點焊(han)是指(zhi)將焊(han)件裝配成搭接(jie)接(jie)頭,并(bing)壓緊在(zai)兩(liang)電極之間,利(li)用電阻(zu)熱熔化母材金屬,形(xing)成焊(han)點的電阻(zu)焊(han)方法,見(jian)圖6-21。


圖 21.jpg



一、焊(han)點形(xing)成過程


  焊點形成(cheng)(cheng)過程是由預壓、通(tong)電(dian)加(jia)熱和(he)冷卻結晶三個連(lian)續(xu)階段所(suo)組成(cheng)(cheng)。


 1. 預壓階段


  焊(han)件(jian)在(zai)點焊(han)機電(dian)(dian)(dian)(dian)極間頂先擠壓,其作(zuo)用(yong)是在(zai)焊(han)件(jian)的焊(han)接(jie)(jie)處形成緊密的接(jie)(jie)觸點,為此,電(dian)(dian)(dian)(dian)極壓力(li)在(zai)焊(han)接(jie)(jie)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)接(jie)(jie)通前(qian)即應達(da)到滿值。如果在(zai)通電(dian)(dian)(dian)(dian)加熱時的電(dian)(dian)(dian)(dian)極壓力(li)不夠大,則接(jie)(jie)觸電(dian)(dian)(dian)(dian)阻很大,接(jie)(jie)觸點處的金屬(shu)很快熔化,以火花形式飛濺出來(lai),產生(sheng)所謂初(chu)期(qi)飛濺。這時工件(jian)可(ke)能(neng)被燒穿,電(dian)(dian)(dian)(dian)極可(ke)能(neng)被燒壞。


2. 通電加熱階(jie)段


  被擠壓在(zai)電極之間的焊件,靠電流通過接觸(chu)電阻及(ji)工件本身電阻所產生的熱(re)量加熱(re)。這時,在(zai)熱(re)和(he)機械(力)作用下形(xing)成(cheng)塑(su)性環(huan)(huan)、熔核,并隨著通電加熱(re)的進(jin)行而長大,直到獲得需要的熔核尺寸(cun)。在(zai)焊點(dian)核心(xin)內的熔化金屬被塑(su)性環(huan)(huan)包圍,如(ru)果這個環(huan)(huan)不夠緊,部分液態金屬就(jiu)會溢出,形(xing)成(cheng)金屬飛濺(jian)。


3. 冷卻結(jie)晶階段(duan)


  該階段(duan)(duan)又稱鍛(duan)壓(ya)階段(duan)(duan)。當(dang)熔核(he)達到合格的(de)形狀(zhuang)與尺寸后(hou),切(qie)斷焊接(jie)電流,液(ye)態熔核(he)在(zai)電極(ji)壓(ya)力作用(yong)下冷卻(que)結(jie)晶(jing)。熔核(he)結(jie)晶(jing)是在(zai)封閉(bi)的(de)金屬(shu)模內(nei)進行的(de),結(jie)晶(jing)時(shi)不能(neng)自由收縮(suo),用(yong)電極(ji)擠壓(ya)就可使正在(zai)結(jie)晶(jing)的(de)金屬(shu)變得致(zhi)密,使之不易產生(sheng)縮(suo)孔(kong)或(huo)裂縫。因此,電極(ji)壓(ya)力在(zai)焊接(jie)電流斷開、熔核(he)金屬(shu)全部(bu)結(jie)晶(jing)后(hou)才能(neng)解除。


由于(yu)材質(zhi)和焊接規范特征的(de)不同,熔(rong)核的(de)凝固組(zu)(zu)(zu)(zu)織(zhi)可有(you)三種(zhong):柱狀組(zu)(zu)(zu)(zu)織(zhi)、等軸組(zu)(zu)(zu)(zu)織(zhi)、柱狀+等軸組(zu)(zu)(zu)(zu)織(zhi)。純金(jin)屬(如鎳、鉬等)和結晶溫度區間窄的(de)合(he)金(jin)(碳(tan)鋼、合(he)金(jin)鋼、鈦合(he)金(jin)等),其熔(rong)核組(zu)(zu)(zu)(zu)織(zhi)為柱狀組(zu)(zu)(zu)(zu)織(zhi);鋁合(he)金(jin)等其熔(rong)核為“柱狀十等軸”組(zu)(zu)(zu)(zu)織(zhi),熔(rong)核完全是等軸組(zu)(zu)(zu)(zu)織(zhi)的(de)情況極少。



