点焊焊接工艺.docx

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1、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。图10-30 点焊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。* 10-6 点焊接头搭接边和旁边之最小值I 伊件中件

2、厚度I flUR桂伊点双推惮点结构制BHMR及其含金“耐耐IMR及算令金 0.586121614220.89712,t1622I1.0IO8,4IB2412Il9M20281.5!210IS242230101412192S263S3.0IS162S3632464.0222029424050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问 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。

3、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。表10-7 埠点同受参考数据铮件中件厚度/E惮点向Wmn爆件中IHl 件厚度/E停点陶厚/E酎及其合金W的合金0 3-6一ZO1614250.3IO815191816250.812IOIS3.02018301.012IO15352220301.214121S-242215I.S1412204）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

4、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10-31所示。所以在焊接之前，必须除去焊件表面进行清理。f图10 - 31 清理得不好的焊件点煤时,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

5、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。特别当装配问 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

6、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

7、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150mm200mm。（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

8、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

9、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=2+3式中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h3 100%,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一一塑性金属环，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

10、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。图10-32 惮点剖面图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

11、，更会使压坑加深。压坑深度(图 10-33(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

12、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。(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 点煤时，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0.04

13、s0.06s内完全凝固;而在焊接(2+2)mm厚的铝合金 时，则能在0.02s0.03s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。