第八章電阻焊連接原理

1、焊接成型原理,長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院課件制作：徐世偉指導(dǎo)教師：劉耀東,第八章 電阻焊連接原理,,,,,概述,點(diǎn)焊 ( Spot Welding ),凸焊 ( Projection Welding ),縫焊 ( Seam Welding ),8.1,8.2,8.3,8.4,,8.5,,8.6,Contents,,對(duì)焊 ( Welding Neck ),電阻焊接的質(zhì)量檢驗(yàn),§8.1 概述,電阻焊(Resistanc

2、e Welding）是焊件組合后通過(guò)電極施加壓力，利用電流通過(guò)接頭的接觸面及臨近區(qū)域產(chǎn)生的電阻熱進(jìn)行焊接的方法。 電阻焊的物理本質(zhì)，是利用焊接區(qū)金屬本身的電阻熱和大量塑性變形能量，使兩個(gè)分 離表面的金屬原子之間接近到晶格距離，形成金屬鍵，在結(jié)合面上產(chǎn)生足夠量的共同晶粒而得到焊點(diǎn)、焊縫或?qū)咏宇^。,電阻焊與其它連接方法相比，具有接頭質(zhì)量高、輔助工序少、無(wú)須填加焊接材料及文明生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，尤其易于機(jī)械化、自動(dòng)化，生產(chǎn)效率高，

3、經(jīng)濟(jì)效益顯著。但電阻焊方法也存在一些缺點(diǎn)，例如，電阻焊接頭質(zhì)量的無(wú)損檢驗(yàn)較為困難;電阻焊設(shè)備復(fù)雜、維修困難和一次性投資較高。電阻焊按接頭形式可分為搭接電阻焊和對(duì)接電阻焊兩類;按工藝特點(diǎn)則分為點(diǎn)焊、凸焊、縫焊和對(duì)焊;按所使用的電流波形特征又可分為交流、直流和脈沖三類。目前已有的電阻焊分類組合如圖8一1所示。電阻焊的熱源是電阻熱。當(dāng)電流通過(guò)兩電極間的金屬,區(qū)域(焊接區(qū))時(shí)，由于焊接區(qū)具有電阻，產(chǎn)生電阻熱并在焊件內(nèi)部形成熱源(內(nèi)部熱源)。

4、根據(jù)焦耳定律，焊接區(qū)的總析熱量為 Q= I2 Rt,式中：I—焊接電流的有效值(A)，其數(shù)值范圍一般為幾千至幾萬(wàn)安培; R—焊接區(qū)總電阻的平均值(Ω)，其數(shù)值范圍一般為10～100Ω; t一通過(guò)焊接電流的時(shí)間〔s)，一般為交流電的幾至幾十個(gè)周波;,圖8-1 電阻焊分類與組合,由于在電阻焊過(guò)程中，焊接電流和焊接區(qū)電阻并非保持不變，因此焊接熱源總析熱量

5、的確切表達(dá)示為,,式中 i—焊接電流的瞬時(shí)值，是時(shí)間的函數(shù); r—焊接區(qū)總電阻的動(dòng)態(tài)電阻值，是時(shí)間的函數(shù); t—通過(guò)焊接電流的時(shí)間。電阻焊的加熱特點(diǎn)可以概括為利用焊件本身在壓力作用下流過(guò)電流時(shí)的電阻熱，對(duì)焊接區(qū)實(shí)現(xiàn)迅速和集中的加熱，并在壓力作用下形成接頭。,電阻焊對(duì)金屬的要求 主要從下列各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)定： 1、材料的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性　導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性越高，焊接性越差。 2、材料的高溫強(qiáng)度　高溫（

6、0.5~0.7Tm）屈服強(qiáng)度越高，焊接性越差。 3、材料的塑性溫度范圍　塑性溫度范圍越窄，對(duì)參數(shù)波動(dòng)越敏感，焊接性越差。 4、材料對(duì)熱循環(huán)的敏感性　敏感性越強(qiáng)，焊接性越差。 另外，熔點(diǎn)高、線膨脹系數(shù)大、易形成致密氧化膜的金屬，其焊接性一般較差。,,Contents,§8 .2 點(diǎn)焊(Spot Welding),焊件裝配成搭接接頭，并在兩電極之間壓緊，利用電阻熱熔化母材金屬，形成焊點(diǎn)的電阻焊方法稱為點(diǎn)焊。

7、 點(diǎn)焊廣泛地應(yīng)用在電子、儀表、家用電器的組合件裝配連接上，同時(shí)也大量地應(yīng)用于建筑工程、交通運(yùn)輸及航空、航天工業(yè)中的沖壓件、金屬構(gòu)件和鋼筋網(wǎng)的焊接。常用點(diǎn)焊零件的厚度為0.05～6nm，目前點(diǎn)焊最厚鋼件為30十30mm，鋁合金件已達(dá)7～8mm。,8 .2.1 點(diǎn)焊時(shí)的電流場(chǎng)分布,點(diǎn)焊時(shí)，假定工件是兩塊無(wú)限大平板，采用圓形端面電極。若以電極中心線作為z軸，則點(diǎn)焊電場(chǎng)對(duì)z軸對(duì)稱，可以用過(guò)z軸的任一平面上的等位線表示電場(chǎng)分布。因

8、為電流線垂直于等位線，所以可根據(jù)等位線作出電流線分布，以等電流線表示電場(chǎng)中電流場(chǎng)的分布。在圓柱坐標(biāo)中電場(chǎng)分布滿足以下微分方程,,,式中 j —求解區(qū)域內(nèi)某點(diǎn)的電勢(shì); z、r —該點(diǎn)軸向、徑向坐標(biāo); p—該點(diǎn)的電阻率。,,用有限差分法計(jì)算得到點(diǎn)焊區(qū)域內(nèi)的電流場(chǎng)和電流密度分布如圖8一2所示。圖8一2中的等位線示出了焊接區(qū)內(nèi)電勢(shì) j =0至j =100%之間的電勢(shì)分布，電流線垂直于等位線，它指出了其所定體積范圍內(nèi)流過(guò)的電流占總電流的

9、比例。根據(jù)等位線和電流線即可描繪出焊接區(qū)的電場(chǎng)分布。電流線愈密集，表示通過(guò)該截面上的電流密度愈大。,圖8一2 點(diǎn)焊時(shí)電流場(chǎng)和電流密度分布(a)電場(chǎng)分布 ; (b)電流密度分布 j a平均電流密度,可以看出，點(diǎn)焊時(shí)的電場(chǎng)分布是很不均勻的，并具有以下征: (l)點(diǎn)焊時(shí)焊接區(qū)內(nèi)電流線呈現(xiàn)雙鼓形，即電流線在接觸面處產(chǎn)生集中收縮，使兩焊件接觸面處產(chǎn)生集中加熱效果。 (2)在各接觸面邊緣的電流密度均出現(xiàn)峰值。點(diǎn)焊時(shí)，造成這種

