第九十章电阻焊与钎焊

1、第九章第九章 电阻焊电阻焊一一 电阻焊的原理、分类及特点电阻焊的原理、分类及特点1 1、电阻焊的原理、电阻焊的原理 定义：利用流经工件接触面及邻近区域产生定义：利用流经工件接触面及邻近区域产生的电阻热将其加热到熔化或塑性状态，使之形成的电阻热将其加热到熔化或塑性状态，使之形成接头的一种焊接方法。接头的一种焊接方法。2 2、电阻焊的分类、电阻焊的分类点焊点焊; ; 缝焊缝焊; ; 对焊对焊一一 电阻焊的原理、分类及特点电阻焊的原理、分类及特点电阻焊的实质电阻焊的实质 定义：利用电流通过焊件接头的接触面及邻近区定义：利用电流通过焊件接头的接触面及邻近区域产生的电阻能热，将被焊金属加热到局部熔化域产

2、生的电阻能热，将被焊金属加热到局部熔化或达到高温塑性状态，在外力的作用下形成牢固或达到高温塑性状态，在外力的作用下形成牢固的焊接接头的工艺过程，称为电阻焊。的焊接接头的工艺过程，称为电阻焊。一一 电阻焊的原理、分类及特点电阻焊的原理、分类及特点电阻焊与电弧焊相比有如下电阻焊与电弧焊相比有如下两个特征：（1）热效率高 电弧焊是借助外部集中热源，从外部向焊件传导电弧焊是借助外部集中热源，从外部向焊件传导热能；热能； 电阻焊是电阻热由高温区向低温区传导，属于内电阻焊是电阻热由高温区向低温区传导，属于内部热源。因此，热能损失比较少，热效率比较高。部热源。因此，热能损失比较少，热效率比较高。一一 电阻焊

3、的原理、分类及特点电阻焊的原理、分类及特点（2）焊缝致密 一般电弧焊的焊缝是在常压下凝固结晶的；一般电弧焊的焊缝是在常压下凝固结晶的； 电阻焊的焊缝是在有外界压力的作用下凝固结晶电阻焊的焊缝是在有外界压力的作用下凝固结晶的，具有锻压的特征，属于压焊范畴，所以比较的，具有锻压的特征，属于压焊范畴，所以比较容易避免产生缩孔、疏松和裂缝等缺陷，从而获容易避免产生缩孔、疏松和裂缝等缺陷，从而获得致密焊缝。得致密焊缝。3 3、电阻焊的特点、电阻焊的特点 对参数波动敏感对参数波动敏感 焊后难于无损检测焊后难于无损检测 结构受较多限制结构受较多限制 备功率大、复杂备功率大、复杂缺点：缺点：优点：生产率高，优

4、点：生产率高， 焊接质量好焊接质量好 焊接成本低，劳动条件好焊接成本低，劳动条件好1、优点：（1）两金属是在压力下从内部加热完成焊接的，无）两金属是在压力下从内部加热完成焊接的，无论是焊点的形成过程或结合面的形成过程，其冶论是焊点的形成过程或结合面的形成过程，其冶金问题都很简单。因此，焊接时无需焊剂或气体金问题都很简单。因此，焊接时无需焊剂或气体保护，也不需使用焊丝、焊条等填充金属，便可保护，也不需使用焊丝、焊条等填充金属，便可获得质量较好的焊接接头，其焊接成本低。获得质量较好的焊接接头，其焊接成本低。（2）由于热量集中，加热时间短，故热影响区小，）由于热量集中，加热时间短，故热影响区小，变形

5、和应力也小。通常焊后不必考虑矫正或热处变形和应力也小。通常焊后不必考虑矫正或热处理工序。理工序。（3）操作简单，易于实现机械化和自动化生产，无）操作简单，易于实现机械化和自动化生产，无噪声及烟尘，劳动条件好。噪声及烟尘，劳动条件好。（4）生产率高，在大批量生产中可以与其他制造工）生产率高，在大批量生产中可以与其他制造工序一起编到组装生产线上。只有闪光对焊因有火序一起编到组装生产线上。只有闪光对焊因有火花喷溅需要作适当隔离。花喷溅需要作适当隔离。2、缺点：（1）目前尚缺乏可靠的无损检测方法，焊接质量只）目前尚缺乏可靠的无损检测方法，焊接质量只能靠工艺试样和破坏性试验来检查，以及靠各种能靠工艺试样

6、和破坏性试验来检查，以及靠各种监控技术来保证。监控技术来保证。（2）点焊和缝焊需用搭接接头，增加了构件的重量，）点焊和缝焊需用搭接接头，增加了构件的重量，其接头的抗拉强度和疲劳强度均较低。其接头的抗拉强度和疲劳强度均较低。（3）设备功率大，机械化和自动化程度较高，故设）设备功率大，机械化和自动化程度较高，故设备投资大，维修较困难。大功率焊机馈电网负荷备投资大，维修较困难。大功率焊机馈电网负荷困难，若是单相交流焊机，则对电网的正常运行困难，若是单相交流焊机，则对电网的正常运行有不利的影响有不利的影响材料：碳素钢、合金钢、铝、铜及其合金等材料：碳素钢、合金钢、铝、铜及其合金等结构：广泛（多为轻型接

