电阻点焊、凸焊工艺设计规范

1、电阻点焊、凸焊工艺设计规范2015-1-1 实施2014-12-30 发布XXXXXXXXXXXX 公司发布1.范围本标准规定了本公司螺母凸焊、板件点焊设备要求、工艺参数设计及焊接 质量检验规范等。.规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的，凡是注日期的引用文件， 仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包 括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 19867. 5电阻焊焊焊接工艺规程HB/T5420-1989电阻焊电极与辅助装置用铜及铜合金HB 5282-84结构钢和不锈钢电阻点焊和缝焊质量检验QJ 1289-95结构钢、不锈钢电阻点、缝焊技术条件QJ 129

2、0-87结构钢、不锈钢电阻点、缝焊工艺JB/T 3158-1999电阻点焊直电极JB/T 3948-1999电阻点焊电极帽JB/T 6043-92金属电阻焊接头缺陷分类JB/T 7598-2008电阻焊电极用铜-铭-错合金.焊接设备电阻点焊、凸焊使用的设备是电阻焊机，电阻焊机（resistance welding machine）是将被焊工件压紧于两电极之间，并施以电流，利用 电流流经工件接触面及邻近区域产生的电阻热效应将其加热到熔化或塑 性状态，使焊件形成金属结合的一种机器。目前我公司电阻焊机为两台 唐山松下生产的YR-500S型单项交流电阻焊机（焊机额定规格及结构形 式见图3-1、图3-2

3、、图3-3）。图3-2 焊机额定规格用4 1图3-1焊机各部名称与外形尺寸型式YR-350SB2YR-500SA2额定容最kVA3550额定给人电压V38O1O%额定频率Hz50点焊最大饵接输人kVA90120允许负我持续率%7.58.7靖大短路电流A1600019500最大焊接电流A1440017600国伸尺寸mm200 x600200*600锻大加压力N500010000电极行程mm20. 6020, 80电极头mm4I6.惟度1/5%620.锥度 1/5 X冷却水量L/min23底量kg270500图3-3 焊机实物图设备选购时应充分考虑以下八点：额定电源电压、电网频率、一次电流、焊接电

4、流、短路电流、连续焊接电流和额定功率时焊接变压器的级数；3. 1.2最大、最小及额定电极压力；3. 1.3额定最大、最下臂伸和臂间开度；3.1. 4短路时的最大功率及最大允许功率，额定级数下的短路功率因数;3.1. 5适用的焊件材料、厚度和断面尺寸；3. 1.6额定负载持续率；3. 1.7焊机重量、焊机生产率、可靠性指标、寿命及噪声；1. 8焊机的各种控制功能。3.2新焊接、经大修过的焊机或电源改变过（即移装）的焊机都应进行 工艺性鉴定。工艺性鉴定方法按QJ 1290-87规定方法进行。4.电极及电极夹头1电极结构电极的结构必须有足够的强度和刚度，以及充分冷却的条件，设计 时还应考虑其粘附、合

5、金化和变形等问题。1电极端面形状应利于端面散热和增强抗变形能力；2电极端面直径应根据工件厚度和需要的熔核尺寸确定；3电极设计时应考虑电极工作部分便于到达焊接处以及电极能可靠 地安装于焊机上，并卸装方便。4. 1.4电极的冷却水孔应尽可能的延伸到接近端面的部位，冷却水孔的尺寸应 能容纳一个进水管，并能使水沿着管子的外围流出。水管的端头应斜切。4. 2电极材料：电极材料应具有足够高的电导率、导热率和高温硬度， 电极材料按我国HB/T5420的标准分为4类（见表4-1）,根据我公司产 品特点推荐选用2类材料。表4T 电极材料的成分和性能类 别编 号材料牌号材料名称化学成分（质 量分数）舟品种及尺寸

6、/mm材料性能硬度电导率/ -1 /ms. m软化 温度 /HVHRB不小于11TP1TP2纯铜Cu299.9冷拔棒，0258556150冷拔棒中2590(53)56锻件5056铸件10502CuCdl锦铜CdO.7-1. 3冷拔棒中2590(53)15250冷拔棒中2595(54)43锻件90(53)153CuZrNb结铜铜ZrO. 100. 25NbO. 06-0. 15冷拔棒，锻件(107)604850021CuCrl铭铜CrO. 3L 2冷拔棒 中25125(69)43475冷拔棒中25140(76)锻件100(56)铸件852CuCrZr铭铭铜CrO. 25-0. 65冷拔棒，锻件(