10、電場(chǎng)分布不均勻的主要原因有幾何及溫度兩方面: (1)幾何因素即由于點(diǎn)焊時(shí)電極與工件、工件與工件的接觸面遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于工件的橫截面，從而引起電流的邊緣,效應(yīng)，并且隨著電極直徑和焊件厚度之比司古的減小，邊緣效應(yīng)更趨嚴(yán)重； (2)溫度因素由于焊接時(shí)加熱不均勻，焊接區(qū)各點(diǎn)溫度不同，中間溫度高，邊緣溫度低，溫度高處的電阻率大，電流就會(huì)繞過(guò)較熱部分，產(chǎn)生繞流現(xiàn)象。繞流現(xiàn)象引起的電場(chǎng)分布不均勻程度，與工件材料本身的熱物理性能及焊接參數(shù)有關(guān)。

11、 此外，交流電的趨表效應(yīng)和焊接電流本身磁場(chǎng)所引起的電磁收縮效應(yīng)等也會(huì)對(duì)電流場(chǎng)的分布產(chǎn)生一定的影響。,8.2.2 點(diǎn)焊時(shí)的電阻,假設(shè)點(diǎn)焊時(shí)兩焊件的板厚、材料均相同，焊接區(qū)電阻示意圖見(jiàn)圖8一3，焊接區(qū)總電阻R，由焊件間接觸電阻Rc、電極與焊件間接觸電阻2Rew，及焊件本身的內(nèi)部電阻2Rw共同組成。即：,圖8一3點(diǎn)焊時(shí)電阻示意圖,R= Rc+2Rew+Rw（1）接觸電阻Rc+2Rew (Rc+2Rew)稱為接觸電阻，指在點(diǎn)焊壓力下

12、所測(cè)定的接觸面(焊件一焊件、焊件一電極)處的電阻值，其形成原因是:,l)從微觀而論，任何導(dǎo)體的表面都是不平的，因而，兩個(gè)導(dǎo)體相接觸時(shí)，只能在個(gè)別點(diǎn)上建立物理接觸點(diǎn)，使導(dǎo)電面積減小。帶電粒子在電場(chǎng)作用下的運(yùn)動(dòng)、碰撞阻尼增強(qiáng)。而電流線彎曲又使導(dǎo)電路徑加長(zhǎng)，從而使兩接觸面間的電阻增大。 2)在導(dǎo)體表面上，經(jīng)常有氧化膜、油污和其它贓物等存在，這些物質(zhì)具有很大的電阻率，使表面層電阻增大。 對(duì)接觸電阻的影響因素主要有

13、：電極和工件表面狀態(tài)、電極壓力、加熱溫度以及被焊材料的硬度等。,（2）焊件內(nèi)部電阻2Rw 焊件內(nèi)部電阻2Rw是焊接區(qū)金屬材料本身所具有的電阻，該區(qū)域的體積要大于以電極一焊件接觸面為底的圓柱體體積，這是由于點(diǎn)焊時(shí)有“邊緣效應(yīng)”，即電流通過(guò)板件時(shí)，其電流線在板件中間部分將向邊緣擴(kuò)展，使電流場(chǎng)呈現(xiàn)雙鼓形的現(xiàn)象(如圖8-2)。 凡是影響電流場(chǎng)分布的因素必然影響內(nèi)部電阻2Rw ，主要因素有:金屬材料的熱物理性質(zhì)

14、、力學(xué)性能、點(diǎn)焊規(guī)范參數(shù)及特征(電極壓力、焊接電流及通電時(shí)間)和焊件厚度等。,（3） 總電阻R 研究表明，不同的金屬材料在加熱過(guò)程中焊接區(qū)動(dòng)態(tài)總電阻R的變化規(guī)律相差甚大，如圖8一5。不銹鋼、欽合金等材料呈單調(diào)下降的特性;鋁及鋁合金在加熱初期呈迅速下降后趨于穩(wěn)定;而低碳鋼在點(diǎn)焊加熱過(guò)程中其總電阻R的變化曲線上卻明顯地有一峰值。下面就低碳鋼點(diǎn)焊時(shí)的動(dòng)態(tài)電阻曲線(圖8一6)作一分析，此曲線共分為四個(gè)階段:,圖8一6低碳鋼動(dòng)態(tài)

15、電阻曲線,1一低碳鋼；2一不銹鋼；3一鋁圖8一5典型材料的動(dòng)態(tài)電阻比較,降段(t0～t1)，加熱開(kāi)始幾周波內(nèi)，由于接觸電阻迅速下降，動(dòng)態(tài)電阻也呈陡降趨勢(shì)，此時(shí)焊接區(qū)加熱但未熔化;上升段(t1～t2)，隨著加熱溫度升高，焊件的電阻率增加，Rw迅速增加，使動(dòng)態(tài)電阻也迅速增加。在接近t2時(shí)，由于電阻率增加速率減小，動(dòng)態(tài)電阻也緩慢增加直至最大值，此時(shí)焊接區(qū)金屬已局部熔化，形成熔核，并逐步長(zhǎng)大;再次下降段(t2～t3)，由于金屬軟化及繞流現(xiàn)

16、象，使接觸面迅速增大且局部導(dǎo)電截面增加，動(dòng)態(tài)電阻再次下降; 平穩(wěn)段(t3以后)，此時(shí)電流場(chǎng)和溫度場(chǎng)均進(jìn)人準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)，熔核及塑性環(huán)尺寸基本不變，動(dòng)態(tài)電阻也趨于穩(wěn)定值。,8 .2 .3 點(diǎn)焊時(shí)的溫度場(chǎng)及加熱特點(diǎn)（1）點(diǎn)焊溫度場(chǎng) 點(diǎn)焊時(shí)的電阻是產(chǎn)生內(nèi)部熱源—電阻熱的基礎(chǔ)，是形成焊接溫度場(chǎng)的內(nèi)在因素。研究表明，接觸電阻Rc+2Rew ，的析熱量約占內(nèi)部熱源Q的5%一10%,這部分熱量對(duì)建立焊接初期的溫度場(chǎng)、擴(kuò)大接觸面積，促進(jìn)

17、電流場(chǎng)分布的均勻化有重要作用。但過(guò)大的接觸電阻有可能造成通電不正?；蚴菇佑|面上局部區(qū)域過(guò)分強(qiáng)烈析熱面產(chǎn)生噴濺、粘損等缺陷。 內(nèi)部電阻2Rw的析熱量約占內(nèi)部熱源Q的90%一95%，是形成熔核的熱量基礎(chǔ)。內(nèi)部電阻2Rw，與其,上所形成的電流場(chǎng)，共同影響點(diǎn)焊時(shí)的加熱特點(diǎn)及焊接溫度場(chǎng)的形態(tài)和變化規(guī)律。由焊接區(qū)的電流場(chǎng)和電阻產(chǎn)生的熱量，在焊接區(qū)形成了特定的溫度分布。兩塊無(wú)限大板點(diǎn)焊，采用圓形電極時(shí)，點(diǎn)焊溫度場(chǎng)的熱傳導(dǎo)微分方程為,

