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1、電 阻 焊,現(xiàn)實(shí)世界里我們看到了什么？,!豐富多彩的物質(zhì)世界！,焊工 VS “裁縫”,我們可以使用的物品絕大多數(shù)都是加工后；最簡(jiǎn)單或最典型的加工就是去除和組合；常見(jiàn)的組合加工包括：定位、夾緊、連接；四大類連接方法：螺栓連接、鉚接、粘接、焊接。,我們?nèi)绾畏謩e一個(gè)接頭是何種方法連接的呢？,或者說(shuō)什么叫焊接？,,,焊接：,通過(guò)加壓、加熱或兩者并用；用或不用填充材料；使金屬間達(dá)到原子結(jié)合的一種加工工藝方法。,實(shí)現(xiàn)焊接的方法

2、實(shí)現(xiàn)焊接的輔助手段*焊接的物理本質(zhì)*,,,,焊接分類（族系法）,電阻焊,概念： 電阻焊是將被焊工件壓緊于兩電極之間,并通以電流,利用電流流經(jīng)工件接觸面及鄰近區(qū)域產(chǎn)生的電阻熱將其加熱到熔化或塑性狀態(tài),使之形成金屬結(jié)合的一種方法。,電阻焊的分類之一,點(diǎn)焊縫焊凸焊對(duì)焊,按焊接接頭的不同分類：,焊接電流的通電方式：,電阻焊的分類之二,點(diǎn)焊,點(diǎn)焊時(shí),工件只在有限的接觸面上,即所謂”點(diǎn)”上被焊接起來(lái),并形成扁球形的熔核.點(diǎn)焊又可以

3、分為單點(diǎn)焊和多點(diǎn)焊,多點(diǎn)焊時(shí),使用兩對(duì)以上的電極,在同一工序內(nèi)形成多個(gè)熔核.,縫焊,縫焊類似點(diǎn)焊,縫焊時(shí),工件在兩個(gè)旋轉(zhuǎn)的滾輪電極間通過(guò)以后,形成一條焊點(diǎn)前后搭接的連續(xù)焊縫,凸焊,凸焊是點(diǎn)的一種變形.在一個(gè)工件上有預(yù)制的凸點(diǎn).凸焊時(shí),一次可在接頭處形成一個(gè)或多個(gè)熔核,對(duì)焊,對(duì)焊時(shí),兩工件端面相接觸,經(jīng)過(guò)電阻加熱和加壓沿整個(gè)接觸面被焊接起來(lái)。,電阻焊優(yōu)點(diǎn),熔核形成時(shí),始終被塑性環(huán)包圍,熔化金屬與空氣隔絕,冶金過(guò)程簡(jiǎn)單.加熱時(shí)間短,熱量集

4、中,故熱影響區(qū)小,變形與應(yīng)力也小,通常在焊后不必安排校正和熱處理工序.不需要焊絲,焊條,等填充金屬,以及氧,乙炔,氬氣等焊接材料,焊接成本低.操作簡(jiǎn)單,易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化,改善了勞動(dòng)條件.生產(chǎn)率高,且無(wú)噪音及有害氣體,在大批量生產(chǎn)中,可以和其他制造工序一起編到組裝線上,但閃光對(duì)焊因有火花噴濺,需要隔離.,電阻焊缺點(diǎn),目前還缺乏可靠的無(wú)損檢測(cè)方法,焊接質(zhì)量只能靠邊工藝試樣和工件的破壞性試驗(yàn)來(lái)檢查,以及靠各種監(jiān)控技術(shù)來(lái)保證.縫焊

5、的搭接接頭不僅增加了構(gòu)件的重量,且因在兩板間熔核周圍形成尖角,致使接頭的抗拉強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度均較低.設(shè)備功率大,機(jī)械化,自動(dòng)化程度較高,使設(shè)備成本較高,維修較困難,并且常用的大功率單相交流焊機(jī)不利于電網(wǎng)的正常運(yùn)行,應(yīng)用前景,隨著航空,航天,電子,汽車,家用電器等工業(yè)的發(fā)展,電阻焊越來(lái)越受到社會(huì)的重視,同時(shí),對(duì)電阻焊的質(zhì)量也提出了更高的要求.可喜的是, 我國(guó)微電子技術(shù)的發(fā)展和大功率晶閘管,整流管的開(kāi)發(fā),給電阻焊技術(shù)的提高提供了條件.目前我

6、國(guó)已生產(chǎn)了性能優(yōu)良的二次整流焊機(jī),由于集成元件和微型計(jì)算機(jī)制成的控制箱已用于新焊機(jī)的配套和老焊機(jī)的改造.恒流,動(dòng)態(tài)電阻,熱膨脹等先進(jìn)的閉環(huán)監(jiān)控技術(shù)和點(diǎn)焊機(jī)器人已在生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。這一切都將有利于提高電阻焊質(zhì)量和自動(dòng)化程度,并擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域.,電流的三種效應(yīng)及作用,電流的化學(xué)效應(yīng)：化學(xué)鍍等電流的磁效應(yīng)：電磁鐵等電流的熱效應(yīng)：電爐等，電阻焊就是利用電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的電阻熱加熱待焊部位至局部熔化或塑性狀態(tài)的。,電阻焊基本原理,純

