电阻焊(resistance welding)是工件组合后通过电极施加压力,利用电流通过接头的接触面及邻近区域产生的电阻热进行焊接的方法。
中文名
电阻焊
外文名
resistance welding
目录
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电阻焊基本原理
Q =I2Rt (6-1)
式中Q——产生的热量(J)
I2——焊接电流(A)的平方
R——电极间电阻(Ω)
t——焊接时间(s)
⒈电阻R及影响R的因素,式(6-1)中的电极间电阻包括工件本身电阻R、两工件间接触电阻R、电极与工作间接触电阻R。
点焊时的电阻
R =2Rw,-l-Rc-I-2Rm (6-2)分布和电流线
当工件和电极已定时,工件的电阻取决于它的电阻率。因此,电阻率是被焊材料的重要性能。电阻率高的金属其导热性差(如不锈钢),电阻率低的金属其导热性好(如)。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,前者可以用较小电流(几千安培),后者就必须用很大电流(几万安培)[1]电阻焊金属
2、加热时间短,热量集中,故热影响区小,变形与应力也小,通常在焊后不必安排校正和热处理工序。
3、不需要、焊条等填充金属,以及氧、乙炔、氢等,焊接成本低。
4、操作简单,易于实现机械化和自动化,改善了劳动条件。
5、生产率高,且无噪声及有害气体,在大批量生产中,可以和其他制造工序一起编到组装线上。但闪光对焊因有火花喷溅,需要隔离。
缺点
1、目 前还缺乏可靠的无损检测方法,焊接质量只能靠工艺试样和工件的破坏性试验来检查,以及靠各种监控技术来保证。
2、点、
电阻焊机械
缝焊的搭接接头不仅增加了构件的重量,且因在两板焊接熔核周围形成夹角,致使接头的抗拉强度和疲劳强度均较低。
3、设备功率大,机械化、自动化程度较高,使设备成本较高、维修较困难,并且常用的大功率单相交流焊机不利于电网的平衡运行。
航空航天
、电子、汽车、家用电器等工业的发展,电阻焊越加受到广泛的重视[3]在一定范围内可以互为补充。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,又称强规范),也可以采用小电流和长时间(弱条件,又称弱规范)。选用强条件还是弱条件,则取决于金属的性能、厚度和所用焊机的功率。但对于不同性能和厚度的金属所需的电流和时间,都仍有一个上、下限,超过此限,将无法形成合格的熔核。
电极压力的影响
电极压力对两电极间总电阻R有显著影响,随着电极压力的增大,R显著减小。此时焊接电流虽略有增大,但不能影响因R减小而引起的产热的减少。因此,焊点强度总是随着电极压力的增大而降低。在增大电极压力的同时,增大焊接电流或延长焊接时间,以弥补电阻减小的影响,可以保持焊点强度不变。采用这种焊接条件有利于提高焊点强度的稳定性。电极压力过小,将引起飞溅,也会使焊点强度降低。
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,因而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,接触面积将增大,焊点强度将降低。
工件表面状况的影响
工件表面上的氧化物、污垢、油和其他杂质增大了接触电阻。过厚的氧化物层甚至会使电流不能通过。局部的导通,由于电流密度过大,则会产生飞溅和表面烧损。氧化物层的不均匀性还会影响各个焊点加热的不一致,引起焊接质量的波动。因此,彻底清理工件表面是保证获得优质接头的必要条件。[4]点焊机
节装置组成,其中主要部分是加压机构,焊接回路和控制装置。
加压机构 是电阻焊在焊接是负责加压的机构。
焊接回路 焊接回路是指除焊接之外参与焊接电流导通的全部零件所组成的导电通路。
控制装置 控制装置是由开关和同步控制两部分组成,在点焊中开关的作用是控制电流的通断,同步控制的作用是调节焊接电流的大小,精确控制焊接程序,当网路电压有波动时,能自动进行补偿。[2]对焊机
板和动板,送进机构,夹紧机构,支点(顶座),变压器,控制系统几部分组成。
其主要部分是,机架和导轨,送进机构,夹紧机构。
机架和导轨 机架上固定着对焊机的全部基本部件。导轨用来保证动板可靠的移动,以便送进焊件。
送进机构 送进机构的作用是使焊件同动板一起移动,并保证有所需的顶锻力。
夹紧机构 夹紧机构由两个夹具构成,一个是固定的,称为固定夹具,另一个是可移动的,称为动夹具。固定夹具直接安装在机架上,动夹具安装在动板上,可随动板左右移动。[2]电阻焊电源
用下降的外特性,与常用变压器及弧焊变压器相比,电阻焊变压器有以下特点。
⑴ 电流大 电压低
常用的电流是2~40KA,在铝合金点焊或钢轨对焊时甚至可以达到150~200KA,由于焊件焊接回路电阻通常只有若干微欧,所以电源电压低,固定式焊机通常在10V以内,才可达到24V。
⑵功率大
由于焊接电流很大,虽然电压不高,旱机仍可达到比较大的功率,大功率电源甚至高达1000KW以上,为了适应各种不同焊件的需要,还要求焊机的功率应能方便调节。
⑶断续工作状态 无空载运行
电阻焊通常在焊件装配好之后才接通电源的,电源一旦接通,变压器就在负载状态下运行,一般无空载运行的情况发生,其他工序,如装载,夹紧等,一般不需要接通电源,因此变压器处于断续工作状态。
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