二次加工點焊旋鉚PPT課件

1、第一章 電阻點焊原理及工藝 牛牛文庫文檔分享 緒論 電阻焊定義：焊件組合后，通過電極施加壓力，利用電流流過焊接區(qū)所產(chǎn) 生的電阻熱加熱工件，使要焊接部位達到局部熔化或高溫塑性狀態(tài)，通過 熱和機械力的聯(lián)合作用完成連接的方法。 物理本質(zhì)：利用焊接區(qū)金屬本身的電阻熱和大量塑性變形能量，使兩個分 離表面的金屬原子之間接近到晶格距離，形成金屬鍵，在結(jié)合面上產(chǎn)生足 夠量的共同晶粒而得到焊點、焊縫或?qū)咏宇^。 分類： 1. 按接頭形式和工藝特點分：點焊；縫焊；對焊。 2.按電流分:交流、直流、脈沖 優(yōu)點：1）接頭質(zhì)量高；2）輔助工序少3）不需要填充材料4）生產(chǎn)效率高， 易于實現(xiàn)自動化 缺點：1）無損檢驗困難；

2、2）設備復雜，維修困難，一次性投資高。 牛牛文庫文檔分享 第一章 電阻點焊的原理 第一節(jié) 概述 一、定義 焊件裝配成搭接接頭，并壓緊在兩電極之間，利用電流通過焊件 時產(chǎn)生的電阻熱，熔化母材金屬，冷卻后形成焊點，這種電阻焊方 法稱為點焊。 二、特點 1?？砍叽绮淮蟮娜酆诉B接； 2。在大電流、短時間的條件下焊接； 3。在熱和機械力聯(lián)合作用下形成焊點。 牛牛文庫文檔分享 牛牛文庫文檔分享 三、分類 1。按焊接電流波形分 工頻 50或60Hz 低頻 310Hz 2.5kHz450kHz 交流 高頻 脈沖 電容儲能 直流沖擊波 牛牛文庫文檔分享 2。按工藝特點分 雙面單點 單面雙點單面單點 牛牛文庫文檔

3、分享 四、對點焊質(zhì)量的要求 1）熔核直徑 32d 5d 或 板厚 2）焊透率 )(mmd (%)A %100 c h A c h d 3）壓痕c520% %7030A 1。熔核尺寸的幾個基本概念 牛牛文庫文檔分享 2）少數(shù)金屬材料（如可淬硬鋼等）對焊接熱循環(huán)極為敏感， 當點焊工藝不當時，接頭由于被強烈淬硬而使強度、塑性急劇 降低。這時，盡管具有足夠大的熔核尺寸也是不能使用的。其 點焊接頭強度不僅取決于熔核尺寸，而且與熔核及熱影響區(qū)的 組織及缺陷有關。 1）多數(shù)金屬材料（如低碳鋼等）對焊接熱循環(huán)不敏感，焊接 區(qū)的組織無顯著變化，也不易產(chǎn)生組織缺陷，其點焊接頭強度 主要與熔核尺寸有關； 2。對點焊

4、質(zhì)量的要求 牛牛文庫文檔分享 第二節(jié) 點焊時的電阻及加熱 一、點焊時的電阻 ew R ew R w R w R c R wewc RRRR22 dttrtiQ )()(24.0 2 VAC380 牛牛文庫文檔分享 1。接觸電阻 接觸電阻形成原因示意圖 1）形成原因：焊件表面的微觀凸凹不平及不良導體層。 牛牛文庫文檔分享 2)影響因素： （1)表面狀態(tài) a) 清理方法b) 存放時間c) 表面粗糙度 (2)壓力 電極壓力 接觸電阻 “滯后”效應 (3)溫度 牛牛文庫文檔分享 2）邊緣效應與繞流現(xiàn)象 邊緣效應：在點焊過程中，當電流流過焊件時，電流將從板的 中部向邊緣擴展，使整個焊件的電流場呈雙鼓形。

5、 原因：焊件的橫截面積遠大于焊件與電極間的橫截面積 。 繞流效應：由于焊接區(qū)溫度不均勻，促使電流線從中間向 四周擴散的現(xiàn)象。 牛牛文庫文檔分享 3）影響因素： 綜上所述，邊緣效應、繞流現(xiàn)象，均使點焊時焊件的導電范 圍不能只限制在以電極與焊件接觸面為底的圓柱體內(nèi)，而要向外有 所擴展，因而使悍件的內(nèi)部電阻比圓柱體所具有的電阻要小。凡是 影響電流場分布的因素必然影響內(nèi)部電阻。這些因素可歸納為； （1）金屬材料的熱物理性質(zhì) （2）機械性能 （3）點焊規(guī)范參數(shù)及特征 （4）焊件厚度等。 牛牛文庫文檔分享 3 3。焊接區(qū)的總電阻： 點焊過程中，焊件焊件和電極電極的接觸狀態(tài)、焊接溫 度場及電場都在不斷地變化

6、，因此，引起焊接區(qū)的電阻也不斷交化。 描述焊接過程中電阻變化的曲線叫做動態(tài)電阻曲線。需要強調(diào)的是， 由于材料性能的不同，不同金屬材料在加熱過程中焊接區(qū)動態(tài)總電 阻變化相差很大 。 牛牛文庫文檔分享 1）低碳鋼 牛牛文庫文檔分享 在低碳鋼的點焊過程中，焊接區(qū)動態(tài)阻的變化規(guī)律可以分為以 下幾個階段 ： 下降段t0t1：由于接觸電阻的迅速降低及消失所造成。 該階段的主要特點是時間短，曲線呈陡降（例如，點焊1.21.2 1.2mm1.2mm冷軋低碳鋼板，該段時間約為(1(12 2周波) )，焊接區(qū)金屬未 熔化但有明顯加熱痕跡。值得注意的是，當加熱速度較快時，該 階段將難以觀測到。 牛牛文庫文檔分享 上

