点焊焊接工艺.docx

点焊焊接工艺1.点焊接头形式及焊前准备1）点焊接头形式点焊时，零件采用的接头形式如图10-30所示，分为单剪搭接接头，双剪搭接接头、带垫片对接接头以及弯边搭接接头等，其中单剪搭接接头应用最广。学械头双排接头(«)(b)(c)(d)图10-30点燃接头形式根据接头的强度要求及零件、组合件的结构特点，焊点可以采用单排、双排或多排的。2）搭接边的选用点焊接头的搭接边的大小必须选用适当。搭接边太大,既增加产品质量，又浪费材料；搭接边太小，则点焊过程中，加热金属被挤向一边，给装配带来困难，同时，还会在点焊过程中产生飞溅。点焊接头的搭接边最小尺寸A可参考表10-6所列的数据。表10-6点焊接头搭接边和旁边之最小值算件中件厚度wn桂饵点双排爆点结帼*酎热及其合鱼忸台金耐热及X合畲蛆余金O.SS61216142297121816221.0IOB142018241.2Il91422202S1.5!210IS2422302.01412192S263S3.0IS16233632464.0222029424050弯边搭接接头中，当圆角半径r小于两倍板厚时，尺寸A可按表10-6中的值。若弯边或型材的圆角半径r大于板厚两倍时，则弯边尺寸A应相应增大。3）焊点间距的选用点焊接头的强度取决于焊点数目，而焊点数目又取决于焊点中心间距离，焊点间距小，焊点密，接头强度就高。但是焊点间距不能太小，因为点距越小，电流分流越严重。对于铝合金，由于电阻系数小。分流现象比较严重，则焊点间距应比焊黑色金属时大，若须提高接头强度，自能采用双排或多排焊点，点焊时，焊点间的最小间距如表10-7所列。*10-7耀点间距参考数据加件中饵点向距/E爆件中爆点冏&E件厚度/E结构密时及其合金蛆合畲件厚度/E姑构铜胡博M及其含金IRa金0.3一610161425OSIOB132.5IS16230.812IOIS3.02018301.012IOISIS2220301.21412IS4.02422351.51412204）焊件的焊前清理当焊件表面存在油脂、赃物及氧化膜时，使焊件与焊件、电极与焊件间的接触显著增加，甚至出现局部不导电区。这样，破坏了电流和热量的正常分布，在电流密度特别大的地方，发生金属局部熔化、飞溅和焊件表面过烧，严重者，将烧穿焊件，从而影响焊件质量，如图1031所示。所以在焊接之前，必须除去焊件表面进行清理。图10-31清理得不好的焊件点焊时,焊件的加热过程焊前对焊件的清理,首先必须用有机溶剂（如丙酮、汽油等）和碱性溶液除去焊件表面的油漆和油脂，然后再除去金属表面的氧化膜。清理的方法视不同焊件金属及其表面状态而定。对于无氧化膜的冷轧结构钢，可用金刚砂布、钢丝直径不大于0.2mm的金属刷或带中等粒度的金刚砂毡轮清理，使接头处两面约20mm宽度上露出金属光泽。当用金刚砂布清理时，砂布号码不宜过小。对于热轧或热处理后的结构钢，表面存在氧化膜,应用喷砂或化学方法清理。喷砂清理时,喷砂后，应用干燥的压缩空气或用金属刷去除残留在焊件上的砂粒和灰尘。采用化学清理的焊件，不应有搭缝或其他缝隙，否则，溶液流入缝隙会因清除不掉而产生腐蚀。当焊接电真空器件时.，焊件表面的杂物不仅影响焊接质量，并且将严重影响整个电真空器件的性能。因此，焊件在焊前必须严格清理外，操作者还应戴橡皮手套工作，以免污染焊件。5）焊件的装配与定位焊焊件的装配质量对点焊质量影响很大。由于装配不当而使焊件错动或间隙过大时，将使焊件在焊接后产生不同程度的变形。特别当装配间隙较大时，有相当大的一部分电极的压力消耗在使两焊件的焊接区达到紧密贴合的变形上,这样，真正作用于焊点内的压力减小，并且因间隙大小的变化，加于焊点内的压力就不能恒定，结果使焊接质量也不稳定。当焊件的间隙和刚性相当大时,甚至全部电极压力都作用在焊件的变形上也不能使两焊件彼此接触。此时，全部电流被分流，使焊点无法形成。为此,在装配过程中，应仔细修合整个搭接面，使其间隙不超过0.5mm-0.8mmo为了保证装配质量，可以采用夹具或模具进行装配,并用弓形夹或平口钳紧固或用螺栓紧固，以防止在定位焊过程中,当两电极压紧时,可能由于电极发生偏移而使焊件产生相对位移或变形。定位焊时，可以采用与焊接相巧的规范,庚位焊点的质量应与焊接点的质量相同。另外，定位焊点的排列和次序应保证使焊¥点焊后的变形最小。则定位焊时.必须注意以下各点：（1）保证焊件具有钢性。（2）根据不同材料的焊件，确定定位焊点的最小距离，例如铝合金直线焊缝的定位焊间距为15Omm200mm0（3）当定位有变化的焊件时，首先要对曲率最大（直径最小）部分进行定位焊。（4）对较大尺寸平面的结构或特殊弯曲结构的定位焊，要从中心分散到边缘。