二、點(dian)焊工藝


1. 點焊種(zhong)類及選用


 點(dian)(dian)(dian)(dian)焊(han)(han)的種類有:工頻、交流(liu)點(dian)(dian)(dian)(dian)焊(han)(han),用于(yu)各種鋼材、鋁(lv)(lv)及(ji)其(qi)合金(jin)一般件(jian)焊(han)(han)接(jie);電容(rong)儲能點(dian)(dian)(dian)(dian)焊(han)(han),用于(yu)異種金(jin)屬、鋁(lv)(lv)及(ji)其(qi)合金(jin)不等厚度及(ji)精密件(jian)和(he)重要件(jian)的焊(han)(han)接(jie);直流(liu)沖擊波點(dian)(dian)(dian)(dian)焊(han)(han),用于(yu)鋁(lv)(lv)及(ji)其(qi)合金(jin)焊(han)(han)接(jie);低(di)頻交流(liu)點(dian)(dian)(dian)(dian)焊(han)(han),用于(yu)大型磁性(xing)件(jian)焊(han)(han)接(jie)。


2. 點焊接頭類型


  點焊的(de)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)類型要充分(fen)(fen)考慮到點焊機(ji)電極能接(jie)(jie)(jie)近焊件,做到施(shi)焊方(fang)便,加熱(re)可靠。如圖6-22(a)~(d)所示的(de)是合理的(de)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou);(e)、(g)所示的(de)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)難以用一般電極施(shi)焊;(f)所示的(de)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)必須(xu)將電極伸人(ren)工件內部(bu),施(shi)焊困難;(h)所示的(de)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)的(de)分(fen)(fen)流現象嚴(yan)重(zhong),會影響焊接(jie)(jie)(jie)質量。


圖 22.jpg


3. 焊(han)件表面清理(li)


  焊(han)(han)(han)件(jian)表(biao)面狀態(tai)對焊(han)(han)(han)點大小、強度和(he)表(biao)面質量以(yi)及電(dian)(dian)極壽命有直接(jie)(jie)影響。電(dian)(dian)極與(yu)焊(han)(han)(han)件(jian)、焊(han)(han)(han)件(jian)與(yu)焊(han)(han)(han)件(jian)的接(jie)(jie)觸面均需清(qing)(qing)理。各種鋼材可(ke)用酸洗、噴砂或機械法清(qing)(qing)理。鋁合金等有色金屬經酸洗或機械清(qing)(qing)理后,焊(han)(han)(han)件(jian)的接(jie)(jie)觸面應有一定的接(jie)(jie)觸電(dian)(dian)阻。不銹鋼還可(ke)用電(dian)(dian)拋光清(qing)(qing)理待焊(han)(han)(han)表(biao)面。


4. 點焊規范參數(shu)的(de)選擇


  點焊(han)(han)規(gui)范參數(shu)主要(yao)(yao)有(you):焊(han)(han)接(jie)電(dian)(dian)流(liu)、通電(dian)(dian)時間(jian)、電(dian)(dian)極壓力(li)(li)和電(dian)(dian)極頭(tou)尺(chi)寸。一般(ban)焊(han)(han)各種(zhong)(zhong)鋼用(yong)平頭(tou)電(dian)(dian)極,焊(han)(han)鋁或鈦(tai)合金用(yong)球面電(dian)(dian)極。當電(dian)(dian)極材料、端面形狀及尺(chi)寸選定以后,焊(han)(han)接(jie)規(gui)范的選擇主要(yao)(yao)是(shi)考慮焊(han)(han)接(jie)電(dian)(dian)流(liu)、通電(dian)(dian)時間(jian)和電(dian)(dian)極壓力(li)(li)這三個參數(shu),它們是(shi)形成點焊(han)(han)接(jie)頭(tou)的三大要(yao)(yao)素,其相互(hu)配合可有(you)兩種(zhong)(zhong)方式(shi)。


  ①. 焊接電(dian)流和(he)通電(dian)時間的(de)配合


   這種配合以反映(ying)焊接區加(jia)熱道度快慢(man)為主(zhu)要特(te)征。當采用大焊接電(dian)(dian)流、短(duan)通電(dian)(dian)時(shi)間(jian)(jian)參數(shu)時(shi)稱為項規范(fan);而采用小焊接電(dian)(dian)流、長通電(dian)(dian)時(shi)間(jian)(jian)參數(shu)時(shi)稱為軟(ruan)規范(fan)。


