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1、国际焊接学会授权的培训机构国际焊接学会授权的培训机构 哈尔滨焊接技术培训中心哈尔滨焊接技术培训中心 Harbin Welding Training Institute 国际焊接工程师培训课程国际焊接工程师培训课程Training Course for International Welding EngineerIIW Authorised Training Body电阻焊电阻焊 I II IWE-3/1.9 授课教师授课教师: :IIW Authorised Training Body主要内容一、电阻焊特点二、电阻焊分类三、电阻点焊技术IIW Authorised Training Body一
2、、电阻焊特点一、电阻焊特点概念概念 将被焊工件压紧于两电极之间，并通以焊接电流，利用流经工件接触面及临近区域产生的电阻热将其加热到熔化或塑性状态，使两个分离表面的金属原子形成金属键，在结合面上产生足够量的共同晶粒而得到焊点、焊缝或对接接头。 因此，适当的热机械（力）作用热机械（力）作用是获得电阻焊优质接头的基本条件。IIW Authorised Training Body电阻焊的优点电阻焊的优点 1）熔核形成时，形成塑性环，熔化金属与空气隔绝，冶金过程简单； 2）加热时间短、热量集中，故热影响区小； 3）不需要填充金属，焊接成本低； 4）操作简单，易于实现机械化和自动化； 5）生产效率高。电阻
3、焊的缺点电阻焊的缺点 1）目前缺乏可靠的无损检测方法； 2）增加构件的重量，且易形成应力集中处； 3）设备成本较高、维修较困难。IIW Authorised Training Body二、电阻焊分类二、电阻焊分类DIN1910第第5部分部分 电阻焊的名称、概念和分类方法电阻焊的名称、概念和分类方法点焊（点焊（21，RP）缝焊（缝焊（22，RR）凸焊（凸焊（23，RB）闪光对焊（闪光对焊（24，RA）压力对焊（压力对焊（25，RPS）IIW Authorised Training BodyIIW Authorised Training Body点焊点焊 、缝焊、缝焊 、凸焊、凸焊 、对焊、对焊基
4、本原理和应用基本原理和应用IIW Authorised Training Body 点焊是将焊件搭接并压紧在两个柱状电极之间，然后接通电流，焊件间接触面的电阻热使该点熔化形成熔核，同时熔核周围的金属也被加热产生塑性变形，形成一个塑性环，以防止周围气体对熔核的侵入和熔化金属的流失。断电后，在压力下凝固结晶，形成一个组织致密的焊点。1.电阻点焊（电阻点焊（21，RP）IIW Authorised Training Body 缝焊过程与点焊相似，只是用盘状滚动电极用盘状滚动电极代替了柱状电极代替了柱状电极。焊接时，转动的盘状电极压紧并带动焊件向前移动，配合断续通电，形成连续重叠的焊点，所以，其焊缝具
5、有良好的密封性。2.缝焊（缝焊（22，RR）IIW Authorised Training Body缝焊分类缝焊分类1） 按滚轮电极旋转（焊件移动）与焊接电流通过（通电）的机电配合方式可分： 连续缝焊连续缝焊 断续缝焊断续缝焊 步进缝焊步进缝焊IIW Authorised Training Body 断续缝焊断续缝焊 电极连续旋转、焊件等速移动，焊接电极连续旋转、焊件等速移动，焊接电流断续通过，每电流断续通过，每“通通断断”一次形成一一次形成一个焊点。个焊点。 焊接速度：焊接速度：0.54.5 m/min连续缝焊连续缝焊 电极连续旋转、焊件等速移动，焊接电极连续旋转、焊件等速移动，焊接电流连续
6、通过，每半个周波形成一个焊点电流连续通过，每半个周波形成一个焊点 焊接速度：焊接速度：1020 m/mi in 步进缝焊步进缝焊 电极断续旋转、焊件相应断续移动，电极断续旋转、焊件相应断续移动，焊接电流在电极与焊件静止时通过，每焊接电流在电极与焊件静止时通过，每“通通移移”一次形成一个焊点。一次形成一个焊点。 焊接速度：焊接速度：0.20.6 m/minIIW Authorised Training Body3）按一次形成的焊缝数焊缝数可分为：2）按使用焊接电流波形焊接电流波形将缝焊可分为：a 工频交流缝焊；工频交流缝焊；b 电容储能缝焊；电容储能缝焊；c 直流冲击波缝焊；直流冲击波缝焊；d