7、電阻電路的產(chǎn)熱是：Q=I2Rt電阻焊接過(guò)程中的電阻可分為七部分。R1：上電極本身電阻R2：上電極本與上工件之間的接觸電阻R3：上工件本身電阻R4：上工件與下工件間接觸電阻R5：下工件本身電阻R6：下工件與下電極之間接觸電阻R7：下電極本身電阻,,,,,,,,,,,,,,,7部分電阻對(duì)焊接過(guò)程的影響(貢獻(xiàn)或危害),7部份電阻串聯(lián)，各部分通過(guò)的電流是相同的(即焊接電流)。Q=I2Rt；7部份電阻都會(huì)產(chǎn)熱。,電阻大小的影響因

8、素（電阻大小調(diào)節(jié)）,R=ρL/Sρ：材料電阻率的大小。選銅合金做電極的原因另外材料的電阻率與溫度有關(guān)，通常溫度越高電阻率越高。Ｌ：通電導(dǎo)體的長(zhǎng)度。導(dǎo)電回路不宜過(guò)長(zhǎng)的原因Ｓ：導(dǎo)體的截面積。電極不應(yīng)過(guò)小，電極與工件接觸不應(yīng)過(guò)小，電極端部不應(yīng)過(guò)大及焊點(diǎn)不應(yīng)過(guò)近。,影響截面積(特別是接觸處)大小的因素,Ｓ的大小與下列因素有關(guān)：上下電極間壓力。壓力越大，接觸截現(xiàn)越大。材料材質(zhì)越軟，在相同壓力下，接觸截面越大；材料的抗壓強(qiáng)度與

9、溫度有關(guān)，通常溫度越高抗壓強(qiáng)度越小在同樣壓力下接觸截面越大。接觸部位表面狀況，如表順清潔程度，表面粗糙度等。通常表面越光越干凈接觸電阻越小。,電極壓力材料性質(zhì)，硬度表面狀況，導(dǎo)電性低的氧化物和臟物溫度,,,,,,接觸電阻,,預(yù)壓對(duì)電流的影響（電流過(guò)接觸點(diǎn)的情況）,隨著電流的熱作用，接觸點(diǎn)處溫度升高，軟化接觸截面增大。在整個(gè)焊接過(guò)程中焊接處電阻呈先上升后下降變化，如右圖。,,,焊件內(nèi)部電阻：焊接熱源,點(diǎn)焊時(shí)的電力線分頁(yè)

10、 焊接過(guò)程中焊件內(nèi)部電阻的變化曲線,,小結(jié)：接觸電阻的作用,焊件與電極間的接觸電阻對(duì)焊接是不利的，會(huì)降低電極壽命，甚至使電極和焊件表面燒壞。在工件間則有一定的作用預(yù)熱，但在焊接過(guò)程中變化很大，通常都應(yīng)控制（不宜太大）。*正是由于電阻熱的作用使待焊部位金屬溫度升高到熔化或局部熔化狀態(tài)，在壓力下結(jié)晶形成一體接頭以實(shí)現(xiàn)電阻焊接過(guò)程程*,電阻焊時(shí)的分流現(xiàn)象,會(huì)導(dǎo)致焊接區(qū)電流減小，造成焊點(diǎn)強(qiáng)度不足；,在可能導(dǎo)致電極與工件

11、處具有最大的電流密度引起燒穿及飛濺。,,,,影響分流的因素,焊件厚度和焊點(diǎn)間距；焊件層數(shù)；焊件表面狀況。,分流與焊件厚度、點(diǎn)距的關(guān)系,電阻焊時(shí)的加熱過(guò)程,I2Rt=Q有效+Q損失 Q有效= I2Rt-Q損失,電阻焊質(zhì)量的好壞最終取決于Q有效，也就是我們關(guān)注產(chǎn)熱的同時(shí)還應(yīng)關(guān)注散熱。*Q有效取決于焊件厚度、焊點(diǎn)直徑及焊件金屬的密度和比熱容*,,常用材料的電阻焊參數(shù)選定思路,具有高導(dǎo)電率和低熱導(dǎo)率的材料：不銹鋼、鈦等;具有中等導(dǎo)電率和

12、熱導(dǎo)率的材料：黃銅等;具有低導(dǎo)電率和高熱導(dǎo)率的材料：鋁合金等,小電流，較長(zhǎng)時(shí)間適中的焊接電流和焊接時(shí)間大電流和較短時(shí)間,,低碳鋼和低合金鋼常溫屬性屬二類，但隨著溫度的升高性能將變化故歸一類,電阻焊設(shè)備,上、下電極；電源；電流控制系統(tǒng)；加壓機(jī)構(gòu)（系統(tǒng)）；輔助夾持（送料）機(jī)構(gòu)。,電極作用及要求,作用：傳導(dǎo)電流傳遞壓力傳導(dǎo)焊件表面熱量……要求：導(dǎo)電性良好強(qiáng)度好，特別是熱強(qiáng)性和熱穩(wěn)定性導(dǎo)熱性良好。*電極質(zhì)量將直接影