7、升段t1t2：隨著加熱的進行，焊接區(qū)溫度升高，金屬電阻 率 的增加很快由于焊接區(qū)金屬基本處于固態(tài)，接觸面增加緩 慢，因而的增大起主要作用，曲線上升較快。經(jīng)過一段時間加 熱后，焊接區(qū)溫度已比較高，的增大速率減小，而焊接區(qū)導電 面積增加較快，結(jié)果使動態(tài)電阻增加速率減緩, ,最終達到最大值。 一般認為，接近峰值點時焊接區(qū)金屬已局部熔化，開始形成熔核， 達到溫度穩(wěn)定點。因為繼續(xù)加熱，金屬將不斷由固態(tài)變成液態(tài)， 使熔核逐漸增大，但此時輸入功率作為潛熱消耗，焊點溫度不再 升高。 牛牛文庫文檔分享 再次下降段t t2 2t t3 3：繼續(xù)加熱使熔化區(qū)及塑性環(huán)不斷 擴展，雖然金屬由固相向液相轉(zhuǎn)變時電阻率有突然

8、的增大， 但由于繞流現(xiàn)象，使得主要通過焊接電流的金屬區(qū)域電阻 率并沒有明顯增大。繞流現(xiàn)象使電極下的導電通路截面增 大：另一方面，由于金屬的明顯軟化使接觸面積迅速增大， 電流場的邊緣效應減弱。結(jié)果均使得焊接區(qū)的電阻減小， 曲線下降。 牛牛文庫文檔分享 平穩(wěn)段t t3 3以后：由于電極與焊件接觸面尺寸的限制以及 塑性金屬被擠到兩焊件之間，使焊件間間隙加大（板縫翹 離），限制了熔核和導電面積的增大。同時，由于電流場和 溫度場均進入準穩(wěn)態(tài)，熔核和塑性環(huán)尺寸也基本保持不變， 動態(tài)電阻曲線將日趨平穩(wěn)。 牛牛文庫文檔分享 焊接通電時間 動 態(tài) 電 阻 (Cycle) 1-6.30kA 2-6.48kA 3-

9、6.88kA 4-8.38kA 181614121086420 45 50 55 60 65 70 75 85 80 不同焊接電流時動態(tài)電阻曲線 牛牛文庫文檔分享 二、點焊時的加熱特點 1。電阻對點焊加熱的影響 1 1）接觸電阻：產(chǎn)熱510% 作用：接觸電阻產(chǎn)熱對建立焊接初期的溫度場及焊接電流的均 勻化流過起重要作用 2 2）內(nèi)部電阻：9095% 作用：這部分熱量是形核的基礎，與電流場共同建立了焊接區(qū)的 溫度場分布及其變化規(guī)律。 牛牛文庫文檔分享 2.電流場分布對點焊加熱的影響 點焊時的電場 其中電流線的含義是在它所限定的范圍內(nèi)的電流占總電流的 百分數(shù)，例如，80的電流線是指它限定的范圍內(nèi)通過

10、的電流占 總電流的80。 牛牛文庫文檔分享 第二章 電阻點焊工藝 第一節(jié) 點焊過程分析 一、焊接循環(huán) 1。定義：在電阻焊接過程中，完成一個焊點或焊縫所需要的全部 過程或全部階段 2。點焊的基本焊接循環(huán) F,I 加壓 通電焊接 維持 休止 加壓 牛牛文庫文檔分享 二、點焊接頭形成過程 點焊接頭形成的三個階段 a) 預壓 b) 、c)通電加熱 d)冷卻結(jié)晶 牛牛文庫文檔分享 1 1。預壓階段 1 1）機電特點： ，= 2）作用： 減少接觸電阻，增大導電截面，增加物理接觸點，為以后焊接電 流順利通過創(chuàng)造條件； 此外，在壓力作用下，金屬擠向間隙所引起的塑性變形，有助于 在熔核四周形成密封熔核的環(huán)帶(

11、(密封環(huán)) )。 牛牛文庫文檔分享 2 2。通電加熱階段 1)1)機電特點： ， 2)作用： 在熱和機械力聯(lián)合作用下，形成塑性環(huán)和熔核，直到熔 核長到所要求尺寸. . 牛牛文庫文檔分享 3.冷卻結(jié)晶階段 1)1)機電特點： ，= 2)2)作用： 保證熔核在壓力狀態(tài)下進行冷卻結(jié)晶，冷卻結(jié)晶時間很 短（一般周波），但是結(jié)晶凝固過程符合金屬學的凝 固理論 牛牛文庫文檔分享 維持階段的作用 1. 保證熔核在壓力狀態(tài)下結(jié)晶,減少出現(xiàn)縮孔裂紋等組 織缺陷的幾率; 2.避免電極與工件“打火” 牛牛文庫文檔分享 點焊時的分流 牛牛文庫文檔分享 點焊分流的影響因素 焊點距的影響：連續(xù)點焊時，點距愈小，板材愈厚，

12、分流愈大；如果所焊材料是導電性良好的輕合金，分流將 更嚴重，為此必須加大點距。 焊件表面狀態(tài)的影響 焊接順序的影響 電極(或二次回路)與工件的非焊接區(qū)相接觸 單面點焊工藝特點的影響 牛牛文庫文檔分享 分流的不良影響 使焊點強度降低 單面點焊產(chǎn)生局部接觸表面過熱和噴濺 牛牛文庫文檔分享 消除和減少分流的措施 選擇合理的焊點距 嚴格清理被焊工件表面 注意結(jié)構設計的合理性 連續(xù)點焊時，可適當提高焊接電流。 單面多點焊時，采用調(diào)幅焊接電流波形 牛牛文庫文檔分享 不同材料及不同厚度板的點焊 牛牛文庫文檔分享 點焊的主要問題 材科不同，其導熱、導電性能差異有時較大；板厚不等，其熱容量、導熱距離亦有差異。以