7、三相低频缝焊；三相低频缝焊；e 次级整流缝焊。次级整流缝焊。 a a 单缝缝焊；单缝缝焊； b b 双缝缝焊。双缝缝焊。IIW Authorised Training Body4）按工件供电的方向可分为： 单面缝焊、双面缝焊。单面缝焊、双面缝焊。IIW Authorised Training Body5）按缝焊工艺缝焊工艺可分为：垫箔缝焊、圆周缝焊、压垫箔缝焊、圆周缝焊、压平缝焊、铜线缝焊、周缘缝焊等。平缝焊、铜线缝焊、周缘缝焊等。IIW Authorised Training BodyIIW Authorised Training Body缝焊设备缝焊设备横向缝焊、纵向缝焊、滚盘可移动缝焊横
8、向缝焊、纵向缝焊、滚盘可移动缝焊IIW Authorised Training Body 凸焊的特点是在焊接处事先加工出一个或多个凸起点，这些凸起点在焊接时和另一被焊工件紧密接触。通电后，凸起点被加热，压塌后形成焊点。3.凸焊（凸焊（23，RB）IIW Authorised Training Body凸焊的特点凸焊的特点1）工件有凸点，有利于电流集中，克服了点焊时熔核偏移的缺点；2）凸点位置准确、尺寸一致，各点的强度比较均匀；3）电极面积大，电极磨损小；4）一次可焊很多点，生产率高；5）需要冲制凸点的附加工序；6）使用大的电极压力；7）多个焊点时，需要较大功率的焊机。IIW Authorise
9、d Training Body 焊接过程：焊接过程：工件在夹具中不紧密接触通电接触点受电阻热熔化及气化液态金属发生爆裂，产生火花与闪光顶锻、断电去压。 焊接质量较高，常用于焊接重要零件、同种和异种金属焊接、焊接直径大或小的焊件。4.闪光对焊（闪光对焊（24，RA）IIW Authorised Training Body 对焊时，两工件端面相接触，经过电阻加热和加压后沿整个接触面焊接起来。其焊接过程是：预压预压通电通电顶锻、断电顶锻、断电去压去压。 只适于焊接截面形状简单、直径小于20mm和强度要求不高的焊件。5.压力对焊（压力对焊（25，RPS）IIW Authorised Training
10、Body三、电阻点焊技术三、电阻点焊技术 点焊是一种高速，经济的连接方法。点焊时工件只在有限的接触面上，所谓“点”上被焊接起来，并形成扁球形的熔核。 点焊接头采用搭接形式。IIW Authorised Training Body1.点焊分类： 双面点焊、双面点焊、单面点焊、单点焊、多点焊单面点焊、单点焊、多点焊三板点焊三板点焊单点点焊单点点焊（1）双面点焊（）双面点焊（RPS）直接点焊）直接点焊双面双点焊双面双点焊带平衡器的双面点焊带平衡器的双面点焊IIW Authorised Training Body（2 2）单面点焊（单面点焊（RPE） 间接点焊间接点焊a) 使用高导电性底板的双点焊 b
11、) 多点焊c) 单面单点焊IIW Authorised Training Bodya. 工频点焊；工频点焊；b. 电容储能点焊；电容储能点焊；c. 直流冲击波点焊；直流冲击波点焊；d. 三相低频点焊；三相低频点焊；e. 次级整流点焊。次级整流点焊。（3）按一次形成的焊接电流波形焊接电流波形可分为：IIW Authorised Training Body 主要适用于焊接厚度4mm以下薄板结构和钢筋构件，可焊接不锈钢、钛合金和铝镁合金等，目前广泛应用于汽车、飞机等制造业。常焊材料板厚(/mm)接头形式焊缝空间位置焊件工作条件和特点备注低碳钢12搭接任意要求坚固焊缝1.最小厚度0.1mm2.厚度比一
