电阻焊接学习资料(中文)

1、报告人：魏世超报告人：魏世超金属名金属名化学化学符号符号比重比重熔融点熔融点电器内阻电器内阻 内阻温度内阻温度系数系数线膨胀系数线膨胀系数锡锡铅铅铝铝银银铜铜金金铍铍镍镍钴钴鉄鉄铬铬白金白金钛钛钼钼 钨钨SnPhAlAgCuAuBeNiCoFeCrPtTiMoW 通电中温度分布图通电中温度分布图；发热量发热量 ；溶接电流溶接电流；内阻内阻；通电时间通电时间温度温度被溶接材被溶接材加压力加压力焊点焊点被溶接材被溶接材扩大顺序扩大顺序：为什么焊点为什么焊点不在电极上不在电极上造成表层分离造成表层分离板材浮起板材浮起直焊直焊平行平行焊焊非直焊非直焊并并联间联间隙隙交流式交流式电容器式电容器式晶体管晶

2、体管交流交流(直直流）流）逆变式逆变式电容器式电容器式晶体管式晶体管式交流式交流式交流交流逆变式逆变式电流电流（）（）时间时间（）（）电流电流-电流的大小电流的大小AA时间时间-通电时间通电时间t,mst,ms加压加压-加压力加压力NN电流密度电流密度-焊点的焊点的大小大小( (合金合金层层) )追溯性追溯性-飞溅飞溅 电极电极-温度温度 极性极性 焊点焊点加压力加压力电极的作用电极的作用加压加压 锻造锻造放大电流放大电流 热量平衡热量平衡引起发热引起发热（放（放热热） 焊点的大小焊点的大小无效无效分流分流 平行焊时平行焊时, ,表面的连接片上较大的表面的连接片上较大的电流通过电流通过, ,造

3、成无法溶接造成无法溶接无效无效分流分流溶接溶接焊点焊点对策对策）电极间隔扩大电极间隔扩大）在连接片上设计一条裂缝在连接片上设计一条裂缝）将连接片压薄将连接片压薄）电流升高电流升高（表面毛刺发生表面毛刺发生）珀耳帖效应珀耳帖效应 珀耳帖效应是指异种金属在电流通过时，一侧吸热，另一珀耳帖效应是指异种金属在电流通过时，一侧吸热，另一侧放热的现象。侧放热的现象。具体具体情况是指情况是指）关于平行焊，关于平行焊，点点的的溶接溶接较弱较弱（特别是通电一侧特别是通电一侧）一侧电极附着上连接片一侧电极附着上连接片（电池电池），电极棒消耗的较快，电极棒消耗的较快 关于平行焊关于平行焊, ,使用使用交流式交流式等

4、的转极类型等的转极类型 设备在电容器通电一侧的时候设备在电容器通电一侧的时候, ,进行进行2 2脉冲通电脉冲通电单位面积的平均电流值单位面积的平均电流值。电流密度保持一定的情况下电流密度保持一定的情况下, ,就可以进行良好溶接。当就可以进行良好溶接。当大电流通过时大电流通过时, ,电极先端产生热量电极先端产生热量, ,这时由于再加压的原这时由于再加压的原因因, ,电极先端要扩大变宽电极先端要扩大变宽, ,导致电流密度下降导致电流密度下降, ,焊点就会焊点就会变小。变小。 电流电流密度密度I IS SS S：面积面积 I I：电流电流 固有固有内阻不同的内阻不同的金属金属,发热发热量会根据各个金

5、属的不同而引起量会根据各个金属的不同而引起不同的不同的现现象。象。怎怎样样使使热热量平衡量平衡变变好好？例）材例）材质质板厚板厚固有内阻固有内阻CuCu0.5mm0.5mmNiNi上部上部电电极极： ：CrCuCrCu下部下部电电极极： ：CrCuCrCu上部上部电电极极： ：MoMo， ，W W下部下部电电极极： ：CrCuCrCu热影响线热影响线凹陷深度凹陷深度（热影热影响部响部）表层分离表层分离放电焊头直径放电焊头直径焊点直径焊点直径焊点焊点焊点焊点 ：在在溶接部溶接部生成的生成的溶融凝固部分溶融凝固部分 放电焊头放电焊头 ：焊点周边生成的焊点周边生成的板板间压接部间压接部 热影响部热影