18、,,,,式中 Cv一容積比熱（j / k·mm3）; 入—熱導(dǎo)率(W/mm·k); T—溫度場(chǎng)內(nèi)某點(diǎn)溫度(K); j—焊接區(qū)的電流密度(j / mm2); pT—焊件電阻率(Ω · mm)。,（8—9）,在計(jì)算機(jī)上采用數(shù)值方法對(duì)式(8一9)的微分方程求解，得出斷電時(shí)刻焊接區(qū)溫度場(chǎng)分布的圖形如圖8一7所示。由圖可以看出，靠近熔核的等溫線成閉合曲線，而遠(yuǎn)離熔核的

19、等溫線幾乎成直線而且垂直于r 軸，最大的溫度梯度約30000Cc/m，發(fā)生在z軸方向。電極一工件接觸面處溫度愈高，表明焊接時(shí)的加熱越均勻。,,圖8一7點(diǎn)焊斷電時(shí)焊接區(qū)的溫度分布,（2）點(diǎn)焊時(shí)的熱平衡 點(diǎn)焊時(shí)，焊接區(qū)析出的熱量Q并不能全部用來(lái)熔化母材金屬，其中大部分將因向鄰近物質(zhì)的熱傳導(dǎo)、輻射而損失掉（如圖8一8)。其熱平衡方程式如下 Q=Q1+Q2+Q3+Q4 (8一10) 式

20、中 , Q1 —熔化母材形成熔核的熱量; Q2—通過(guò)電極熱傳導(dǎo)損失的熱量; Q3—通過(guò)焊件熱傳導(dǎo)損失的熱量; Q4—通過(guò)對(duì)流、輻射散失到空氣中的熱量。,圖8一8點(diǎn)焊時(shí)的熱平衡 (a)熱平衡組成 (b)熱量計(jì)算簡(jiǎn)圖,一般認(rèn)為，Q的大小取決于焊接規(guī)范特征和金屬的熱物理性質(zhì)。有效熱量Q1僅取決于金屬的熱物理性質(zhì)及熔化金屬量，而

21、與熱源種類和焊接規(guī)范特征無(wú)關(guān)。Q1 ≈（10%～30%）Q ，導(dǎo)熱性好的金屬材料(鋁、銅合金等)取低限。 Q2與電極材料、形狀及冷卻條件有關(guān)，Q2 ≈（30%～50%Q ，是最主要的散熱損失。實(shí)際生產(chǎn)中往往利用控制Q2來(lái)獲得合適的焊接溫度場(chǎng)。Q3與板件厚度、材料的熱物理性質(zhì)（λ）以及焊接規(guī)范特征等因素有關(guān)，Q3 ≈20%Q ， Q4≈5%Q 在利用熱平衡方程式進(jìn)行有關(guān)計(jì)算時(shí)可忽略不計(jì)。,（3）焊接電流計(jì)算 通過(guò)熱平衡

22、方程式和焦耳定律可以近似算出點(diǎn)焊時(shí)焊接電流的有效值。假定Q1是把底而直徑為d、高為2δ的金屬圓柱體加熱到Tm所消耗的熱量，Q2是把底面直徑為d 、高為x2的上、下兩個(gè)圓往體電極加熱到平均溫度為Tm/8所消耗的熱量，Q3是把焊接區(qū)周圍內(nèi)徑為d、寬為x3、高為2δ的金屬環(huán)加熱到平均溫度為Tm /4所消耗的熱量，則,,,,,,,,式中, Cv 、Cv` —分別為焊件及電極的容積比熱 （ j / k·mm3 ）；

23、 Tm — 焊接區(qū)加熱終了時(shí)的平均溫度(K); x2—由焊接參數(shù)及電極材料熱物理性能決定的 系數(shù)； x3 —由焊接參數(shù)及焊件熱物理性能決定的系數(shù)； K2—電極形狀系數(shù)。,8 .2.4 點(diǎn)焊過(guò)程分析 點(diǎn)焊過(guò)程，即是在熱與機(jī)械作用下形成焊點(diǎn)的過(guò)程。熱作用使焊件貼合面母材金屬熔化;機(jī)械作用使焊接區(qū)產(chǎn)生必要的塑性變形，二者適當(dāng)配合和共同作用是獲得優(yōu)質(zhì)點(diǎn)焊接頭的基

24、本條件。（1）點(diǎn)焊焊接循環(huán) 一個(gè)完整的復(fù)雜點(diǎn)焊焊接循環(huán)，由加壓……休止等十個(gè)程序段組成，如圖8一9所示。I、F、t中各參數(shù)均可獨(dú)立調(diào)節(jié)，它可滿足常用金屬材料的點(diǎn)焊工藝要求。當(dāng)將I、F、t中某些參數(shù)設(shè)為零時(shí)，焊接循環(huán)被簡(jiǎn)化以適應(yīng)某,特定金屬材料的點(diǎn)焊要求。當(dāng)參數(shù)中I1、I3、t1等均為零時(shí)，就得到由四個(gè)程序段組成的基本點(diǎn)焊焊接循環(huán)(圖8-10），該循環(huán)是目前應(yīng)用最廣的點(diǎn)焊循環(huán)。,圖8一9 復(fù)雜點(diǎn)焊焊接循環(huán)示意圖 1一加壓程

25、序；2一洲洪覺(jué)遞增程序；3一加熱1程序；4一冷卻1程序;5一加熱2程序；6—冷卻2程序;7一加熱3程序;8一熱量遞減程序；9一維持程序；10一休止程序,圖8—10 基本點(diǎn)焊循環(huán)下的接頭形成過(guò)程(a)基本點(diǎn)捍焊接循環(huán)(b)接頭形成示意圖 1一加壓;2一焊接;3一維持;4--,休止a一預(yù)壓;b 、c—通電加熱熔化;d一冷卻結(jié)晶,（2）接頭形成過(guò)程 熔核環(huán)條件下塑性環(huán)及其周圍母材金屬的一部分構(gòu)成了點(diǎn)焊接頭。在一良

26、好的點(diǎn)焊焊接循，接頭的形成過(guò)程是由預(yù)壓、通電加熱和冷卻結(jié)品三個(gè)連續(xù)階段所組成(圖8-10）預(yù)壓階段 預(yù)壓階段的機(jī)一電過(guò)程特點(diǎn)是Fw>0，I=0部分接觸表面的不平和氧化膜，形成物理接觸點(diǎn)合作用準(zhǔn)備。其作用是在電極壓力的作用下清除一，為焊接電流的順利通過(guò)及表面原子的鍵合準(zhǔn)備。,通電加熱階段通電加熱階段的機(jī)一電特點(diǎn)是Fw>O、I>O，其作用是在熱與機(jī)械(力)作用下形成塑性環(huán)、熔核，并隨著通電加熱的進(jìn)行而長(zhǎng)大，直到獲