13、上兩種不同情 況下都會形成熔核偏移。 當熔核偏移嚴重時，可導致熔核僅位于一板內(nèi)而使焊接失敗，即使不太嚴重亦導致結(jié)合面上的熔核直徑減 小而影響強度性能。 牛牛文庫文檔分享 焊接區(qū)沿板厚溫度分布圖 牛牛文庫文檔分享 解決問題的方法 采用不同直徑或材料的電極，其目的是改變兩板的散熱條件 來改變溫度分布。 用溫度分布遠末接近平衡狀態(tài)的硬規(guī)范，充分利用點焊前期 對接觸電阻的析熱量，使之在尚未完全散失前即形成熔核。 最典型的是電容放電點焊工藝。 薄板側(cè)加工藝墊片，以減少電極對薄板的散熱效果。這類工 藝墊片一般為0.2-0.3mm的薄箔，熱導率較小。如銅或鋁合 金點焊時采用不銹鋼墊片黃銅點焊時采用低碳鋼墊片

14、，金 絲或金箔點焊時采用鉬箔墊片。墊片熔點均高于焊件，當正 確控制參數(shù)時。焊后墊片較易揭除。 牛牛文庫文檔分享 解決問題的方法 在一個電極上附加發(fā)熱回路，使兩電極的溫度不一從而調(diào)整 溫度分布，這在儀表工業(yè)中焊接小型零件時常采用。 用帕爾帖效應使兩電極工作面溫度不等。帕爾帖效應是熱電勢 現(xiàn)象的逆向現(xiàn)象。即當直流電按某特定方向通過異種材料接觸 面時，將產(chǎn)生附加的吸熱或析熱現(xiàn)象。所以這個效應僅在單向 通電時有效。而且目前常用金屬中僅鋁與銅合金電極間，這個 效應才較明顯，具有實用價值。 牛牛文庫文檔分享 低碳鋼的點焊 這類鋼的點焊焊接性良好，焊接參數(shù)范圍寬。在常用厚度范圍內(nèi)(0.53.0mm)一般無需

15、特殊措施，采用單 相工頻交流電源，簡單焊接循環(huán)即可獲得滿意結(jié)果。 牛牛文庫文檔分享 低碳鋼的焊接技術要點 冷軋板焊前無需專門清理，熱軋板則必需清除表面上的氧化層、 銹蝕等雜質(zhì)。如經(jīng)沖壓加工，則需清除沖壓過程中沾上的油污。 如設備容量許可，建議采用硬的焊接參數(shù)，以提高熱效率和生產(chǎn) 率，并可減少變形。 選用中等電導率、中等強度的Cr-Cu或Cr-Zr-Cu合金電極。 表面清理質(zhì)量較差或沖壓精度較差而剛度又大時，可考慮采用調(diào) 幅電流(漸升)或加預熱電流的措施來減少飛濺。 板厚超過3mm時，焊接電流較大，通電時間較長為改善電極工作 條件，可采用多脈沖焊接電流。 牛牛文庫文檔分享 鍍層鋼板的點焊 鍍層鋼

16、板點焊的難點在于：鍍層金屬熔點低，早于鋼板熔化， 熔化的鍍層金屬流人縫隙，增大接觸面降低電流密度，因此 需增大電流。鍍層金屬與電極在升溫時往往能組成固溶體或 金屬間化合物等合金，一旦發(fā)生上述現(xiàn)象，電極端部的導電、 導熱性能下降，溫度進一步上升，產(chǎn)生惡性循環(huán)，加速電極的 粘污損壞，同時亦破壞了零件的鍍層。鍍層金屬如進入熔化 的鋼質(zhì)熔池將產(chǎn)生結(jié)晶裂紋，因此需在鋼板熔化前把鍍層擠出 焊接區(qū)。 牛牛文庫文檔分享 qCuCrZr: 1075oC: qZinc: 420oC qBrass: 1027oC (70Cu/30Zn) qSteel: 1427oC qNitrode: 1083oC Melting

17、 points qWe are trying to join steel with something (copper) that melts 350oC earlier ! 牛牛文庫文檔分享 500oC 800oC 900oC 800oC 1000oC 1300oC Temperatures in Resistance Welding (Simplified representation) qAnneal temp: CuCrZr 500oC qAnneal temp: Nitrode Al 60 900oC SOURCE: O.U. Science Data Book, Outukumpu

18、, OMG. SOURCE: O.U. Science Data Book, Outukumpu, OMG. 牛牛文庫文檔分享 鍍層鋼板焊接技術要點 與等厚低碳鋼相比電流應增大30%-50%，鍍層熔點越低，增加越多。 電極壓力則增大20%30%即可。與低碳鋼相比，同樣的電極壓力， 其臨界飛濺電流有所上升。 采用Cr-Cu或Cr-Zr-Cu合金電極。要加強冷卻，允許外水冷。二次修 磨間的焊接點數(shù)僅為焊低碳鋼時的110-120。薄板(1.2mm)點 焊時可采用嵌鎢電極。 由于電極粘污嚴重，是產(chǎn)生質(zhì)量問題的主要原因，故在結(jié)構允許條件 下改用凸焊是解決電極粘污的最佳方案。 鋅、鉛等元素的金屬蒸氣和氧化

