点焊产品质量缺陷及解决方法

电阻焊(点焊)1第1页，共65页。2目录二.电阻焊的主要过程参数与控制一.电阻焊基本知识四.电阻焊常见问题与处理三.钢与焊接第2页，共65页。3焊接三要素

优秀的操作者高品质的焊接设备合格的焊接材料一.电阻焊基本知识第3页，共65页。4焊接方法分类钎焊压力焊接熔化焊接电阻焊冷压焊超声波焊爆炸焊摩擦焊扩散焊点焊缝焊凸焊对焊（闪光对焊）第4页，共65页。5电阻焊概述

电阻焊是将被焊工件压紧于两电极之间，利用电流在工件接触面及邻近区域的电阻上产生热量,并将其加热到熔化或塑性状态，使之形成金属结合的一种焊接方法。电阻焊以其独特的优势,广泛应用于航空航天、电子、汽车、家用电器等制造行业。电阻焊方法主要有四种：点焊、缝焊、凸焊、对焊。第5页，共65页。6电阻焊的特点特点应力与变形小加热时间短：热量集中操作简单易于实现机械化和自动化焊接成本低不需要填充金属等焊接材料适宜大批量生产生产率高且无噪声及有害气体冶金过程简单：熔核形成时，始终被塑性环包围，熔化金属与空气隔绝。第6页，共65页。7初期加压时间Ts上升时间Tu通电时间Tw下降时间Td保持时间Th开放时间To电极压力焊接电流电阻焊的工作程序第7页，共65页。8加压力电阻焊三要素通电时间焊接电流第8页，共65页。9焊接电流焊接电流是产生热量的重要因素（Q=I2Rt）焊接电流过小焊接部位热量不足严重影响焊点强度焊接电流过大焊接部变形，表面变污熔融金属喷溅，产生气泡第9页，共65页。10加压力加压力可使焊接部位阻值均匀防止局部加热。加压力过小熔融金属喷溅，产生气泡、裂痕、强度变弱。加压力过大接触电阻减少，融合不良，强度不足，压痕大。第10页，共65页。11通电时间通电时间过长热量损失大，材质变化通电时间过短焊接不充分，焊点强度差第11页，共65页。126、工件4、电阻R2、电极压力3、焊接时间1、焊接电流5、电极及夹头二.电阻焊的主要过程参数与控制第12页，共65页。131、焊接电流

由热量公式Q=I2Rt，可见电流对产热的影响比电阻R和时间t两者都大。因此焊接时必须保证焊接电流的适宜和稳定。焊接时电流选用应接近C点处，抗剪强度增加缓慢，越过C后，由于飞溅或工件表面压痕过深，抗剪强度会明显降低焊接电流

IW抗剪强度

FtABC0第13页，共65页。142、电极压力

电极压力对两电极间总电阻R有显著影响，随着电极压力的增大，R显著减小，此时焊接电流虽略有增大，但不能影响因R减小而引起的产热的减少，因此，焊点强度总是随着电极压力的增大而降低，在增大电极压力的同时，增大焊接电流或延长焊接时间，以弥补电阻减小的影响，可以保持焊点强度不变。电极压力过小，将引起飞溅，也会使焊点强度降低。电极压力

F抗剪强度Ft第14页，共65页。153、通电时间阻焊时为了保证熔核尺寸和焊点强度，根据热量公式Q=I2Rt，焊接时间与焊接电流在一定范围内可以互为补充，为了获得一定强度的焊点，可以采用大电流和短时间（强条件，又称强规范），也可以采用小电流和长时间（弱条件，又称弱规范）。选用强条件还是弱条件，则取决于金属的性能、厚度和所用焊机的功率，但对于不同性能和厚度的金属所需的电流和时间，都仍有一个上、下限，超过此限，将无法形成合格的熔核。第15页，共65页。164、电阻