12、般不超过3合金结构钢10不锈钢6耐热合金3铝合金3钛合金3 2.应用范围：应用范围：IIW Authorised Training Body 3.电阻点焊的焊接循环过程电阻点焊的焊接循环过程 点焊焊接循环过程是指完成一个焊点所包括的全部过程参数变化程序。 基本点焊焊接循环过程包括： 预压、焊接、维持和休止预压、焊接、维持和休止四个基本程序阶段，根据焊件材质及焊接结构要求在焊接循环中还可以增加预热、回火、锻压预热、回火、锻压等过程，构成复杂的焊接循环。IIW Authorised Training Body复杂电阻点焊焊接循环示意图1-加压程序；2-热量递增程序；3-预热程序；4-冷却1程序；5
13、-焊接程序；6-冷却2程序；7-回火程序；8-热量递减程序；9-维持程序；10-休止程序；I1-预热电流；I2=Iw 焊接电流；I3-回火后电流；Fw-焊接压力；Fpr-预压力；Ff0-锻压压力 IIW Authorised Training Body加压焊接休止维持IIW Authorised Training Body 4.电阻点焊的电阻分布电阻点焊的电阻分布REL电极电阻 RB 工件电阻REB工件与电极接触电阻RBB工件与工件接触电阻IIW Authorised Training Body 接触电阻的影响主要因素：接触电阻的影响主要因素： 1）表面状态 清理方法、加工表面的粗糙度及焊前存
14、放时间都会影响焊件的表面状态，因而获得很大差别的接触电阻值。 点焊时，焊接区的总电阻R，由工件间接触电阻RBB、电极与工件间接触电阻2REB以及工件本身的内部电阻2RB共同构成，即 RRBB+2REB+2RB。IIW Authorised Training Body 2）电极压力 电极压力的大小直接影响到焊接接触面的导电面积及接触电阻的大小 IIW Authorised Training Body 3）加热温度 加热时电阻的分布加热时电阻的分布动态电阻分布动态电阻分布IIW Authorised Training Body 5.电阻点焊的热源电阻点焊的热源 电阻点焊的热源是电流通过焊接区域产生
15、的电阻热。根据焦耳定律，焊接区域析出的热量Q为： Q=IW2Rtw 式中 IW焊接电流方均根值的平均值（A）； R 焊接区平均总电阻（）； tw 焊接时间（s）。IIW Authorised Training Body热量的分布热量的分布IIW Authorised Training BodyIIW Authorised Training Body 6.电阻点焊的工艺参数电阻点焊的工艺参数 点焊工艺参数选择的主要过程是：一是根据具体材料、板厚选择相应的工艺参数如电极工作端面直径、电极压力、焊接电流、焊接时间等；二是检查设备是否满足设备条件；三是进行点焊接头质量检测，以检验是否满足使用要求。强规
16、范强规范（大电流，短时间）（大电流，短时间）弱规范（小电流，长时间）弱规范（小电流，长时间） 1）焊接电流）焊接电流 ；2）焊接时间；）焊接时间；3）电极压力；）电极压力；4）电极端部特征）电极端部特征IIW Authorised Training Body碳钢电阻焊控制参数IIW Authorised Training BodyIIW Authorised Training Body电阻点焊的电极电阻点焊的电极 1) 电极的主要功能：电极的主要功能： 向工件传导电流； 向工件传递压力； 迅速导散焊接区的热量。 2）电极结构）电极结构IIW Authorised Training BodyII
17、W Authorised Training BodyIIW Authorised Training Body3类：导电率低于1类和2类、硬度高于2类的铜及铜合金。 适用于不锈钢、高温合金等。1类：高导电率、中等硬度的铜及铜合金。 适用于焊铝及铝合金，镀层钢板的电极。2类：具有较高的导电率、硬度高于1类的铜及铜合金。 应用最广泛，焊低碳钢、低合金钢、不锈 钢、 高温合金、导电率低的铜合金、镀层钢等。电极分类电极分类IIW Authorised Training Body不同电极材料的工作温度与硬度之间关系不同电极材料的热强度 IIW Authorised Training Body不同材料的电极