7、头）结构：广泛（多为轻型接头）虽然电阻焊焊件的接头形式受到一定限制，但适用于电阻焊的构建仍然非常广泛。 电阻焊所适用的材料也非常广泛，不但可以焊低碳钢，还可以焊接其他各种合金钢及铝、铜等有色金属及其合金。 电阻焊发明于电阻焊发明于19世纪末期（世纪末期（1885年）年），目前已在航空、航天领域、汽车工业、家用电器的生产中得到广泛应用。电子技术的发展又为电阻焊向自动化发展提供了坚实的技术基础。4 4、电阻焊的应用、电阻焊的应用二电阻热及影响因素二电阻热及影响因素1 1、电阻热、电阻热电阻焊的热源：电阻焊的热源：Q=IQ=I2 2Rt Rt （R=2Rw+Rc+2Rew） 2 2、影响产热的因素：

8、、影响产热的因素：电阻电阻 焊件本身电阻焊件本身电阻R RW W，接触电阻，接触电阻R RC C 电流电流通电时间通电时间电极压力电极压力电极材料及端面形状电极材料及端面形状焊件表面状况焊件表面状况 点（对）焊点（对）焊中心高，四周低中心高，四周低3 3、能量利用及温度分布、能量利用及温度分布 热量小部分（热量小部分（1030%1030%）有用，大部分）有用，大部分 散失，其散失，其中主要通过电极的热传导而散失。中主要通过电极的热传导而散失。缝焊缝焊由于焊点间相互影响，温度分布比由于焊点间相互影响，温度分布比点焊的平坦，且前后不对称。点焊的平坦，且前后不对称。1）导电性和导热性越高，焊接性越差

9、。）导电性和导热性越高，焊接性越差。2）高温（）高温（0.50.7Tm）屈服强度越高，焊接性越差。）屈服强度越高，焊接性越差。3）塑性温度范围越窄，对参数波动越敏感，焊接）塑性温度范围越窄，对参数波动越敏感，焊接性越差。性越差。4）材料对热循环的敏感性越强，焊接性越差。）材料对热循环的敏感性越强，焊接性越差。另外，熔点高、线膨胀系数大、易形成致密氧化膜另外，熔点高、线膨胀系数大、易形成致密氧化膜的金属，其焊接性一般较差。的金属，其焊接性一般较差。三、金属电阻焊的焊接性三、金属电阻焊的焊接性四四 电阻焊方法电阻焊方法1 1、点焊（、点焊（spot weldingspot welding） 它适用

10、于制造可以采用搭接接头、不要求气密、它适用于制造可以采用搭接接头、不要求气密、厚度小于厚度小于3mm的冲压、轧制的薄板构件。的冲压、轧制的薄板构件。1). 1). 点焊接头形成过程（如图）点焊接头形成过程（如图）点焊循环：预压点焊循环：预压 通电通电 锻压锻压 休止休止2). 2). 点焊接设计点焊接设计接头形式：接头形式： 搭接搭接 折边折边注意点距、边距、搭接量、装配间隙等。注意点距、边距、搭接量、装配间隙等。（一）、（一）、点焊接头形成过程点焊接头形成过程 点焊接头形成的三个阶段a) 预压预压 b) 、c)通电加热通电加热 d)冷却结晶冷却结晶单个焊点的抗剪强度取决于两板交界面上熔核的面

11、积。单个焊点的抗剪强度取决于两板交界面上熔核的面积。焊透率应介于焊透率应介于20%80%之间。焊接不同厚度工件时，之间。焊接不同厚度工件时，每一工件上的最小焊透率可为接头中薄件厚度的每一工件上的最小焊透率可为接头中薄件厚度的20%，压痕深度不应超过板件厚度的压痕深度不应超过板件厚度的15% 。5, 32dd或%100chA最小点距最小点距最小边距最小边距)158 ( e)106(s焊点主要尺寸的确定焊点主要尺寸的确定 3). 点焊方法与工艺点焊方法与工艺 点焊方法：单点、多点焊点焊方法：单点、多点焊/单面、双面焊单面、双面焊 4).点焊工艺参数及选择：点焊工艺参数及选择： 电流（电流（KA）：

12、）：电流过低不能电流过低不能形成熔核，过高则飞溅。形成熔核，过高则飞溅。 通电时间通电时间: :对塑性指标影响对塑性指标影响较大较大, ,时间过长，组织变差时间过长，组织变差 电极压力（电极压力（KN）：）：压力影响压力影响电阻、焊件向电极的散热电阻、焊件向电极的散热硬规范（强规范）硬规范（强规范）: 大电流、短时间大电流、短时间软规范（弱规范）：软规范（弱规范）：小电流、长时间小电流、长时间熔核熔核塑性环塑性环工件工件不等厚及异种材料焊接时、熔核偏向（产热多、不等厚及异种材料焊接时、熔核偏向（产热多、散热难）一边散热难）一边调整原则：增加薄料或导电、热好工件的产热，调整原则：增加薄料或导电、

13、热好工件的产热，减小其散热。减小其散热。具体方法：具体方法： 薄件一侧电极端面小直径薄件一侧电极端面小直径 薄件一侧同导热性较差之合金作电极材料薄件一侧同导热性较差之合金作电极材料 采用工艺垫片采用工艺垫片 采用硬规范采用硬规范异种材料及不等厚板点焊的工艺措施：异种材料及不等厚板点焊的工艺措施：（1 1）低碳钢及低合金钢：具有良好的焊接性，）低碳钢及低合金钢：具有良好的焊接性， （2 2）淬火钢：由于冷却速度极快，在点焊淬火钢）淬火钢：由于冷却速度极快，在点焊淬火钢时必然产生硬脆的马氏组织，在应力较大时还会产时必然产生硬脆的马氏组织，在应力较大时还会产生裂纹。生裂纹。（3）不锈钢）不锈钢：要要

