電阻焊接講義

電阻焊焊接工藝教材編輯：【深圳電器工廠工藝科】

主編人員：【】編輯日期：各種薄板構(gòu)件的生產(chǎn)一輛車的車身上焊點(diǎn)數(shù)：3000~5000個(gè)電阻點(diǎn)焊在汽車車身焊裝中占據(jù)主導(dǎo)地位電阻焊原理

工藝及設(shè)備一、電阻點(diǎn)焊原理●什么是電阻焊——電阻焊是焊件組合后通過施加壓力，利用電流流過接頭的接觸面及臨近區(qū)域產(chǎn)生的電阻熱進(jìn)行焊接的方法。●利用焦?fàn)枱徇M(jìn)行焊接Q=I2RT一、電阻點(diǎn)焊原理抗剪強(qiáng)度

Ft

由熱量公式Q=I2Rt，可見電流對產(chǎn)熱的影響比電阻R和時(shí)間t兩者都大。因此焊接時(shí)必須保證焊接電流的適宜和穩(wěn)定。焊接時(shí)電流選用應(yīng)接近C點(diǎn)處，抗剪強(qiáng)度增加緩慢，越過C后，由于飛濺或工件表面壓痕過深，抗剪強(qiáng)度會(huì)明顯降低焊接電流

IWABC1、焊接電流一、電阻點(diǎn)焊原理阻焊時(shí)為了保證熔核尺寸和焊點(diǎn)強(qiáng)度，根據(jù)熱量公式Q=I2Rt，焊接時(shí)間與焊接電流在一定范圍內(nèi)可以互為補(bǔ)充，為了獲得一定強(qiáng)度的焊點(diǎn)，可以采用大電流和短時(shí)間（強(qiáng)條件，又稱強(qiáng)規(guī)范），也可以采用小電流和長時(shí)間（弱條件，又稱弱規(guī)范）。選用強(qiáng)條件還是弱條件，則取決于金屬的性能、厚度和所用焊機(jī)的功率，但對于不同性能和厚度的金屬所需的電流和時(shí)間，都仍有一個(gè)上、下限，超過此限，將無法形成合格的熔核。2、焊接時(shí)間一、電阻點(diǎn)焊原理抗剪強(qiáng)度

Ft電極壓力對兩電極間總電阻R有顯著影響，隨著電極壓力的增大，R顯著減小，此時(shí)焊接電流雖略有增大，但不能影響因R減小而引起的產(chǎn)熱的減少，因此，焊點(diǎn)強(qiáng)度總是隨著電極壓力的增大而降低，在增大電極壓力的同時(shí)，增大焊接電流或延長焊接時(shí)間，以彌補(bǔ)電阻減小的影響，可以保持焊點(diǎn)強(qiáng)度不變。電極壓力過小，將引起飛濺，也會(huì)使焊點(diǎn)強(qiáng)度降低。焊接電流

IWABC3、加壓力一、電阻點(diǎn)焊原理小結(jié)：

電阻點(diǎn)焊的熱源是電阻熱。電阻點(diǎn)焊時(shí)，當(dāng)焊接電流通過兩電極間的金屬區(qū)——焊接區(qū)時(shí)，由于焊接區(qū)具有電阻，根據(jù)焦耳定律：Q=I2Rt，會(huì)在焊件內(nèi)部形成熱源——內(nèi)部熱源。特點(diǎn)：a)加熱迅速、集中；

b)為獲得合理的溫度分布，焊接區(qū)的散熱非常重要；

c)加熱過程與被焊金屬材料的熱物理性質(zhì)關(guān)系密切；一、電阻點(diǎn)焊原理一、電阻點(diǎn)焊原理焊接區(qū)電阻及變化規(guī)律

點(diǎn)焊時(shí)焊接區(qū)存在三個(gè)種類的電阻見右圖：

（a）焊件本身電阻Rw

（b）焊件間的接觸電阻Rc

（c）焊件與電極間的接觸電阻Rew1）焊件本身電阻

電流通過焊件而產(chǎn)生的電阻熱與焊件本身電阻有關(guān)，該電阻按下式計(jì)算：

其中ρ—焊件電阻系數(shù)

δ1、δ2—兩焊件厚度

S—對應(yīng)于電極接觸面積

K—考慮電流在板中擴(kuò)散的系統(tǒng)<1，K僅與電極與焊件的幾何形狀有關(guān)。

由于ρ一般隨溫度升高而增大，故加熱時(shí)間越長，電阻越大，產(chǎn)熱多，對形成焊點(diǎn)的貢獻(xiàn)越大。

2）接觸電阻Rc＋2Rew

接觸電阻是一種附加電阻，通常是指在點(diǎn)焊電極壓力下所測定的接觸面（焊件－焊件接觸面、焊件－電極接觸面）處的電阻值。影響接觸電阻的主要因素：

表面狀態(tài)