27、得需要的熔核尺寸。圖8一11示出了點(diǎn)焊熔核的形成及生長(zhǎng)過(guò)程。,圖8一11 點(diǎn)焊熔核形成及生長(zhǎng)過(guò)程 l一加熱區(qū);2一熔化區(qū)；3—塑性環(huán),冷卻結(jié)晶階段 冷卻結(jié)晶階段的機(jī)一電特點(diǎn)是Fw>0、I=0，其作用是使液態(tài)熔核在壓力作用下冷卻結(jié)晶。 由于材質(zhì)和焊接規(guī)范特征的不同，熔核的凝固組織可有三種:柱狀組織、等軸組織、“柱狀+等軸”組織。 純金屬(如鎳、鉬等)和結(jié)晶溫度區(qū)間窄的

28、合金(碳鋼、合金鋼、欽合金等)，其熔核為柱狀組織;鋁合金等其熔核為“柱狀十等軸”組織。熔核凝固組織完全是等軸組織的情況極為罕見(jiàn)。,1.點(diǎn)焊規(guī)范參數(shù) 以工頻交流點(diǎn)焊為例，其基本焊接循環(huán)參見(jiàn)圖8-10,主要規(guī)范參數(shù)有:焊接電流、焊接時(shí)間、電極壓力及電極頭端面尺寸。2.規(guī)范參數(shù)間相互關(guān)系及選擇 點(diǎn)焊規(guī)范參數(shù)的選擇主要取決于金屬材料的性質(zhì)、板厚及所用設(shè)備的特點(diǎn)(能提供的焊接電流波形和壓力曲線)。當(dāng)電極材料、端面形狀和尺寸選定以后，

29、焊接規(guī)范的選擇主要是考慮焊接電流、焊接時(shí)間及電極壓力這三個(gè)參數(shù)，其相互配合可有兩種方式（1）焊接電流和焊接時(shí)間的適當(dāng)配合；(2)焊接電流和電極壓力的適當(dāng)配合,8.2.5 點(diǎn)焊規(guī)范參數(shù)及其相互關(guān)系,8.2.6 點(diǎn)焊方法與工藝 點(diǎn)焊方法：?jiǎn)吸c(diǎn)、多點(diǎn)焊/單面、雙面焊,點(diǎn)焊工藝：　　 ①焊前清理：清理方法分機(jī)械清理和化學(xué)清理兩種?！　〕Ｓ玫臋C(jī)械清理方法有噴砂、噴丸、拋光以及用砂布、鋼絲刷清理等。不同的金屬和合金，須采用不同的清理

30、方法。 ②工藝參數(shù)： 電流（KA）；通電時(shí)間（周）,對(duì)塑性指標(biāo)影響較大； 電極壓力（KN）,8.2.7 點(diǎn)焊時(shí)的一些特殊問(wèn)題1. 分流 分流是指電陽(yáng)焊時(shí)從焊接區(qū)以外流過(guò)的電流，這部分電流對(duì)焊點(diǎn)不起作用。點(diǎn)焊時(shí)的分流主要有下列幾種情況:先完成的焊點(diǎn)產(chǎn)生分流電極與工件非焊接區(qū)接觸、焊件裝配過(guò)緊、單面點(diǎn)焊時(shí)引起分流（圖-13）。 分流使通過(guò)焊接區(qū)的有效電流減小，降低了焊點(diǎn)強(qiáng)度;分流還會(huì)

31、導(dǎo)致電極與工件的接觸部位局部產(chǎn)生很大的電流密度，以至燒壞電極或工件表面。,分流大小取決于焊接區(qū)的總電阻與分路電阻之比，其比值越小，分流就越小，所以可以采用下列措施以減小分流: l)選擇合理的焊點(diǎn)間距。在實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)各種材料在各種厚度時(shí)的焊點(diǎn)最小間距有一定的規(guī)定； 2)選擇合適的焊接順序； 3)焊前嚴(yán)格清理工件表面，減小焊接區(qū)電阻；,4)避免電極與焊件非焊接區(qū)接觸；

32、 5)適當(dāng)增加焊接電流，以補(bǔ)償分流。連續(xù)點(diǎn)焊時(shí)，由于點(diǎn)距很小，可通過(guò)不斷遞增焊接電流的方法，以保證熔核的大小基本不變； 6)合理掌握裝配間隙； 7)單面多點(diǎn)焊時(shí)采用調(diào)幅電流。通過(guò)調(diào)幅電流對(duì)電極側(cè)的焊件預(yù)熱，提高分路電阻，從面減小分流。,2. 熔核偏移 在不同厚度或不同材料焊件點(diǎn)焊時(shí)，由于兩焊件在焊接加熱時(shí)的析熱及散熱情況不同，使熔核偏向析熱多、散熱慢的厚板或?qū)щ?、?dǎo)熱性差的材料一邊。 可以通過(guò)控

33、制焊接區(qū)析熱與散熱條件，調(diào)整焊接溫度場(chǎng)的方法克服或減小熔核偏移，具體措施如下: l)用不同直徑的電極薄件或?qū)щ妼?dǎo)熱性好的材料的一邊采用較大直徑的電極；,2)用不同材質(zhì)的電極薄件或?qū)щ妼?dǎo)熱性好的材料的一邊采用導(dǎo)熱性較差的電極； 3)采用大電流短時(shí)間焊接參數(shù)大電流、短時(shí)間焊接時(shí)接觸電阻上發(fā)熱量占的比例較大，散熱的影響較小，可改善熔核偏移現(xiàn)象； 4)附加工藝墊片。薄件或?qū)嵝院玫暮讣贿?，附加?dǎo)熱

34、性較差材料制成的工藝墊。,（1）點(diǎn)焊機(jī)通用、專用、特殊型/固定式、移動(dòng)式、輕便式,,固定式通用點(diǎn)焊機(jī),固定式專用多點(diǎn)焊機(jī),移動(dòng)式點(diǎn)焊機(jī),輕便式點(diǎn)焊機(jī),8.2.8 . 點(diǎn)焊設(shè)備,電流形式：交流、低頻、電容儲(chǔ)能、直流　　加壓機(jī)構(gòu)：腳踏式 電動(dòng)滾輪式 氣壓式、液壓式、復(fù)合式　　電極運(yùn)動(dòng)軌跡：垂直行程式 圓弧行程式　　焊點(diǎn)數(shù)目：?jiǎn)吸c(diǎn)、多點(diǎn),標(biāo)準(zhǔn)電極帽的五種形式（下圖）,電極與電極握桿的結(jié)合形式,電極通常用銅合金制造。,