14、准确地控制加热时间和焊接电准确地控制加热时间和焊接电流，以防止热影响区晶粒长大。流，以防止热影响区晶粒长大。 （4）铝合金：导电、导热率高，强度低，易氧）铝合金：导电、导热率高，强度低，易氧化，焊接性较差；必须采用硬规范焊接。化，焊接性较差；必须采用硬规范焊接。5). 5). 常用金属材料的点焊常用金属材料的点焊( () )镀层钢板的点焊问题镀层钢板的点焊问题难点：难点：低熔点涂层熔化，进入缝隙，降低电流密度；低熔点涂层熔化，进入缝隙，降低电流密度；涂层与电极形成固溶体、金属间化合物，导电、热性涂层与电极形成固溶体、金属间化合物，导电、热性能下降；能下降； 涂层进入熔池产生裂纹。涂层进入熔池产

15、生裂纹。焊接技术要点焊接技术要点:加大电流加大电流30%50% 采用采用Cr-Cu或或Cr-Zr-Cu合金电极强冷，合金电极强冷，或用嵌钨电极或用嵌钨电极结构允许，改用凸焊。结构允许，改用凸焊。加强通风，防止涂层金属的有害。加强通风，防止涂层金属的有害。（1）点焊机）点焊机固定式通用点焊机固定式通用点焊机固固定定式式专专用用多多点点焊焊机机轻轻便便式式点点焊焊机机6). 点焊设备点焊设备材料：材料：要求导电、导热好要求导电、导热好 高温强、硬度高高温强、硬度高 耐磨耐磨 形成合金倾向小形成合金倾向小 结构：结构：端部、主体、尾部、冷却水孔端部、主体、尾部、冷却水孔 （2）电极）电极电极帽电极帽

16、1. 低碳钢的点焊低碳钢的点焊 这类钢的点焊焊接性良好，焊接参数范这类钢的点焊焊接性良好，焊接参数范围宽。在常用厚度范围内围宽。在常用厚度范围内(0.53.0mm)一般一般无需特殊措施，采用单相工频交流电源，无需特殊措施，采用单相工频交流电源，简单焊接循环即可获得满意结果。简单焊接循环即可获得满意结果。低碳钢的焊接技术要点低碳钢的焊接技术要点u冷轧板焊前无需专门清理，热轧板则必需清除表面上的氧冷轧板焊前无需专门清理，热轧板则必需清除表面上的氧化层、锈蚀等杂质。如经冲压加工，则需清除冲压过程中化层、锈蚀等杂质。如经冲压加工，则需清除冲压过程中沾上的油污。沾上的油污。u如设备容量许可，建议采用硬的

17、焊接参数，以提高热效率如设备容量许可，建议采用硬的焊接参数，以提高热效率和生产率，并可减少变形。和生产率，并可减少变形。u选用中等电导率、中等强度的选用中等电导率、中等强度的Cr-Cu或或Cr-Zr-Cu合金电极。合金电极。u表面清理质量较差或冲压精度较差而刚度又大时，可考虑表面清理质量较差或冲压精度较差而刚度又大时，可考虑采用调幅电流采用调幅电流(渐升渐升)或加预热电流的措施来减少飞溅。或加预热电流的措施来减少飞溅。u板厚超过板厚超过3mm时，焊接电流较大，通电时间较长为改善电时，焊接电流较大，通电时间较长为改善电极工作条件，可采用多脉冲焊接电流。极工作条件，可采用多脉冲焊接电流。2. 不锈

18、钢的点焊不锈钢的点焊u不锈钢按组织可分为奥氏体型、马氏体型、铁素体型三类。不锈钢按组织可分为奥氏体型、马氏体型、铁素体型三类。奥氏体型与铁素体型不锈钢易于点焊。马氏体型不锈钢焊奥氏体型与铁素体型不锈钢易于点焊。马氏体型不锈钢焊后硬度高、性能脆，焊接时需精确控制焊接参数，焊后常后硬度高、性能脆，焊接时需精确控制焊接参数，焊后常需作热处理，故较少用于点焊结构。需作热处理，故较少用于点焊结构。u奥氏体型不锈钢的电阻率为低碳钢的奥氏体型不锈钢的电阻率为低碳钢的4-7倍，热导率仅为倍，热导率仅为低碳钢的低碳钢的1213。故可用较小的焊接电流、较短的通。故可用较小的焊接电流、较短的通电时间进行点焊。电时间

19、进行点焊。u不锈钢的高温强度与硬度远比低碳钢高，因此必须采用比不锈钢的高温强度与硬度远比低碳钢高，因此必须采用比焊低碳钢时高得多的电极压力来避免飞溅和缩孔。电极材焊低碳钢时高得多的电极压力来避免飞溅和缩孔。电极材料亦需选用高温硬度高的材料以免严重压馈。料亦需选用高温硬度高的材料以免严重压馈。不锈钢焊接技术要点不锈钢焊接技术要点u为保证耐晶间腐蚀的性能，应尽量减少在敏化温为保证耐晶间腐蚀的性能，应尽量减少在敏化温度区停留，宜选用硬的焊接参数，焊接时间一般度区停留，宜选用硬的焊接参数，焊接时间一般比相同厚度低碳钢短比相同厚度低碳钢短40%-50%。u因电阻率大、热导率小，焊接电流可比相同厚度因电阻

