点焊规范参数对熔核尺寸及接头机械性能的影响.docVIP

点焊规范参数对熔核尺寸及接头机械性能的影响 实验目的 研究规范参数对于熔核尺寸及接头强度的影响； 掌握选择点焊规范参数的一般原则和方法； 了解熔核的形成过程； 实验装置及实验材料 （一） 交流点焊机（DN——200型） 1台 （二） 电焊电流测量仪（HDB——1型） 1台 （三） 拉力试验机（LJ——5000型） 1台 （四）测量显微镜（15J型） 4台 （五）砂轮切割机 1台 （六）吹风机 1台 （七）试片150×25×1.5mm,冷轧低碳钢 140对 三、实验原理 电阻点焊是将准备焊接的工件放在两个电极之间，然后利用电极压紧工件，在点击压力的作用下通过焊接电流，利用工件自身电阻所产生的焦耳热来加热金属，并使焊接区中心部位的金属熔化，形成熔核。断电后，在电极压力的作用下，受热熔化的金属冷却结晶，形成焊点核心。在形成熔核的同时，熔核周围金属也被加热到高温，在点击压力作用下产生塑性变形及强烈的再结晶过程，并在结合面上形成共同晶粒。熔核周围这一环形塑性区称为塑性环；它也有助于点焊接头承受载荷。由此可知，电焊工艺过程是被焊金属受到热和机械力共同作用的过程，而施加焊接压力和通以焊接电流时形成点焊接头的基本条件。电阻焊具有生产效率高、低成本、节省材料、易于自动化等特点，因此广泛应用于航空、航天、能源、电子、汽车、轻工等各工业部门，是重要的焊接工艺之一。 一焊接热的产出及影响因素 ??? 点焊时产生的热量由下式决定：Q=IRt（J）（1）??? 式中：Q——产生的热量（J）、I——焊接电流（A）、R——电极间电阻（欧姆）、t——焊接时间（s） ??? 1.电阻R及影响R的因素??? ??? 电极间电阻包括工件本身电阻Rw，两工件间接触电阻Rc，电极与工件间接触电阻Rew.即R=2Rw+Rc+2Rew——（2) ??? 当工件和电极一定时，工件的电阻取决与它的电阻率.因此，电阻率是被焊材料的重要性能.电阻率高的金属其导电性差（如不锈钢）电阻率低的金属其导电性好（如铝合金）。因此，点焊不锈钢时产热易而散热难，点焊铝合金时产热难而散热易.点焊时，前者可用较小电流（几千安培），而后者就必须用很大电流（几万安培）。电阻率不仅取决与金属种类，还与金属的热处理状态、加工方式及温度有关。 ??? 接触电阻存在的时间是短暂，一般存在于焊接初期，由两方面原因形成： ??? 1）工件和电极表面有高电阻系数的氧化物或脏物质层，会使电流遭到较大阻碍。过厚的氧化物和脏物质层甚至会使电流不能导通。 ??? 2）在表面十分洁净的条件下，由于表面的微观不平度，使工件只能在粗糙表面的局部形成接触点。在接触点处形成电流线的收拢。由于电流通路的缩小而增加了接触处的电阻。 ??? 电极与工件间的电阻Rew与Rc和Rw相比，由于铜合金的电阻率和硬度一般比工件低，因此很小，对熔核形成的影响更小，我们较少考虑它的影响。 ??? 2.焊接电流的影响 ??? 从公式（1）可见，电流对产热的影响比电阻和时间两者都大。因此，在焊接过程中，它是一个必须严格控制的参数。引起电流变化的主要原因是电网电压波动和交流焊机次级回路阻抗变化。阻抗变化是因为回路的几何形状变化或因在次级回路中引入不同量的磁性金属。对于直流焊机，次级回路阻抗变化，对电流无明显影响。 ??? 3.焊接时间的影响 ??? 为了保证熔核尺寸和焊点强度，焊接时间与焊接电流在一定范围内可以相互补充。为了获得一定强度的焊点，可以采用大电流和短时间（强条件，又称硬规范），也可采用小电流和长时间（弱条件，也称软规范）。选用硬规范还是软规范，取决于金属的性能、厚度和所用焊机的功率。对于不同性能和厚度的金属所需的电流和时间，都有一个上下限，使用时以此为准。 ??? 4.电极压力的影响 ??? 电极压力对两电极间总电阻R有明显的影响，随着电极压力的增大，R显著减小，而焊接电流增大的幅度却不大，不能 影响因R减小引起的产热减少。因此，焊点强度总随着焊接压力增大而减小。解决的办法是在增大焊接压力的同时，增大焊接电流。 ??? 5.电极形状及材料性能的影响 ??? 由于电极的接触面积决定着电流密度，电极材料的电阻率和导热性关系着热量的产生和散失，因此，电极的形状和材料对熔核的形成有显著影响。随着电极端头的变形和磨损，接触面积增大，焊点强度将降低。 ??? 6.工件表面状况的影响 ??? 工件表面的氧化物、污垢、油和其他杂质增大了接触电阻。过厚