6、响部 ：由热影响造成的组织或性质变化的部分由热影响造成的组织或性质变化的部分 凹陷凹陷：由电极生成的由电极生成的母材表面母材表面的凹陷的凹陷表层分离表层分离：溶接部：溶接部的周围生成的板的缝隙的周围生成的板的缝隙气孔气孔 ：在焊点内部生成的孔在焊点内部生成的孔（一般（一般出现在出现在中央部）中央部） 破裂破裂 ：焊点凝固时发生的破裂焊点凝固时发生的破裂表面表面毛刺毛刺 ：电极与电极与板板及及接触面接触面造成造成板板面面溶融溶融而产生而产生 中央毛刺中央毛刺 ：溶融：溶融后的后的金属金属冲破放电焊头而产生冲破放电焊头而产生凹陷凹陷气孔气孔表层分离表层分离表面毛刺表面毛刺中央毛刺中央毛刺破裂破裂放

7、电焊头放电焊头作业结束作业结束确定确定正确溶接条件正确溶接条件溶接溶接强度强度用试验片进行用试验片进行溶接溶接试验试验毛刺毛刺、溶着、溶着的观察的观察毛刺毛刺 溶着溶着的的发生发生开始作业开始作业增电流、加压增电流、加压、时间变更时间变更OKOKNGNG撕裂试验撕裂试验、拉力试验拉力试验加压加压减电流减电流改变通电时间改变通电时间NGNG飞散限度曲线飞散限度曲线时间时间 (t)(t)电流电流 (I w)(I w)( (不可溶接区不可溶接区域）域）（飞散发生区域飞散发生区域）焊点焊点开始形成开始形成加压力加压力(P)(P)、(N)(N)（爆火区域爆火区域）（弱溶接（弱溶接区域区域）加压力加压力电

8、流电流电极电极其他其他上下电极上下电极对齐对齐有可追有可追溯性溯性上升上升下降下降形状的形状的改变改变上升上升下降下降为为型型附着附着表面飞散形成的毛刺表面飞散形成的毛刺中间飞散形成的毛刺中间飞散形成的毛刺现现象象由板间喷出的中间飞散由板间喷出的中间飞散中间飞中间飞散散直焊溶接中的直焊溶接中的中间飞散参考照片中间飞散参考照片连连接片一接片一侧侧外外露的照片露的照片由电极间喷出的表面飞散由电极间喷出的表面飞散平行焊中的表面飞散参考照片平行焊中的表面飞散参考照片面向电极内侧喷出的面向电极内侧喷出的溶融金属溶融金属气孔气孔焊点焊点放电焊头部放电焊头部爆火爆火形状的形状的变更变更改善追改善追溯性溯性上

9、升上升下降下降爆火爆火有可追有可追溯性溯性气孔气孔加压力加压力 电流电流电极电极其他其他现现象象上升上升下降下降下降下降上升上升形状形状焊点变小焊点变小材质形材质形状状热平衡热平衡溶入溶入 不平衡不平衡焊点直径的差异焊点直径的差异过大凹陷过大凹陷下降下降形状形状曲率曲率变化变化下降下降交换交换电流密电流密度度珀耳帖珀耳帖效效应应加压加压力力电流电流电极电极其他其他现现象象扭力检查扭力检查( (扭力扭力) )拉力检查拉力检查TearTestTearTest通过显微镜对照片进行检查通过显微镜对照片进行检查, ,发现焊点部分的材料切断发现焊点部分的材料切断 并研磨并研磨, ,蚀刻后进行再检查蚀刻后进

