点焊的基本原理..docVIP

点焊的基本原理 摘要： 本文从、、、等四个方面综述了关键词：  一、点焊的热源及熔核的形成过程 在点焊过程中，点焊的热源主要有电极与金属的接触电阻热、金属内部的电阻热，金属与金属的接触电阻热，而在焊接过程中以金属内部的电阻热为主，占在焊接过程形核热量的95％左右。主要原因是在开始阶段，工件是靠接触电阻及工件本身电阻所产生的热量加热。但随着加热的进行，工件之间的接触点熔化消失，金属间接触电阻消失，但金属内部电阻率随着温度的升高而增大，所以在焊接过程中金属内部电阻为主要热源。 焊点的形成一般要经常过四个过程：预压－焊接－维持－休止。 预压的作用是在焊件的接触点得到尽可能大的接触面积。在焊接过程中，从宏观方面来看，件与件之间的接触是面与面之间的接触；但是从微观方面来看，件与件之间的接触其实是点与点之间的接触，因为每个工件的表面是不可能绝对光滑的，也就是说工件表面都有凸起和凹坑，所以件与件之间的接触就变成了件上面的凸起点之间的接触。当瞬间有很大的电流通过时，由于产生的电阻热很高，很快就使工件的接触点开始熔化，随着熔化金属的加多，工件之间的接触面也不断加大，电流密度相对减少。但是，如在电流闭合瞬间电极压力不够大，则接触面积相对较小，接触电阻相对较大，在接触点上会立即产生很多热量，接触点处金属会很快熔化，并以火花的形式飞溅出来，产生飞溅。这时，工件可能被烧穿，电极可能被烧坏。 在维持阶段，当熔核达到合格的形状与尺寸后，切断电流电源。熔核是在电极压力作用下冷却结晶。结晶一般从温度较低、散热较好、首先达到结晶温度的的熔核周界开始，即从半熔化晶粒表面开始，以结晶形式沿着与散热相反的方向生长。 休止时间是指第一个焊点焊接结束与第二个焊点焊点焊接开始之间的间隔时间，一般在焊接时无要求。 熔核的结晶是在封闭的金属模内进行的，结晶时不能自由收缩，用电极挤压可使正在结晶的金属变得致密，使之不易产生缩孔或裂缝。如压力不足则可能会造成外部缺陷。 二、在焊接过程中各焊接参数对焊点的影响及调整方法 熔核的形成过程中对熔核的形成产生重要影响的参数主要有：焊接电流、焊接时间、电极压力、电极头端面尺寸。 ⑴焊接电流及焊接时间的影响 根据焦耳定率 　　 Q=I2RT 当时间一定时，电流增大时，在一定时间内的产热量增加；当电流一定时，时间增大，在一定时间内的产热量也会增加。 ⑵电极压力的影响 电极压力将影响焊接区的加热程度和塑性变形程度。随着电极力的增大，焊件接触电阻和本身电阻会减小，电流密度也会降低。在其他参数不变的情况下，增大电极力将减慢加热速度，并使焊点熔核尺寸减小而导致焊点强度降低。 　　⑶电极头端面尺寸的影响 　电极头端面尺寸加大时，由于接触面积增大、电流密度减小、散热效果增强，均使焊接区加热程度减弱，因而熔核尺寸减小，使焊点承载能力降低。 　 在焊接过程中，因为各种外界原因的存在，会使熔核在焊后产生很多问题，而一般解决的方法是从参数的调整上下手。 通常是焊接参数的调整是根据工件的材料和厚度，参考该种材料的焊接条件表（如本公司现采用的是NES标准，祥见附表）选取，首先确定电极的端面形状和尺寸。其次初步选定电极压力和焊接时间，然后调节焊接电流，以不同的电流焊接试样，经过检查熔核直径符合要求后，再在适当的范围内调节电极压力，焊接时间和电流，进行试样的焊接和检验，直到焊点质量完全符合技术条件所规定的要求为止。最常用的检验试样的方法是撕开法，优质焊点的标志是：在撕开试样的一片上有圆孔，另一片上有圆凸台。厚板或淬火材料有时不能撕出圆孔和凸台，但可通过剪切的断口判断熔核的直径。必要时，还需进行低倍测量、拉伸试验和X光检验，以判定熔透率、抗剪强度和有无缩孔、裂纹等。 焊接时板厚的选取标准 如2层板厚焊接，以薄板作为基准；在3层板、4层板焊接时，取各板厚的相加平均板厚（小数点第2位以下四舍五入）作为基准。 三、在焊接过程中易出现的缺陷及处理措施 点焊主要质量问题一览表 名称 质量问题 产生的可能原因 改进措施 熔核尺寸缺陷 未焊透或熔核尺寸过小 电流小，通电时间短，电极压力过大 调整焊接参数 电极接触面过大 修整电极 表面清理不良 清理表面 焊透率过大 电流过大，通电时间长电极压力不足 调整焊接参数 电极冷却条件差 加强冷却，改换导电好的电极材料 外部缺陷 焊点压痕过深 电极接触面过小 修整电极 电流过大，通电时间长电极压力不足 调整焊接参数 电极冷却条件差 加强冷却 表面局部烧穿、溢出、表面喷溅 电极修整的太尖锐 修整电极 电极或焊件表面有异物 清理表面 电极压力不足或电极与焊件虚接触 提高电极压力，调整行