   硬(ying)規(gui)(gui)范的特點(dian):生(sheng)產(chan)率高(gao),電(dian)極磨(mo)損少(shao),焊(han)(han)件表面壓坑淺,熱(re)影響(xiang)區(qu)小,焊(han)(han)接(jie)變(bian)形(xing)小。但是由于焊(han)(han)接(jie)電(dian)流大,對通電(dian)時(shi)間(jian)(jian)必須精(jing)確控制。如果通電(dian)時(shi)間(jian)(jian)稍(shao)發生(sheng)變(bian)化,就有可能引起(qi)加熱(re)不(bu)足(zu)或過燒(shao),嚴重(zhong)影響(xiang)焊(han)(han)點(dian)強(qiang)度。當(dang)焊(han)(han)機(ji)功(gong)率不(bu)足(zu)和焊(han)(han)接(jie)淬硬(ying)傾(qing)向較大的材(cai)料(如低合金高(gao)強(qiang)度鋼)時(shi),均不(bu)宜用硬(ying)規(gui)(gui)范。


  軟規(gui)范(fan)的特點(dian):加熱平穩,焊接(jie)質量對規(gui)范(fan)參(can)數(shu)波(bo)動的敏感性低(di),焊點(dian)強(qiang)度(du)(du)穩定;溫度(du)(du)場分布平緩、塑性區寬,在壓力作用(yong)下易變(bian)形(xing),可減(jian)少(shao)熔核內噴濺、縮孔和(he)裂紋(wen)傾向(xiang)(xiang);對有(you)淬硬傾向(xiang)(xiang)的材料,軟規(gui)范(fan)可減(jian)少(shao)接(jie)頭冷裂紋(wen)傾向(xiang)(xiang);所(suo)用(yong)設備容量小,控制精度(du)(du)不高,因而較便宜。但是(shi),軟規(gui)范(fan)易造成焊點(dian)壓痕深(shen)、接(jie)頭變(bian)形(xing)大,表面質量差;電極(ji)磨損快、生(sheng)產效率低(di)。


  一般硬規(gui)范(fan)適用于鋁合(he)金(jin)、奧氏(shi)體不銹鋼、低碳鋼及(ji)不等厚度板材的焊接,而軟規(gui)范(fan)適用于低合(he)金(jin)鋼、可淬硬鋼+耐熱合(he)金(jin)及(ji)鈦(tai)合(he)金(jin)等。


 ②. 焊(han)接電(dian)流和電(dian)極(ji)壓力(li)(Fo)的配合


  這種配(pei)合以(yi)焊接(jie)(jie)過程中不(bu)產生噴(pen)(pen)濺為主要(yao)特征。根(gen)據這一原則制定(ding)的焊接(jie)(jie)電(dian)流(I)、電(dian)極(ji)(ji)壓力(Fw)關(guan)系曲(qu)(qu)線(xian)稱為噴(pen)(pen)濺臨界(jie)曲(qu)(qu)線(xian)(見圖(tu)6-23).曲(qu)(qu)線(xian)左(zuo)半區為無(wu)噴(pen)(pen)濺區,這里Fw大而I小,但焊接(jie)(jie)壓力選擇過大會造成(cheng)固相焊接(jie)(jie)(塑(su)性環)范(fan)圍過寬,導致焊接(jie)(jie)質量不(bu)穩定(ding)。曲(qu)(qu)線(xian)右半區為噴(pen)(pen)濺區,因為電(dian)極(ji)(ji)壓力不(bu)足,加熱過快而引起噴(pen)(pen)濺。當(dang)規范(fan)選在(zai)噴(pen)(pen)濺臨界(jie)曲(qu)(qu)線(xian)附(fu)近(無(wu)噴(pen)(pen)濺區內)時(shi)(shi),可(ke)獲得最大熔核和最高拉伸載荷(he)。同時(shi)(shi),由于(yu)降低了焊機機械功率,也提高了經濟效果(guo)。


圖 23.jpg


 焊(han)接規范的最后確(que)定主要是用實驗法(fa),即(ji)先借(jie)用經驗數據(ju)→試焊(han)→檢驗→確(que)定。


③. 應用范圍


  點焊廣泛應(ying)用(yong)在電子、儀(yi)表、家用(yong)電器的組合件連接上,同時也大量(liang)應(ying)用(yong)于建筑(zhu)工程、交通運輸及航空航天工業中的沖壓件、金屬構件和鋼筋網(wang)的焊接。目前,從以微米(mi)計的微型電子電路到厚達(da)(3.0+0.0)mm的巨(ju)型房框架(jia)都可采用(yong)點焊連接。