点焊原理与质量控制简介.xlsVIP

焊接缺陷 强度影响 电流计算 条件设定 点焊分流 基本过程 热量损耗 生成焊核 注：c为材料比热容，ρ为焊件材料密度，Tm为材料的熔点 注：K4为温度分布修正系数，c为焊件材料比热容，ρ为材料密度，Tm为材料的熔点 注：K3为电极的形状系数，ce为电极材料比热容，ρe为电极材料密度，Tm为材料的熔点 电阻焊-影响强度的焊接条件 焊接电流 焊接压力 通电时间 工件表面状况 电流波形 电极端部形状及尺寸 焊接质量 焊接电流影响： 1）电流偏小，热源强度不足以形成熔核或忙于甚小，是造成爆焊的主要原因 2）电流过大时会导致焊点过热，喷溅，压痕过深，焊接穿孔，从而削弱焊接强度，造成焊接不良； 范围：数万安培以内 加压力的影响： 1）压力偏小，变形程度不足而失压，产生喷溅 2）压力过大，焊接区接触面过大，总电阻和电流密度显著降低，熔核尺寸下降，甚至造成未焊透 范围：数千牛顿以内 通电时间的影响： 1）通电时间过短，产生热量过少，熔核尺寸下降，强度下降 工作表面状况的影响： 表面有氧化物、污垢等杂质，增大了接触电阻，有时使电流不能通过，局部导通使电流密度过大，会产生喷溅和表面烧损，引起焊接质量波动。 电极端部的影响： 1）电极端面太大，电流密度降低，散热效果增强，加热程度减弱，熔核尺寸减小，承载能力减弱 2）电极端面太小，电流密度过高，可能导致过烧。同时使焊核直径偏小，达不到要求。 电极端面直径一般为2δ＋3mm （δ为板厚） 电流波形影响比较复杂 主要有 1）交流低频，交流工频，交流高频 2）直流 3）脉冲 焊点强度 焊核直径 d=2δ+3 焊透率 A=30~70% A=h/δx100% 焊点组织 d δ h 电阻焊-焊接电流的计算 假设焊接厚2δ=(1+1)mm的低碳钢板，焊接时间为t=0.3秒，电极与焊件接触面直径d0=6.5mm，熔核直径d=6.0mm： R—焊接区总电阻的平均值 R=K·2Rw=K·K1·K2(ρ1+ρ2)·δ /（πd02 / 4） =42.22x10-6(Ω) Q1—用于加热高为2δ而底面直径为d的金属柱加热到Tm消耗的热量 Q1=（πd2 / 4）·2δ·c·ρ·Tm =313.65(J) Q2—消耗于电极的热量 Q2=2K3·（πd2 / 4）·x3·ce·ρe·Tm/8 =880.23(J) Q3—把熔核周围虚拟宽为x2而高为2δ的金属环加热到平均温度所消耗的热量 Q3=K4πx2(d+x2) · 2δ·c·ρ ·Tm/4 =579.62(J) I—所需电流有效值 I=(Q/RT)1/2=[(Q1+Q2+Q3)/Rt]1/2 =11,833(A) d 2δ Q2 Q1 x2 Q3 电阻焊-熔核产生的热量基础 在焊接两个厚度不同的零件时,较厚工件析出的热量大于较薄件(Rb1Rb2),焊接条件应由薄的焊件决定，然后将电流稍微增大。 工件A 工件B RK1 RK2 Rew1 Rew2 Rc Rb1 Rb2 111 Rb1 Rew1 Rc Rb2 Rew2 + - 等效电路图 电流通过焊接区时析出的总热量 Q总=Q1+Q2 Q1=Rew1+Rew2+Rc 接触电阻析热 占5~10% Q2=Rb1+Rb2 内部电阻析热 占90~95% 可见Q1所占比例不大,Q2是形成熔核的热量基础 工件的电阻大小对熔核形成起决定性的作用 若两钢板的厚度之比大于3时，可将与厚板接触的电极直径加大，以加强厚板的散热,焊核形成时向薄板方向偏移。 三层板焊接时，中间板厚，焊接条件由薄板决定，电流适当增大； Qb1=I2Rb1t Rb2Rb1→Qb2Qb1 QQ Q Q 电阻焊-厚度不同时的焊接 三层板焊接时,中间板薄，因薄件远离电极, 散热缓慢, 故焊接条件由厚件决定，电流适当减小。 电阻焊-熔核偏移的原因 Q Q Qb2=I2Rb2t Qb1=I2Rb1t Qb2=I2Rb2t Qb1=I2Rb1t Qb2=I2Rb2t 焊接时由于两焊件的析热量和散热速度不同焊核自然向析热量大, 散热速度较慢的工件偏移 而厚板电阻大, 析热中心离电极表面较远散热缓慢 故通常焊核偏向厚板一方 Qb2Qb1 QQ 电阻焊-点焊时的分流 1）焊点距的影响 连续点焊时, 点距越小,板厚越大,分流将越严重。 分流的定义即点焊时从焊接区外流过的电流 e 2）焊接顺序的影响 已焊点分布在两侧时，分流比仅在一侧时要大 3）焊件表面状态的影响 油污和氧化膜增大焊接区总电阻，而使分路电阻相对减小，增大分流 RC Rew1 Rew2 4）电极与非焊接区相碰 不仅引起强烈的分流，而且可能烧坏工件 5）焊件装配不良或装配