RRewRwRewRwRc

根据热量公式Q=I2Rt可知焊接部位的电阻对阻焊质量有着重要的影响。其电阻的组成如下：

R=2Rw+Rc+2RewRw：被焊工件本身电阻Rc：两工件间接触电阻Rew：电极与工件间接触电阻第16页，共65页。175、电极

阻焊电极是保证阻悍质量的重要零件，它应具备向工件传导焊接电流、压力、散热等功能。电极材质应具有足够高的电导率、热导率和高温硬度。电极的结构必须有足够的强度、刚度以及充分冷却的条件。电极与工件的接触面积决定着电流密度。电极本身电阻率和导热性关系着热量的产生和散失，因而电极的形状和材料对熔核的形成及焊接质量有显著的影响，端部主体尾部冷却水孔锥形电极第17页，共65页。186、工件表面

工件表面上的氧化物，污垢、油和其他杂质增大了接触电阻。过厚的氧化物层甚至会使电流不能通过。局部的导通，由于电流密度过大，则会产生飞溅和表面烧损，氧化物层的不均匀性还会影响各个焊点加热的不一致，引起焊接质量的波动。因此，彻底清理工件表面是保证获得优质接头的必要条件。第18页，共65页。19S型点焊机各部名称与技术规格第19页，共65页。20C型点凸焊机各部名称与技术规格第20页，共65页。21焊接电流在点焊过程中是一个必须严格控制的参数，它直接影响到熔核尺寸和接头的抗剪强度，因此电流的稳定是保证焊接质量的重要因素。电阻焊机可采用恒流和恒压两种电流精度补偿方式，以有效地克服网压波动和次级回路阻抗变化对电流的影响。7、焊接电流精度的补偿第21页，共65页。228、阻焊机的正确使用与维护保养正确使用维护保养阻焊机的安装焊接电源的连接冷却系统的装配压缩空气系统冷却水及水温确认电极加压的调整电极行程的调整握杆及臂座间隔调整电极升降速度的调整停止时的注意事项阻焊机的保养检修阻焊机使用注意事项第22页，共65页。23阻焊机的安装尽可能安装在配电室附近，干燥、灰尘少、无有害气体的室内。地面应平坦并用地脚螺栓固定。安装时用户需准备下列设备：型式150SA2350SA2350SM2SB2JA2CM2500SB2500SB2JA2CA2SM2500JM2CM2700SA2SM2JA2JM2CA2CM2焊接电源

电源电压V380V±10%(焊接时应保证大于350V)

电源容量KVA参考使用说明书标明的额定规格

空气开关容量2P450V100A150A200A300A300A400A400A

连接导线mm222386060606060冷却水

水压kgf/cm22~3

冷却水量l/min>2>3

水温0C30

水电阻率k.cm>5

给水管内径mmΦ10，Φ12Φ12，Φ15

给水管内径mmΦ10，Φ12Φ12，Φ15压缩空气

空气压缩机HP35

空气压kgf/cm25~7

给气管内径mmΦ10，Φ12Φ12，Φ15接地

地线mm2>14第23页，共65页。24焊接电源的连接1.每台焊机配置一个电源开关。

2.供电容量及电源线的直径应保证焊接时压降小于10%。

3.电源输入的连接应牢固并绝缘。

4.控制箱电源为AC100V,出厂时已接好。

5.将脚踏开关插头插入焊机本体正面下方的插座上并固定。

6.为保证设备和人身安全,请使用大于14mm2导线将焊机接地。第24页，共65页。25冷却系统的装配压缩空气系统的装配将给、排水用的橡胶管牢固连接在焊机本体侧面的给水口和进水口处。2.请使用不含杂质尤其是盐份的优质水。（电阻率大于5K.cm）清除金属切管上的切削、灰尘后将进气胶管牢固连接在焊机本体的进气口上。2.气压应确保为5~7kgf/cm2,胶管耐压大于7kgf/cm2。3.为延长焊机使用寿命，请使用干燥雾气小的优质空气。第25页，共65页。26冷却水及水温确认电极加压的调整打开给水阀确认冷却水的流通状况。冷却水温应低于300C，尤其是使用循环水时更要注意。冷却水流量不足或水温超过300C，焊机会热保护而停止工作。环境温度过低时应注意防止冷却系统的冻结。

