压焊方法与设备教案.pptVIP

电阻焊原理及工艺 哈尔滨工业大学 现代焊接生产技术国家重点实验室 李冬青 绪论 电阻焊定义：焊件组合后，通过电极施加压力，利用电流流过焊接区所产生的电阻热加热工件，使要焊接部位达到局部熔化或高温塑性状态，通过热和机械力的联合作用完成连接的方法。 物理本质：利用焊接区金属本身的电阻热和大量塑性变形能量，使两个分离表面的金属原子之间接近到晶格距离，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。 分类： 1. 按接头形式和工艺特点分：点焊；缝焊；对焊。 2.按电流分:交流、直流、脉冲 优点： 1）接头质量高； 2）辅助工序少 3）不需要填充材料 4）生产效率高，易于实现自动化 缺点： 1）无损检验困难； 2）设备复杂，维修困难，一次性投资高。 焊接时间对接头力学性能的影响与焊接电流相似； C点以后，曲线并不立即下降，这是因为尽管熔核尺寸已达到饱和，但塑性环还可有一定扩大，再加之热源加热速率较缓和，因而一般不会发生喷溅； 焊接时间对接头塑性指标影响较大，尤其对承受动载或有脆性倾向的材料，较长的焊接时间将产生较大的不良影响。 软规范的特点 加热平稳，焊接质量对规范参数波动的敏感性低，焊点强度稳定； 温度场分布平缓、塑性区宽，在压力作用下易变形，可减少熔核内喷溅、缩孔和裂纹倾向； 对有淬硬倾向的材料，软规范可减小接头冷裂纹倾向，所用设备装机容量小、控制精度不高，因而较便宜。 但是，软规范易造成焊点压痕深、接头变形大、表面质量差，电极磨损快、生产效率低、能量损耗较大。 点焊时的分流 点焊分流的影响因素 焊点距的影响：连续点焊时，点距愈小，板材愈厚、边缘效应愈严重，分流愈大；如果所焊材料是导电性良好的轻合金，分流将更严重，为此必须加大点距。 焊件表面状态的影响：表面清理不良时，油污和氧化膜等使接触电阻增大，因而导致焊接区总电阻增加，分路电阻却相对减小，结果使分流增大。 焊接顺序的影响 电极(或二次回路)与工件的非焊接区相接触 单面点焊工艺特点的影响 分流的不良影响 使焊点强度降低 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 选择合理的焊点距 严格清理被焊工件表面 注意结构设计的合理性 连续点焊时，可适当提高焊接电流。 单面多点焊时，采用调幅焊接电流波形 不同材料及不同厚度板的点焊 点焊的主要问题 材料不同，其导热、导电性能差异有时较大；板厚不等，其热容量、导热距离亦有差异。以上两种不同情况下都会形成熔核偏移。 当熔核偏移严重时，可导致熔核仅位于一板内而使焊接失败，即使不太严重亦导致结合面上的熔核直径减小而影响强度性能。 解决问题的方法 采用不同直径或材料的电极，其目的是改变两板的散热条件来改变温度分布。 用温度分布远末接近平衡状态的硬规范，充分利用点焊前期对接触电阻的析热量，使之在尚未完全散失前即形成熔核。最典型的是电容放电点焊工艺。 薄板侧加工艺垫片，以减少电极对薄板的散热效果。这类工艺垫片一般为0.2-0.3mm的薄箔，热导率较小。如铜或铝合金点焊时采用不锈钢垫片．黄铜点焊时采用低碳钢垫片，金丝或金箔点焊时采用钼箔垫片。垫片熔点均高于焊件，当正确控制参数时。焊后垫片较易揭除。 解决问题的方法 在一个电极上附加发热回路，使两电极的温度不一．从而调整温度分布，这在仪表工业中焊接小型零件时常采用。 用帕尔帖效应使两电极工作面温度不等。帕尔帖效应是热电势现象的逆向现象。即当直流电按某特定方向通过异种材料接触面时，将产生附加的吸热或析热现象。所以这个效应仅在单向通电时有效。而且目前常用金属中仅铝与铜合金电极间，这个效应才较明显，具有实用价值。 采用电阻凸焊工艺 点焊时各种电流波形及其适应范围 工频交流电流波形 这种电源是电能由电网经开关进入单相焊接变压器降压后输给焊件。设备简单，因此使用最为广泛。其特点是电流每周有二次过零。虽简单的工频点焊机的电流幅值，用调节焊接变压器的变压比来进行有级调节(非同期有触点开关时)。因合闸时的过渡过程导致起始时的冲击电流可能很大，使电网负荷严重不平衡，故焊机容量不宜过大。对于容量大或要求调节精度高的场合，一般采用同期控制(或称同步控制)，这样在同一级内尚可用改变晶闸管导通角来进行热量调节，并可避免起始时的不正常冲击电流，还能精确控制通电时间为20ms(50Hz时)的整倍数。这种同期控制的焊机能满足常用厚度的各种钢材(碳钢、合金结构钢、不锈钢)、高温合金及镀层钢板的点焊。 低频电流波形 将电能由电网经复杂的变频电路变成20Hz，再降压至l0V之内输人焊件。因低频，二次回路的感抗极小，再加上三相输入，电网负荷平衡，故焊机容量大、电流峰值高，且具有缓馒上升、下降的特性。但设备昂贵，只有在工艺上需要缓慢上升、电流峰值大的场合(例铝合金点焊或厚钢板点焊时)采用。 二次整流 将电