10、行再检查。仅进行外观的判断是较危险的仅进行外观的判断是较危险的, ,必须进行抽样破坏检查必须进行抽样破坏检查。包层板层的残留包层板层的残留破裂破裂多孔部多孔部溶入溶入气孔气孔（）（）焊接的品质检查焊接的品质检查品质检查是指进行品质检查是指进行通常通常视觉的检查与破坏检查视觉的检查与破坏检查。视觉检查要按下记项目进行检查视觉检查要按下记项目进行检查。板板面上浮面上浮破裂破裂中间中间飞散飞散表面飞散表面飞散凹陷凹陷外部割外部割烧伤烧伤破坏试验也称做剥皮撕裂试验破坏试验也称做剥皮撕裂试验, ,即一般的拉力试即一般的拉力试验验。按下图对母材进行破断、确认按下图对母材进行破断、确认（一侧是圆孔，另一侧是

11、圆孔，另一侧是纽扣状，所以也叫纽扣破断）。此外，使用弹一侧是纽扣状，所以也叫纽扣破断）。此外，使用弹簧计检查拉力强度的情况也存在。簧计检查拉力强度的情况也存在。母材破断母材破断（）（）确保品质维持确保品质维持抵抗溶接抵抗溶接是是大量大量生产时最适当的焊接方法，如生产时最适当的焊接方法，如果管理方法有错误，则损失也会变大。现在，由于在果管理方法有错误，则损失也会变大。现在，由于在生产线上不能进行彻底的破坏试验，所以要多加注意。生产线上不能进行彻底的破坏试验，所以要多加注意。焊接发热根据电极与工件的接触电阻不同而不同。焊接发热根据电极与工件的接触电阻不同而不同。加压力必须是定值。有时也可用加压计测

12、定检查。焊接加压力必须是定值。有时也可用加压计测定检查。焊接时工件熔化会出现凹陷时工件熔化会出现凹陷, ,此时电极追溯跟不上是引起飞此时电极追溯跟不上是引起飞溅的原因。所以对焊头的移动也要进行检查。溅的原因。所以对焊头的移动也要进行检查。 （加压力检查加压力检查）（电极研磨电极研磨） 如果焊接次数增多，电极表面会附着酸化膜，或者变成如果焊接次数增多，电极表面会附着酸化膜，或者变成蘑菇形状，电极表面也有消耗。如果电极表面有磨损蘑菇形状，电极表面也有消耗。如果电极表面有磨损, ,也是造也是造成飞溅或者附着粘针的原因成飞溅或者附着粘针的原因, ,制品的外观也变坏制品的外观也变坏。要准备好要准备好研研

13、磨磨后的电极棒后的电极棒, ,在焊接数次后可进行更换。使用新电极棒时，在焊接数次后可进行更换。使用新电极棒时，可先用不要的制品进行测试。可先用不要的制品进行测试。（制品制品精度）精度）不注意制品的板厚不注意制品的板厚、镀层的厚度镀层的厚度、金属成分等、金属成分等的变化的变化, , 会造成焊接不良出现。所以对制品、物品的品质进行检会造成焊接不良出现。所以对制品、物品的品质进行检 查也是重要的注意事项。查也是重要的注意事项。电极过热不仅会缩短电极的寿命，还会使焊接产生电极过热不仅会缩短电极的寿命，还会使焊接产生差异。要防止突然的变冷变热。差异。要防止突然的变冷变热。（电极的过热电极的过热）（电流检

14、查电流检查）发热量增大，必须进行电流检查发热量增大，必须进行电流检查。可以引起电流变化的原因：可以引起电流变化的原因：电源电压变动时电源电压变动时焊接机超出额定规格使用、过热的情况焊接机超出额定规格使用、过热的情况被焊工件不一致，接触不稳定的情况被焊工件不一致，接触不稳定的情况焊接装置性能减低的情况焊接装置性能减低的情况为了防止由于以上原因造成的不良，使用监测仪对电流进行为了防止由于以上原因造成的不良，使用监测仪对电流进行监察是很重要的。监察是很重要的。如果实施了电流检查，也可以推测出由于其他因素如果实施了电流检查，也可以推测出由于其他因素引起的变化，这样产品质量就可以大幅度提高。引起的变化，