19、物塵埃對人體有毒，需加強通風。 牛牛文庫文檔分享 為增加電極頭壽命，防止電極過熱，點焊作業(yè)必 須追加循環(huán)水進行冷卻。 冷卻水溫要求為： 20度以下 牛牛文庫文檔分享 第4章 電阻焊接頭的質(zhì)量檢驗 牛牛文庫文檔分享 電阻焊接頭的等級劃分 一級：承受很大的靜、動載荷或交變載荷。接頭的破壞會危及人員的生命安全。 二級：承受較大的靜、動載荷或交變載荷。接頭的破壞會導致系統(tǒng)失效，但不危及人員的安全。 三級：承受較小靜載荷或動載荷的一般接頭。 牛牛文庫文檔分享 接頭檢驗方法與內(nèi)容 破壞性檢驗 撕破檢驗 斷口檢驗 低倍檢驗 金相檢驗 力學性能試驗 無損檢驗 目視檢驗 密封性檢驗 射線檢驗 超聲波檢驗 其它檢

20、驗 牛牛文庫文檔分享 破壞性檢驗 破壞性檢驗能提供各種確切的定量數(shù)據(jù)，如力學性能、熔核尺 寸、缺陷性質(zhì)和多寡以及耐腐蝕性能等。因此它是取得接頭質(zhì) 量定量數(shù)據(jù)的主要手段。但檢驗試祥已經(jīng)破壞，而實際產(chǎn)品仍 未直接檢驗，因此檢驗結(jié)果僅能提供代表性的參考信息。如何 使試祥更真實地代表產(chǎn)品本身，是一個復雜的數(shù)學問題。因此 在樣品的分組、取樣數(shù)量和方法上各專業(yè)標準均作具體現(xiàn)定。 牛牛文庫文檔分享 撕破檢驗 這是一種針對薄板點、凸和縫焊接頭的簡易檢驗方法，用于粗略判斷熔核大小和力學性能。便于現(xiàn)場操作，常用來 作為確定焊接參數(shù)的前期篩選手段和生產(chǎn)中考查質(zhì)量穩(wěn)定性的自檢手段。 牛牛文庫文檔分享 低倍檢驗 適用場

21、合：主要針對點、凸及縫焊接頭。 具體步驟：磨片、腐蝕、讀數(shù)顯微鏡檢驗 檢驗內(nèi)容： 測定熔核直徑、焊透率及壓痕深度等數(shù)值 觀察有無宏觀縮孔、裂紋和夾雜等缺陷的數(shù)量。 牛牛文庫文檔分享 金相檢驗 用于檢驗接頭顯微組織，如結(jié)晶特征、組織形貌及微觀缺陷等，亦用于鑒別冶金缺陷如裂紋、胡須等。 點、凸和縫焊時，一般僅作為對低倍撿驗疑問的裁定手段； 對焊時常作為重要產(chǎn)品的必檢項目。 牛牛文庫文檔分享 電阻焊接頭力學性能試驗 牛牛文庫文檔分享 無損檢驗 無損檢驗以不損壞產(chǎn)品使用性能為前提的檢測方法，可以推廣到每個零件的每個焊接接頭，因此是保證產(chǎn) 品安全的最可靠手段。但在電阻焊接頭中由于接頭的特殊性，僅有少量方

22、法獲得工業(yè)應用，大多數(shù)方法處 于實驗研究階段。 牛牛文庫文檔分享 目視檢驗 目視檢驗是用小于20倍的放大鏡作外部缺陷的檢驗。 此法能發(fā)現(xiàn)表面裂紋、燒穿、壓痕過深、電極粘附、焊件錯位等多種外表缺陷。同時，從接頭外形尚能對 焊透情況粗略判斷。 牛牛文庫文檔分享 密封性檢驗 任何有密封要求的焊縫均作密封性檢驗。 要求作此項檢驗的焊縫有縫焊、對接縫焊和對焊幾類。 牛牛文庫文檔分享 射線檢驗 射線檢驗在壓力容器制造業(yè)廣為采用，它能有效地發(fā)現(xiàn)焊接區(qū)的裂紋、夾雜、末焊透及縮孔等缺陷。在電 阻焊接頭中，亦可用來發(fā)現(xiàn)裂紋、縮孔及內(nèi)部飛濺等。點焊及縫焊接頭一船均用于薄板結(jié)構，除少數(shù)熱敏 感性強的合金鋼和有色合金外

23、，較少出現(xiàn)裂紋，其它缺陷對強度影響較少。而影響強度最敏感的熔核大小 一般用射線檢驗。 牛牛文庫文檔分享 應用實例 某些鋁合金在點焊過程中熔核的金屬成分產(chǎn)生偏析，因而引起對射線能量吸收的差異，從底片上熔核邊緣 出現(xiàn)白環(huán)，這里吸收射線能力較核心部分強，以此測出熔核邊緣而確定其直徑，但須與壓痕引起的射線吸 收差異區(qū)分開。該法僅限用于少數(shù)幾種鋁合金和鎂合金。 牛牛文庫文檔分享 應用實例 焊前在板上涂一層與母材金屬對射線吸收性能差異很大的金屬粉或薄箔(稱PKC)，在焊接過程中熔核區(qū)的 PKC層已蒸發(fā)或擠出，而后從射線底片上區(qū)別出無PKC層之區(qū)即為熔核。 牛牛文庫文檔分享 超聲波檢驗 超聲波檢驗主要用于厚

24、板探傷。在點、縫焊等的薄板焊件中未見應用報導。在大型對接零件的探傷檢閱中 該法應用甚廣例如鐵路鋼軌對接焊接頭、石油鉆桿對接焊口等均采用該法。它能發(fā)現(xiàn)末熔合、夾雜物和 裂紋等缺陷。但對嚴重影響塑性指標的灰斑缺陷尚不能用此法檢驗。 牛牛文庫文檔分享 其它檢驗方法 磁粉、渦流和螢光 這些方法均用于檢測接頭表層的缺陷，主要是延伸到表層的細小裂紋。 牛牛文庫文檔分享 電阻焊接頭的缺陷 電阻焊的缺陷按顯現(xiàn)部位不同，可分為外表缺陷與內(nèi)部缺陷。缺陷的形成原因眾多，分析時應抓住主導原 因。 由于工藝過程的差別，在搭接接頭與對接接頭中產(chǎn)生的缺陷不盡相同，分別敘述如下： 牛牛文庫文檔分享 搭接接頭中的缺陷 末熔合與