35、（2）電極 材料：要求導(dǎo)電、導(dǎo)熱好 高溫強(qiáng)、硬度高 耐磨 形成合金傾向小 　 結(jié)構(gòu)：端部、主體、尾部、冷卻水孔 ；形式：標(biāo)準(zhǔn) 特殊。 標(biāo)準(zhǔn)電極的五種形式 （下圖）,電阻焊各種形式的電極,★注意電極的拆裝及修磨方法。,,Contents,§8.3 凸焊 (Projection Welding}),凸焊是指在一焊件的貼合面上預(yù)先加工出一個(gè)或多個(gè)突起點(diǎn)，使其與另一

36、焊件表面相接觸并通電加熱，然后壓塌，使這些接觸點(diǎn)形成焊點(diǎn)的電阻焊方法。 凸焊基本類型:單點(diǎn)凸焊和多點(diǎn)凸焊、環(huán)焊、T形焊、滾凸焊、線材交叉焊等。 凸焊時(shí)除與點(diǎn)焊一樣需表面清理外，凸焊還有預(yù)制突起點(diǎn)的要求，突起點(diǎn)可呈球狀、長(zhǎng)條狀和環(huán)狀等形狀。凸焊不宜用于軟金屬，如鋁、銅、鎳等。,圖—14 凸焊接頭形成過(guò)程中 的參數(shù)變化,8.3.1 凸焊過(guò)程分析 凸焊接頭也

37、是在熱一機(jī)械(力)聯(lián)合作用下形成的，在一良好的凸焊焊接循環(huán)條件下，接頭的形成過(guò)程仍是由預(yù)壓、通電加熱和冷卻結(jié)晶三個(gè)連續(xù)階段所組成(圖8一14)。但從焊點(diǎn)形成過(guò)程來(lái)看，凸焊比點(diǎn)焊時(shí)較為復(fù)雜。,在預(yù)壓階段，電極壓力從零開(kāi)始較緩慢地增加，使凸點(diǎn)產(chǎn)生一定的變形，當(dāng)電極壓力達(dá)到預(yù)定值時(shí)，凸點(diǎn)預(yù)壓潰量St一般達(dá)到凸點(diǎn)總高度的60%左右。此階段的作用是使凸點(diǎn)產(chǎn)生一定的塑性變形，形成一定面的穩(wěn)定的導(dǎo)電通路。通電加熱階段又分為凸點(diǎn)壓潰期和熔核生長(zhǎng)期兩個(gè)

38、階段：凸點(diǎn)壓潰是從開(kāi)始通電到兩板完全貼合(約10ms)的過(guò)程，這一區(qū)段中，剩下的凸點(diǎn)高度S2將被全部壓潰。 若采用幅工頻焊接電流，開(kāi)始?jí)簼r(shí)，由于加壓機(jī)構(gòu)的慣性，易使焊件突然失壓或減壓而引起初期飛濺，為了避免,初期飛濺，通常采用加預(yù)熱電流或減小運(yùn)動(dòng)部分慣性等方法加以防止。在凸點(diǎn)被完全壓潰的同時(shí)，便進(jìn)人熔核生長(zhǎng)期，通常當(dāng)通電時(shí)間t=0.5tw時(shí)焊點(diǎn)開(kāi)始熔化，當(dāng)t=0.7～0.8 tw時(shí)，熔核充分長(zhǎng)大。在熔核生長(zhǎng)期的加熱過(guò)程中，焊接區(qū)金屬體

39、積膨脹，使電極向上位移S3，電極壓力增加F`。切斷焊接電流，熔核在壓力作用下開(kāi)始冷卻結(jié)晶，其過(guò)程與點(diǎn)焊熔核的結(jié)晶過(guò)程基本相同。,合適選擇凸點(diǎn)尺寸是保證焊點(diǎn)質(zhì)量的關(guān)鍵，可以根據(jù)被焊材料、厚度、結(jié)構(gòu)形式、焊接條件和接頭使用要求等來(lái)確定。在選擇時(shí)，一般盡可能選用較小尺寸的凸點(diǎn)和較大的凸點(diǎn)間距。凸點(diǎn)的形狀一般有圓球形或圓錐形的，在厚板凸焊時(shí)，為了避免由于凸點(diǎn)底部壓不平而在接頭處產(chǎn)生間隙，有時(shí)采用帶有溢出槽的凸點(diǎn)，凸點(diǎn)形狀見(jiàn)圖8一15。,圖8.

40、15凸點(diǎn)形狀示意圖(a）圓球形（b）圓錐形 (c）帶隘出槽形,8.3 凸焊工藝參數(shù),凸焊時(shí)焊接電流、焊接時(shí)間、電極壓力對(duì)接頭質(zhì)量的影響規(guī)律與點(diǎn)焊時(shí)基本相同，但需注意以下幾點(diǎn): (l)焊接電流與焊接時(shí)間的配合。凸焊時(shí)，通常不選電流太大時(shí)間太短或電流太小時(shí)間太長(zhǎng)的范圍，以免早期飛濺傾向或焊接區(qū)及周圍過(guò)熱。 (2)凸焊時(shí)，電極壓力對(duì)接頭強(qiáng)度的影響很大，而且允許調(diào)節(jié)的范圍很窄。電極壓力太小，凸點(diǎn)預(yù)變形小，焊接

41、電流密度過(guò)大，會(huì)產(chǎn)生飛濺或燒穿現(xiàn)象;電極壓力太大，通電前或通電開(kāi)始時(shí)使凸點(diǎn)瞬時(shí)壓塌，破壞凸焊過(guò)程的正常進(jìn)行。,,Contents,§8 .4 縫焊(Seam Welding),縫焊是指焊件裝配成搭接或?qū)咏宇^并置于兩滾輪電極之間，滾輪加壓焊件并轉(zhuǎn)動(dòng)連續(xù)或斷續(xù)送電，形成一條連續(xù)焊縫的電阻焊方法。,8.4.1 縫焊的分類及特點(diǎn) 縫焊時(shí)，工件處于恒定的壓力下，根據(jù)通電和工件運(yùn)動(dòng)方式的不同可以分為三類(圖8一16): (1

42、)連續(xù)縫焊 工件連續(xù)勻速運(yùn)動(dòng)，電流持續(xù)加于工件與滾輪的接觸面上。其實(shí)質(zhì)是每半周形成一個(gè)焊點(diǎn)，即當(dāng)采用50Hz電源時(shí)，每秒形成100個(gè)焊點(diǎn)。連續(xù)縫焊一般用于焊接較薄的工件。連續(xù)縫焊設(shè)備簡(jiǎn)單、生產(chǎn)率高，一般焊接速度為10～20 m/min，但縫焊中滾輪電極表面和焊件表面均有強(qiáng)烈過(guò)熱，使焊接質(zhì)量變壞及電極磨損嚴(yán)重。,(2)斷續(xù)縫焊 工件連續(xù)勻速運(yùn)動(dòng)，電流斷續(xù)施加。其實(shí)質(zhì)是在每個(gè)通電期間形成一個(gè)焊點(diǎn)。由于有間隙時(shí)間，電極得以

