电阻焊接基础培训

电阻焊接基础培训第1页/共75页20四月202321.什么叫做电阻焊通过电极对工件施加压力后通电，利用电流通过接头的接触面和邻近区域产生的电阻热进行焊接的方法称电阻焊。第2页/共75页32023/4/202.电阻焊的基本方法a).点焊b).凸焊c).缝焊（滚焊）d).电阻对焊e).闪光对焊f).缝对焊第3页/共75页20四月202343.电阻焊的优点热量集中，加热时间短，焊接变形小。冶金过程简单。生产率高，价廉。零件匹配容差大，可异种金属焊。工艺简单、易自动化，对焊工要求低。劳动环境较好，污染小。第4页/共75页52023/4/204.电阻焊的缺点焊接设备相对复杂所需的电容量大，对电网影响大。到目前无简单快捷的无损检测方法第5页/共75页62023/4/20二.点焊

概述第6页/共75页72023/4/20（一）.电阻点焊概述加压局部结合通电局部融化冷却形成焊核自发生成焊点1.什么是电阻点焊第7页/共75页20四月20238一辆现代汽车包含有4000多个电阻焊点第8页/共75页20四月202392.点焊的热源电阻焊接的电阻热Q=I2RT(焦耳)热量的大小，与通电电流和电阻的大小、焊接时间长短有关钢铁的点焊处的电阻值范围在60到150微欧。点焊钢铁的焊接电流范围是7000-18000安培。焊接时间范围是8到48个周波例如：一个焊点的热量：Q=0.24I2RT=0.24×10000安2X0.000100欧X0.24秒(12周波)=576卡第9页/共75页20四月202310电阻的大小R=2Rew+Rw1+Rw2+RcRew：电极与零件表面接触电阻Rw1，Rw2：零件体电阻Rc：零件间接触电阻Rw与零件的材质、厚度以及电极直径有关Rc接触电阻零件的表面质量有关与零件的材质也有关Rew与电极的材质和形状以及零件的表明质量有关第10页/共75页点焊时典型的各截面电流分布图20四月202311第11页/共75页122023/4/203.焊点的形成过程第12页/共75页20四月2023134.点焊的基本工艺尺寸要求S-最小边距:5e-最小点距:18d-焊核直径:5焊透率（％）

20%--90%C-压痕深度第13页/共75页20四月202314（二）.点焊过程中的要素电极压力：保证板材贴合并在贴合处有较稳定的电阻电流和时间：保证金属熔化所需电阻热电极端面：保证金属在需要地方熔化并可能达到所需的熔核直径冷却水：带走板材表面和电极上的热量，同时让熔化的金属冷却产生溶核第14页/共75页20四月202315(1）.电极压力使被焊板材互相紧密贴合在板材贴合处压溃一些接触点，使接触处保持有相对较一致的接触电阻，形成良好的导电通道。使板材和电极端面接触良好，便于导电和导热。1.电极压力的作用第15页/共75页20四月2023162.压力的获得及和控制靠机械弹簧获得。通过调节弹簧力来调节，调节很麻烦。用压缩空气通过气缸获得。调节压缩空气的压力和气缸截面来调节。调节较麻烦，加压有爆发性，有冲击力。用伺服电机获得。通过调节伺服电机的电流或电压来调节，调节和监控容易。加压很平稳和快速。第16页/共75页20四月202317（2).焊接电流和焊接时间工频交流工频次级整流中频直流电容放电脉冲电流直流冲击脉冲电流1.焊接电源的种类第17页/共75页20四月2023182.焊接电流和焊接时间的控制工频交流:

通过调节变压器档位（粗调）和调整可控硅触发角(调节可控硅在半波中打开的时间点，细调),我们可以调整焊接过程中的有效电流大小。第18页/共75页20四月202319焊接时间的控制通过调整通电周波数,我们控制焊接时间。时间单位：周波数（CY,1CY=20ms)第19页/共75页20四月202320中频直流:通过调节1000Hz的中频电流的脉冲宽度和时间来调节焊接电流和时间。所以调节的速度可以是1ms.电容放电脉冲电流:通过调节电容量和充电电压来调节焊接电流和时间。调节较容易，但不能闭环调控。第20页/共75页20四月2023213.各种焊接电源的优缺点工频交源：价廉，易调节但电流有间隙，对感抗敏感，功率因数低，三相严重不平衡。所需电源功率大。电流和时间调节速度以20ms为单位。工频次级整流：单相次级整流优点不明显，三相次级整流对感抗影响小。三相平衡。调节同工频交流中频直流：用脉宽来调焊接电流，电流调节速度焊接时间单位从20ms，提高到1ms,提高了20倍。调节精度高，可以对焊接电流进行调制，对电抗影响很小。是发展的方向。但目前价格较贵。电容放电脉冲电流：对电源功率要求最小，可以获得瞬时大电流。但是电流不能闭环调节，受外界影响较大，质量较不稳定。第21页/共75页20四月2023224.什么是中频直流系统中频焊接控制器把三相交流电源转换成1000Hz的单相电源,同时可以进行焊接控制中频次级整流变压器把中频电源转换成我们需要的直流焊接电流,通过工件,完成焊接第22页/共75页20四月202323逆变中频直流原理就是把三相的电源转换成中频的单相电源,电压从380V提高到500V,频率从50Hz提高到1000Hz,再通过变压器转换和整流,变成需要的直流电流；第23页/共75页20四月202324波形转换过程第24页/共75页20四月202325好处1:电流效率高交流有过零转换,其间会损失一定的能量.而直流电源持续加热,能快速得到所需要的热量.电流效率提高20%左右.第25页/共75页20四月202326好处2:焊接核心大直流焊接获得的核心比交流大和宽,特别适合于多层不等厚板焊接.第26页/共75页20四月202327好处3:焊接电流范围大第27页/共75页20四月202328好处4:其他三相供电平衡，对网络的冲击小；功率因素高，几乎达到100%；焊接电流精确,控制速度提高了20倍；节能，能节约20%的能量；工作范围宽,20%-95%范围都能工作,比交流的50%-85%的范围提高了1倍以上;可以忽略交流回路的感抗问题；第28页/共75页20四月202329最新的技术-“动态电阻自适应系统”“RAFT”是电阻自适应反馈技术的英文缩写该技术是在中频技术上发展而来以动态电阻为要素，电流和时间在一定范围内自动调整。所以也称为“动态电阻自适应系统”评估焊点质量和设备的状态以板厚作为设置对象第29页/共75页20四月202330（3）.电极端面直径通过电极端面给零件施加压力。给被焊处传导焊接电流。保证金属在需要的地方熔化。保证达到所需的熔核直径熔核直径＝

0.9-1.15倍电极端面直径第30页/共75页20四月202331电极形状与电极压力第31页/共75页20四月202332第32页/共75页20四月202333（4）.冷却水的作用冷却电极，保证熔核的形成，并保护电极冷却控制器内的可控硅或IGBT管冷却焊接变压器冷却电缆第33页/共75页20四月202334电极的冷却情况第34页/共75页20四月202335(三).点焊参数第35页/共75页20四月2023361.点焊循环第36页/共75页20四月202337点焊时的几种时序：第37页/共75页20四月202338第38页/共75页20四月202339第39页/共75页20四月2023402.预压预压阶段:部分减小接触电阻，造成稳定的导电通路。预压阶段使工件间受到一定的压力，使焊接部分接触并减小接触电阻，形成稳定的导电通路，为通电焊接做好准备。没有压紧或压力不足下通电，可能不能通电或产生大的飞溅，严重时可烧穿零件，也可能产生早期飞溅。产生的原因可能是焊接时间顺序失控；电极磨损太多，接触不到；或预压时间短，气动系统阻尼大、不灵活，气路不畅以及压缩空气气源压力不足；焊机或焊钳的压力小。压力太大，把零件压出一个凹坑，或使零件间的接触电阻太小，需要更大的焊接电流。第40页/共75页20四月2023413.焊接*焊接通电阶段，在电阻热的作用下，塑性环及熔核形成。通电时，由于接触电阻和体电阻的存在，产生电阻热，电阻热达到一定程度时，形成塑性环及熔核。所以，通电电流的大小和长短以及电阻的大小，决定了塑性环及熔核的形成与否和大小。*接触电阻，决定于预压力的大小以及零件表明的情况，当工件温度超过600℃时，对低碳钢而言，接触电阻消失。*体电阻，1.与温度有关，一般，随温度的上升而加大；

2.与电极端面直径有关，电极端面直径大，体电阻小；

3.与零件的厚度也有关，厚度上升，体电阻上升；

4.电极端面直径与零件厚度之比有关，d0/δ0上升，体电阻下降。*零件的材料决定了，在决定焊接参数和焊接时，应该注意以下几个方面：

1.零件表明的清洁程度和外形;2.电流的种类，大小和通电时间的长短;3.电极形状和电极端面直径;4.焊接压力大小。第41页/共75页20四月2023424.维持和休止维持阶段，熔核在此时间内在压力下冷凝结晶。通电焊接结束后，一定要有一个维持阶段。也就是持压紧零件的阶段。如果马上撤去压力，熔化的熔核还没有凝固，容易产生飞溅、裂纹和缩孔。零件越厚，所需时间越长。但是，太长的时间，将影响焊接速度。对于低碳钢，在1毫米以下的材料，在2CY以上，5CY以下；3毫米以下，维持在10CY以下就可以了。

休止阶段，焊接结束，电极抬起，工件移动，准备下一个工作循环。在连续点焊时，这个时间有要求。单点焊时，没有这个阶段。第42页/共75页20四月2023435.焊接参数举例1.焊接参数举例：焊接参数举例1第43页/共75页20四月202344焊接参数举例2电阻点焊焊接参数设置指导书板厚毫米电极端面直径毫米普通冷轧低碳钢板热镀锌冷轧低碳钢板电极压力kgf焊接时间CY焊接电流维持时间CY电极压力kgf焊接时间CY焊接电流维持时间CY千安培千安培0.6-0.84.5150-1806～86.6～8.02180-21010～128～920.8-1.04.5-5.0180-2208～107.5～9.02210-25012～149～1021.0-1.25.0-5.5220-26010～128.5～104>250-30013-169.5～10.541.2-1.45.5-6.0260-30012～149.0～115>30015-1810～11.551.4-1.66.0-6.5300-35014-1610～11.55>300-35016-10*210.5～11.551.6-2.06.5-7.0350-42016-10*211～12.55>350-42018-8*311～1252.0-2.57.0-8.0420-53010*2-9*311.5～12.58>420-53010*2-10*311.5～12.5102.5-3.08.0-9.0530-6509*3-8*412～13.210>500-63010*3-10*412～13.210说明1.厚板和较薄板相焊，按较薄板选择。或以相对板厚计算：0.8薄板厚＋0.2厚板厚。