将控制箱的动作选择开关置于“实验”侧，右旋减压阀加压力增加，左旋减少，使之适应被焊物的厚度。加压力校正表如下：空气压kgf/cm21112345500kgf加压头加压力kgf1002103154205201000kgf加压头加压力kgf2504857209501150第26页，共65页。27电极行程的调整电极升降速度的调整

将控制箱的动作选择开关置于“电极调整”侧，然后踏下脚踏开关时电极下降，根据被焊物的形状，通过推拉加压头限位销即可调整电极行程。

通过改变位于加压头汽缸罩上的调整螺栓，可调整电极的上升、下降速度。右旋变慢，左旋变快，调整完毕，请务必用锁定螺母固定。第27页，共65页。28握杆及臂座间隔的调整

根据被焊物的形状，通过调整电极位置，可使上、下电极臂或上、下电极臂座得到适宜的间隔。具体尺寸可参照使用说明书。第28页，共65页。29停止时的注意事项注意事项冷却水的清除为防止水系统的冻结造成损坏，用压缩空气将水完全排净。气压调节器的清除焊接结束将气压调节器残留的油烟雾排除，以免引起故障。不焊接切断冷却水防止冷却水流经部位产生冷凝水滴，破坏绝缘。第29页，共65页。30阻焊机的保养检修

加压头润滑:第30页，共65页。31阻焊机的保养检修

加压头漏气检修:

在电极为上升状态,气压为5kgf/cm2时,如排气口漏气达1L/分,则应进行检查:排气口漏气:

检查电磁阀或加压头内的PSD密封圈或O型封环(1)。油杯漏气:

检查加压头内的O型封环(2)。拆卸加压头时，先取出气管然后按六角螺母（1）、汽缸罩、汽缸滚动销、六角螺母（2）、活塞、活塞杆的顺序进行。安装时顺序相反，安装时首先清除脏物、灰尘，向汽缸内表面各O型封环及活塞杆外周涂敷新黄油或机油，六角螺母（1）要慢慢拧紧。第31页，共65页。32阻焊机的保养检修

气体过滤器的保养:当过滤器中积水、不纯物接近泡罩板时，请按下排水栓将积物取出，并用中性洗涤剂清洗杯子。注意：装卸过滤器杯时一定要切断气体。安装过滤器杯时，按动安装卡环动杆，对准槽插入，使制动杆复位，要确认旋转卡环，一直到听见“喀嚓”声。第32页，共65页。33阻焊机的保养检修

电极头端部的整形：电极头端部直径过小，会使被焊物出孔，直径过大则不能焊接，尤其是端部附着的其它金属，会降低焊接强度，影响外观，因此要经常用机械或手工整型、修磨。紧固连接处的检修：焊接变压器次级侧、次级导体及电极臂给电盘的连接处要年1拆卸2次，并研磨连接部位。若接触不良导电不好，会降低焊接能力。冷却水路的清洗：每月清洗1次，向给水口吹如压缩空气，清除冷却水路的水垢。晶闸管的清扫：要定期清扫机内晶闸管附近的灰尘，积尘过多会降低耐压。第33页，共65页。34阻焊机使用注意事项注意事项焊接作业焊接时务将手放入电极之间保养、检修严格按使用说明书进行保护用具规格避免火花飞溅造成伤害电极头检修、整形、更换务必关闭控制箱电源开关焊机内部检修务必关闭阻焊机的电源输入构造变更请勿改变机器构造或规格注意负载持续率（请看下页）第34页，共65页。35阻焊机使用注意事项最大实际负载持续率的计算方法[铭牌最大短路电流×0.9/实测焊接电流]2

×额定负载持续率(%)（2）实际负载持续率的计算方法[（1小时内的焊接点数×1点的周波数）/（60分×60秒×频率HZ）]×100%（1）(1)式的计算结果只能小于或等于(2)式,否则焊机将超负荷运行!第35页，共65页。36不同材料和板厚的点焊P1P1不同材料（ρ1<

