电阻焊接讲义

电阻焊焊接工艺教材编辑：【深圳电器工厂工艺科】

主编人员：【】编辑日期：各种薄板构件的生产一辆车的车身上焊点数：3000~5000个电阻点焊在汽车车身焊装中占据主导地位电阻焊原理

工艺及设备一、电阻点焊原理●什么是电阻焊——电阻焊是焊件组合后通过施加压力，利用电流流过接头的接触面及临近区域产生的电阻热进行焊接的方法。●利用焦尔热进行焊接Q=I2RT一、电阻点焊原理抗剪强度

Ft

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

IWABC1、焊接电流一、电阻点焊原理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。2、焊接时间一、电阻点焊原理抗剪强度

Ft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。焊接电流

IWABC3、加压力一、电阻点焊原理小结：

电阻点焊的热源是电阻热。电阻点焊时，当焊接电流通过两电极间的金属区——焊接区时，由于焊接区具有电阻，根据焦耳定律：Q=I2Rt，会在焊件内部形成热源——内部热源。特点：a)加热迅速、集中；

b)为获得合理的温度分布，焊接区的散热非常重要；

c)加热过程与被焊金属材料的热物理性质关系密切；一、电阻点焊原理一、电阻点焊原理焊接区电阻及变化规律

点焊时焊接区存在三个种类的电阻见右图：

（a）焊件本身电阻Rw

（b）焊件间的接触电阻Rc

（c）焊件与电极间的接触电阻Rew1）焊件本身电阻

电流通过焊件而产生的电阻热与焊件本身电阻有关，该电阻按下式计算：

其中ρ—焊件电阻系数

δ1、δ2—两焊件厚度

S—对应于电极接触面积

K—考虑电流在板中扩散的系统<1，K仅与电极与焊件的几何形状有关。

由于ρ一般随温度升高而增大，故加热时间越长，电阻越大，产热多，对形成焊点的贡献越大。

2）接触电阻Rc＋2Rew

接触电阻是一种附加电阻，通常是指在点焊电极压力下所测定的接触面（焊件－焊件接触面、焊件－电极接触面）处的电阻值。影响接触电阻的主要因素：

表面状态

电极压力加热温度：钢600℃，铝350℃时的接触电阻接近为零。焊件清理方法对接触电阻Rc的影响接触电阻与电极压力间的关系（板厚为1mm)1—低碳钢

2－铝合金点焊过程中接触电阻的变化焊接区总电阻的分配（举例）点焊过程中焊接区电阻的变化规律一、电阻点焊原理4、点焊时的热量分配

Q1－加热焊接区母材金属形成熔核的热量;Q2－通过电极热传导损失的热量。Q3－通过焊接区周围金属热传导损失的热量

二、电阻点焊工艺1、点焊分类

双面点焊二、电阻点焊工艺

单面点焊二、电阻点焊工艺2、点焊流程二、电阻点焊工艺

点焊流程－举例二、电阻点焊工艺3、电阻点焊典型控制参数

碳钢电阻点焊参数（t为板厚）二、电阻点焊工艺几种材料的点焊工艺参数二、电阻点焊工艺4、点焊工艺参数对接头质量的影响1）焊接电流二、电阻点焊工艺2）电极压力的影响二、电阻点焊工艺强规范（硬规范）：大电流，短时间弱规范（软规范）：小电流，长时间

取决于工件材料的性能、厚度及所用焊机的功率。但有上、下限。3）焊接时间的影响二、电阻点焊工艺4）电极端面形状及尺寸的影响电极工作端面分圆柱形、圆锥形、球面形三种，以圆锥形、球面形最广泛，主要是可以加强冷却降低电极温度。虽然球面形电极寿命长、散热快、焊点外观好、但制造，尤其是修复比较困难，故一般使用圆锥形电极居多。工作面的选定与压力大小有关。压力大、工作面需大些，以免电极端面压坏，所以随板厚的加大，工作面直径亦需增加，工作面是不断磨损而增大的，所以在焊接生产中要定时修复，否则因电流密度下降而导致熔透下降甚至无熔核。采用随焊点数增加而电流自动提升的方法可以延长两次修复之间的时间。二、电阻点焊工艺5、电阻点焊的几个影响因素1）分流及影响因素点距越小，板材越厚，材料导电性越好，分流越严重。二、电阻点焊工艺焊接顺序对分流的影响

