第三章電阻凸焊

第三章電阻凸焊

象圖3-1a所示，對(duì)于板厚差異大的材料，若用一般的點(diǎn)焊方法，很難焊接。但是，在厚板上壓出凸點(diǎn)使其與薄板具有同樣的熱容量，如圖3-1b所示，則很容易焊接，這種焊接方法稱為凸焊。a)點(diǎn)焊b)凸焊圖3-1點(diǎn)焊與凸焊

凸焊是點(diǎn)焊的一種特殊形式，它是利用零件原有型面倒角、底面或預(yù)制的凸點(diǎn)焊到另一塊面積較大的零件上。因?yàn)槭峭裹c(diǎn)接觸，提高了單位面積上的電極壓力與焊接電流，有利于板件表面氧化膜破裂與熱量集中，減小了分流電流，可用于厚度比達(dá)到1：6的零件焊接。另外，可采用多點(diǎn)凸焊，以提高生產(chǎn)率和降低接頭變形。在使用平板電極凸焊時(shí)，零件表面平整無壓坑，電極壽命長(zhǎng)。凸焊既可在通用點(diǎn)焊機(jī)上進(jìn)行，也可在專用凸焊機(jī)上進(jìn)行，廣泛應(yīng)用于成批生產(chǎn)的蓋、篩網(wǎng)、管殼以及T形、十字形、平板等零件的焊接。第一節(jié)凸焊的特點(diǎn)及適用場(chǎng)合凸焊零件實(shí)例第二節(jié)凸焊接頭的形成過程分析

凸焊時(shí)焊核生成隨時(shí)間的變化(低碳鋼板厚2.3毫米)凸焊過程電極壓力、電極位移及電流隨時(shí)間的變化預(yù)壓階段

凸焊時(shí)如果施加電極壓力時(shí)帶沖擊，凸點(diǎn)會(huì)被壓潰，因此必須較緩慢地加壓，隨著電極壓力的增大，凸點(diǎn)進(jìn)一步被壓潰，電極下移。當(dāng)達(dá)到給定電極壓力時(shí)，凸點(diǎn)的壓強(qiáng)就差不多停止，可以認(rèn)為通電之前凸點(diǎn)高度的一半多(S1)已被壓塌，凸點(diǎn)高度變低。凸點(diǎn)壓潰階段在通電的瞬間，電流集中流過凸點(diǎn)的端頭，在一般的焊接規(guī)范下，剩下凸點(diǎn)的高度大致為S2，在約10毫秒間幾乎全部被壓潰。如果此時(shí)的電極壓力不足，就會(huì)產(chǎn)生凸點(diǎn)位移現(xiàn)象。由圖中看出，流過預(yù)熱電流時(shí)，凸點(diǎn)是較為緩慢地被壓潰；僅是預(yù)熱電流，凸點(diǎn)還不能完全被壓潰，只有在隨后通焊接電流時(shí)，凸點(diǎn)才開始急劇地被壓塌。焊核生長(zhǎng)階段

凸點(diǎn)被完全壓潰的同時(shí)，便開始了焊核的生長(zhǎng)期。焊接接頭受熱熔化而生成焊核，因其體積膨脹要把電極向上推，但由于焊機(jī)加壓結(jié)構(gòu)中有摩擦力阻止焊核的膨脹，而使電極壓力反而增大。此現(xiàn)象與點(diǎn)焊相同。斷電后，因焊核冷凝收縮電極又再次下移。

上圖是用同樣的規(guī)范焊接而無預(yù)熱電流的情況。因凸點(diǎn)在1／2周便被壓潰，所以在通電瞬間，電極壓力便降低。當(dāng)焊核急劇生長(zhǎng)而產(chǎn)生飛濺時(shí)，則電極壓力再次降低，隨著焊核的生長(zhǎng)，電極的運(yùn)動(dòng)先是上移，然后瞬間下移。第三節(jié)凸焊工藝規(guī)范

凸焊規(guī)范參數(shù)有焊接電流、焊接時(shí)間、電極力等。凸焊時(shí)，由于電極工作面尺寸遠(yuǎn)大于熔核直徑，電極尺寸對(duì)電流場(chǎng)分布和焊接過程的進(jìn)行無明顯影響，因此電極尺寸不作為凸焊的工藝參數(shù)。1。焊接時(shí)間焊接時(shí)間對(duì)熔核尺寸與接頭強(qiáng)度的影響規(guī)律與點(diǎn)焊基本相同。在焊機(jī)容量足夠的條件下，隨著焊接時(shí)間的增長(zhǎng)，熔核尺寸與接頭強(qiáng)度增大。但這種增大是有限的，因?yàn)槿酆顺叽绲脑龃髮⑿纬珊笃趪姙R，使接頭質(zhì)量下降。2。焊接電流