ρ2）不同板厚（δ1<

δ2）δ1δ2

当进行不同材料或厚度的点焊时，熔核将不对称于其交界面，而是向厚板或导电、导热性差的一边偏移，偏移的结果将使焊点强度降低。熔核偏移是由两工件产热、散热条件不相同引起的。厚度不等时：熔核偏向厚件。材料不同时：熔核偏向导电、导热性差的材料侧。第36页，共65页。37熔核偏移的调整调整熔核偏移的原则是：增加薄板或导电、导热性好的工件的产热而减少其散热。常用的方法有：（1）采用强条件：使工件间接触电阻产热的影响增大，电极散热的影响降低。（2）采用不同接触表面直径的电极：

在薄件或导电、导热性好的工件一侧采用较小直径，以增加这一侧的电流密度、并减小电极散热的影响。（3）采用不同的电极材料

薄件或导电、导热性好的工件一侧采用导热性较差的铜合金，以减少这一侧的热损失。（4）采用工艺垫片

在薄件或导电、导热性好的工件一侧垫一块由导热性较差的金属垫片（厚度为0.2～0.3mm）．以减少这一侧的散热。第37页，共65页。38点焊的电极

电极端头大小、形状对焊点的电流密度、熔核尺寸有着重要影响,因此要进行严格的选择和修磨。电极端头的形状如下：P形D形C形R形F形水管10mm电极材料的物理性质类别等级处理成分导电率（%）洛氏硬度适用范围A1加工硬化CU，Cd9070B铝合金、铜合金、电镀板A2热处理CU，Cr8080B普通的焊接A3热处理CU，Be,Co48100B凸焊用B10烧结CU，W5379B凸焊用B11烧结CU，W4698B凸焊用B12烧结CU，W44101B使用率高的凸焊B13烧结W3270A电阻钎焊第38页，共65页。39低碳钢的点焊低碳钢的含碳量低于0.25%。其电阻率适中，需要的焊机功率不大；塑性温度区宽，易于获得所需的塑性变形而不必使用很大的电极压力；碳与微量元素含量低，无高熔点氧化物，一般不产生淬火组织或夹杂物；结晶温度区间窄、高温强度低、热膨胀系数小，因而开裂倾向小。这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。焊接条件中等条件（B）板厚（mm）0.40.50.60.81.01.21.62.02.33.2电极加压(kgf)7590100125150175240300370500通电时间(周波)10111315202330364460焊接电流（A）4500500055006500720077009100103001130012900电极端径（mm）3.23.54.04.55.05.56.37.07.89.0第39页，共65页。40不锈钢的点焊不锈钢的电阻率高、热敏感性强，导热性差，因此与低碳钢相比，可采用较小的焊接电流、较短的焊接时间及较高的电极压力，以防止产生缩孔、裂纹等缺陷。不锈钢点焊参考数据如下表：焊接条件中等条件（B）板厚（mm）0.81.21.62.0电极加压(kgf)300500700900通电时间(周波)681114焊接电流（A）620090001150013500电极端径（mm）4.55.56.37.0可选机型YR–350SA2YR–500SA2第40页，共65页。41铝合金的点焊电导率和热导率较高：必须采用较大电流和较短时间，才能做到既有足够的热量形成熔核；又能减少表面过热、避免电极粘附和电极铜离子向纯铝包复层扩散、降低接头的抗腐蚀性。塑性温度范围窄、线膨胀系数大：必须采用较大的电极压力，电极随动性好，才能避免熔核凝固时，因过大的内部拉应力而引起的裂纹。也可以采用在焊接脉冲之后加缓冷脉冲的方法避免裂纹。表面易生成氧化膜：焊前必须严格清理，否则极易引起飞溅和熔核成形不良，使焊点强度降低。铝合金点焊时，由于电流密度大和氧化膜的存在，很容易产生电极粘着,不仅影响外观质量，还会因电流减小而降低接头强度,为此需经常修整电极。第41页，共65页。42