焊件表面状态对分流的影响表面处理不良时，油污和氧化膜使接触电阻增大，导致焊接区总电阻增大，分路电阻相对减小，使分流增大。二、电阻点焊工艺电极与工件非焊接区接触焊件装配不良或装配过紧单面点焊二、电阻点焊工艺分流的不良影响1）焊点强度降低；2）单面点焊产生局部接触表面过热和飞溅消除和减少分流的措施1）选择合理的焊点距；2）严格清理被焊工件表面；3）注意结构设计的合理性；4）对敞开性焊件。采用专用电极和电极握杆；5）连续点焊时，可适当提高焊接电流；6）单面多点焊时，采用调幅焊接电流波形。2）感应电阻对焊接电流的影响

由于窗口内的工件存在感应电阻，感应电阻越大，焊点的焊接电流越小，故焊点6的焊接电流比焊点1的电流小。二、电阻点焊工艺3）不同厚度和不同材料的点焊由于工件厚度和材料不同，会产生熔核偏移现象，克服的方法是：

a)采用硬规范；

b)不同直径或材质电极；

c)附加导热性差的工艺垫片；

d)采用凸焊方法。

二、电阻点焊工艺三、电阻点焊设备1、点焊机的构成三、电阻点焊设备2、点焊电极1）电极结构三、电阻点焊设备2、点焊电极1）电极结构（电极端面形状）四、电极材料2、点焊电极2）电极材料第一类：导电最好、强度最差，适用于要求电流密度高但高温强度差的焊件例如铝合金；第二类：导电适中、强度亦适中适用于大多数件，汽车行业均采用此类铜合金，有Cr—Cu及Cr—Zr—Cu等；第三类：导电较差，但强度（主要是高温强度）最好，适用于焊接强度及硬度较高的不锈钢、高稳合金等。2、点焊电极2）电极材料（硬度和软化温度）四、电极材料2、点焊电极2）电极材料（导电率）四、电极材料电极材料的选用六、焊接不良及解决对策五、焊接不良及解决对策

焊点被烧穿

焊接时飞溅大

焊点压痕过大

焊点太小或强度不够

焊点有烧痕或划痕

焊点有裂纹

焊点被烧穿焊接电流过大工件厚度材质差异过大电极头接触不良焊点被烧穿电极压力不足工件或电极污物过多被焊金属本身缺陷

焊接时飞溅大焊接电流过大电极头冷却不良飞溅大电极压力不足工件或电极污物过多工件厚度、材质差异过大

焊点压痕过大焊接电流过大电极端面直径过小或端面变形压痕大电极压力过大上、下电极未对准或端面不平行焊点过小或强度不够焊接电流太小焊接时间过短焊接回路接触不良焊点过小或强度不够电极压力过大工件或电极污物过多工件厚度材质差异过大

焊点有烧痕或划痕焊接电流过大被焊金属本身缺陷电极头冷却不良焊点有烧痕或划痕电极压力过小电极端面污物过多电极端面修磨粗糙

焊点有裂纹焊接电流过大被焊金属本身缺陷上、下电极未对准焊点有裂纹电极压力过小工件表面污物过多焊机调整不当七、电极的冷却冷却水箱温度对焊接的影响电极在焊接的过程中会持续受热，温度的升高会使焊接电阻增大从而使焊接热的增加，造成烧穿等不稳定现象，根据焊机的功率和散热情况，我们需选择风冷，会水冷，保证电极温度稳定，才能使焊接过程稳定八、应用案例我厂现用的电阻焊设备主要用来焊接线束、接插端子，因其方便高效的特点将逐渐被广泛使用。九、负载持续率的计算●使用率的计算方法（实际通电持续率是多少）

1小时内的焊接点数×1点的周波

×100％--------------------------------(1式)60分×60秒×频率(Hz)●实际允许负载持续率的计算方法（实际测定电流下可使用到多少%最大短路电流(铭牌值)×0.92×额定使用率(铭牌值)(%)-----------(2式)

焊接电流(测定值)上述计算结果的(1)式值应等于或小于(2)式值超负荷使用将会导致焊接变压器或可控硅等部件损坏十、焊机的选用原则●根据被焊工件的材质、厚度、尺寸形状、生产效率、生产方式等条件1、确定焊接方式（点焊、凸焊、缝焊）2、初选焊接规范：焊接电流、焊接时间、焊接压力、（缝焊时考虑焊接速度）（必要时进行试焊可确定焊接规范及确认焊接效果）3、确定焊机的开口尺寸（臂深和开口）4、根据焊接规范和开口尺寸选定焊机的额定容量▲确定额定容量时应考虑留有设备余量按85％选定，▲由于焊机的开口尺寸和容量不同，焊接回路中阻抗和感抗（感抗的大小与开口尺寸形