2.三层板焊接时，按相邻的相对板厚计算：0.8薄板厚＋0.2厚板厚选择。

3.焊钳的焊接压力不能低于上述压力。第44页/共75页20四月2023456.焊接时间、电极压力,焊接电流与焊核核心的关系第45页/共75页20四月202346第46页/共75页20四月202347第47页/共75页20四月202348第48页/共75页8.用动态电阻法来调节焊接参数，判断焊点质量。20四月202349低碳钢点焊时，动态电阻如左图：起先由于接触电阻的关系，电阻较高。随着通电后温度的提高，接触电阻消失，电阻出现最低值。随着温度的继续提高，电阻也增大，若温度没有增加到熔化温度，不形成熔核，那么电阻没有最大值（曲线1），如果电流加大，温度提高，形成熔核，那么电阻出现最大值后，开始下降（曲线2、2、4）。电流越大，熔核增大，电阻最大值也增大（曲线4）。如果电阻最大值出现后，在电阻下降过程中，出现电阻急遽下降，那么就出现了飞溅。第49页/共75页20四月202350利用这个特性，在恒流状态下，用记忆示波器测量上下电极两端的电压降，也就反映了动态电阻的变化。来调整焊接参数，预测焊点的质量好坏。

焊接参数和拉剪力:260KG,4.83KA;3.54KN.

焊接参数和拉剪力:260KG,5.25KA;4.47KN第50页/共75页:260KG,7.74KA;6.68KN51

260KG,5.64KA;5.76KN

260KG,6.66KA;6.42KN260KG,7.78KA;6.5KN，飞溅第51页/共75页20四月2023529.决定焊接参数的原则

从上述表中查出的焊接参数可以看出，焊接参数的变化范围很大。在车身焊接中，一般应根据焊机所能提供的焊接电流、电极压力，以选择硬规范为主。见《焊接参数举例2》所示。初步选定焊接参数后，一定要按要求的理想焊点直径，进行试焊来修正和最后决定焊接参数。一般，新电极时，电极端面直径可以与理想焊点直径接近或略小，试焊的熔核直径是压痕直径的1.1倍左右较好。工作中，要随时检查焊点情况，及时修磨电极。在焊接0.8mm以下的薄板时，如果焊点直径达到要求，但是焊点直径却小于压痕直径0.8倍，也应认为不合要求。应该修正参数。

第52页/共75页20四月202353（四）.点焊接头的质量第53页/共75页20四月2023541.点焊接头的质量要求（1）对熔核直径的要求：按VW01105.T1-T4的要求设计SVW对点焊接头的质量要求：按PV-6702的要求进行检查其中对于焊点直径的要求如下：

dPmin≥1.15×3.5×t1/2

未镀层板材

dPmin≥1.2×3.5×t1/2

镀锌板材

dP＝3+2×t或dP＝5×t1/2

理想的焊点直径

dPmin--最小焊点直径

t—较薄的板材厚度（mm)第54页/共75页20四月202355（2）.对焊点压痕深度的要求SVW要求：A类焊点：<10%板厚

B、C类焊点：<20%板厚SGM要求：<40%板厚上汽汽车：同SVW，但特殊的允许达30%板厚，三层及以上相焊，要求剩余板厚>80%总板厚（3）对焊点处裂纹的要求SVW：焊点中处允许一定尺寸的裂纹SGM：焊点边缘不允许，焊点中允许但不能穿透上汽汽车：同SVW第55页/共75页20四月2023562.生产中可能影响焊接质量的现象第56页/共75页20四月202357第57页/共75页20四月202358第58页/共75页20四月2023593.飞溅飞溅虚焊第59页/共75页20四月2023604.飞溅是什么当熔化金属达到了通过电流的电极时,周围的磁场将金属“排出”,造成了金属损失并形成一个坏的焊点.飞溅是一个缺陷第60页/共75页20四月202361产生飞溅的可能原因电流过大焊接时间过长焊接压力不足电极机械随动性差工件装配不良电极端中心未对中(错位/刚性不足)工件上有污垢第61页/共75页20四月202362飞溅的危害造成焊接的质量缺陷风险飞溅对周围环境产生危害,尤其是操作人员飞溅对周遍设备产生危害,尤其是电子设备火灾的隐患之一螺母凸焊中产生不合格品影响车间的整洁和美观加重了防护的成本第62页/共75页20四月202363如何降低飞溅尽量采用中频直流,甚至是自适应控制