13、響焊接過(guò)程、生產(chǎn)率和焊接質(zhì)量*,電極的分類與應(yīng)用,一類電極材料：高導(dǎo)電率和中硬度的銅及銅合金二類電極材料：具有較高電導(dǎo)率，硬度高一類電極合金三類電極材料：電導(dǎo)率低于一、二類電極材料，具有更高的力學(xué)性能，耐磨性好，軟化溫度高，但電導(dǎo)率低,,鋁及鋁合金、鍍層鋼板低碳鋼、低合金鋼高溫、高強(qiáng)度材料,純銅鉻銅鈹鈮銅,,,,電極的使用維護(hù),工作表面直徑增大工作表面被加熱，電阻增大工作表面被焊件污染,焊接過(guò)程的進(jìn)行,,,修磨電極,

14、為減少修磨，應(yīng)如何選擇（如何提高電極壽命）：,具有高導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，使電極在焊接過(guò)程中發(fā)熱最??；必須具有很高的硬度，特別是在高溫下仍應(yīng)保持較高的硬度，即具有高的結(jié)晶溫度；不應(yīng)與焊件金屬形成合金；電極材料在焊接過(guò)程中應(yīng)不易被氧化。,,電極形狀和尺寸—點(diǎn)焊電極,平面 球面 弧面,經(jīng)驗(yàn)公式:d=2t+3~5,電極傾斜的影響(球面電極和平面電極的對(duì)比),平面電極

15、 球面電極,特殊形狀電極點(diǎn)焊,c) d) f),電極形狀和尺寸—縫焊電極,滾輪,電極的固定及冷卻,錐體配合 螺絲配合 外套螺母固定,電導(dǎo)率硬度使用壽命,電極冷卻,,,,,,,電極的清理和修整,電阻焊接電源分類,單相工頻交流焊機(jī)次級(jí)整流焊三相低頻焊機(jī)電容儲(chǔ)能焊機(jī)逆變式焊機(jī)

16、,焊接電源的電流波形及特長(zhǎng),焊接電源是指控制焊接電流的裝置。根據(jù)控制方式可分為高頻式、晶體管式、電容儲(chǔ)能式、交流式四類，對(duì)應(yīng)于多種多樣的焊接物。,焊接電源特長(zhǎng),○好 ◎較好 △一般,單相工頻交流焊機(jī),1、斷續(xù)氣 2、阻焊變壓器 3、二次回路4、焊件 5、級(jí)數(shù)調(diào)節(jié)器 6、電壓波形,三相二次整流焊機(jī),1、斷續(xù)器2、級(jí)數(shù)調(diào)節(jié)器3、阻焊變壓器4、大功率放大器

17、5、二次回路6、焊件,三相低頻焊機(jī),1、斷續(xù)器2、阻焊變壓器3、二次回路4、焊件,焊接監(jiān)測(cè)儀,壓力計(jì),配件,氣動(dòng)式驅(qū)動(dòng)器 / CYU-60 改造腳踏式焊頭為氣動(dòng)式焊頭電源: AC100V氣源: 0.3MPa以上氣管外徑: Φ6mm適用焊頭: NA-60A, 62D, 65,配件,顯微鏡 / 支架 / 焊機(jī)固定板通常焊接電源、焊頭或特殊支架等安裝在焊機(jī)固定板上焊機(jī)固定板: 550Wx800Dx20H mm顯微鏡:

18、8－50倍,電阻焊工藝,一、焊前準(zhǔn)備,點(diǎn)焊接頭形式的選擇搭接邊的選用焊點(diǎn)間距的選用焊件的焊前清理焊件的裝配和定位,,,清理不當(dāng)時(shí),焊接過(guò)程,預(yù)壓：使焊件在焊接處緊密接觸。,焊接,頂鍛：保壓,休止,,熔核直徑和焊透率,d核=2t+3焊透率=h/t*100% 50-70%,飛濺,熔核處熔化金屬飛出形成現(xiàn)象即為飛濺。初期飛濺：電流太大/電流上升太快，預(yù)壓力太小/預(yù)壓時(shí)間太短后期飛濺：電流太大/通電時(shí)間太長(zhǎng)，焊接壓力太大。,,

19、頂鍛的作用和形式,防止內(nèi)部縮孔及裂紋增大鍛壓力采用二次脈沖鍛壓時(shí)間,,點(diǎn)焊工藝參數(shù),焊接電流、通電時(shí)間、電極壓力、電極工作表面尺寸………..,通電時(shí)間和焊接電流對(duì)焊點(diǎn)強(qiáng)度的影響,硬規(guī)范軟規(guī)范的選擇,Ⅰ 、1mm低碳鋼； Ⅱ、 5mm低合金鋼,電極壓力對(duì)焊點(diǎn)強(qiáng)度的影響,改變壓力，其余參數(shù)不變,改變壓力的同時(shí)，增大焊接電流或延長(zhǎng)通電時(shí)間，以保持S平均不變,S平均,S最大,電極壓力的選定,焊件材料的性質(zhì)焊接規(guī)范,電極工作表面