43、較好冷卻。在同一電流密度下其工作端而溫度比連續(xù)通電時(shí)低，,圖8-16縫焊焊接循環(huán)示意圖(a)連續(xù)縫焊; (b)斷續(xù)縫焊; (c)步進(jìn)縫焊,可提高電極壽命。斷續(xù)縫焊在生產(chǎn)中得到最廣泛地應(yīng)用，焊接電流采用工頻交流或電容儲(chǔ)能電流波形(頻率可調(diào))，用以制造黑色金屬氣密、水密和油密焊縫，縫焊速度一般為0.5～4.3 m/min。 (3)步進(jìn)縫焊 工件作間隙運(yùn)動(dòng)，電流亦斷續(xù)施加。其過(guò)程為:工件停止一通電加熱熔化一斷電冷卻結(jié)晶一凝固

44、后工件前進(jìn)一步一工件停止后通電。 由于縫焊時(shí)工件處于靜止?fàn)顟B(tài)，故整個(gè)結(jié)晶過(guò)程均可處于壓力之下。這一點(diǎn)對(duì)鋁合金等易產(chǎn)生裂紋的材料,特別有利，可避免失壓下結(jié)晶。焊接電流采用直流沖擊波、三相低頻和次級(jí)整流電流波形，用以制造鋁合金、鎂合金等的密封焊縫，縫焊速度一般較低，僅為0.2～0.6 m/min。 若按使用焊接電流波形也可將縫焊分為:工頻交流縫焊、電容儲(chǔ)能縫焊、支流沖擊波縫焊、三相低頻縫焊和次級(jí)整流縫焊等。

45、 按對(duì)焊件供電的方向可將縫焊分為:單面縫焊、雙面縫焊。 按一次形成的焊縫數(shù)可將縫焊分為:單縫縫焊、雙縫縫焊。,8.4.2 縫焊過(guò)程特點(diǎn) 縫焊與點(diǎn)焊并無(wú)實(shí)質(zhì)上的不同，其過(guò)程仍是對(duì)焊接區(qū)進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒嵋粰C(jī)械的聯(lián)合作用。但是，由于縫焊接頭是由局部互相重疊的連續(xù)焊點(diǎn)所構(gòu)成，以及形成這些焊點(diǎn)時(shí)，焊接電流及電極壓力的傳遞均是在滾輪電極旋轉(zhuǎn)一焊件移動(dòng)中進(jìn)行(步進(jìn)縫焊除外)，顯然使縫焊過(guò)程比點(diǎn)焊過(guò)程復(fù)雜

46、和有其自身特點(diǎn)。 斷續(xù)縫焊時(shí)，每一焊點(diǎn)同樣要經(jīng)過(guò)預(yù)壓、通電加熱和冷卻結(jié)晶三個(gè)階段。但由于縫焊時(shí)滾輪電極與焊件間相對(duì)位置的迅速變化，使此三階段不像點(diǎn)焊時(shí)區(qū)分的那樣明顯。,正處于滾輪電極下的焊接區(qū)和臨近它的兩邊金屬材料，在同一時(shí)刻將分別處于不同階段。而對(duì)干焊縫上的任一焊點(diǎn)來(lái)說(shuō)，從滾輪下通過(guò)的過(guò)程也就是經(jīng)歷“預(yù)壓一通電加熱一冷卻結(jié)晶”三階段的過(guò)程。 從熱作用方面分析，縫焊時(shí)已焊好的焊點(diǎn)對(duì)正在焊的焊點(diǎn)有較大的

47、分流作用，削弱了焊接區(qū)的加熱，同時(shí)正在焊的焊點(diǎn)對(duì)待焊的焊點(diǎn)又有一定的預(yù)熱作用; 從電極壓力作用方面分析，縫焊時(shí)的預(yù)壓和冷卻結(jié)晶階段都存在壓力不足的現(xiàn)象，容易引起焊前飛濺及焊后裂紋、縮孔等缺陷。此外，縫焊時(shí)由于焊輪在每一焊點(diǎn)上停留時(shí)間短，焊件表面散熱條件差，容易過(guò)熱。,8.4.3 縫焊規(guī)范參數(shù) 工頻交流斷續(xù)縫焊在縫焊中應(yīng)用最廣，其主要規(guī)范參數(shù)有:焊接電流、電流脈沖時(shí)間、脈沖間隔時(shí)間、電極壓力、焊接速度及

48、滾輪電極端面尺寸。 （1）焊接電流 I 考慮縫焊時(shí)的分流，焊接電流應(yīng)比點(diǎn)焊時(shí)增加15%一40%。隨著焊接電流的增大，焊透率及重疊率增加，焊縫強(qiáng)度及密封性也提高。但I(xiàn)過(guò)大時(shí)可能產(chǎn)生過(guò)深的壓痕和燒穿，使接頭質(zhì)量反而下降。,（2）電流脈沖時(shí)間t和脈沖間隔時(shí)間t0 縫焊時(shí)，可通過(guò)t來(lái)控制熔核尺寸，調(diào)整t0來(lái)控制熔核的重疊量，因此，二者應(yīng)有適當(dāng)?shù)呐浜稀Ｒ话銇?lái)說(shuō)，在用較低的焊速縫焊時(shí)，t/t0 =1.25～2,可

49、獲得良好結(jié)果。而隨著焊速增大將引起點(diǎn)距加大、重疊量降低，為保證焊縫的密封性，必將提高t/t0值。因此，在采用較高焊速縫焊時(shí)t/t0 =3 或更高。 隨著脈沖間隔時(shí)間t0的增加，焊透率及重疊量均下降。,（3） 電極壓力Fw 考慮縫焊時(shí)壓力作用不充分，電極壓力應(yīng)比點(diǎn)焊時(shí)增加20%～50%，具體數(shù)值視材料的高溫塑性而定。 電極壓力增大時(shí)，將使熔核寬度顯著增加、重疊量下降，破壞了焊縫的密封

50、性，特別是在焊接電流較小時(shí)其作用更大。電極壓力對(duì)焊透率的影響較小。（4）焊接速度υw 焊接速度是縫焊過(guò)程中的一個(gè)重要參數(shù)，其大小決定了焊輪電極與焊縫上各點(diǎn)作用時(shí)間的長(zhǎng)短，從而影響了加熱時(shí)間、電極壓力作用效果及焊輪對(duì)焊件的冷卻效果等。,焊接速度越小，加熱越平緩，對(duì)焊件的加壓效果越好，對(duì)焊件表面的冷卻效果也越好，從而提高了焊縫質(zhì)量和電極壽命。在同樣條件下，增加焊接速度會(huì)使焊點(diǎn)重疊量減小，焊縫強(qiáng)度降低。 通常