2.焊点的形成任何材料的焊点形成过程，都可以分为彼此相联的3个阶段:预加压.力、通电加热以及锻压。1）预加压力预加压力的作用是使焊件在焊接处紧密接触。由于接触电阻大小与压力有关，随着压力的增大，接触电阻将减小。若压力不足,则由于接触电阻过大，有可能导致烧穿焊件或将电极的工作表面烧坏。为此，在焊接电流接通之前，电极压力就应该达到一定的值,使电极与焊件间、焊件与焊件间保持一定的接触电阻。2）通电加热（1）熔化核心的形成焊件通电后,两电极接触表面之间的金属圆柱内，由于电流密度最大,依靠接触电阻和焊件内部电阻所产生的热量最多，则温度主要集中在两电极接触表面之间的金属圆柱内，而圆柱体以外的金属，因电流密度小，温度不高。电极与焊件间的接触电阻所产生热最，虽然与两焊件间的接触电阻所产生的热量差不多，但因电极与焊件间所产生的热量被水冷却的钢电极所传走，造成电极与焊件间接触处的温度要低得多，则在正常情况下，只有焊点核心（图10-32中d核）被加热到熔化状态，并且在电极压力下形成焊点。（2）熔化核心直径和焊透率为了保证焊点的强度，焊点必须具有一定的熔化核心直径和焊透率。焊点核心直径应随焊件厚度的增加而增大，一般可按下式近似确定：d核=23+3式中一两焊件中较薄焊件的厚度（mm）。所谓焊透率,就是熔化核心的深度H（图10-32）所占焊件厚度的百分比，即hx100%,理想的焊透率是50%70%°（3）飞溅和压坑的产生在点焊过程中，熔化核心周围的属金属也同时被加热,并且到达塑性状态，它们在压力的作用下也发生焊接，在熔化核心周围形成一个环塑性金属环，如图10-32中的d塑。塑性金属环紧密地包围着熔化核心，不使熔化金属向外溢出。若塑性金属环不够紧密，则内部的熔化金属厉就会被挤到塑性金属环之外，这就是我们在点焊过程中经常遇到的飞溅现象，如图10-33所示。出现飞溅主要有两种情况:一种是在加热开始时出现的，原因是加热过快和作用在电极上的压力过小，熔化核心周围来不及形成塑性金属环,此时部分的熔化金属就向外飞溅;另一种是在加热结束时出现的，原因是加热时间过长，当加热终了时，熔化核心过大,致使在电极压力作用下形成的塑性金属环，不能包围熔化金属而产生熔化金属从焊件间或焊件表面溢出。冷却收缩，在接头内将产生内应力，当核心中存在脆性组织，或在高温下的金属强度很低，不足以克服收缩所产生的拉伸内应力时，还会在核心中产生裂纹。为了克服上述缺陷,焊接加热结束时，不应立即去除电极压力，而必须维持一定的锻压时间t锻，如图10-34(a)所示，使焊件继续在电极压力作用下产生挤压变形，以弥补金属冷却时的收缩。图10 - 32 炜点剖面图10 - 33 点焊时的飞谶通电加热时，在电极压力作用下，焊件表面会形成压坑。当加热过 甚、电极压力太大或金属飞溅较多时，更会使压坑加深。压坑深度（图 1033（b）,一般不应超过该焊件厚度的20%,因为压坑过深将降低焊点 的强度。3）锻压所谓锻压,就是在焊接电流切断后，电极继续对焊点进行挤压。（1）锻压的作用焊件金属都具有热胀冷缩的特点，熔化金属在凝 固时体积要收缩。当焊点加热结束后，熔化核心外面的焊件金属首先冷 却，限制了核心的收缩,这样使熔化核心的凝固相当于在一个比较冷的 和周围密闭的模子中进行，所以在核心中容易形成缩孔。此外，金属的(2)锻压形式对于一般可焊性较好、产生缩孔和裂纹的倾向不大的材料(如低碳钢)，只需有正常的锻压力即可，但对缩孔和裂纹倾向比较大的材料(如硬铝等)，正常的锻压力已不足以防止裂纹和缩孔的出现，此时需采用如下方法：加大锻压力(图10-34(b)o图10-34点焊时，电流/及电极压力P的变化采用加大锻压力来消除焊点内部缺陷时,必须适当控制其时刻，因为熔化核心的凝固时间是很短促的。例如，焊接(l+l)mm厚的黑色金属时,熔化核心能在0.04s0.06s内完全凝固;而在焊接(2+2)mm厚的铝合金时，则能在002s0.03s内完全凝固。若加大锻压力的时刻过早，会把熔化金属从内部挤出，形成飞溅，或在焊件表面形成过深的压坑,但若加大银压力的时刻过迟，则会因熔化核心早已凝固而失去作用。采用二次脉冲点焊。二次脉冲点焊是在第一个电流脉冲后,再加一个较小的辅助脉冲。此时，第2个电流脉冲比较小,不会使焊件温度升高,可使焊件起缓冷作用。（3）锻压时间点焊时，由于电极的导热性很好，焊点在电极间的冷却速度远比在空气中的冷却速度快,则锻压时间的长短,在许多情况下，尤其是焊接钢焊件时,对焊点的机械性能会产生很大影响。例如.点焊1.5mm、含碳量0.2%的低碳钢时，锻压时间从0.1s增加到0.5s,使焊点的韧性破裂变为脆性破裂。则对锻压时间也应当作适当控制。