电阻焊—常用材料点焊

1、Chapter 2 点焊(din hn)压 力 焊共四十一页2.3 常用(chn yn)金属材料的点焊共四十一页判断点焊(din hn)焊接性的主要标志材料的导电性和导热性 电阻率小而热导率大的材料，其焊接性较差。2.材料的高温塑性及塑性温度(wnd)范围 高温塑性差、塑性温度区间窄的材料，其焊接性较差。共四十一页判断点焊(din hn)焊接性的主要标志3. 材料对焊接热循环的敏感性4. 熔点(rngdin)高、线膨胀系数大、硬度高的材料，焊接性差。共四十一页 对点焊质量(zhling)的要求1）熔核直径(zhjng)或板厚2）焊透率3）压痕520%1. 熔核尺寸的几个基本概念共四十一页2）少

2、数金属材料（如可淬硬钢等）对焊接热循环极为敏感。当点焊工艺不当时，接头由于被强烈淬硬而使强度、塑性急剧降低。其点焊接头强度不仅取决于熔核尺寸，而且与熔核及热影响(yngxing)区的组织及缺陷有关。1）多数金属材料（如低碳钢等）对焊接热循环不敏感。焊接区的组织无显著变化(binhu)，也不易产生组织缺陷。其点焊接头强度主要与熔核尺寸有关； 对点焊质量的要求共四十一页低碳钢的点焊(din hn)这类钢的点焊焊接性良好，焊接参数(cnsh)范围宽。在常用厚度范围内(0.53.0mm)一般无需特殊措施，采用单相工频交流电源，简单焊接循环即可获得满意结果。共四十一页低碳钢的焊接技术(jsh)要点冷轧板

3、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沾上的油污。如设备容量(rngling)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。选用中等电导率、中等强度的Cr-Cu或Cr-Zr-Cu合金电极。共四十一页低碳钢的焊接(hnji)技术要点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(渐升)或加预热电流的措施(cush)来减少飞溅。板厚超过3mm时，选用带锻压力的压力曲线，带预热电流脉冲或断续通电的多脉冲焊接电流。共四十一页共四十一页不锈钢的点焊(din hn)不锈钢按组织可分为奥氏体型、马氏体型、铁素体型三类。

4、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(hnji)时需精确控制焊接(hnji)参数，焊后常需作热处理，故较少用于点焊结构。共四十一页不锈钢的点焊(din hn)奥氏体型不锈钢的电阻率为低碳钢的47倍，热导率仅为低碳钢的1213。故可用较小的焊接电流、较短的通电(tng din)时间进行点焊。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。电极材料亦需选用高温硬度高的材料以免严重压溃。共四十一页不锈钢焊接(hnji)技术要点电极压力应提高40%-80%，为此需采用软化温度高、硬度(yngd)高的材料作电极。一般推荐B

5、e-Co-Cu合金电极，尤其当点焊较厚板时，电极的冷却极为重要，可采用外部水冷却。共四十一页不锈钢焊接(hnji)技术要点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(hnji)参数，焊接(hnji)时间一般比相同厚度低碳钢短40%-50%。因电阻率大、热导率小，焊接电流可比相同厚度低碳钢小些。共四十一页可淬硬钢的点焊(din hn)这类钢的碳当量大于0.3%，淬硬性很强，一般在调质状态下应用，有碳钢(如45，50等)，但大多数为合金钢(如30CrMnSiA，2Crl3)等。这类钢在点焊热循环作用下，熔核和邻近熔核的热影响区将产生马氏体组织，硬度高；而在离熔核较远处则因加

6、热(ji r)至超过回火温度而软化、硬度下降、强度亦低(如在调质状态下点焊)。可淬硬钢点焊时易发生前期飞溅，厚板点焊时会产生裂纹和疏松等缺陷。共四十一页可淬硬钢焊接(hnji)技术要点在退火状态点焊，且厚度小于3mm时，可采用单脉冲软的焊接(hnji)参数，通电时间约为同厚低碳钢点焊时的3-4倍，电极压力与电流相应减小。板厚较大，且在退火状态点焊时，常采用带缓冷双脉冲点焊工艺，其质量优于单脉冲点焊的质量。共四十一页可淬硬钢焊接技术(jsh)要点调质状态钢点焊时，应采用带回火双脉冲的点焊工艺，在焊机上回火可免去整体回火的耗能工艺。带回火双脉冲点焊的工艺是指在焊接之后(zhhu)待焊件冷却到完成马