20、率大、热导率小，焊接电流可比相同厚度低碳钢小些。低碳钢小些。u电极压力应提高电极压力应提高40%-80%，为此需采用软化温度，为此需采用软化温度高、硬度高的材料作电极。一般推荐高、硬度高的材料作电极。一般推荐Be-Co-Cu合合金电极，尤其当点焊较厚板时，电极的冷却极为金电极，尤其当点焊较厚板时，电极的冷却极为重要，可采用外水冷却。重要，可采用外水冷却。u前点对后点的分流现象比点焊相同厚度低碳钢板前点对后点的分流现象比点焊相同厚度低碳钢板时小，最小点距可减小。时小，最小点距可减小。u线膨胀系数比低碳钢约大线膨胀系数比低碳钢约大15%，易变形，应尽量，易变形，应尽量采用较小的熔核直径，一般推荐不

21、大于板厚的采用较小的熔核直径，一般推荐不大于板厚的4倍。倍。强度不够宁可增加点数。强度不够宁可增加点数。u当板厚大于当板厚大于3mm的奥氏体不锈钢点焊时，常采用的奥氏体不锈钢点焊时，常采用多脉冲焊接电流来改善电极工作状况。其脉冲较多脉冲焊接电流来改善电极工作状况。其脉冲较点焊等厚低碳钢时短且稀。这种多脉冲措施亦可点焊等厚低碳钢时短且稀。这种多脉冲措施亦可用于后热处理用于后热处理3. 铝及铝合金的点焊铝及铝合金的点焊u铝及铝合金的电阻率低铝及铝合金的电阻率低(低碳钢的低碳钢的14-12)热导率高热导率高(低碳钢的低碳钢的2.4倍倍)，虽其熔点较低仍带采用极大电流焊接，虽其熔点较低仍带采用极大电流

22、焊接，通电时间要短，以免散热过多。一般需要焊接等厚低碳钢通电时间要短，以免散热过多。一般需要焊接等厚低碳钢时的时的3倍电流，通电时间则约为焊接等厚低碳钢的倍电流，通电时间则约为焊接等厚低碳钢的110。u铝及铝合金在空气中很快生成致密的氧化膜，必须在焊前铝及铝合金在空气中很快生成致密的氧化膜，必须在焊前很好清理，清理以化学法为佳清理后应在短期内完成焊很好清理，清理以化学法为佳清理后应在短期内完成焊接以免再次氧化。接以免再次氧化。u与纯铝相比，铝合金的塑性变形温度区窄，线膨胀率大，与纯铝相比，铝合金的塑性变形温度区窄，线膨胀率大，伸长率小，因此须精确控制焊接参数才能避免裂纹和缩孔。伸长率小，因此须

23、精确控制焊接参数才能避免裂纹和缩孔。此种缺陷在厚板点焊时尤为严重，推荐采用低频半波电源。此种缺陷在厚板点焊时尤为严重，推荐采用低频半波电源。u铝及铝合金焊前必须严格清理表面，除去氧化膜，推荐用铝及铝合金焊前必须严格清理表面，除去氧化膜，推荐用化学法以保证接触电阻值稳定。清理后应及时焊接，存放化学法以保证接触电阻值稳定。清理后应及时焊接，存放期不应大于期不应大于72h。u采用硬的焊接参数，大容量焊机是点焊铝及铝合金必不可采用硬的焊接参数，大容量焊机是点焊铝及铝合金必不可少的。当板厚较小时，尚可采用单相工频交流电源，大厚少的。当板厚较小时，尚可采用单相工频交流电源，大厚度及要求高的铝合金构件一般采

24、用低频半波焊接工艺。大度及要求高的铝合金构件一般采用低频半波焊接工艺。大容量电容放电点焊机常用于点焊纯铝。容量电容放电点焊机常用于点焊纯铝。u用电阻率低的用电阻率低的Cd-Cu合金球面电极，必须加强水冷，有可合金球面电极，必须加强水冷，有可能时采用外水冷以提高电极寿命。电极粘损是影响电极寿能时采用外水冷以提高电极寿命。电极粘损是影响电极寿命的主要因索，要频繁地用细砂布清理电极工作面。在要命的主要因索，要频繁地用细砂布清理电极工作面。在要求严格的场合，每几十个焊点甚至几个焊点就需清理一次。求严格的场合，每几十个焊点甚至几个焊点就需清理一次。u厚板点焊建议采用变压式加压工艺厚板点焊建议采用变压式加

25、压工艺(加顶锻力加顶锻力)。2 2、缝焊、缝焊 工件装配成搭接接头，并置于两滚轮电极之工件装配成搭接接头，并置于两滚轮电极之间，滚轮加压工件并滚动，连续或断续送电，形间，滚轮加压工件并滚动，连续或断续送电，形成一条连续焊缝的电阻焊方法。成一条连续焊缝的电阻焊方法。缝焊与点焊的区别：缝焊是以缝焊与点焊的区别：缝焊是以圆盘状铜合金电极 (滚轮电极)代替点焊的棒状电极。代替点焊的棒状电极。 焊接时，滚轮电极压紧工件的同时，并作波动。焊接时，滚轮电极压紧工件的同时，并作波动。使工件产生移动。电极在滚动过程中通电，每通使工件产生移动。电极在滚动过程中通电，每通一次电就在工件间形成一个焊点。连续通电，在一

26、次电就在工件间形成一个焊点。连续通电，在工件间便出现相互重叠的焊点，从而形成连续的工件间便出现相互重叠的焊点，从而形成连续的焊缝。焊缝。 亦可断续通电或滚轮电极以步进式滚动时通电获亦可断续通电或滚轮电极以步进式滚动时通电获得重叠的焊点。得重叠的焊点。u缝焊接头也须是搭接缝焊接头也须是搭接，由于焊缝是焊点的连续，所以用于焊接要求气密或液密的薄壁容器，如油箱、水箱、暖气包、火焰筒等。1 1 ). 缝焊工艺参数及选择缝焊工艺参数及选择电流：电流：比点焊大比点焊大15%40%。电极压力：电极压力：对熔核的影响与点焊一致，数值通对熔核的影响与点焊一致，数值通常比点焊大常比点焊大20%50%。焊接时间和休