7、135)7543550ZrO. 08-0. 203CuCrAlMg格铝镁铜CrO. 4-0.7冷拔棒、锻件(126)7040A10. 15-0. 25MgO. 150. 254CuCrZrNb络错锯铜CrO. 250. 40冷拔棒、锻件(142)7845575ZrO. 100. 25NbO. 08-0. 25CeO. 020.1631CuCo2Be彼钻铜Co2. 02. 8冷拔棒中25180(89)23475冷拔棒 中25190(91)BeO.4-O. 7锻件180(89)铸件180(89)2CuNi2Si硅银铜Nil. 6-2.5冷拔棒中25200(94)18500冷拔棒中25200(94)

8、17Si0,5 0.8锻件168(86)19铸件158(83)17类 别编号材料牌号材料名称化学成分（质 量分数）%品种及尺寸 /mm材料性能硬度电导率 /ms. m1软化 温度 /HVHRB不小于3CuCo2CrSi钻辂硅铜Col. 82. 3CrO. 3L 0SiO. 3-1.0NbO. 05-0. 15冷拔棒、锻件(183)90266003电极夹头电极夹头用于加持电极，导电和传递力矩，故应有良好的力学性能和导 电性。我公司电极夹头结构应能向电极通冷却水，电极夹头的锥形端面 壁厚不得小于5mm,必要时可采用末端加粗的电极夹头。5.点焊方法和工艺1点焊方法点焊通常分为双面点焊和单面点焊两大类

9、。双面点焊时，电极由工 件的两侧向焊接处馈电。单面点焊时，电极由工件的同一侧向焊接处馈 电。我公司推荐选用单点双面点焊的焊接方法。我公司点焊零部件用于承受小的静载荷或动载荷，为一般焊接接头 （即QJ 1289规定的HI级接头）。2点焊工艺参数的选择步骤2. 1第一步初选个焊接参数；2. 2第二步现场工艺试验并进行调整和修正，最后确定出最佳参数。3点焊工艺参数选择根据工件的材料和厚度，参考该种材料的焊接条件表选取。首先确 定电极的端面形状和尺寸。其次初步选定电极压力和焊接时间，然后调 节焊接电流，以不同的电流焊接试样。经检验熔核直径符合要求后，在 适当的范围内调节电极压力，焊接时间和电流，进行试

10、验的焊接和检验,图5-1焊接电流及对焊点抗剪强度的影响直到焊点质量完全符合技术条件所规定的要求为止。试验选择工艺参数时，要充分考虑试样和工件的分流、铁磁性物质 影响，以及装配间隙方面的差异，并适当加以调整。如果改变某一焊接 参数，其他参数必须加以修正。5. 3. 1电极压力：电极压力影响焊件接触电阻、电流密度、电极散热的 效果和焊接区的塑性变形。如果焊接容量足够大，应采用较大的电极压 力，以提高焊接质量及其稳定性。5. 3. 2焊接电流：电阻焊的焊接电流对产热的影响比电阻和通电时间大, 是平方正比关系，因此是必须严格控制的重要参数。随焊接电流的增大, 熔核直径与熔透率随之增大，接头的抗剪强度也

11、将增大。图5-1是典型 焊点抗剪强度与电流大小的关系，图中AB段相当于为熔化焊接，BC段 相当于熔化焊接，接近C点，抗剪强度增加缓慢，说明电流的对抗剪强 度的影响小，故焊接时应选用接近C点的焊接电流。超过C点后，由于 出现飞溅或工件表面压痕过深，抗剪强度明显降低。电流过大还会导致 母材过热，电极迅速耗损。出电流总量外，电流密度对加热也有显著影 响，增大接触面积，会降低电流密度和焊接热量，从而使接头强度下降。 因而在工艺设计时应考虑分流对焊质量的不良影响，并采取措施加以控 制。反之电流密度过大，将导致焊缝金属飞溅，形成空腔、焊缝开裂及 力学性能下降等不良后果。5.3.3点焊时电流的分流：因为分流

12、使焊接区的有效电流减小，析热不 足而使熔核尺寸减小，导致熔核强度下降；分流电流在电极-焊件接触面 一侧集中过密，将因局部过热造成飞溅、烧伤焊件或电极、熔核便宜等。 影响分流的因素很多，零件材料、结构、点距、表面状态和装配质量等 都能影响分流的大小。减小分流常用措施有一下五点。5. 3. 3. 1选择合适的点距。材料的电阻率越小，板厚越大，焊件层数越 多，则分流越大，所允许的最小点距也应增大；5. 3. 3. 2焊前清理焊件表面；5. 3. 3. 3提高装配质量。待焊处装配间隙大，其电阻增大，使分流增大。 焊机应尽量减小装配间隙；5. 3. 3. 4适当增大焊接电流，以补偿分流的影响。5. 3.