4.3凸焊的施工要点施工要点凸焊的工作原理凸点形状要求焊接规范的选定凸焊的工艺特点焊点的最小间距凸焊最小搭接量第42页，共65页。43凸焊的工作原理

凸焊是点焊的一种变型，通常是在两板件之一上冲出凸点，然后进行焊接。由于电流集中，克服了点焊时熔核偏移的缺点，凸焊时一次可在接头处形成一个或多个熔核。电极电极F第43页，共65页。44凸焊的工艺特点凸焊时，电极必须随着凸点的被压溃而迅速下降，否则会因失压而产生飞溅，所以应采用电极随动性好的凸焊机。电极压力应保证凸点达到焊接温度时将其完全压溃，使工件紧密贴合。压力过大会过早地压溃凸点，失去凸焊的作用，同时因电流密度减小而降低接头强度。压力过小又会引起严重飞溅。通常凸焊的焊接时间比点焊长，而电流比点焊小。多点凸焊的焊接时间稍长于单点凸焊，以减少因凸点高度不一致而引起各点加热的差异。凸焊每一焊点所需电流比点焊同样一个焊点时小。但在凸点完全压溃之前电流必须能使凸点熔化，焊接电流大约为每个凸点所需电流乘以凸点数。凸焊时还应做到被焊两板间的热平衡，否则平板未达到焊接温度以前凸点便已熔化。因此焊接同种金属应将凸点冲在较厚的工件上，焊接异种金属应将凸点冲在电导率较高的工件上。第44页，共65页。45焊点的最小间距P

凸焊焊点的间距P过小，焊接时会因电磁力的影响造成凸焊部位的相互吸引移动，导致焊接强度下降。第45页，共65页。46凸焊最小搭接量D

为保证焊接强度和焊点质量，凸焊搭接量L最好为凸焊焊点直径D的三倍以上。L第46页，共65页。47凸点形状要求dth

焊接强度由凸焊直径d决定，也受凸焊高度h的影响，高度值最好是凸焊直径的（20~25）%。第47页，共65页。48低碳钢凸焊参考数据焊接规范的选定单点凸焊:

大电流、大加压力、短时间通电时的焊接效果较好。多点凸焊:与单点凸焊相比，通电时间相同，焊接电流、加压力一般为单点凸焊的数倍。板厚mm电极接触面(mm)电极压力(kgf)焊接时间(周波)维持时间(周）焊接电流(kA)0.363.180.8061350.533.971.3681360.704.761.82131371.126.351.82171371.577.943.1821139.51.989.535.452525132.3911.15.45252514.52.7712.77.732538163.1814.37.73253817第48页，共65页。49螺母凸焊参考数据方形螺母（4点突起）方形螺母（3点突起）焊接条件中等条件（B级）中等条件（B级）螺母尺寸(mm)1212128810101066板厚(mm)1.22.34.01.22.31.22.34.01.22.3电极压力(kgf)370400420270290350370410270290焊接时间(周波)5555555555焊接电流(KA)141516.59.510.5131415.59.510.5第49页，共65页。501.材料因素