18、的导电系数IIW Authorised Training Body 7.电阻焊的缺欠电阻焊的缺欠熔核、焊缝尺寸缺欠：熔核、焊缝尺寸缺欠：未焊透或熔核尺寸小、焊透率过大、重迭量不够（缝焊）。内部缺欠：内部缺欠：裂纹、缩松、缩孔，核心偏移，结合线伸入，板缝间有金属溢出（内部喷溅），脆性接头，熔核成分宏观偏析（旋流），环形层状花纹（洋葱环），气孔，胡须。外部缺陷：外部缺陷：焊点压痕过深及表面过热，表面局部烧穿、溢出、表面喷溅，表面压痕形状及波纹度不均匀（缝焊），焊点表面环形裂纹，焊点表面粘损，焊点表面发黑、包覆层破坏，接头边缘压溃或开裂，焊点脱开。IIW Authorised Training Bo
19、dy 8.电阻点焊的质量影响因素电阻点焊的质量影响因素电极压力的影响；焊接电流的影响；电流密度的影响；焊接时间的影响；电极形状及材料性能的影响；焊件表面质量问题 氧化物、污垢、油和其他杂质增大了接触电阻局部的导通，由于电流密度过大，则会产生飞溅和表面烧损。氧化物层的不均匀还会影响各个焊点加热的不一致，引起焊接质量的波动。 IIW Authorised Training Body 点焊的分流问题点焊的分流问题 1）焊点距的影响：）焊点距的影响： 连续点焊时，点距越小，板材越厚，分流越大。如果所焊材料是导电性良好的轻合金，分流更严重。IIW Authorised Training Body 2）焊
20、接顺序的影响）焊接顺序的影响 已焊点分布在两侧时，两侧分流比仅在一侧是分流要大。焊接顺序对分流的影响 （分流率cba） IIW Authorised Training Body3）焊件表面状态的影响）焊件表面状态的影响 表面处理不良时，油污和氧化膜使接触电阻增大，因而导致焊接区总电阻增大，分路电阻相对减小，结果使分流增大。4）电极与工件的非焊接区相接触）电极与工件的非焊接区相接触 引起分流有时不仅很大，而且易烧坏工件。IIW Authorised Training Body5）焊件装配不良或装配过紧）焊件装配不良或装配过紧 由于非焊接部位的过分紧密接触引起较大分流。6）单面点焊工艺特点的影响）
21、单面点焊工艺特点的影响 当两焊件为相同板厚时，因分路阻抗小于焊接阻抗，此时分流将大于焊接处通过的电流。7）不同厚度单面点焊焊件位置的影响。）不同厚度单面点焊焊件位置的影响。IIW Authorised Training Body 分流的不良影响分流的不良影响 1）焊点强度降低）焊点强度降低 2）单面点焊产生局部接触表面过热和喷溅）单面点焊产生局部接触表面过热和喷溅 消除和减少分流的措施消除和减少分流的措施 1）选择合理的焊点距）选择合理的焊点距 2）严格清理被焊工件表面）严格清理被焊工件表面 3）注意结构设计的合理性）注意结构设计的合理性 4）对开敞性的焊件，应采用专用电极和电极握杆）对开敞性
22、的焊件，应采用专用电极和电极握杆 5）连续点焊时，可适当提高焊接电流。对于不锈钢和）连续点焊时，可适当提高焊接电流。对于不锈钢和 耐热合金增大耐热合金增大510；对于铝合金增大；对于铝合金增大1020 6）单面多点焊时，采用调幅焊接电流波形）单面多点焊时，采用调幅焊接电流波形 IIW Authorised Training Body点焊过程中感应电阻对焊接电流的影响点焊过程中感应电阻对焊接电流的影响IIW Authorised Training Body不同厚度和不同材料的点焊不同厚度和不同材料的点焊 易产生的缺陷： 熔核偏移熔核偏移偏移的原因： 在加热过程中两焊件析热和散热均不相等所致。在加
23、热过程中两焊件析热和散热均不相等所致。克服熔核偏移的措施： 1）采用硬规范：）采用硬规范：由于焊接时间短使热量损失下降，散热的影响相对减小，均对纠正熔核偏移现象有利。 2）附加工艺垫片：）附加工艺垫片：在薄件（或导电、导热性好的焊件）上附加工艺垫片。IIW Authorised Training Body3）采用不同的电极）采用不同的电极 a)采用不同直径的电极采用不同直径的电极 薄件（或导电、导热性好的焊件）那面采用小直径电极，以增大电流密度，减少热损失；而厚件（或导电、导热性差的焊件）那面则选用大直径电极。b)采用不同材料的电极采用不同材料的电极 由于上、下电极材料不同，散热程度不相同。导
