金件，厚度在厚度在0.1-2.5mm0.1-2.5mm，主要用，主要用于低压容器，如汽车、摩托于低压容器，如汽车、摩托车的油箱、气体静化器等的车的油箱、气体静化器等的焊接焊接凸焊凸焊 是点焊的一种是点焊的一种变形，主要适
15、变形，主要适用于焊接低碳用于焊接低碳钢和低合金钢钢和低合金钢的冲压件，厚的冲压件，厚度在度在0.5-4mm0.5-4mm 与点焊相比，与点焊相比，机械力作用较机械力作用较大，且可同时大，且可同时焊多个焊点焊多个焊点对焊对焊 适用于型材适用于型材的接长、闭合的接长、闭合零件拼口、异零件拼口、异种金属对焊、种金属对焊、部件组焊。电部件组焊。电阻对焊适宜于阻对焊适宜于D250mmD250mm2 2的金的金属型材，闪光属型材，闪光对焊主要用于对焊主要用于大截面。大截面。 对两块端面对两块端面形状有一定要形状有一定要求。求。 （1 1）电阻对焊）电阻对焊 先将工件夹紧并加压，然后先将工件夹紧并加压，然后
16、通电使接触面温度达到塑性温度通电使接触面温度达到塑性温度(950(9501000)1000)。在压力下塑变和。在压力下塑变和再结晶形成固态焊接接头（图再结晶形成固态焊接接头（图12-12-77a77a）。电阻对焊要求对接处焊前）。电阻对焊要求对接处焊前严格清理，所焊截面积较小，严格清理，所焊截面积较小，一般一般用于钢筋的对接焊。用于钢筋的对接焊。 （2 2）闪光对焊）闪光对焊 先通电，后接触，因个别点接触，个别点通过的电流密度很高，先通电，后接触，因个别点接触，个别点通过的电流密度很高，可使其瞬间熔化或汽化，形成液态过梁。由于过梁上存在电磁收缩可使其瞬间熔化或汽化，形成液态过梁。由于过梁上存在电磁收缩力和电磁引力及斥力而使过梁爆破飞出，形成闪光。闪光一方面排力和电磁引力及斥力而使过梁爆破飞出，形成闪光。闪光一方面排除了氧化物和杂质，另一方面使对口处的温度迅速升高。除了氧化物和杂质，另一方面使对口处的温度迅速升高。 闪光对焊主要闪光对焊主要用于钢轨、锚链、管子等的焊接，也可用于异用于钢轨、锚链、管子等的焊接，也可用于异种金属的焊接。种金属的焊接。因接头中无过热区和铸态组织，所以性能高。因接头中无过热区和铸态组织，所以性能高。C C、电阻焊优缺点、电阻焊优缺点（1 1）优点）优点（2 2）缺点：）缺点：（3 3）电阻焊应用前景：）电阻焊应用前景：