27、止时间：焊接时间和休止时间：主要通过时间控制熔核主要通过时间控制熔核尺寸，通过休止时间控制重叠量。低速焊接时，焊尺寸，通过休止时间控制重叠量。低速焊接时，焊接接/ /休止时间之比休止时间之比1.251.25：1 12 2：1 1，高速焊时则，高速焊时则33：1 1。 焊接速度：焊接速度：焊接速度与被焊金属、板件厚度以焊接速度与被焊金属、板件厚度以及焊缝强度、质量的要求等有关。及焊缝强度、质量的要求等有关。通常较低。通常较低。1电流脉冲时间和脉冲间隔时间电流脉冲时间和脉冲间隔时间u缝焊时，可通过电流脉冲时间来控制熔核尺寸，缝焊时，可通过电流脉冲时间来控制熔核尺寸，调整脉冲间隔时间来控制熔核的重叠

28、量。因此，调整脉冲间隔时间来控制熔核的重叠量。因此，二者应有适当的配合。二者应有适当的配合。u 一般说，在用较低焊速缝焊时，电流脉冲时间一般说，在用较低焊速缝焊时，电流脉冲时间与脉冲间隔时间的比值为与脉冲间隔时间的比值为1.252，可获得良好的，可获得良好的结果。而随着焊速增大将引起点距加大、重叠量结果。而随着焊速增大将引起点距加大、重叠量降低，为保证焊缝的密封性，必将提高电流脉冲降低，为保证焊缝的密封性，必将提高电流脉冲时间与脉冲间隔时间的比值。因此，在采用较高时间与脉冲间隔时间的比值。因此，在采用较高焊速缝焊时，电流脉冲时间与脉冲间隔时间的比焊速缝焊时，电流脉冲时间与脉冲间隔时间的比值为值

29、为3或更高。或更高。2电极压力电极压力u缝焊时压力作用不充分，电极压力应比点焊时增加缝焊时压力作用不充分，电极压力应比点焊时增加20-50%，具体数值视材料的高温塑性而定。，具体数值视材料的高温塑性而定。u 在焊接电流较小时，随着电极压力的增大，将使熔核宽在焊接电流较小时，随着电极压力的增大，将使熔核宽度显著增加度显著增加(熔核宽度与重叠量有一定关系；熔核宽度增熔核宽度与重叠量有一定关系；熔核宽度增加引起点距加大、重叠量降低加引起点距加大、重叠量降低)、重叠量下降，破坏了焊、重叠量下降，破坏了焊缝的密封性。缝的密封性。u在焊接电流较大时，电极压力可以在较大的范围内变化，在焊接电流较大时，电极压

30、力可以在较大的范围内变化，其熔核宽度其熔核宽度(代表了重叠量代表了重叠量)、焊透率变化较小并能符合要、焊透率变化较小并能符合要求。此时，电极压力的影响不像点焊时那样大。求。此时，电极压力的影响不像点焊时那样大。当焊接电流更大些时，尽管电极压力发生很大的变化，但熔当焊接电流更大些时，尽管电极压力发生很大的变化，但熔核宽度、焊透率均波动很小。但是，不能选择这一更大的核宽度、焊透率均波动很小。但是，不能选择这一更大的电流，理由正如前所述，不仅不能提高接头强度反而使接电流，理由正如前所述，不仅不能提高接头强度反而使接头质量降低头质量降低3焊接速度焊接速度焊接速度是影响缝焊过程的最重要参数之一。缝焊焊接

31、速度是影响缝焊过程的最重要参数之一。缝焊时，随着焊接速度的增大，接头强度降低，当所时，随着焊接速度的增大，接头强度降低，当所用焊接电流较小时，下降的趋势更严重。同时，用焊接电流较小时，下降的趋势更严重。同时，为使焊接区获得足够热量而试图提高焊接电流时，为使焊接区获得足够热量而试图提高焊接电流时，将很快出现焊件表面过烧和电极粘损现象，即使将很快出现焊件表面过烧和电极粘损现象，即使增大水冷也很难改善。因此，在缝焊时，试图用增大水冷也很难改善。因此，在缝焊时，试图用加大焊接电流来提高焊速进而获得高生产率是困加大焊接电流来提高焊速进而获得高生产率是困难的。研究表明，随着板厚的增加，缝焊速度必难的。研究

32、表明，随着板厚的增加，缝焊速度必须减慢。须减慢。2). 2). 常用金属材料的缝焊常用金属材料的缝焊（1 1）低碳钢：低碳钢是焊接性最好）低碳钢：低碳钢是焊接性最好（2 2）不锈钢：小电流，短时间，大电极压力，中）不锈钢：小电流，短时间，大电极压力，中焊速焊速（3 3）铝合金：焊接性差，应用强规范；）铝合金：焊接性差，应用强规范；缝焊焊接性缝焊焊接性金属材料的缝焊焊接性比其点焊焊接性差，原因主金属材料的缝焊焊接性比其点焊焊接性差，原因主要是缝焊过程及规范参数复杂、机械要是缝焊过程及规范参数复杂、机械(力力)作用不作用不充分，以及缝焊接头的密封性和耐蚀性要求使其充分，以及缝焊接头的密封性和耐蚀性