24、热性好的材料放于厚件（或导电、导热性差的焊件）那面使其热量损失加大。c)使用特殊电极使用特殊电极 在电极头部加不锈钢环、黄铜套或采用尖锥状电极头均可使焊接电流向中间集中。IIW Authorised Training Body9 9金金属属焊焊接接性性及及典典型型材材料料的的焊焊接接金金属属的的焊焊接接性性IIW Authorised Training BodyIIW Authorised Training Body典型材料的点焊性能典型材料的点焊性能 碳钢碳钢 C0.15% 焊接性非常好，可调节参数具有很大的调节范围焊接性非常好，可调节参数具有很大的调节范围 焊点直径：焊点直径：5.5t1/
25、2 电极压力：电极压力：2000 tN 焊接时间：焊接时间：8 t周波周波 焊接电流：焊接电流：9.5t1/2KA 抗剪强度：抗剪强度：6000 tN 注：注：t板厚板厚 碳钢碳钢 C0.15% 焊接性好，但由于碳含量的增大，易产生过热及裂焊接性好，但由于碳含量的增大，易产生过热及裂纹倾向。因此，常用慢速加热，冷却或加脉冲的方法焊纹倾向。因此，常用慢速加热，冷却或加脉冲的方法焊接。接。IIW Authorised Training Body焊接时注意的问题焊接时注意的问题 电极易与镀层粘附，缩短电极使用寿命。电极易与镀层粘附，缩短电极使用寿命。 镀层金属的熔点比低碳钢低，加热时先融镀层金属的熔
26、点比低碳钢低，加热时先融 化的镀化的镀层金属使两板之间的接触面扩大，电流密度减小，因此层金属使两板之间的接触面扩大，电流密度减小，因此焊接电流密度比无镀层时大。焊接电流密度比无镀层时大。 电极压力应比无镀层时大。电极压力应比无镀层时大。 镀层钢板的点焊镀层钢板的点焊 主要有镀锌板、镀铅板、镀铝板和镀锡板等。生产中常遇到的是镀锌板和镀锌零件的电阻点焊，镀锌层厚度一般在20m以下。 电极：推荐2类，内外强水冷却；也可用1类。 形状：锥形，锥角120-140IIW Authorised Training Body 不锈钢的点焊不锈钢的点焊奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢：奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢： 由于
27、电阻率高、导热性差、热敏感性强，可采用较小的焊接电流、较短的焊接时间和较大的电极压力。马氏体不锈钢：马氏体不锈钢： 由于有淬火倾向，可用较小焊接电流、较长焊接时间。 铝合金的点焊铝合金的点焊 电导率和热导热率较高，必须采用较大的焊接电流和较短的焊接时间。 塑性温度范围窄线膨胀系数大，必须采用较大的电极压力，电极随动性要好。 工件表面易生成氧化膜，焊前必须严格清理。IIW Authorised Training Body小小 结结一、电阻焊的特点一、电阻焊的特点 电阻焊的概念以及其优缺点电阻焊的概念以及其优缺点二、电阻焊的分类（按照二、电阻焊的分类（按照DIN1910） 电阻点焊，电阻缝焊，电阻
28、凸焊，电阻对焊以及闪光电阻点焊，电阻缝焊，电阻凸焊，电阻对焊以及闪光对焊的工作原理和相关应用；对焊的工作原理和相关应用；三电阻点焊技术部分，三电阻点焊技术部分， 点焊的具体分类、应用范围、点焊的焊接循环过程、点焊的具体分类、应用范围、点焊的焊接循环过程、点焊的电阻分布及其热源、点焊的工艺参数（焊接电流，点焊的电阻分布及其热源、点焊的工艺参数（焊接电流，焊接时间，电极压力等）、电极的分类，结构形式及其工焊接时间，电极压力等）、电极的分类，结构形式及其工作原理、点焊成形的缺欠、影响点焊质量的因素以及避免作原理、点焊成形的缺欠、影响点焊质量的因素以及避免措施、部分材料的焊接性能以及典型材料的点焊性能。措施、部分材料的焊接性能以及典型材料的点焊性能。