焊接電流與焊接時(shí)間的影響類似。隨著電流的增大，熔核尺寸與接頭強(qiáng)度的變化如圖所示。凸焊時(shí)，無熔核的固相焊有一定的接頭強(qiáng)度，故因焊接電流變化引起接頭強(qiáng)度的變化比點(diǎn)焊時(shí)小。3。電極壓力

電極力的大小，同時(shí)影響析熱與散熱。在其它參數(shù)不變時(shí)，電極力增大，焊接熔核尺寸與接頭強(qiáng)度減小。為了保持一定的熔核尺寸與接頭強(qiáng)度，在提高電極力的同時(shí)，需要相應(yīng)增大焊接電流或通電時(shí)間。熔核上的電極壓強(qiáng)應(yīng)在允許調(diào)節(jié)的范圍內(nèi)。一般比點(diǎn)焊窄得多。電極壓強(qiáng)小于允許值，產(chǎn)生噴濺；壓強(qiáng)過大，不但能破壞焊接過程的穩(wěn)定性，也能使凸點(diǎn)瞬時(shí)壓潰，破壞了正常的焊接過程。為此，電極壓強(qiáng)與壓下的速度應(yīng)大小合適，又平穩(wěn)而無沖擊。

凸焊規(guī)范的特點(diǎn)同樣由焊接電流與通電時(shí)間的不同匹配決定。在熔核尺寸穩(wěn)定即等于常數(shù)的條件下，焊接電流與通電時(shí)間關(guān)系見圖。圖中，I區(qū)為過硬的焊接規(guī)范區(qū)，II區(qū)為正常焊接規(guī)范區(qū)，III區(qū)為過軟的焊接規(guī)范區(qū)。由于凸焊時(shí)，產(chǎn)生早期飛濺的傾向大，通常不允許采用過硬的規(guī)范。過軟的規(guī)范即曲線近水平部分，對(duì)電流的被動(dòng)比較敏感，易出現(xiàn)軟化區(qū)過寬、組織過熱現(xiàn)象．因此焊接規(guī)范應(yīng)在II區(qū)選取為宜。第四節(jié)凸焊設(shè)備的機(jī)械性能與接頭質(zhì)量的關(guān)系

焊機(jī)壓力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性差，也會(huì)引起凸點(diǎn)過早壓平甚至熔化。焊頭運(yùn)動(dòng)時(shí)摩擦力大、焊頭本身質(zhì)量大因而慣性大，都會(huì)在焊點(diǎn)壓平過程中使實(shí)際壓緊力減小。因此，要盡量減小摩擦力、減輕可動(dòng)部分質(zhì)量、增大外力，還要使加熱更加平穩(wěn)。但是，凸點(diǎn)過于緩慢被壓平也不好，因?yàn)樗璧K了零件間間隙的縮小。在多點(diǎn)凸焊時(shí)，凸點(diǎn)的一致性、在各凸點(diǎn)上保持一樣的電流密度和壓力，具有特別的意義。各個(gè)凸點(diǎn)高度不一致、電極的傾斜、電極工作表面的磨耗以及焊機(jī)機(jī)臂剛度不足，都會(huì)造成接頭強(qiáng)度的嚴(yán)重波動(dòng)。作為電極用的平臺(tái)，不平行度不得超過0.25毫米(兩個(gè)邊緣凸點(diǎn)之間)；最好使用調(diào)幅使電流幅值平穩(wěn)上升、也可以用附加脈沖進(jìn)行預(yù)熱或者對(duì)凸點(diǎn)施加輕微的預(yù)壓，使各凸點(diǎn)取得比較一致的接觸狀況，然后通以焊接的大電流。第五節(jié)凸點(diǎn)的選擇與制備

目前以半球形及圓錐形凸點(diǎn)應(yīng)用最為廣泛。后一種可以提高凸點(diǎn)的剛度，預(yù)防凸點(diǎn)過早壓潰，還可以減小因焊接電流線過于密集而發(fā)生的噴濺。為防止壓蹋的凸點(diǎn)金屬擠在加熱不良的周圍間隙內(nèi)引起電流密度的降低，也可以采用帶溢出環(huán)形槽的凸點(diǎn)。凸點(diǎn)按凸焊結(jié)構(gòu)的差異有球形(或圓錐形)、條形、環(huán)形和交叉絲等，凸焊結(jié)構(gòu)實(shí)例如下圖所示。凸焊結(jié)構(gòu)實(shí)例

對(duì)于凸點(diǎn)尺寸，不同資料上推薦的數(shù)據(jù)差