15、这样产品质量就可以大幅度提高。关于焊接电流的特征，介绍测定方法关于焊接电流的特征，介绍测定方法。）为什么用为什么用普通普通电流计无法测定电流计无法测定溶接电流在短时间内溶接电流在短时间内(0.001(0.001秒秒0.50.5秒）秒）有大电流有大电流（1001005050位）位）经过，波形也不同。所以通常的电流计是无经过，波形也不同。所以通常的电流计是无法测定的。法测定的。）感应线圈即罗氏线圈感应线圈即罗氏线圈罗科夫斯基线圈罗科夫斯基线圈的理论：如果导体中通过电流，的理论：如果导体中通过电流，遵循安培的右螺母法则产生磁场，遵循安培的右螺母法则产生磁场，磁束磁束与线圈缠与线圈缠绕。在线圈中发生的

16、感应电势绕。在线圈中发生的感应电势随电流、时间的随电流、时间的变化发生。变化发生。（图图）（ ）是是比例定数比例定数线圈的出力电压线圈的出力电压是指线圈面积与是指线圈面积与巻回数比例。巻回数比例。因此，要按照图因此，要按照图卷成环形圈卷成环形圈。图图图图磁束磁束线圈线圈感应电势感应电势导体导体电流电流电电流流 此传感器的特点：由于是空芯，即使线圈不饱和也可以测定此传感器的特点：由于是空芯，即使线圈不饱和也可以测定大电流。但是，造成输出的是电流的微分值，所以在电子大电流。但是，造成输出的是电流的微分值，所以在电子回路中进行积分（复原电流波形）是很必要的。回路中进行积分（复原电流波形）是很必要的。

17、（图图）图图iabi iab）种焊接电流的表示方法种焊接电流的表示方法peakpeak値（値（ Ip Ip ）是指最大值是指最大值。平均値（平均値（ Im Im ）是指电流值的面积平均值是指电流值的面积平均值。（。（图图） ）IpIm实效值实效值（ Irms )Irms )点焊中产生的热量，按照下面的公式，电流的次方点焊中产生的热量，按照下面的公式，电流的次方进行比例。进行比例。如果电流如果电流 I I必须为实效值，则热不成比例。必须为实效值，则热不成比例。实效值的公式实效值的公式溶接溶接电流计由传感器造成的诱起电压复原，出现电流波形，电流计由传感器造成的诱起电压复原，出现电流波形，由内部小型

18、计算机按照上记的实效值计算。以上测得的电由内部小型计算机按照上记的实效值计算。以上测得的电流大部分都是实效值，电容器式也可测定最大值。流大部分都是实效值，电容器式也可测定最大值。Q Q =0.24=0.24I I2 2RTRTI Irmsrms= =T T( ( i i ) )2 20 0T TdtdtAC100VAC100VAC200VAC200V半导体开关元件半导体开关元件变压器变压器焊头焊头最普及最普及易拿取易拿取价格便宜价格便宜不适合超精密接合不适合超精密接合输入电源大输入电源大交流式交流式的特征的特征AC100VAC100VAC200VAC200V电源变压器电源变压器大容量大容量电容器电容器变压器变压器焊头焊头电容器电容器方式方式的特征的特征输入电源变小输入电源变小注意飞溅注意飞溅加加压力压力大大注意珀耳帖效应注意珀耳帖效应AC100VAC100VAC200VAC200V电电源源变压变压器器大容量大容量电容器电容器晶体功率管晶体功率管焊头焊头 晶体管操作方式的特征晶体管操作方式的特征可以可以定定电流电流、定、定电压电压、定定电力操作方式电力操作方式实现实现超精密溶接超精密溶接低加低加压力压力最适合最适合高抵抗高抵抗材质材质防止飞溅的发生防止飞溅的发生AC200VAC200VAC400VAC400V3 3相相变压器变压器整流整流焊头焊头直流直流逆变的特征逆变的特