第二章压力焊工艺＂.pptVIP

第二章压力焊工艺 第一部分概述 §1压力焊的实质及分类压力焊（pressure welding)：在焊接过程中，对焊件施加压力的焊接方法。 一、实质（见图4） 根据热力学第二定律，焊接过程应当自动进行，界面消除，自由表面减小，自由能处于最小状态。 焊接过程不能自动完成的原因： ①两个被焊件没有接触 ②金属表面的氧化膜、油污、杂质、水分等阻碍了金属表面原子间的结合。 克服焊接阻力的方法： 1）加热： ①提高温度，原子活动半径扩大，扩散速度提高; ②当温度达到材料的熔点后，原子就脱离了晶格点阵的束缚，原子活动半径无限大； ③创造再结晶的条件； 2）加压：使得接触点的凸起压溃，产生塑性变形，挤出杂质，纯洁的金属接触。压碎、压扁、拉长的晶粒为再结晶创造了条件。 二、分类1、电阻焊 2、摩擦焊 3、扩散焊 §2 电阻焊的实质及分类 一、电阻焊的定义 工件通过电极施加压力，并通电，利用工件本身的电阻热使接头加热到 焊接温度，获得共同晶粒的方法。 二、电阻焊的分类 按其接头的形式分：1、搭接电阻焊：1）、点焊2）、缝焊2、对接电阻焊 §3电阻焊特点及应用 一、电阻焊的特点 1、接头质量高：电阻焊的接头是在封闭状态下形成的，不存在脱S、P、O、掺合金等问题 2、无填充材料焊接成本低 3、生产效率高 4、最易实现自动化：计算机、焊接机器人应用最成功的焊接方法。 5、对工人技术水平要求低 缺点: (1)设备投资大 (2)接头的形式受限制 (3)无可靠的无损检验方法 二、电阻焊的应用 大到航天器，小到集成电路上都有电阻焊的应用，汽车生产中应用最多，每台汽车上有5000-15000焊点。在焊接生产中所占的比例为30% 三、本章讲授的内容 1、点焊焊接区的电阻 2、点焊接头的形成过程 3、工艺参数对接头质量的影响 4、常用材料点焊的工艺 5、对焊工艺 6、电阻焊设备 第二部分电阻焊的加热 §1点焊时焊接区的电阻及加热 一、电阻焊的热源及特点 Q=0.24I2Rt电热效应公式 电阻焊的热源是电阻热 特点：①热源是电阻热；②内部热源；③加热、散热共同作用而且速度快； 二、点焊时焊接区的电阻(见图16) 1、接触电阻 Rc+2Rew 接触电阻产生原因：由于工件不平，凸起点接触，引起电流线局部收缩，氧化膜、油污的存在。 低碳钢的电阻系数：ρ=（12-15）*10-6Ω*cm ；纯铝的电阻率： ρ=2.8*10-6Ω*cm 三氧化二铁的电阻系数： ρ=27*103Ω*cm 三氧化二铝的电阻率ρ=32*1014Ω*cm 接触电阻的影响因素：压力、表面状态、温度 随着压力升高，接触电阻下降。压力升高后，破坏了氧化膜，接触点增加，由点接触逐渐变成面接触。表面状态就是残存的氧化膜和表面 粗糙度有关。随着加热温度的提高，接触电阻减小，当温度加热到600度时，低碳钢接触电阻接近为零，加热到350度时，铝镁合金接触电阻近为零。 2、工件内部电阻2Rw ①金属电阻在加热过程中的变化 金属棒长l,直径d通以电流，则金属棒产生热量为 Q=0.24I2Rt=0.24I2* ρ*L/(πd2/4)*t ρ为电阻率 ρ = ρ0（1+αT） ρ0常温下20°时电阻率；α电阻温度系数；T温度 可见金属材料电阻是温度的函数： R=f(T) 电流绕流现象：在点焊加热过程中，电流绕过中心熔核电阻高的地方，向电阻低的地方流过的现象。 ②点焊过程中板件电阻 边缘效应：由于导电截面的变化，引起电流线分布变化的现象。 3、点焊过程中全电阻的变化 阶段1：特征是电阻R急速下降，时间短，1-2个周波。原因是接触电阻急速下降直至消失为零。 阶段2：特征是电阻缓慢上升。随着加热不断进行，温度上升，金属的电阻率上升，达到最大值，开始出现熔化区。 阶段3：特征是电阻缓慢下降。由于出现了熔化区，电阻率发生了突变，电阻增大，引起了电流绕流现象，熔核及塑性环扩展，导电截面增大，使得电阻下降。 三、点焊时的加热特点 1、接触电阻和工件电阻在加热中的作用 研究表明，在点焊加热过程中，接触电阻产生的热量占总热量的5-10%，软规范小于此值，硬规范大于此值。工件内部电阻占总热量的90-95%。 接触电阻Rc的特点：加热初期Rc远远大于Rw，存在的时间很短。 接触电阻Rc的作用：初期的加热，建立初期温度场，随着温度的提高，压力的作用，由点接触到面接触，对扩大接触面积有一点作用，使电流均匀分布。 工件和电极之间的接触电阻Rew对点焊加热没有任何益处： 使电极端部加热严重，磨损加快；电极与工件粘连，严