7、氏体转变之后(zhhu)再使其局部回火，从而而获得最佳的综合力学性能。共四十一页带回火双脉冲(michng)点焊的组织分布示意图共四十一页可淬硬钢焊接技术(jsh)要点为防止疏松、裂纹(li wn)等缺陷产生，尤其当板厚大于3mm时，建议采用增大顶锻力的加压方式，顶锻力约为电极压力的2-2.5倍。加顶锻力时间应精确控制。这类钢的热物理性能接近低碳钢，高温强度适中一般采用Cr-cu或Cr-Zr-Cu合金电极。共四十一页镀层钢板(gngbn)的点焊镀层钢板点焊的难点在于： 镀层金属熔点低，早于钢板熔化，熔化的镀层金属流入缝隙，增大(zn d)接触面降低电流密度，因此需增大(zn d)电流。 镀层金

8、属与电极在升温时往往能组成固溶体或金属间化合物等合金。一旦发生上述现象，电极端部的导电、导热性能下降，温度进一步上升，产生恶性循环，加速电极的粘污损坏，同时亦破坏了零件的镀层。 镀层金属如进入熔化的钢质熔池将产生结晶裂纹，因此需在钢板熔化前把镀层挤出焊接区。共四十一页CuCrZr: 1075oC: Zinc: 420oCBrass: 1027oC(70Cu/30Zn)Steel: 1427oCNitrode: 1083oCMelting pointsWe are trying to join steel with something (copper) that melts 350oC earl

9、ier !共四十一页500oC800oC900oC 800oC1000oC1300oCTemperatures in Resistance Welding(Simplified representation)Anneal temp: CuCrZr 500oCAnneal temp: Nitrode Al 60 900oCSOURCE: O.U. Science Data Book, Outukumpu, OMG.SOURCE: O.U. Science Data Book, Outukumpu, OMG.共四十一页共四十一页镀层钢板焊接技术(jsh)要点与等厚低碳钢相比电流应增大(zn d)3

10、0%50%，镀层熔点越低，增加越多。电极压力则增大(zn d)20%30%即可。与低碳钢相比，同样的电极压力，其临界飞溅电流有所上升。采用Cr-Cu或Cr-Zr-Cu合金电极。要加强冷却，允许外水冷。二次修磨间的焊接点数仅为焊低碳钢时的110-120。薄板(1.2mm)点焊时可采用嵌钨电极。共四十一页镀层钢板焊接技术(jsh)要点由于电极粘污严重，是产生质量问题的主要原因，故在结构允许条件下改用凸焊是解决电极粘污的最佳方案。锌、铅等元素的金属蒸气和氧化物尘埃对人体有毒，需加强(jiqing)通风。共四十一页铝及铝合金的点焊(din hn)铝及铝合金电阻率低 (低碳钢的1412)、热导率高(低碳

11、钢的2.4倍)，虽其熔点较低，仍需采用极大(j d)电流焊接，通电时间要短，以免散热过多。一般需要焊接等厚低碳钢时的3倍电流，通电时间则约为焊接等厚低碳钢的110。共四十一页铝及铝合金的点焊(din hn)铝及铝合金在空气中很快生成致密的氧化膜，必须(bx)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接以免再次氧化。共四十一页铝及铝合金的点焊(din hn)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(cinng)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。共四十一页铝及铝合金焊接技术(jsh)要点铝及铝合金焊前必须

12、严格清理表面(biomin)，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，存放期不应大于72h。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。共四十一页铝及铝合金焊接(hnji)技术要点用电阻率低的Cd-Cu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命的主要因索，要频繁地用细砂布清理(qngl)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(qngl)一次。厚板点焊建议采用变压式加压