33、要求使其对缺陷的敏感性增大。但是，缝焊接头仍然是在对缺陷的敏感性增大。但是，缝焊接头仍然是在热一机械热一机械(力力)联合作用下形成的，这就使缝焊与联合作用下形成的，这就使缝焊与点焊并无实质上的不同。一般认为，判断金属材点焊并无实质上的不同。一般认为，判断金属材料点焊焊接性的主要标志对缝焊也是适用的：金料点焊焊接性的主要标志对缝焊也是适用的：金属材料点焊焊接性指标及对规范参数的一般要求、属材料点焊焊接性指标及对规范参数的一般要求、各金属材料的点焊技术要点均可作为缝焊时的主各金属材料的点焊技术要点均可作为缝焊时的主要参考。要参考。3 3 对焊对焊1)1)、对焊的特点和方式、对焊的特点和方式 对焊：

34、以整个对接接触面焊合的电阻焊方法。对焊：以整个对接接触面焊合的电阻焊方法。 特点：效率高、易于实现自动焊特点：效率高、易于实现自动焊 形式：电阻对焊形式：电阻对焊 闪光对焊闪光对焊 滚对焊滚对焊 2)2)、电阻对焊、电阻对焊接头形成过程：接头形成过程：预压预压通电加热通电加热顶锻顶锻对焊对焊: 把两工件端部相对放置，利用焊接电流加热，然后加压完成焊接的电阻焊方法。包括电阻对焊和闪光对焊两种u电阻对焊电阻对焊 ： 将焊件装配成对接接头，使其端面紧将焊件装配成对接接头，使其端面紧密接触，利用电阻热加热至塑性状态，然后迅速密接触，利用电阻热加热至塑性状态，然后迅速施加顶锻力完成焊接的方法施加顶锻力完

35、成焊接的方法电阻对焊主要用于断面小于电阻对焊主要用于断面小于250mm2的丝材、棒材、的丝材、棒材、板条和厚壁管材的接长，尤其在轧丝厂中用这种板条和厚壁管材的接长，尤其在轧丝厂中用这种方法将盘圆彼此连接以便进行连续加工，拔丝后方法将盘圆彼此连接以便进行连续加工，拔丝后很难找出接头所在。所焊金属材料可以是碳钢、很难找出接头所在。所焊金属材料可以是碳钢、不锈钢和铝及某些铝合金。不锈钢和铝及某些铝合金。实践表明，电阻对焊具有接头光滑、毛刺小、焊接实践表明，电阻对焊具有接头光滑、毛刺小、焊接过程简单等优点。但是，电阻对焊接头的机械性过程简单等优点。但是，电阻对焊接头的机械性能较低，对焊件的准备工作要求

36、高，目前仅应用能较低，对焊件的准备工作要求高，目前仅应用在小截面金属型材的对焊上。在小截面金属型材的对焊上。电阻对焊的过程分析电阻对焊的过程分析电阻对焊过程分为预压、加热、顶锻、维持和休止电阻对焊过程分为预压、加热、顶锻、维持和休止等程序。其中前三个程序参与电阻对焊接头的形等程序。其中前三个程序参与电阻对焊接头的形成，后两个则是操作中的必要辅助程序。等压式成，后两个则是操作中的必要辅助程序。等压式电阻对焊时顶锻与维持合一，较难区分。电阻对焊时顶锻与维持合一，较难区分。高频对接焊缝的加热高频对接焊缝的加热焊件对接，利用高频电流（焊件对接，利用高频电流（10500KHz）进行焊接的方进行焊接的方法

37、。分高频接触焊、高频感应焊法。分高频接触焊、高频感应焊接头形成过程接头形成过程连续闪光对焊：闪光连续闪光对焊：闪光 顶锻顶锻3)3)、闪光对焊、闪光对焊u将焊件装配成对接接头，接通电源后使其端面逐将焊件装配成对接接头，接通电源后使其端面逐渐移近达到局部接触，利用电阻热加热这些接触渐移近达到局部接触，利用电阻热加热这些接触点点(产生闪光产生闪光)，使端面金属熔化，直至端部在一，使端面金属熔化，直至端部在一定深度范围内达到预定温度分布时，迅速施加顶定深度范围内达到预定温度分布时，迅速施加顶锻力完成焊接的方法。闪光焊又分为连续闪光焊锻力完成焊接的方法。闪光焊又分为连续闪光焊与预热闪光焊两种与预热闪光

38、焊两种u 边续闪光对焊主要用于断面边续闪光对焊主要用于断面1000mm2左右的闭左右的闭合零件的拼口，预热闪光对焊可焊接合零件的拼口，预热闪光对焊可焊接5000一一10000mm2大型截面黑色金属材料零件大型截面黑色金属材料零件u何谓闪光？何谓闪光？u 闪光焊时，从焊件对口间飞散出闪亮的金属微滴现象。闪光焊时，从焊件对口间飞散出闪亮的金属微滴现象。u闪光的形成实质闪光的形成实质u 接通电源并使两焊件端面轻微接触，对口间将形成许接通电源并使两焊件端面轻微接触，对口间将形成许多具有很大电阻的小触点，在很大电流密度的加热下，瞬多具有很大电阻的小触点，在很大电流密度的加热下，瞬间熔化而形成连接对口两端

