焊接知識
目前主要的焊接方式是電阻焊。電阻焊(resistance welding)是將被焊工件壓緊于兩電極之間,并施以電流,利用電流流經工件接觸面及鄰近區(qū)域產生的電阻熱效應將其加熱到熔化或塑性狀態(tài),使之形成金屬結合的一種方法。
判斷金屬材料點焊焊接性的要素:
① 材料的導電性和導熱性,即電阻率小而熱導率大的金屬材料,其焊接性較差;
② 材料的高溫塑性及塑性溫度范圍,即高溫屈服強度大的材料(如耐熱合金)、塑性溫度區(qū)間較窄的材料(如鋁合金),其焊接性較差;
③ 材料對熱循環(huán)的敏感性,即易生成與熱循環(huán)作用有關缺陷(裂紋、淬硬組織等)的材料(如65Mn),其焊接性較差;
④ 熔點高、線膨脹系數大、硬度高等金屬材料,其焊接性一般也較差。
當然,評定某一金屬材料點焊焊接性時,應綜合、全面地考慮以上諸因素。
銅及銅合金可分為純銅、黃銅、青銅及白銅等,其中純銅、無氧銅、磷脫氧銅點焊焊接性很差(不推薦),黃銅一般,青銅較好,白銅較優(yōu)良。純銅電導率極高,點焊比較困難,且結合強度不佳。
電阻焊接的品質是由以下4個要素決定的:
1.焊接電流的影響。 電流對產生熱的影響比電阻和時間兩者都大。因此,在焊接過程中,它是一個必須嚴格控制的參數。引起電流變化的主要原因是電網電壓波動和交流焊機次級回路阻抗變化。阻抗變化是因回路的幾何形狀變化或因在次級回路中引入了不同量的磁性金屬。對于直流焊機,次級回路阻抗變化,對電流無明顯影響。除焊接電流總量外,電流密度也對加熱有顯著影響。通過已焊成焊點的分流,以及增大電極接觸面積或凸焊時的凸點尺寸,都會降低電流密度和焊熱接熱,從而使接頭強度顯著下降。
2.焊接時間的影響。 為了保證熔核尺寸和焊點強度,焊接時間與焊接電流在一定范圍內可以互為補充。為了獲得一定強度的焊點,可以采用大電流和短時間(強條件,又稱強規(guī)范),也可以采用小電流和長時間(弱條件,又稱弱規(guī)范)。選用強條件還是弱條件,則取決于金屬的性能、厚度和所用焊機的功率。但對于不同性能和厚度的金屬所需的電流和時間,都仍有一個上、下限,超過此限,將無法形成合格的熔核。
3.電極壓力的影響。電極壓力對兩電極間總電阻R有顯著影響,隨著電極壓力的增大,R顯著減小。此時焊接電流雖略有增大,但不能影響因R減小而引起的產熱的減少。因此,焊點強度總是隨著電極壓力的增大而降低。在增大電極壓力的同時,增大焊接電流或延長焊接時間,以彌補電阻減小的影響,可以保持焊點強度不變。采用這種焊接條件有利于提高焊點強度的穩(wěn)定性。電極壓力過小,將引起飛濺,也會使焊點強度降低。
4.電極形狀及材料性能的影響。由于電極的接觸面積決定著電流密度,電極材料的電阻率和導熱性關系著熱量的產生和散失,因而電極的形狀和材料對熔核的形成有顯著影響。隨著電極端頭的變形和磨損,接觸面積將增大,焊點強度將降低。
5.工件表面狀況的影響。工件表面上的氧化物、污垢、油和其他雜質增大了接觸電阻。過厚的氧化物層甚至會使電流不能通過。局部的導通,由于電流密度過大,則會產生飛濺和表面燒損。氧化物層的不均勻性還會影響各個焊點加熱的不一致,引起焊接質量的波動。因此,徹底清理工件表面是保證獲得優(yōu)質接頭的必要條件。
電阻焊優(yōu)點:
1、熔核形成時,始終被塑性環(huán)包圍,熔化金屬與空氣隔絕,冶金過程簡單。
2、加熱時間短,熱量集中,故熱影響區(qū)小,變形與應力也小,通常在焊后不必安排校正和熱處理工序?!?/span>
3、不需要焊絲、焊條等填充金屬,以及氧、乙炔、氫等焊接材料,焊接成本低?!?/span>
4、操作簡單,易于實現機械化和自動化,改善了勞動條件。
5、生產率高,且無噪聲及有害氣體,在大批量生產中,可以和其他制造工序一起編到組線上。但閃光對焊因有火花噴濺,需要隔離。
電阻焊缺點:
1、目前還缺乏可靠的無損檢測方法,焊接質量只能靠工藝試樣和工件的破壞性試驗來檢查,以及靠各種監(jiān)控技術來保證。
2、設備功率大,機械化、自動化程度較高,使設備成本較高、維修較困難,并且常用的大功率單相交流焊機不利于電網的平衡運行。
我國電阻焊的應用現狀:
隨著航空航天、電子、汽車、家用電器等工業(yè)的發(fā)展、電阻焊越加受到廣泛的重視。同時,對電阻焊的質量也提出了更高的要求??上驳氖?,我國微電子技術的發(fā)展和大功率可控硅、整流器的開發(fā),給電阻焊技術的提高提供了條件。目前我國已生產了性能優(yōu)良的次級整流焊機。由集成電路和微型計算機構成的控制箱已用于新焊機的配套和老焊機的改造。恒流、動態(tài)電阻,熱膨脹等先進的閉環(huán)監(jiān)控技術已開始在生產中推廣應用。這一切都將有利于提高電阻焊質量,并擴大其應用領域