25、未完全熔合 縮孔 裂紋 結(jié)合線伸入 噴濺 壓痕過深 牛牛文庫文檔分享 縮孔 由于金屬加熱時體積膨脹，因此當熔核金屬為液態(tài)時具有最大的體積，冷卻收縮時如周圍塑性環(huán)未及時變 形使內(nèi)部體積相應減小，則產(chǎn)生縮孔。 縮孔呈不規(guī)則的空穴，雖會成小熔核截面，但對結(jié)合面的靜載強度影響不大，而對動載或沖擊則有一定影 響。 牛牛文庫文檔分享 縮孔 縮孔的產(chǎn)生往往與電極壓力不足有關。冷卻時，塑性環(huán)變形不足或不及時，特別是在焊接厚板、高溫強度 高的材料或冷卻速度快的材料時，電極的慣性造成加壓不足是產(chǎn)生縮孔的主要原因。 點焊時可用低慣性電極和增加鍛壓力來克服，亦可采用減緩冷卻速度的規(guī)范措施，縫焊時僅能采用后一種 方案。

26、 牛牛文庫文檔分享 裂紋 裂紋產(chǎn)生的部位有熔核內(nèi)部、結(jié)合線上、熱影響區(qū)及焊件表面。其中后三個部位的裂紋因形成應力集 中，危害嚴重，在承力件中不允許存在。在一般焊件中，熔核內(nèi)部裂紋的長度應限制在不超過熔核直 徑的13。 避免裂紋的主要措施為減緩冷卻速度和及時加壓，以減小熔核結(jié)晶時的內(nèi)部拉應力。 牛牛文庫文檔分享 結(jié)合線伸入 當焊接高溫合金或鋁合金時，如清理不佳，表面將殘留過厚的熔點高、致密且硬的氧化膜。在熔核形成過 程中這層氧化膜未及徹底破碎，殘留在焊件表面，不但在塑性環(huán)區(qū)界面存在，且限制了枝晶的生長，在熔 核邊緣形成突入熔核的晶界夾雜物，稱結(jié)合線伸入。因此該處應力集中，極易在運行時擴展成裂紋，

27、一般 不允許存在。 牛牛文庫文檔分享 噴濺 點焊、凸焊或縫焊時，從焊件結(jié)合面或電極與焊件接觸面間飛出熔化金屬顆粒的現(xiàn)象，稱為噴濺。 噴濺處在外表將影響美觀，造成應力集中，嚴重時形成空穴稱為燒穿，會影咱使用性能。 牛牛文庫文檔分享 壓痕過深 過深的壓痕將引起應力集中，降低動載性能，應當避免。表面壓痕應不大于單板厚度的10-20。 避免壓痕的措施是盡可能采用較硬的焊接規(guī)范及加強電極冷卻，降低焊件表面溫度。 牛牛文庫文檔分享 末熔合與未完全熔合 末熔合與未完全熔合是指母材與母材之間末熔化或未完全熔化結(jié)合的部分，是一種嚴重影響強度及密封性能的 缺陷，不允許存在于要求力學性能及密封性能高的零件之中。 原

28、因：焊接區(qū)熱輸入不足及散失熱量過多。凡能引發(fā)上述原因的因素均能造成此種缺陷。 該缺陷目前主要靠常規(guī)的破壞性檢驗發(fā)現(xiàn)，僅對少數(shù)鋁或鎂合金可用射線檢測去發(fā)現(xiàn)。 避免此種缺陷的主要手段是加強焊接參數(shù)的監(jiān)控。 牛牛文庫文檔分享 電阻焊質(zhì)量監(jiān)測與控制 牛牛文庫文檔分享 必要性 在大批量生產(chǎn)中，一個產(chǎn)品往往需要幾十臺甚至上百臺點焊機 配套工作，這將使電網(wǎng)電壓、氣壓產(chǎn)生很大的波動，再加上難 以避免的分流、電極磨損等不利因素的存在，致使點焊質(zhì)量極 不穩(wěn)定，嚴重時將成批出現(xiàn)不合格的焊點。另一方面，由于點 焊獨特的接頭形式和工藝的限制，致使在電弧焊生產(chǎn)中應用效 果很好的焊后無損檢測方法在點焊生產(chǎn)中卻難以應用，同時

29、也 將使生產(chǎn)效率降低、產(chǎn)品成本劇增。 牛牛文庫文檔分享 必要性 為了保證焊點質(zhì)量，國內(nèi)外幾乎所有的汽車生產(chǎn)廠家?guī)资陙?都一直采用焊前打試片、焊后進行破壞性抽樣檢驗的方法來保 證焊點質(zhì)量。顯然，這種方法已無法滿足汽車工業(yè)發(fā)展對點焊 質(zhì)量提出的高可靠性、低成本的要求。為了改變這種現(xiàn)狀，有 必要研制新型點焊質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)。采用點焊質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，可 以在線監(jiān)測每一臺焊機、每一焊點的質(zhì)量，及時指出不合格的 焊點及其形成原因，使操作者及時進行在線補救，以有效提 高和穩(wěn)定焊點質(zhì)量。 牛牛文庫文檔分享 焊接參數(shù)的劃分 焊接規(guī)范參數(shù) ：焊接電流、電極壓力、焊接時間、電極端面尺寸等； 焊接過程參數(shù)：監(jiān)測信息，如：