39、而的液体过梁。在各种力和强间熔化而形成连接对口两端而的液体过梁。在各种力和强烈加热的共同作用下，过梁内部同它的表面之间形成巨大烈加热的共同作用下，过梁内部同它的表面之间形成巨大的压力差和温度差，导致过梁爆破，使得液态金属微滴以的压力差和温度差，导致过梁爆破，使得液态金属微滴以超过超过60 m/s的速度从对口间隙抛射出来，形成火花急流的速度从对口间隙抛射出来，形成火花急流闪光。简言之，闪光的形成实质是液体过梁不断形成和爆闪光。简言之，闪光的形成实质是液体过梁不断形成和爆破过程，并在此过程中析出大量的热。破过程，并在此过程中析出大量的热。特点：特点：对焊前准备要求低，可焊材料广，焊接质对焊前准备要

40、求低，可焊材料广，焊接质量好，可焊大截面工件。量好，可焊大截面工件。 应用：应用：杆件，如钢轨的接长等；杆件，如钢轨的接长等； 环形工件，车轮钢圈的对接焊等；环形工件，车轮钢圈的对接焊等； 部件的组焊，发动机排气阀体与阀杆的部件的组焊，发动机排气阀体与阀杆的对接焊等；对接焊等； 异种金属，刀头与刀杆的对接焊等。异种金属，刀头与刀杆的对接焊等。预热的作用：预热的作用： 减小焊机需用功率；减小焊机需用功率；降低焊降低焊后冷却速度；后冷却速度；缩短闪光时间。缩短闪光时间。闪光的作用：主要是加热工件，同时形成的液闪光的作用：主要是加热工件，同时形成的液态金属（过梁）通过闪光被排出，对接头起到清理态金属

41、（过梁）通过闪光被排出，对接头起到清理作用；形成的气氛对接头产生一定的保护作用，有作用；形成的气氛对接头产生一定的保护作用，有利于提高焊接质量。利于提高焊接质量。闪光必须稳定而强烈，尤其在闪光后期。闪光必须稳定而强烈，尤其在闪光后期。稳定稳定闪光过程中不短路（会使工件过烧甚闪光过程中不短路（会使工件过烧甚至报废）、不断路（会失去保护作用）。至报废）、不断路（会失去保护作用）。强烈强烈闪光越强烈，自保护作用越强。闪光越强烈，自保护作用越强。顶锻的作用顶锻的作用u封闭对口间隙，挤平因过粱爆破而留下的火口。封闭对口间隙，挤平因过粱爆破而留下的火口。u彻底排除端面上的液体金属层，使焊缝中不残留彻底排除

42、端面上的液体金属层，使焊缝中不残留铸造组织。铸造组织。u排除过热金属及氧化夹杂，造成洁净金属的紧密排除过热金属及氧化夹杂，造成洁净金属的紧密贴合。贴合。u使对口和邻近区域获得适当的塑性变形，促进焊使对口和邻近区域获得适当的塑性变形，促进焊缝再结晶过程缝再结晶过程第十章钎焊定义：定义：将焊件和钎料加热到高于钎料熔点、将焊件和钎料加热到高于钎料熔点、但低于母材熔点的温度，利用液态钎料润湿但低于母材熔点的温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙，并与母材相互扩散而母材，填充接头间隙，并与母材相互扩散而实现连接焊件的方法实现连接焊件的方法利用液态钎料在母材表面润湿、铺展与母利用液态钎料在母材表面润湿、

43、铺展与母材相互溶解和扩散以及在母材间隙中润湿、毛材相互溶解和扩散以及在母材间隙中润湿、毛细流动、填缝与母材相互溶解和扩散而实现零细流动、填缝与母材相互溶解和扩散而实现零件间的连接的。件间的连接的。一、钎焊原理一、钎焊原理钎焊过程的分解钎焊过程的分解 液体金属填充接头间隙条件：润湿作用和液体金属填充接头间隙条件：润湿作用和毛细作用。毛细作用。 当液体的附着力大于其内聚力时，液体就当液体的附着力大于其内聚力时，液体就能粘附在固体表面能粘附在固体表面发生润湿作用。发生润湿作用。衡量液体对母材润湿能力的大小，可用液衡量液体对母材润湿能力的大小，可用液相与固相接触时的接触夹角相与固相接触时的接触夹角的大

44、小来表示。的大小来表示。1、液态金属的填隙原理、液态金属的填隙原理 当当0 09090，液体能润湿固体；，液体能润湿固体； 当当9090180180，液体不能润湿固体。，液体不能润湿固体。=0=0表示液体完全润湿固体；表示液体完全润湿固体；=180=180表示完全不润湿。表示完全不润湿。 钎焊时，钎料的润湿角应小于钎焊时，钎料的润湿角应小于2020。 上述液体与固体相互润湿的前提是他们之间无上述液体与固体相互润湿的前提是他们之间无化学反应发生。化学反应发生。液体在两平行板间隙中，其液面高度会相对液体在两平行板间隙中，其液面高度会相对于板外液面自动上升或下降的现象。于板外液面自动上升或下降的现象

45、。、毛细作用毛细作用润湿角润湿角 h h 液面上升的高度液面上升的高度当当9090、 h h0 0，液体沿间隙，液体沿间隙上升上升润湿（酒精温度计）。润湿（酒精温度计）。当当9090、 h h0 0，液体沿间隙，液体沿间隙下降下降不润湿（水银温度计）。不润湿（水银温度计）。钎焊时，只有在液态钎料能钎焊时，只有在液态钎料能充分润湿母材的条件下（液面充分润湿母材的条件下（液面“上升上升”），钎料才能填满钎缝。），钎料才能填满钎缝。液体沿间隙液体沿间隙“上升上升”的高度与间隙大小的高度与间隙大小2r2r成反比成反比钎焊接头设计、装配时应使间隙小！钎焊接头设计、装配时应使间隙小！影响钎料润湿作用的因素