51、可根據(jù)被焊工件的材料和厚度來(lái)選擇合適的焊接速度，研究表明，隨著板厚的增加縫焊速度必須減慢。一般焊速在3m/min以內(nèi)，連續(xù)縫焊時(shí)也不大于14m/min 焊接速度與焊接電流、電極力的配合關(guān)系如圖8-17。 焊速過(guò)快、電流過(guò)小，會(huì)出現(xiàn)未焊透現(xiàn)象;焊速慢、電流過(guò)大，則會(huì)出現(xiàn)過(guò)熱現(xiàn)象。,（5）滾輪電極端面尺寸 端面尺寸直接影響與工件的接觸面長(zhǎng)度，直徑越大，接觸長(zhǎng)度越長(zhǎng)，從而電流密度小，散熱快，熔核小。常常采用不

52、同直徑電極來(lái)調(diào)節(jié)焊接不等厚板或異種材料時(shí)的熱量分配。,,Contents,§8 .5 對(duì)焊（Welding Neck ）,對(duì)焊是把兩工件端部相對(duì)放置，利用焊接電流加熱，然后加壓完成焊接的電阻焊方法。對(duì)焊包括電阻對(duì)焊及閃光對(duì)焊兩種。 對(duì)焊是一種快速高效的焊接方法，其特點(diǎn)是:不論工件截面大小(從零點(diǎn)幾到數(shù)萬(wàn)平方毫米)均一次焊成;不論端面熔化與否，熔融金屬均擠出焊口成毛刺而不成為焊縫的組成部分;對(duì)焊尤其閃光對(duì)焊時(shí)

53、，所接工件端面必須一致，對(duì)焊不同端面工件時(shí)必須有過(guò)渡段，其直徑差別應(yīng)小于15% ,厚度差別應(yīng)小于10%。,8.5.1 電阻對(duì)焊(Upoet Butt Welding） 電阻對(duì)焊是將上件裝配成對(duì)接接頭，使其端面緊密接觸，利用電阻熱加熱至塑性狀態(tài)，然后迅速施加頂鍛力完成焊接的方法。 電阻對(duì)焊的特點(diǎn)是先壓緊，后通電。溫度沿徑向不宜均勻，沿軸向則梯度小，且低于熔點(diǎn)。因此僅適宜于焊接小截面(小于250mm2)

54、 ,形狀緊湊(如棒、厚壁管)、氧化物易于擠出的材料(碳素鋼、銅、鋁等)。,1.電阻對(duì)焊時(shí)的電阻及加熱特點(diǎn) 電阻對(duì)焊焊接區(qū)總電阻R由焊件間接觸電阻Rc及焊件本身的內(nèi)部電阻2Rw共同組成(圖8-18），即 R = Rc + 2Rw （8-15）,圖8-18 對(duì)焊等效電路,接觸電阻Rc與點(diǎn)焊時(shí)的接觸電阻具有相同的特征。焊件內(nèi)部電阻2Rw可由下式確定,,,（8-16）,式中 m— 趨表效應(yīng)系數(shù);

55、 l—焊件的調(diào)伸長(zhǎng)度(mm); s—焊件的截面積(mm2); ρT—電阻率(Ω·mm)。,m與焊件直徑D及焊接電流密度j的大小有關(guān)，隨D增加， m增加;隨著j增加，m減小;當(dāng)D<20～25mm (鋼件)時(shí)，趨表效應(yīng)的影響可以忽略。,圖8-19 電阻對(duì)焊時(shí)電阻 變化規(guī)律,總電阻的變化規(guī)律如圖8一19。對(duì)焊開(kāi)始時(shí)，由于接觸電阻Rc急劇降低，使總電

56、阻r明顯下降，以后隨著焊接區(qū)溫度的升高，電阻率ρT 的增大影響顯著，焊件內(nèi)部電阻2Rw 增加，總電阻R增大。一般情況下，焊件內(nèi)部電阻對(duì)加熱起主要作用，接觸電阻Rc析出的熱量?jī)H占焊接區(qū)總析熱量的10%一15%。,電阻對(duì)焊時(shí)的溫度分布見(jiàn) 圖8一20。對(duì)口處的焊接溫度通常約為焊件金屬材料熔點(diǎn)的0.8～0.9倍。但焊件沿截面的加熱有可能是不均勻的，特別是在焊接大截面或展開(kāi)形工件時(shí)，這種不均勻性尤為明顯。只有對(duì)端面進(jìn)行焊前精心準(zhǔn)備或增加焊接時(shí)間，

57、零件沿截面的加熱均勻性才會(huì)得以改善。,圖8一20電阻對(duì)焊時(shí)的溫度分布 (a)伸出長(zhǎng)度大時(shí)的溫度分布 (b)伸出長(zhǎng)度小時(shí)的溫度分布,圖8-20所示溫度場(chǎng)，可看作由兩個(gè)熱源在加熱過(guò)程中疊加的結(jié)果:一個(gè)是由焊件內(nèi)部電阻所產(chǎn)生的電阻熱，把焊件在兩鉗口之間的一段金屬加熱到溫度T1，另一個(gè)是由接口處的接觸電阻所產(chǎn)生的瞬時(shí)平面熱源，把結(jié)合面處金屬加熱到溫度T2,所以接口處的焊接加熱溫度為：Tk=T1+T2。2.電阻對(duì)焊過(guò)程分析

58、 電阻對(duì)焊焊接循環(huán)由預(yù)壓、加熱、頂鍛、保持、休止等程序組成(圖8一21)。其中預(yù)壓.加熱、頂鍛三個(gè)連續(xù)階段組成電阻對(duì)焊接頭形成過(guò)程，而保持、休止等程序則是電阻對(duì)蜻操作中所必須的。在等壓式電阻對(duì)焊中，保持與頂鍛兩程序合并。,預(yù)壓階段與點(diǎn)焊時(shí)相同，只是由于對(duì)口接觸表面上壓強(qiáng)較小，使清除表面不平和氧化膜、形成物理接觸點(diǎn)的作用遠(yuǎn)不如點(diǎn)焊時(shí)充分。,圖8一21電阻對(duì)焊焊接循環(huán)圖(a)變壓力式電阻對(duì)焊〔b)等壓力式電阻對(duì)焊 F一壓力 I 一電流

59、 S一位移,通電加熱階段，由于焊接區(qū)溫度不斷升高使金屬塑性增加、電阻增大，前者引起壓力曲線逐漸下降，后者引起電流曲線逐漸降低。頂鍛階段頂鍛有兩種方式，一是頂鍛力等于焊接壓力，二是頂鍛力大于焊接壓力。等壓力方式使加壓機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，但鍛壓效果不如變壓力方式好。變壓力方式主要用于合金鋼、有色金屬及其合金的電阻對(duì)焊。,電阻對(duì)焊是一種高溫塑性狀態(tài)下的固相焊接，其接頭 連接實(shí)質(zhì)上可有再結(jié)晶、相互擴(kuò)散兩種形式，但均為固相連接。