30、動態(tài)電阻、紅外輻射、電極間電壓、能量等； 焊接質(zhì)量參數(shù)：熔核直徑、焊透率、壓痕深度、拉剪強度、拉伸強度、疲勞強度等； 牛牛文庫文檔分享 質(zhì)量監(jiān)控的難度 電阻點焊過程是一個高度非線性、有多變量耦合作用和大量隨機不確定因素的過程，同時由于點焊的形核 處于封閉狀態(tài)而無法觀測，特征信號的提取比較困難；而且形核過程的時間極短，焊接條件短時間的波動 就會造成較嚴重的后果。因此，點焊質(zhì)量的監(jiān)測和控制難度極大。 牛牛文庫文檔分享 點焊質(zhì)量監(jiān)測信息 焊接電流 電極間電壓 能量積分 動態(tài)電阻 熱膨脹電極位移 紅外輻射 超聲波 牛牛文庫文檔分享 監(jiān)控方法的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 牛牛文庫文檔分享 監(jiān)控焊接熱量 這類方法包括

31、恒流控制法、恒壓控制法等。其原理是：在焊接 過程中，適時測量焊接熱量參數(shù)值，并與給定值比較，當出現(xiàn) 偏差時，調(diào)節(jié)可控硅的控制角，以維持焊接熱量參數(shù)的恒定。 這類方法的優(yōu)點是簡單可靠、易于實現(xiàn)。目前，歐、美及日本 的各大汽車公司幾乎均采用這類方法，我國各大汽車廠大部分 也采用這類方法。可見這類方法的普及性;缺點是對電極壓力波 動、電極磨損及分流的影響等無補償作用。 牛牛文庫文檔分享 點焊電極的研究進展 牛牛文庫文檔分享 點焊電極為什么容易失效？ 電極是點焊中的易耗零件，在點焊過程中，電極的 主要功能是傳輸電流、加壓和散熱，由于電極和焊件接 觸時的溫度較高，而且自身具有一定的電阻，也會發(fā)熱， 因此

32、，電極頭部的溫升很快，達到了稍低于焊點熔核的 高溫，使電極頭部在高溫及高壓力作用下很快失效。 牛牛文庫文檔分享 牛牛文庫文檔分享 點焊電極的失效形式 1. 塑性變形 電極的塑性變形都導致電極端部形成蘑菇狀和電極直徑的增加，這種塑性變形的產(chǎn)生是由于電極頭部 在焊接時承受壓力和高溫作用的結(jié)果。一般來講，電極表面的溫度與焊件表面的溫度應相等，點焊時鋼板的 表面溫度大約為700度左右，點焊鍍鋅鋼板時，電流密度比點焊無鍍層鋼板電流密度要高30%左右，電極表 面的溫度能達到800-900度。正是由于電極頭部的溫度分布不均勻，使得電極頭部產(chǎn)生了不均勻的塑性變形。 此外，電極與工件表面的高溫還導致了在電極頭部

33、產(chǎn)生低屈服強度的Zn-Cu合金，這將加重電極局部的塑性 變形。塑性變形的產(chǎn)生，使得電極頭部的直徑隨焊點數(shù)目的增加而增加，從而導致焊接電流密度下降，熔核 焊透率降低，直到焊核直徑減小，焊點強度下降趨近允許值，此時必須修整電極或更換電極。 牛牛文庫文檔分享 2.磨損 電極的磨損主要發(fā)生在電極頭部，表現(xiàn)為電極頭部的物質(zhì)轉(zhuǎn)移到被焊工件表面，使得電極磨損，導 致電極直徑增大和焊接電流密度下降。另外，影響磨損的因素還有在正常焊接規(guī)范下電極撞擊工件和電 極缺乏充足的冷卻。 3.合金化 電極的合金化主要發(fā)生在電極和鍍層鋼板的交界面上，合金主要產(chǎn)生在電極工作端面及頭部的周圍。 電極合金化的程度取決于在焊接循環(huán)過

34、程中電極與工件交界面作用的溫度和時間，鍍層元素與電極材料的擴 散速度，以及生成物質(zhì)在電極端面的形核和長大。一般來講，電極端面與工件作用時間越長、工作溫度越高， 越易合金化，而合金化的產(chǎn)生不僅使電極端面的電導率下降，提高了焊接時電極表面的溫度，加快了合金化， 而且影響了電極表面的電流分布。 牛牛文庫文檔分享 4.坑蝕 坑蝕是導致電極失效的主要方式之一。在點焊電極焊接鍍層鋼板時，由于高溫的作用，在電極表 層產(chǎn)生了低熔點合金，當電極離開工件時，有些低熔點合金在飛濺作用下離開了電極端面，即在電極 端面產(chǎn)生了一個小的弧坑，許多小的孤坑連成一起的過程叫坑蝕，坑蝕的結(jié)果便形成了蝕坑。蝕坑的 產(chǎn)生，提高了坑蝕

35、周圍的電流密度和工作壓力，導致了蝕坑周圍產(chǎn)生更嚴重的塑性變形和脫落，從而 增加了電極端面的直徑和降低了焊點直徑。 5.熱疲勞 點焊電極在工作過程中不僅要在高溫下傳遞壓力，而且還承受著加熱和冷卻的熱應力作用， 在兩者的作用下，產(chǎn)生熱疲勞，使得電極最終失效或電極表層脫落。 牛牛文庫文檔分享 6.粘附 點焊電極在工作過程中由于電極頭部和鍍鋅鋼板的接觸溫度高于鍍鋅層的熔點，使熔化的鍍鋅 層強烈粘附在電極頭部而產(chǎn)生粘附。 7.再結(jié)晶 電極的再結(jié)晶溫度大約在700-800C的范圍。雖然電極與工件連接界面上的溫度基本低于此溫度， 但有些區(qū)域的溫度也有可能達到此溫度，這取決于工件與電極之間的接觸電阻、焊接速度