13、 3. 5其他特殊措施。如采用热膨胀监控、顺序改变各点电流的控制 器以及采用能有效地补偿分流影响的其他装置等。5. 3.4焊接时间：焊接时间的熔核尺寸的影响与焊接电流的影响基本类 似，只是增减速度有所不同。焊接时，根据材料的物理性能、焊件厚度与装配精度、焊接容量、焊件焊前的表面状态及对焊件表面质量的要求 等来确定焊接时间的长短。图5-1未几种典型材料焊接时，焊接厚度与 焊接电流、焊接时间的关系。3-高温合金4-不锈钢5-铜合金注：本图摘自焊接工程师手册我公司点焊件为低碳钢，此类钢具有良好的焊接性，其焊接电流、 电极压力和通电时间等工艺参数具有较大的调节范围。表5-1为美国RWMA推荐的低碳钢点

14、焊的焊接条件，可供参考。表5-1低碳钢点焊的焊接条件板 厚 /mm电极最小点距/mm最小搭接量/mm最佳条件中等条件普通条件最大 d/mm最小 D/mm电极 压力 /KN焊接时间倜焊接 电流 /KA熔核 直径 /mm抗剪 强度 14% /KN电极 压力 /KN焊接时间倜焊接 电流 /KA熔核直径/mm抗剪 强度 14% /KN电极 压力 /KN焊接时间倜焊接 电流 /KA熔核直径/nnn抗剪 强度 14% /KN0.43.2108101. 1545.24.01.80. 75S4.53.61.60. 40173.53.31.250.54.8109111.3556.04.32.40.9095.04

15、.02.10. 45204.03.61.750.64.81010111.5066.64.73.01.00115.54.32.80. 50224.34.02. 250.84.81012111.907.85.34.41.25136.54.84.00. 60255.04.63. 551.06.41318122. 25S8.85.86. 11.50177.25.45.40. 75305. 65.35. 301.26.41320142. 70109.86.27.81.75197.75.86.80. 85336. 15.56. 501.66.41327163. 601311.56.910.62.40259

16、. 16.710.01. 15437.06.39. 251.88.01631174. 101512.57.413.02.75289.77. 111.81. 30487.56.711.002.08.01635184. 701713.37.914. 53.003010. 37.613.71. 5053S. 07. 113.052.38.01640205. 802015.08.618.53.703711. 3S.417.71.S0648.67.916.85注：d-电极端而直径；D-电极主体直径：焊接时间栏内周数已按50Hz电源频率修订6.点焊接头点焊通常采用搭接接头和这边接头(图6-1),在设计点焊

17、结构时， 必须考虑电极的可达性，即电极必须能方便地抵达构件的焊接部位，同 时还应考虑诸如边距、搭接量、点距装配间隙和焊点强度等因素。(b)图6-1点焊接头型式(a)搭接接头(b)折边接头e-点距b-边距6.1边距：边距的最小值取决于被焊金属的种类、厚度和焊接条件。对于屈服强度高的金属、薄件或采用强条件时可取较小值，但不允许边工 件边缘被压溃。搭接量是边距的二倍，推荐的最小搭接量见表6-1。表6T接头的最小搭接量薄件厚度8 /mm熔核直径 d/mm单排最小搭边(b/mm)最小工艺间距(e/mm)铝合金碳钢、低合金 钢、不锈钢轻合金碳钢、低合金钢不锈钢0.53.0-108111070.83. 51

18、29131291.04. (25.0116111514111.56. 0-118122014122.07. 0-1520142516142.58. 01522163018163.09. 0-1526183520183.510:28204022224.0ir:30254524244.512423428026265. 0If3630552s30注：本表摘自实用焊接技术手册6.2点距：点距的最小值与被焊金属的厚度、电导率、表面清洁度、以 及熔核的直径有关。表6-2为推荐的最小点距。板厚（6 /mm）不锈钢低碳钢、低合金钢铝合金0.5810150.8912171.010132

19、01.51215252.01416272.51618303.01820303. 5202?30表6-2焊点的最小点距（单位/mm）注：本表摘自焊接手册点距最小值应考虑分流影响。采用强条件和打的电极压力时，点距 可适当减小；采用热膨胀监控或能够顺序改变个点电流的控制器时，以 及采用能够有效地补偿分流影响的其他装置时，点距可以不受限制。3装配间隙装配间隙必须尽可能的小，许用间隙值通常为0.7.焊接接头质量表面缺陷：点焊焊接接头表面可能存在的缺陷有：裂纹、烧穿、喷 溅、过深的压痕、铜迹和沿焊点边沿的胀裂等。焊件及试样检查时，点 焊接头允许存在一定的缺陷，但缺陷点数占焊点总成的百分比不允许超 出表7-