60、 在同種金屬或結(jié)晶化學(xué)與物理性質(zhì)相近的異種金屬電阻對(duì)焊時(shí)，對(duì)口及其臨近區(qū)域溫度分布和塑性變形特點(diǎn)使其產(chǎn)生再結(jié)晶。在結(jié)晶化學(xué)和熱物理性質(zhì)相差甚大的異種金屬電阻對(duì)焊時(shí)，會(huì)得到一種擴(kuò)散連接形式，這時(shí)對(duì)口處接觸界面仍明顯存在，連接是由于對(duì)口接觸表而達(dá)到了緊密貼合和發(fā)生了互擴(kuò)散現(xiàn)象并具有一定的體積深度。焊前的表面嚴(yán)格清理并及時(shí)施焊，使低熔點(diǎn)的較軟金屬具有大的塑性變形和附加控制(即強(qiáng)迫成形)是獲得高質(zhì)量擴(kuò)散連接的關(guān)鍵。,由上述分析可知：為了獲得優(yōu)質(zhì)

61、電阻對(duì)焊接頭，必須保證沿焊件長(zhǎng)度獲得合適的溫度分布，沿對(duì)口端面要加熱均勻、溫度適當(dāng);對(duì)口及其臨近區(qū)域必須產(chǎn)生足夠的塑性變形:焊縫中不應(yīng)有氧化夾雜。3.電阻對(duì)焊規(guī)范參數(shù) 電阻對(duì)焊的主要規(guī)范參數(shù)有:調(diào)伸長(zhǎng)度、焊接電流密度(或焊接電流)、焊接時(shí)間、焊接壓力和頂鍛壓力。下面對(duì)各種參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。,調(diào)伸長(zhǎng)度的作用是為了保證必要的留量(焊件縮短量)和調(diào)節(jié)加熱時(shí)的溫度場(chǎng)。 L過(guò)大會(huì)使溫度場(chǎng)平緩，加熱區(qū)變寬，使塑性變形不易在

62、對(duì)口處集中，因而導(dǎo)致排除氧化夾雜困難，同時(shí)，耗能增大和易產(chǎn)生錯(cuò)位、旁彎等形位缺陷; L過(guò)小使向夾鉗電極散熱增加，溫度場(chǎng)變陡，塑性變形困難，需增大焊接壓力和頂鍛壓力。 實(shí)踐表明，調(diào)伸長(zhǎng)度應(yīng)不小于焊件直徑的一半，即 L =0.6～1.0d(d為圓材的直徑或方材的邊長(zhǎng))。異種材料對(duì)焊時(shí)，為獲得溫度分布均衡，兩焊件應(yīng)采用不同的調(diào)伸長(zhǎng)度。,(l)調(diào)伸長(zhǎng)度L,(2)焊接電流密度j和焊接時(shí)間t 當(dāng)采用

63、大電流密度、短焊接時(shí)間時(shí)，可提高焊接生產(chǎn)率，但 要使用較大功率的焊機(jī); 當(dāng)采用過(guò)長(zhǎng)的焊接時(shí)間時(shí)，由于焊縫晶粒粗大和氧化程度增加，使接頭質(zhì)量降低。焊接電流密度和焊接時(shí)間符合以下數(shù)值方程式,,,（8-20）,式中 j — 焊接電流密度，A/cm2 t — 焊接時(shí)問(wèn)，s; K `u— 系數(shù)，直徑小于10mm 的鋼 K `u =10 ; 直徑大于10mm 的鋼 K `u

64、 =8 ；鋁的K `u =10 ； 銅的K `u =27。,(3)焊接壓力Fw和頂鍛壓力Fu 頂鍛壓力Fu為頂鍛階段施加給焊件端面上的壓力，對(duì)接觸面上的析熱及對(duì)口和臨近區(qū)域的塑性變形均有影響，常以單位面積壓力P來(lái)表示。在等壓式電阻對(duì)焊時(shí)，焊鋼 Pw =Pu =20～40MPa;焊有色金屬Pw = Pu = 10～20MPa 。在變壓力式電阻對(duì)焊時(shí)，焊鋼P(yáng)w = 10～15MPa州田a;焊有色金屬Pw = 1～8MPa ，單位面

65、積頂鍛壓力則要超過(guò)十幾倍至幾十倍。例如，對(duì)于合金鋼P(yáng)u =100～150MPa ，對(duì)于銅Pu = 300～450MPa。,閃光對(duì)焊指焊件裝配成對(duì)接接頭，接通電源，使其端面逐漸移近達(dá)到局部接觸，利用電阻熱加熱這些接觸點(diǎn)(產(chǎn)生閃光)，使端面金屬熔化，直至端部在一定深度范圍內(nèi)達(dá)到預(yù)定溫度時(shí)，迅速施加頂鍛力完成焊接的方法。 閃光對(duì)焊包括連續(xù)閃光對(duì)焊和預(yù)熱閃光對(duì)焊兩種。 閃光對(duì)焊的特點(diǎn)：先接通電源，后逐步靠近，僅個(gè)

66、別點(diǎn)接觸通電，電流密度極大，很快熔化并爆破，這些接觸點(diǎn)在端面上隨機(jī)變更位置，保證了均勻加熱，且軸向溫度梯度比電阻對(duì)焊大,熱影響區(qū)窄,端面能保持一薄層熔化層，有利于排除氧化物。因此閃光對(duì)焊適宜于中大截面工件,可用于緊湊和展開(kāi)斷面、難焊材料和異種材料對(duì)接。,8.5.2 閃光對(duì)焊(Flush Butt Welding）,閃光對(duì)焊焊接區(qū)總電阻仍可用R = Rc + 2Rw 表示。焊件內(nèi)部電阻亦可由式(8一16)近似估算。閃光對(duì)焊時(shí)的接觸電阻R

67、c取決于同一時(shí)間內(nèi)對(duì)口端面上存在的液體過(guò)梁數(shù)目，它們的橫截面面積以及各過(guò)梁上電流線收縮所引起的電阻增加。Rc可按以下經(jīng)驗(yàn)公式近似予以計(jì)算,,,式中 K — 考慮鋼材性質(zhì)的系數(shù)，碳鋼、低合金鋼 K=1，奧氏體鋼K=1.1; vt，—閃光速度(cm/s); j—電流密度(A/ mm2); S—焊件橫截面積(cm2)。,1. 閃光對(duì)焊

68、時(shí)的電阻及加熱特點(diǎn),閃光對(duì)焊時(shí)的接觸電阻Rc較大，在焊鋼時(shí)約為100～ 1500μΩ，并在閃光過(guò)程中始終存在。隨著閃光過(guò)程的進(jìn)行，Rc減小，2Rw 增大，總電阻則呈下降趨勢(shì)(圖8一22)。頂鍛開(kāi)始時(shí)由于兩零件端面相互接觸、,圖8一22閃光對(duì)焊的r 變化,液態(tài)過(guò)梁突然消失，因而R急劇下降，以后的變化規(guī)律同2Rw。由于電阻的上述特點(diǎn)，閃光對(duì)焊時(shí)接觸電阻Rc對(duì)加熱起主要作用，其產(chǎn)生的熱量占總析熱量的85% ～ 90%。,2.閃光對(duì)焊過(guò)程分析