母材和焊材的成分2.工艺因素

如焊接方法、坡口形式和加工质量、预热后热措施、层间温度控制、装配质量、甚至电源种类和极性等，对改善工艺焊接性都起很大作用。3.结构因素

如设计时应考虑焊接接头处于刚度较小状态，避免出现截面突变、余高过大、交叉焊缝等容易引起应力集中的结点。4.使用条件

如工作温度高低、工作介质种类、载荷性质等，都属于工艺焊接性考虑范围焊接工艺包括那几方面第50页，共65页。51一、钢的分类钢是含碳量小于2％的铁碳合金，钢中还含有少量的锰、硅、硫、磷等常存杂质，是应用最广的工程材料。钢的分类方法很多，我们只介绍最常用的几种：1.按钢中含碳量分（1）低碳钢含碳量＜0.25％；（2）中碳钢含碳量为0.25％～0.60％；（3）高碳钢含碳量＞0.6％。2.按钢的品质分（1）普通碳素钢钢中硫、磷含量较高分别为s≤0.055％和P≤0.045％；（2）优质碳素钢钢中硫、磷含量均应小于或等于0.04％；（3）高级优质钢此类钢中硫、磷的含量分别是：S＜0.030％，P＜0.035％。3.按钢的用途分（1）结构钢用作工程结构和机器零件。这类钢属于低碳钢和中碳钢。（2）工具钢用于制造刀具、量具和模具，这类钢属于高碳钢。（3）待殊性能钢具有特殊物理、化学性能的钢，包括不锈钢、耐热钢和耐磨钢等三.钢与焊接第51页，共65页。52根据GB221—79《钢铁产品牌号表示方法》的规定，我国钢号表示方法和基本原则如下：①汉字和汉语拼音字母并用。②钢号中的化学元素，采用国际通用化学符号或汉字来表示，如Mn（锰），Si（硅）等。稀土元素按该族总称，用拉丁字母“RF’或汉字“稀土”表示。③钢中含碳量（％）以数字表示，并标在钢号最前面。合金结构钢含碳量以万分之几表示。不锈钢含碳量则以千分之几表示，如果不锈钢中含碳量≤0.03％（超低碳）或≤0.8％时，钢号前冠以“00”或“0”，如0Cr13等。④钢中重要合金元素，以百分之几表示。当平均含量＜1.5％时，只表元素符号，不标含量。当平均含量≥1.5％、≥2.5％、≥3.5％……等时，在元素后面标2、3、4……等，以表示含量。合金元素在钢号中是以其含量多少按递减顺序依次排列。如15MnV、表示平均含碳量0.15％左右、含Mn、含V量均小于1.5％，且Mn的含量多于V的含量。二、我国钢材的牌号表示方法和基本原则第52页，共65页。53⑤钢中微量元素，一般不标出。但对于钒、钛、铌、硼、稀土等微量合金化元素。其含量虽很少，但因合金化作用明显，也应在钢号中标出。例如平均含碳量为0.20％、锰1.0％～1.3％，钒0.07％～0.12％，硼0.001％～0.005％的钢，系标注为20MnVB。牌号为18MnMoNb的钢中，铌的含量也仅为0。025％～0。050％。⑥专门用途的合金结构钢（例如锅炉、容器、桥梁等）在钢号前（或后）标明代表该钢种用途的符号，例如H2Crl3为焊条钢、16MnR为容器用钢，16Mnq为桥梁用钢、16Mng为锅炉用钢、16MnDR为低温容器用钢等等。⑦高级优质钢，应在钢号最后加“A”或“高”：以区别于一般优质钢。常用钢号的名称、用途、冶炼方法所采用的缩写字母，汇总如表5一6一1所示。第53页，共65页。541.碳当量法根据钢材的化学成分与焊接热影响区淬硬性的关系，把钢中合金元素（包括碳）的含量，按其作用折算成碳的相当含量（以碳的作用系数为1）作为粗略地评定钢材焊接性的一种参考指标。计算碳当量的经验公式很多，常用的是国际焊接学会（IIW）推荐的公式如下：Ceq=C+碳当量Ceq值越大、钢材淬硬倾向越大，冷裂纹敏感性也越大、经验指出：当Ceq＜0.4％时，钢材的焊接性优良，淬硬倾向不明显，焊接时不必预热；当Ceq=0.4％～0.6％时，钢材的淬硬倾向逐渐明显，需要采取适当预热和控制线能量等措施；当Ceq>0.6％时，淬硬倾向强，属于较难焊接的材料，需要采取较高的预热温度和严格的工艺措施。由于计算碳当量时没有考虑残余应力，扩散氢含量，焊缝受到的拘束等，故只能粗略地估计材料的焊接性。2.直接试验法在正确控制焊接工艺参数按规定要求焊接工艺试板，检测焊接接头对裂纹、气孔、夹渣等缺陷的敏感性，作为评定焊接性、选择焊接方法和工艺参数的依据。常用的方法有：Y形坡口对接焊缝裂纹试验（简称小铁研试验法）、搭接接头焊接裂纹试验（简称CTS法或受控热流法）等。三、钢焊接性的评价方法第54页，共65页。551

焊点被烧穿

3

焊点压痕过大

4

焊点太小或强度不够

5

焊点有烧痕或划痕2焊接时飞溅大

6焊点有裂纹

7

启动后不动作

8

有动作不通电四.电阻焊常见问题与处理第55页，共65页。56焊点被烧穿焊接电流过大电极头接触不良被焊金属本身缺陷电极压力不足工