46、：影响钎料润湿作用的因素：钎料和母材成分钎料和母材成分: : 如液态钎料与母材相如液态钎料与母材相互溶解或形成化合物，则润湿较好。互溶解或形成化合物，则润湿较好。可通过第三者的作用来改善润湿作用。可通过第三者的作用来改善润湿作用。钎焊温度钎焊温度利于润湿。太高，易使钎利于润湿。太高，易使钎料流散、溶蚀或晶粒粗大。料流散、溶蚀或晶粒粗大。表面氧化物表面氧化物妨碍润湿。妨碍润湿。母材表面状态母材表面状态粗些好。粗些好。钎剂钎剂适当的钎剂有良好作用。适当的钎剂有良好作用。 实际填缝过程中，液态钎料与固态金属实际填缝过程中，液态钎料与固态金属母材间存在着溶解、扩散作用，致使液态钎母材间存在着溶解、扩散

47、作用，致使液态钎料的成分、密度、粘度和熔点都发生变化。料的成分、密度、粘度和熔点都发生变化。 影响钎料毛细填缝的因素影响钎料毛细填缝的因素: : 钎料和母材成分、钎焊温度、母材表面氧钎料和母材成分、钎焊温度、母材表面氧化物、母材表面粗糙度、钎剂、间隙、钎料化物、母材表面粗糙度、钎剂、间隙、钎料与母材的相互作用与母材的相互作用 、钎料与母材的相互作用、钎料与母材的相互作用 钎料与母材的相互作用可以形成下列组织：钎料与母材的相互作用可以形成下列组织：固溶体化合物共晶体固溶体化合物共晶体钎焊时，熔化的钎料在毛细填缝过程中往往钎焊时，熔化的钎料在毛细填缝过程中往往还会与母材发生相互物理化学作用。这些作

48、用可还会与母材发生相互物理化学作用。这些作用可以归结为两个方面：以归结为两个方面：母材向钎料的溶解母材向钎料的溶解 溶解作用对钎焊的影响：溶解作用对钎焊的影响：利利“清理清理”作用、合金化作用、合金化弊弊化合物（脆）、填缝性变差、熔蚀化合物（脆）、填缝性变差、熔蚀钎料组分向母材的扩散钎料组分向母材的扩散1 1、按温度分：、按温度分： 软钎焊（软钎焊（solderingsoldering）钎料液相线温度钎料液相线温度低于低于450450； 硬钎焊（硬钎焊（brazingbrazing）钎料液相线温度高钎料液相线温度高于于450450。 高温钎焊高温钎焊 温度超过温度超过900900而又不使用钎剂

49、而又不使用钎剂的钎焊方法的钎焊方法3 3、按热源分：、按热源分： 钎焊方法通常是以所应用的热源来命名的钎焊方法通常是以所应用的热源来命名的 。 二、钎焊方法的分类二、钎焊方法的分类钎焊加热温度较低，对母材组织和性能的影响较小；钎焊加热温度较低，对母材组织和性能的影响较小；钎焊接头平整光滑，外形美观；钎焊接头平整光滑，外形美观；焊件变形较小，焊件的尺寸精度；焊件变形较小，焊件的尺寸精度；某些钎焊方法生产率高；某些钎焊方法生产率高；可以实现异种金属或合金、金属与非金属的连接。可以实现异种金属或合金、金属与非金属的连接。 同熔焊方法相比，钎焊具有以下同熔焊方法相比，钎焊具有以下优点：优点： 三、钎焊

50、的特点三、钎焊的特点钎焊接头强度比较低、耐热能力比较差，钎焊接头强度比较低、耐热能力比较差，由于母材与钎料成分相差较大而引起的电化由于母材与钎料成分相差较大而引起的电化学腐蚀致使耐蚀力较差及对装配要求比较高学腐蚀致使耐蚀力较差及对装配要求比较高等。等。 钎焊缺点：钎焊缺点：四钎焊材料四钎焊材料钎焊材料是钎料和钎剂的总称。钎焊材料是钎料和钎剂的总称。1 1）对钎料的基本要求）对钎料的基本要求合适的熔点（比母材的低几十度）；合适的熔点（比母材的低几十度）；具有良好的润湿性；具有良好的润湿性；与母材充分发生溶解、扩散；与母材充分发生溶解、扩散；成分稳定均匀；成分稳定均匀；所得接头满足技术要求；所得接

51、头满足技术要求；具有经济性（少用稀有金属）；具有经济性（少用稀有金属）；具有安全性（少用有毒及重金属）。具有安全性（少用有毒及重金属）。钎料钎料 2 2）钎料的分类与编号）钎料的分类与编号按熔点：按熔点：熔点在熔点在450450以下的称为软钎料，以下的称为软钎料，高于高于450450的称为硬钎料（难熔钎料），高于的称为硬钎料（难熔钎料），高于950950的称高温钎料。的称高温钎料。 按化学成：按化学成：根据组成钎料的主要金属元素，根据组成钎料的主要金属元素，相应称为相应称为基钎料，如基钎料，如NiNi基钎料等。基钎料等。 按钎焊工艺性能：按钎焊工艺性能：自钎性钎料、真空钎料、自钎性钎料、真空钎料、复合钎料。复合钎料。 钎料按供货要求可制成带、丝、铸条、非钎料按供货要求可制成带、丝、铸条、非晶态箔材、普通箔材、粉末、环状、膏状、晶态箔材、普通箔材、粉末、环状、膏状、含钎剂芯管材（丝材）、药皮钎料、胶带状含钎剂芯管材（丝材）、药皮钎料、胶带状钎料等。钎料等。钎剂的作用是去除母材和液态钎料表面上的钎剂