電極壓力加熱溫度：鋼600℃，鋁350℃時(shí)的接觸電阻接近為零。焊件清理方法對接觸電阻Rc的影響接觸電阻與電極壓力間的關(guān)系（板厚為1mm)1—低碳鋼

2－鋁合金點(diǎn)焊過程中接觸電阻的變化焊接區(qū)總電阻的分配（舉例）點(diǎn)焊過程中焊接區(qū)電阻的變化規(guī)律一、電阻點(diǎn)焊原理4、點(diǎn)焊時(shí)的熱量分配

Q1－加熱焊接區(qū)母材金屬形成熔核的熱量;Q2－通過電極熱傳導(dǎo)損失的熱量。Q3－通過焊接區(qū)周圍金屬熱傳導(dǎo)損失的熱量

二、電阻點(diǎn)焊工藝1、點(diǎn)焊分類

雙面點(diǎn)焊二、電阻點(diǎn)焊工藝

單面點(diǎn)焊二、電阻點(diǎn)焊工藝2、點(diǎn)焊流程二、電阻點(diǎn)焊工藝

點(diǎn)焊流程－舉例二、電阻點(diǎn)焊工藝3、電阻點(diǎn)焊典型控制參數(shù)

碳鋼電阻點(diǎn)焊參數(shù)（t為板厚）二、電阻點(diǎn)焊工藝幾種材料的點(diǎn)焊工藝參數(shù)二、電阻點(diǎn)焊工藝4、點(diǎn)焊工藝參數(shù)對接頭質(zhì)量的影響1）焊接電流二、電阻點(diǎn)焊工藝2）電極壓力的影響二、電阻點(diǎn)焊工藝強(qiáng)規(guī)范（硬規(guī)范）：大電流，短時(shí)間弱規(guī)范（軟規(guī)范）：小電流，長時(shí)間

取決于工件材料的性能、厚度及所用焊機(jī)的功率。但有上、下限。3）焊接時(shí)間的影響二、電阻點(diǎn)焊工藝4）電極端面形狀及尺寸的影響電極工作端面分圓柱形、圓錐形、球面形三種，以圓錐形、球面形最廣泛，主要是可以加強(qiáng)冷卻降低電極溫度。雖然球面形電極壽命長、散熱快、焊點(diǎn)外觀好、但制造，尤其是修復(fù)比較困難，故一般使用圓錐形電極居多。工作面的選定與壓力大小有關(guān)。壓力大、工作面需大些，以免電極端面壓壞，所以隨板厚的加大，工作面直徑亦需增加，工作面是不斷磨損而增大的，所以在焊接生產(chǎn)中要定時(shí)修復(fù)，否則因電流密度下降而導(dǎo)致熔透下降甚至無熔核。采用隨焊點(diǎn)數(shù)增加而電流自動(dòng)提升的方法可以延長兩次修復(fù)之間的時(shí)間。二、電阻點(diǎn)焊工藝5、電阻點(diǎn)焊的幾個(gè)影響因素1）分流及影響因素點(diǎn)距越小，板材越厚，材料導(dǎo)電性越好，分流越嚴(yán)重。二、電阻點(diǎn)焊工藝焊接順序?qū)Ψ至鞯挠绊?/p>

焊件表面狀態(tài)對分流的影響表面處理不良時(shí)，油污和氧化膜使接觸電阻增大，導(dǎo)致焊接區(qū)總電阻增大，分路電阻相對減小，使分流增大。二、電阻點(diǎn)焊工藝電極與工件非焊接區(qū)接觸焊件裝配不良或裝配過緊單面點(diǎn)焊二、電阻點(diǎn)焊工藝分流的不良影響1）焊點(diǎn)強(qiáng)度降低；2）單面點(diǎn)焊產(chǎn)生局部接觸表面過熱和飛濺消除和減少分流的措施1）選擇合理的焊點(diǎn)距；2）嚴(yán)格清理被焊工件表面；3）注意結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性；4）對敞開性焊件。采用專用電極和電極握桿；5）連續(xù)點(diǎn)焊時(shí)，可適當(dāng)提高焊接電流；6）單面多點(diǎn)焊時(shí)，采用調(diào)幅焊接電流波形。2）感應(yīng)電阻對焊接電流的影響

由于窗口內(nèi)的工件存在感應(yīng)電阻，感應(yīng)電阻越大，焊點(diǎn)的焊接電流越小，故焊點(diǎn)6的焊接電流比焊點(diǎn)1的電流小。二、電阻點(diǎn)焊工藝3）不同厚度和不同材料的點(diǎn)焊由于工件厚度和材料不同，會(huì)產(chǎn)生熔核偏移現(xiàn)象，克服的方法是：