36、、冷卻狀況 及電極合金類型。一旦電極某個區(qū)域的溫度大于電極的再結(jié)晶溫度，則在電極中將產(chǎn)生再結(jié)晶和晶粒 增大，使得電極易于失效。 牛牛文庫文檔分享 延長點焊電極壽命的措施 1.電極端面的表面改性 2.粉末冶金電極 3.優(yōu)選焊接規(guī)范 4.電極的深冷處理 牛牛文庫文檔分享 用電流波形控制法 提高鋅鋼板點焊電極的壽命 牛牛文庫文檔分享 在接通焊接電流之前施加焊前電流，使鋅層先熔化，并在電 極壓力作用下將其擠走，從而減弱或避免電極/工件界面銅鋅合 金化、提高工件/工件間接觸電阻，使焊接區(qū)加熱均勻，獲得同 樣熔核所需焊接電流減小，電極壽命增加。 基 本 原 理 牛牛文庫文檔分享 表面飛濺率隨焊前電流的變化

37、規(guī)律 (施加焊前電流時間:5周波) 牛牛文庫文檔分享 表面飛濺率隨焊前電流通電時間的變化規(guī)律 (焊前電流有效值:3) 牛牛文庫文檔分享 電極壽命隨焊前電流的變化規(guī)律 （焊前電流時間:5周波） 牛牛文庫文檔分享 利用深冷處理提高電極的使用壽命 牛牛文庫文檔分享 深冷處理是指在-130以下對材料進行處理改變材料性能 的一種方法，深冷處理以液氮(-196)為制冷劑。試驗采用氣 體法加工深冷電極，將電極放入深冷裝置，液氮經(jīng)噴管噴出后 在冷箱中直接汽化，利用液氮的汽化潛熱及低溫氮氣吸熱使冷 箱降溫。通過控制液氮的輸入量來控制降溫速度、保溫溫度、 保溫時間等實現(xiàn)對溫度的自動調(diào)節(jié)。 何謂深冷處理？ 牛牛文庫

38、文檔分享 深冷裝置結(jié)構 1-箱體 2-排氣管 3-導風板 4-噴管 5-風扇 6-測溫儀表 7-電磁閥 8-截止閥 9-手動閥門 10-液氮容器 牛牛文庫文檔分享 深冷處理前后鉻鋯銅合金組織背散射 深冷處理前的銅基體致密性較差,存在較多的顯微孔洞,這些孔洞的存在使 材料點陣結(jié)構的完整性與材料連續(xù)性遭到破壞。深冷處理后材料中的顯微孔 洞數(shù)量比未深冷處理的明顯減少,基體致密程度明顯提高。 牛牛文庫文檔分享 深冷處理前后鉻鋯銅合金中分布 深冷處理前后鉻鋯銅合金中分布 深冷處理前后鉻鋯銅合金組織面掃描 處理后試樣的鉻、 鋯元素分有明顯變化。 與深冷前相比,由于深冷 處理導致、在 銅中的溶解度急劇減小,

39、 過飽和的、析, 銅基體上出現(xiàn)了大量彌 散分布的、顆 粒。 牛牛文庫文檔分享 電極電阻率測試結(jié)果 牛牛文庫文檔分享 電極壽命試驗曲線 牛牛文庫文檔分享 深冷處理 未深冷處理 電極深冷處理前后所焊焊 點 用未深冷電極點焊鍍鋅鋼板,始終存在飛濺、 粘電極等現(xiàn)象,而用深冷電極點焊鍍鋅鋼板時,飛濺、 粘電極等現(xiàn)象大大減小,焊點表面質(zhì)量明顯改善。 牛牛文庫文檔分享 射線衍射的晶粒尺寸分析結(jié)果 牛牛文庫文檔分享 深冷處理提高了電極基體致密性,改變了合金元素分布, 提高了電極的導電、導熱能力,使電極產(chǎn)熱減少,導熱能力加強, 避免了銅合金電極與鍍鋅板的合金化傾向。深冷處理也細化 了電極材料的晶粒,提高了電極抗

40、壓潰變形的能力,使得點焊鍍 鋅鋼板的深冷電極壽命顯著提高。 總 結(jié) 牛牛文庫文檔分享 添附內(nèi)容-點焊機控制柜的參數(shù)說明 加壓 時間 通電時間1 電流緩沖 通電電流1 冷卻時間 通電時間2 通電電流2 保持時間 備注：這里需要說明的是，通電時間的單位不是秒，而是周波。一周波大約為： 0.02秒的時間 名詞解釋：周波：交流電完成一次完成的變化 牛牛文庫文檔分享 參數(shù)的規(guī)定決定了后續(xù)生產(chǎn)的產(chǎn)品點焊質(zhì)量，所以這是一個極其重點的工序。所以大家一 定要記住一個原則：點焊機參數(shù)的設定一定要保證，在規(guī)定參數(shù)的基礎上降低10%的電流，仍 可完全保證點焊質(zhì)量，這樣的參數(shù)值才可以應用到量產(chǎn)當中。 為什么要這樣規(guī)定呢

41、？ 點焊機的運作主要是依靠控制柜來控制，一切機器都有誤差，而點焊機的電流誤差通用標準 允許在7%以下。所以為保證實際作業(yè)的焊接質(zhì)量才又這樣一個規(guī)定。 點焊機控制柜參數(shù)制定的方法 牛牛文庫文檔分享 牛牛文庫文檔分享 Konicaminolta 牛牛文庫文檔分享 一、點焊作業(yè)要求 柯尼卡美能達有專門針對點焊作業(yè)的相關管理規(guī)定。我們下面來講解下重要的部分。 1.作業(yè)要求： 電極頭的修正頻率 焊芯徑（融合直徑） 牛牛文庫文檔分享 電流值設定條件 電流值在下降10%時，設定條件要滿足上述焊芯徑的要求。 電極徑的要求（電極徑是與材料直接接觸的部分） 拉伸切斷荷重 牛牛文庫文檔分享 點焊制程管控的管理項目