20、1的规定。表7T 点焊接头允许存在、允许修补的内、外部缺陷及数量缺陷种类缺陷点数占焊点总数的白分比允许存在的缺陷允许修补的缺陷III级接头内、外部裂纹010边沿胀裂00烧穿08外喷溅及表面烧伤1010过深的压痕100内部气孔、疏松、缩孔、未熔合66未焊上015缺陷总数2020注：允许存在的带缺陷焊点不允许集中在一处2熔核直径：点焊焊点熔核直径应符合表7-2规定。表7-2焊点熔核直径d允许最小值薄板厚度/mm碳钢/mm低合金结构钢/mm不锈钢/mm0.32.22.22.40.62.52. 52. 50.8333.213.53.53.81.2444.21.54.54.54.825.55. 55.

21、52.5666.436. 56. 573点焊相对位置尺寸偏差应不超过表7-3规定。表7-3焊点相对位置尺寸允许偏差值I、I【级接头in级接头边距/81.52822. 5焊点距W1522. 515-30343045焊点排距W202320314常见缺陷事例4. 1虚焊、未焊透b.合格焊缝a.虚焊、未焊透7. 4. 2飞溅7. 4. 3压痕过深a.压痕过深7. 4. 4边距过小、母材边缘压溃4. 5过烧、焊点表面严重氧化，焊点表面凹凸不平7.4.6熔核偏小、接头强度弱a.熔核偏小b.合格熔核8.检验、试验1外观质量检验1.1试样和焊件应100%进行目视检验，允许用（5-10倍放大镜检查）. 1.2试

22、样和焊件上的焊点不允许有外部裂纹、烧穿、沿焊点边缘胀裂。 外部飞溅物应清理干净。.1.3焊件上的压痕应均匀，通以焊接接头最大与最下压痕直径之比不 允许大于1.25,允许压痕深度见表8-1。表8-1允许压痕深度焊件厚度&mm允许压痕深度/mm8 W2W30%88 22焊透率（按薄板计算）规定如下：2. 1厚度比2的组合，焊透率应在30%-80%之间；2. 2厚度比的组合，焊透率应在20%-80%之间；3撕破试验：撕破试验应撕破5个以上连续点焊的焊点;1撕破试验时，当板厚V2mm时，在一侧试样上撕成孔洞；当板厚22mm时，在一侧试样上应撕成孔洞或深度大于二分之一板厚的凹坑。8. 3. 2试样撕破后

23、，在试样上留下的熔核尺寸应符合表8-2的规定。表8-2焊件厚度0.30.40.50.81.01.21.52.02.53.0熔合尺寸d不小于1.52.22.53.74. 14.655. 76.46.98. 4点焊接头强度试验8. 4. 1在制定新的焊接工艺参数时应进行接头强度试验；8. 4. 2焊缝接头的最小抗剪强度应经试验后确定，并在设计文件中规定;8. 4. 31n级点焊接头的单点抗剪力值应不低于表8. 3规定。8. 5其他试验视产品需要或主机厂要求可组织使用电阻焊加工的产品进行振动试验、 装车试验及其他相关试验。表8. 3点焊接头的单点最小抗剪力值材料 剪力、厚度低碳钢低合金钢不锈钢08F

24、10 DC0120 20A2512Mn2A12Gr5MoA25GrMnSiA25GrMnVA30GrMnSiAlGrl8Xi9Ti0. 366589012250.4955131017800.51245173523550.825153445465013625473564951.24983620587181.571638630980021092013365137202.51468017790196003180032137324500. 4. 4不同厚度板材组合焊接时，按薄板厚度确定接头强度；相同厚度, 不同材料板材组合焊接时，按强度极限低的材料确定；不同厚度，不同 材料板材组合焊接时，按承受载荷能力低的材料一边确定接头强度。.凸焊方法和工艺凸焊方法：我公司使用四点凸焊的方法将焊接方螺母焊接在焊件上。9. 2凸焊工艺参数的选择步骤2. 1初步选定电极压力和焊接时间（可参照表8-1）,再调节焊接电流, 以不同的电流焊接试样，直至螺母破坏力矩100%270N-m为止。5. 2.3在适当的范围内调节电极压力，焊接时间和电流，进行试样的焊 接和检验，直至螺母破坏力矩100%270m、内