a)采用硬規(guī)范；

b)不同直徑或材質(zhì)電極；

c)附加導(dǎo)熱性差的工藝墊片；

d)采用凸焊方法。

二、電阻點(diǎn)焊工藝三、電阻點(diǎn)焊設(shè)備1、點(diǎn)焊機(jī)的構(gòu)成三、電阻點(diǎn)焊設(shè)備2、點(diǎn)焊電極1）電極結(jié)構(gòu)三、電阻點(diǎn)焊設(shè)備2、點(diǎn)焊電極1）電極結(jié)構(gòu)（電極端面形狀）四、電極材料2、點(diǎn)焊電極2）電極材料第一類：導(dǎo)電最好、強(qiáng)度最差，適用于要求電流密度高但高溫強(qiáng)度差的焊件例如鋁合金；第二類：導(dǎo)電適中、強(qiáng)度亦適中適用于大多數(shù)件，汽車行業(yè)均采用此類銅合金，有Cr—Cu及Cr—Zr—Cu等；第三類：導(dǎo)電較差，但強(qiáng)度（主要是高溫強(qiáng)度）最好，適用于焊接強(qiáng)度及硬度較高的不銹鋼、高穩(wěn)合金等。2、點(diǎn)焊電極2）電極材料（硬度和軟化溫度）四、電極材料2、點(diǎn)焊電極2）電極材料（導(dǎo)電率）四、電極材料電極材料的選用六、焊接不良及解決對策五、焊接不良及解決對策

焊點(diǎn)被燒穿

焊接時(shí)飛濺大

焊點(diǎn)壓痕過大

焊點(diǎn)太小或強(qiáng)度不夠

焊點(diǎn)有燒痕或劃痕

焊點(diǎn)有裂紋

焊點(diǎn)被燒穿焊接電流過大工件厚度材質(zhì)差異過大電極頭接觸不良焊點(diǎn)被燒穿電極壓力不足工件或電極污物過多被焊金屬本身缺陷

焊接時(shí)飛濺大焊接電流過大電極頭冷卻不良飛濺大電極壓力不足工件或電極污物過多工件厚度、材質(zhì)差異過大

焊點(diǎn)壓痕過大焊接電流過大電極端面直徑過小或端面變形壓痕大電極壓力過大上、下電極未對準(zhǔn)或端面不平行焊點(diǎn)過小或強(qiáng)度不夠焊接電流太小焊接時(shí)間過短焊接回路接觸不良焊點(diǎn)過小或強(qiáng)度不夠電極壓力過大工件或電極污物過多工件厚度材質(zhì)差異過大

焊點(diǎn)有燒痕或劃痕焊接電流過大被焊金屬本身缺陷電極頭冷卻不良焊點(diǎn)有燒痕或劃痕電極壓力過小電極端面污物過多電極端面修磨粗糙

焊點(diǎn)有裂紋焊接電流過大被焊金屬本身缺陷上、下電極未對準(zhǔn)焊點(diǎn)有裂紋電極壓力過小工件表面污物過多焊機(jī)調(diào)整不當(dāng)七、電極的冷卻冷卻水箱溫度對焊接的影響電極在焊接的過程中會(huì)持續(xù)受熱，溫度的升高會(huì)使焊接電阻增大從而使焊接熱的增加，造成燒穿等不穩(wěn)定現(xiàn)象，根據(jù)焊機(jī)的功率和散熱情況，我們需選擇風(fēng)冷，會(huì)水冷，保證電極溫度穩(wěn)定，才能使焊接過程穩(wěn)定八、應(yīng)用案例我廠現(xiàn)用的電阻焊設(shè)備主要用來焊接線束、接插端子，因其方便高效的特點(diǎn)將逐漸被廣泛使用。九、負(fù)載持續(xù)率的計(jì)算●使用率的計(jì)算方法（實(shí)際通電持續(xù)率是多少）

1小時(shí)內(nèi)的焊接點(diǎn)數(shù)×1點(diǎn)的周波

×100％--------------------------------(1式)60分×60秒×頻率(Hz)●實(shí)際允許負(fù)載持續(xù)率的計(jì)算方法（實(shí)際測定電流下可使用到多少%最大短路電流(銘牌值)×0.92×額定使用率(銘牌值)(%)-----------(2式)

焊接電流(測定值)上述計(jì)算結(jié)果的(1)式值應(yīng)等于或小于(2)式值超負(fù)荷使用將會(huì)導(dǎo)致焊接變壓器或可控硅等部件損壞十、焊機(jī)的選用原則●根據(jù)被焊工件的材質(zhì)、厚度、尺寸形狀、生產(chǎn)效率、生產(chǎn)方式等條件1、確定焊接方式（點(diǎn)焊、凸焊、縫焊）2、初選焊接規(guī)范：焊接電流、焊接時(shí)間、焊接壓力、（縫焊時(shí)考慮焊接速度）（必要時(shí)進(jìn)行試焊可確定焊接規(guī)范及確認(rèn)焊接效果）3、確定焊機(jī)的開口尺寸（臂深和開口）4、根據(jù)焊接規(guī)范和開口尺寸選定焊機(jī)的額定容量▲確定額定容量時(shí)應(yīng)考慮留有設(shè)備余量按85％選定，▲由于焊機(jī)的開口尺寸和容量不同，焊接回路中阻抗和感抗（感抗的大小與開口尺寸形