42、點焊產(chǎn)品出貨要求 點焊產(chǎn)品出貨時，必須附送產(chǎn)品點焊作業(yè)時的點焊成績書及點焊試片。 牛牛文庫文檔分享 CANON 牛牛文庫文檔分享 佳能的管理標準基本與柯尼卡美能達的管理標準一致，下面列出不同的地方，請大家注意： 不同點： 1.電極頭修正頻率 佳能的電極頭修正頻率要求很高，在30點左右。而柯美的要求是根據(jù)不同料厚來規(guī)定，頻率最高為：80點/次 2.試片確認方法不同。 佳能的試片確認要求：試片剝離試驗要求，焊點處必須拉穿。而柯美的為只要融合處有拉絲出現(xiàn)，融合直徑 符合要求就可以。 牛牛文庫文檔分享 鉚接加工的基本知識 牛牛文庫文檔分享 第一節(jié) 概述 一、定義 鉚接是講基材與軸部品鑲合后，通過鉚接軸

43、頂部的塑性變形將兩部品結(jié)合的一種工程。 鉚接力矩是鉚接軸在垂直與鉚接軸平面內(nèi)，所能承受的最大力矩。（鉚接軸在回轉(zhuǎn)與不回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換瞬 間值） 二、特點 1。操作方便，量產(chǎn)性高； 2。單獨由機械力作用?？烧{(diào)節(jié)。 牛牛文庫文檔分享 三、鉚接種類 有許多鉚接方法的種類，下面以常見的2中為例。 牛牛文庫文檔分享 四、鉚接的作業(yè)方法 1.鉚接作業(yè)的重點 鉚接設備條件的設定 鉚接沖頭的設定 (佳能為：鉚軸尾部直徑的1.5倍） 鉚接沖頭直徑=鉚接軸直徑+2 例：鉚接軸徑6鉚接沖頭直徑8 使用標準品斜度3或5。 空壓力 490kPa （5kg/cm2） 鉚接時間 約1秒 鉚接行程調(diào)整 鉚接凸量：0.050.15 牛

44、牛文庫文檔分享 2.作業(yè)前確認（鉚接設備條件設定后生產(chǎn)部品確認) A)確認項目 參照第五部分。鉚接評價方法資料項目的確認。 B)項目的確認沒問題后，可以開始作業(yè)。 3.部品的放置 4.鉚接后、取出部品時、垂直于軸方向進行。傾斜方向取出時，容易造成軸傾斜，鈑金變形等異常現(xiàn)象。 牛牛文庫文檔分享 五、鉚接的評價方法 1.對于鉚接部品下記項目要確認。 鉚接凸量 0.050.15 mm。 軸沒有漲大。 鉚接軸的傾斜 ?；疽?.1以下。（因軸的長或鉚接點的差異有特別指定 的另外執(zhí)行） 鉚接空轉(zhuǎn)力矩按照指定管理規(guī)格執(zhí)行。 E型環(huán)槽沒有壓潰、變形。 鈑金的變形：鉚接后鈑金的變形在圖面規(guī)格內(nèi)。 鉚接后鉚軸

45、本身的螺紋孔有無異常。 鉚接后鉚軸與鈑金接觸面有無間隙。 鉚接后鉚軸的外觀。（如劃傷、脫鋅等） 牛牛文庫文檔分享 2.鉚接的評價方法。 鉚接軸凸出量（足出張）的測量方法。 測定儀器：高度規(guī)/百分表 在板金上選取0點作為測量基準進行突出量的測定。 注意部品放置不能有浮起現(xiàn)場。 鉚 接 軸 平臺 等高塊 百分表 0點基準 牛牛文庫文檔分享 軸漲大的測量。 測量儀器：千分尺 千分尺 軸傾斜度（垂直度）的測量。 軸傾斜的測定方法 測量儀器：高度規(guī)/百分表 A）按照下圖將鉚接部品固定、鉚接軸根部與先部的高度差測量。 B）X軸與Y軸兩個方向進行測量。 C）軸傾斜的計算方法。軸傾斜= （X*X）+（Y*Y）

46、 平臺 鉚接部避開 V型塊 X軸 Y軸 牛牛文庫文檔分享 鉚接扭力（回轉(zhuǎn)強度或稱空轉(zhuǎn)力矩）測量。 A）在鉚接凸起處作測量標示線，如圖。 B）用力矩規(guī)夾住鉚接軸，在可以看到標示線的前提下，轉(zhuǎn)動力矩規(guī)。 C)在標示線偏移的瞬間的力矩值進行記錄。板金鉚接軸標示線測量線偏移的瞬間的力矩值 必要情況下，2人配合。 測量儀器：力矩規(guī)/力矩扳手 板金 鉚接軸 標示線 測量線偏移的瞬間的力矩值 牛牛文庫文檔分享 工程內(nèi)出貨檢查 鉚接軸回轉(zhuǎn)強度的要求 佳能產(chǎn)品：按照圖面要求執(zhí)行 牛牛文庫文檔分享 E型環(huán)的槽壓潰的確認。 測量儀器：塊規(guī) E型環(huán)槽的間隙確認，塊規(guī)的通止判定 溝槽全周 E型環(huán)槽 塊規(guī) 塊規(guī):通端OK 止端OK鈑金的變形測量。 測量儀器：高度規(guī)&百分表 E型環(huán)槽的間隙確認，塊規(guī)的通止判定 避開鉚軸0.5CM區(qū)域，圓周 測量。 板金 鉚接軸 牛牛文庫文檔分享 鉚接不良示圖 牛牛文庫文檔分享 五、鉚接治具 1.鉚接治具 軸長寸法相對于專用承受臺治具的突出量【0.050.15】進行管理。 a 突出量 0.050.15 b 軸長（圖面公差內(nèi)） a b 鉚接軸 專用承受臺 ab a b 鉚接軸 專用承受臺 專用承受臺