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LF21防锈铝电阻焊接工艺及接头性能研究

1.绪论

1.1序言

1.2铝合金

1.2.1铝合金的概况

电阻焊属于电阻热的焊接。它是运用电流通过工件及焊接接触面间所产生的电阻热，将焊件加热至塑性或局部熔化状态，再施加压力形成焊接接头的焊接措施。

电阻焊分为点焊、缝焊和对焊3种形式。

（1）点焊：将焊件压紧在两个柱状电极之间，通电加热，使焊件在接触处熔化形成熔核，然后断电，并在压力下凝固结晶，形成组织致密的焊点。

点焊合用于焊接4mm如下的薄板(搭接)和钢筋，广泛用于汽车、飞机、电子、仪表和平常生活用品的生产。

（2）缝焊：缝焊与点焊相似，所不一样的是用旋转的盘状电极替代柱状电极。叠合的工件在圆盘间受压通电，并随圆盘的转动而送进，形成持续焊缝。

缝焊合适于焊接厚度在3mm如下的薄板搭接，重要应用于生产密封性容器和管道等。

（3）对焊：根据焊接工艺过程不一样，对焊可分为电阻对焊和闪光对焊。

1）电阻对焊焊接过程是先施加顶锻压力(10～15MPa)，使工件接头紧密接触，通电加热至塑性状态，然后施加顶锻压力(30～50MPa)，同步断电，使焊件接触处在压力下产生塑性变形而焊合。

电阻对焊操作简便，接头外形光滑，但对焊件端面加工和清理规定较高，否则会导致接触面加热不均匀，产生氧化物夹杂、焊不透等缺陷，影响焊接质量。因此，电阻对焊一般只用于焊接直径不不小于20mm、截面简朴和受力不大的工件。

2）闪光对焊焊接过程是先通电，再使两焊件轻微接触，由于焊件表面不平，使接触点通过的电流密度很大，金属迅速熔化、气化、爆破，飞溅出火花，导致闪光现象。继续移动焊件，产生新的接触点，闪光现象不停发生，待两焊件端面所有熔化时，迅速加压，随即断电并继续加压，使焊件焊合。

闪光对焊的接头质量好，对接头表面的焊前清理规定不高。常用于焊接受力较大的重要工件。闪光对焊不仅能焊接同种金属，也能焊接铝钢、铝铜等异种金属，可以焊接0.01mm的金属丝，也可以焊接直径500mm的管子及截面为20000mm2的板材。

防锈铝

防锈铝：重要是Al-Mn系及Al-Mg系合金。因其时效强化效果不明显，因此不适宜热处理强化，但可以通过加工硬化来提高强度及硬度。此类合金重要性能特点是具有优良的抗蚀性，故称为防锈铝。

铝镁合金尚有铝锰合金统称为防锈铝，由于两者中间的合金成分均有增长他们防腐性能，铝锰合金代表是3003，3004，3105，第一种使用比较广泛，第二种一般使用在易拉罐体上面，后一种是电线以及其他的导电性规定比较高的上面使用，铝镁合金根据镁合金的含量的高下依次为500552525251505050525754508350565086等等，分别使用在某些防腐性能尚有强度规定比较高的行业，例如造船，容器尚有地铁高速列车

铝合金的焊接措施

几乎多种焊接措施都可以用于焊接铝及铝合金，但铝及铝合金对多种焊接措施的适应性不一样，多种焊接措施有其各自的应用场所。气焊和焊条电弧焊措施，设备简朴，操作以便。气焊可用于焊接质量规定不高的铝薄板及铸件的补焊。焊条电弧焊可用于铝合金铸件的补焊。惰性气体保护焊（TIG和MIG）措施是应用最广泛的铝及铝合金的焊接措施。铝及铝合金薄板可采用钨极交流氩弧焊或钨极脉冲氩弧焊。铝及铝合金厚板可采用钨极氦弧焊、氩氦混合钨极气体保护焊，熔化极气体保护焊，脉冲熔化极气体保护焊。

电阻焊

1.4.1电阻焊基本原理

焊接热的产生及影响产热的原因点焊时产生的热量由下式决定：

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电阻焊基本原理

Q=I″Rt(6-1）

式中Q——产生的热量(J)

I″——焊接电流(A)的平方

R——电极间电阻(Ω)

t——焊接时间(s）

1.电阻R及影响R的原因式（6-1）中的电极间电阻包括工件自身电阻R。，两工件间接触电阻R},电极与工作间接触电

阻R

点焊时的电阻

R=2Rw,-l-Rc-I-2Rm(6-2)分布和电流线

当工件和电极已定期，工件的电阻取决于它的电阻率。因此，电阻率是被焊材料的重要性能。电阻率高的金属其导热性差（如不锈钢），电阻率低的金属其导热性好（如铝合金）。因此，点焊不锈钢时产热易而散热难，点焊铝合金时产热难而散热易。点焊时，前者可以用较小电流（几千安培），后者就必须用很大电流（几万安培）。

1.4.2电阻焊的重要方式及影响原因

电阻焊措施重要有四种，即点焊、缝焊、凸焊、对焊

点焊（SpotWelding）

点焊是将焊件装配成搭接接头，并压紧在两柱状电极之间，运用电阻热熔化母材金属，形成焊点的电阻焊措施。点焊重要用于薄板焊接。

点焊的工艺过程：