13、工艺(加顶锻力)。共四十一页钛合金的点焊(din hn)钛合金密度小，抗拉强度大，耐蚀性好，热强性及低温韧性均优，所以广泛应用于航空、宇航和化工领域。钛合金具有比奥氏体不锈钢更高的电阻率和更小的热导率，可采用较小容量的焊机焊接。虽钛在高温(gown)时大量吸收氧、氮、氢而脆化，电弧焊时需特殊保护措施，但点焊时熔化金属处于塑性壳内与大气隔绝，故焊接性甚好，一般不需保护气体。共四十一页钛合金焊接技术(jsh)要点钛合金的线膨胀系数仅为奥氏体不锈钢的l/2，热导率又小，所以熔核几何尺寸对点焊参数不敏感，因此点焊参数可调范围宽，表面不易过热，焊透率即使高达90%也不致产生飞溅。但表面氧化膜较致密(zh

14、m)，需注意清理。其高温强度低于奥氏体不锈钢的高温强度，可采用比点焊相同厚度奥氏体不锈钢时低的电极力。共四十一页钛合金焊接技术(jsh)要点点焊时冷却速度很高，会产生针状马氏体组织，使硬度提高、韧性下降。因此对钛合金建议采用焊后热处理。点焊后的变形较难矫正，故需正确考虑(kol)点焊次序，尽量减小变形。用高温硬度好的Cr-Cu或Be-Co-Cu合金电极，可进行内外水冷。共四十一页高温合金(hjn)的点焊高温合金具有(jyu)很好的高温强度与热稳定性，广泛应用于航天、航空工业。高温合金具有比奥氏体不锈钢更大的电阻率、更小的热导率和更高的高温强度，故可用较小的焊接电流，但需更大的电极压力。共四十一

15、页高温合金焊接技术(jsh)要点高温合金表面氧化膜致密性好，为防止形成结合线伸入等缺陷，必须加强表面清理工作。采用软的焊接参数、大的电极压力，以提高电极压力的压实效果。在有条件时应采用加大顶锻力的焊接参数，以减少(jinsho)飞溅、防止产生裂纹、疏松和缩孔等缺陷。加强冷却，尽量避免反复加热，以减少近缝区出现“胡须”状缺陷的机会。用高温硬度好的Be-Co-Cu合金电极。共四十一页胡须某些材料如高温合金和铝合金其晶界聚集低熔点杂质，加热时它首先熔化并在压力下被挤出，而后熔核中的液态金属又填满其空间，因此并没有破坏接头(ji tu)的完整性。但在金相检别时因其腐蚀性能与周围原有金属有差别而易误判为

16、裂纹。共四十一页胡须的三种存在部位(bwi)熔核内部胡须A由熔核边缘伸向热影响区的胡须B稍离熔核、独立存在于热影响区的胡须C共四十一页胡须对接头性能的影响至于胡须对接头强度的影响，因填满铸态组织的胡须并未破坏金属的连续性，经试验证实它对接头强度无影响，所以(suy)生产中允许胡须存在，而不作为焊接缺陷处理。但是，对未填满的胡须尽管很少发现，当承受载荷时，特别在动载荷作用下，仍如同裂纹一样有危险性，所以(suy)应作为裂纹处理。共四十一页铜及铜合金的点焊(din hn)铜的导电和导热性能极好、焊接(hnji)性很差。一般认为纯(紫)铜极难点焊，不能凸焊和缝焊。某些铜合金由于加入合金元素后导电导热性能下降很多，硬度也有所提高，故已成功地进行了点焊、凸焊和缝焊。共四十一页铜及铜合金焊接(hnji)技术要点铜和高电导率的铜合金点焊时，需采用防止大量散热的电极，一般推荐用钨、钼镶嵌型或铜钨烧结型电极，相对电导率小于纯铜30%的铜合金点焊时可采用Cd-Cu合金电极。适当加大点距与搭边量，以防止过大的分流和飞溅。推荐采用电容放电型焊接电源(dinyun)，以获得峰值高、脉宽窄的电流波形。共四十一页内容摘要Chapter 2 点焊。高温(gown)塑性差、塑性温度区间窄的材料，其焊接性较差。4. 熔点高、线膨胀系数大、硬度高的材料，焊接性差。2