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不銹鋼點焊參數
/show.asp？eid=22053
低碳鋼的等點焊參數
點焊方法和工藝1。點焊方式:點焊通常分為雙面點焊和單面點焊兩大類。在雙面點焊中，電極從工件的兩側供給焊接位置。典型的雙面點焊方法如圖11-5所示。圖中的a是最常用的方式，當工件兩側都有電極壓痕時。圖B中采用焊接面積大的導電板作為下電極，可以消除或減少下工件的壓痕。常用於裝飾板的點焊。圖中的c是雙面點焊，即同時焊接兩個或兩個以上的點焊。變壓器用於並聯連接電極。此時，所有電流通路的阻抗必須基本相等，每個焊接部位的表面狀態、材料厚度、電極壓力都必須相同，這樣才能保證通過每個焊點的電流基本相同。圖中D是多變壓器雙面多點點焊，可以避免C的不足..在單面點焊中，電極從工件的同壹側進給。典型的單面點焊方法如圖11-6所示，其中A為單面點焊，不形成焊點的電極采用大直徑、大接觸面以降低電流密度。在圖B中，有單面兩點點焊，沒有分流，此時，所有的焊接電流都流過焊接區。圖C中有分流單面兩點點焊，流過上部工件的電流不經過焊接區，形成氣流。為了給焊接電流提供低電阻路徑，在工件下面放置壹個銅墊。在圖D中，當兩個焊點之間的距離L較大時，例如焊接骨架構件和復合板時，為了避免復合板因加熱不當而翹曲，減少兩個電極之間的電阻，采用特殊的銅橋A，並與電極同時壓在工件上。在大規模生產中，單面多點點焊被廣泛應用。這時可以用壹個變壓器供電，每對電極輪流壓工件(圖11-7a)，也可以每對電極用單獨的變壓器供電，所有電極同時壓工件(圖11-7b)。後壹種類型有許多優點，被廣泛使用。它的優點是:每個變壓器都可以放在離連接電極最近的地方，所以。它的功率和尺寸可以顯著減小；每個焊點的工藝參數可以獨立調整；所有焊點可同時焊接，生產率高；所有電極同時壓緊工件，可以減少變形；多臺變壓器同時通電，可以保證三相負荷平衡。二、點焊工藝參數的選擇通常是根據工件的材料和厚度，並參考該材料的焊接條件表。首先，確定電極端面的形狀和尺寸。其次，初步選定電極壓力和焊接時間，然後調整焊接電流，用不同的電流對試樣進行焊接。檢查熔核直徑符合要求後，在適當的範圍內調整電極壓力、焊接時間和電流，並焊接和檢查樣品，直到焊點質量完全符合技術條件中規定的要求。測試樣品最常用的方法是撕裂法。高質量焊點的標誌是撕樣的壹片上有圓孔，另壹片上有圓凸臺。厚板或淬火材料有時撕不出圓孔和凸臺，但可以通過剪切斷口判斷熔核直徑。必要時，需要進行宏觀測量、拉伸試驗和X射線檢查，以確定滲透率、剪切強度、縮孔和裂紋。用樣品選擇工藝參數時，應充分考慮樣品與工件在分流、鐵磁性物質影響、裝配間隙等方面的差異，並進行適當調整。3.不等厚不同材料的點焊當進行不等厚或不同材料的點焊時，熔核會與其界面不對稱，但會向厚板或導電導熱性能差的壹側偏移。移位的結果是，導電性和導熱性好的薄零件或工件的穿透率會降低，焊接接頭的強度也會降低。熔核偏差是由兩個工件不同的發熱和散熱條件引起的。厚度不相等時，厚的部分壹側電阻大，界面遠離電極，產熱多，散熱少，導致熔核向厚的部分傾斜；材料不同時，導電性和導熱性差的材料容易發熱，不易散熱，所以熔核也偏向這種材料(見圖11-8)。調整熔核偏差的原理是增加導電導熱性能好的薄板或工件的發熱量，減少其散熱。常用的方法有:(1)利用強條件，增加工件間接觸電阻的影響，減少電極散熱的影響。壹個明顯的例子是，電容器儲能焊接機可以通過使用大電流和短通電時間來焊接具有大厚度比的工件。(2)在導電性和導熱性好的薄零件或工件的壹側使用直徑較小的不同接觸面直徑的電極，以增加該側的電流密度，減少電極散熱的影響。(3)在導電導熱性能好的工件壹側使用不同電極材料或導熱性能差的銅合金制成的薄板，以減少該側的熱量損失。(4)用工藝墊片在導電導熱性能好的薄零件或工件的壹側墊上壹個由導熱性能差的金屬制成的墊片(厚度0.2-0.3mm)，以減少該側的散熱。點焊接頭的設計通常采用搭接接頭和折邊接頭(圖11-9)。接頭可以由兩個或多個厚度相等或不等的工件組成。在設計點焊結構時，必須考慮電極的可達性，即電極必須能夠方便地到達工件的焊接部位。同時也要考慮余量、重疊、點距、裝配間隙、焊點強度等因素。最小余量取決於待焊接金屬的種類、厚度和焊接條件。對於具有高屈服強度或在強條件下的金屬和薄零件，可以取較小的值。重疊是裕量的兩倍，建議的最小重疊如表11-2所示。表11-2接頭最小重疊量(mm)3最薄板、單排焊點和雙排焊點的厚度
結構鋼不銹鋼和高溫合金輕合金結構鋼不銹鋼和高溫合金輕合金
0.50.81.01.21.52.02.53.03.54.0 891011121416182022 67891012141665438 +0820 12121414162024262830 16182022242832364042 14161820222630343840 22222426303440464850
點距是相鄰兩點之間的中心距離，其最小值與焊接金屬的厚度、導電性、表面清潔度和熔核直徑有關。表11-3是推薦的最小點距。表11-3焊點最小點距(mm)3鈑金零件最小厚度點距
結構鋼、不銹鋼和高溫合金輕合金
0.50.81.01.21.52.02.53.03.54.0 10121214141618202224 81010121265438+ 0416182022 15151515202525303535
最小點距主要是考慮分流效應。采用強條件、大電極壓力時，可適當減小點距。當采用熱膨脹監測或能依次改變各點電流的控制器，以及其它能有效補償分流效應的器件時，點距可以不受限制。裝配間隙壹定要盡量小，因為用壓力消除間隙會消耗壹部分電極壓力，降低實際焊接壓力。間隙的不均勻會使焊接壓力產生波動，造成各焊點強度的顯著差異。間隙過大也會造成嚴重的噴濺。允許的間隙值取決於工件的剛度和厚度。剛度和厚度越大，允許間隙越小，通常為0.1-2mm。單個焊點的剪切強度取決於兩個板之間界面處的熔核面積。為保證接頭強度，除了熔核直徑外，熔深和壓痕深度也要滿足要求。鉆速的表達式為:η=h/δ-c×100%(見圖11-10)。兩塊板的滲透率只允許在20-80%之間。鎂合金的最大滲透率只允許達到60%。鈦合金允許達到90%。焊接不同厚度的工件時，每個工件上的最小熔透率可為接頭中較薄部分厚度的20%，壓痕深度不得超過板材厚度的15%。如果兩個工件的厚度比大於2: 65，438+0，或者在不可接近的部位進行焊接時，在工件的壹側使用平頭電極，壓痕深度可以增加到20-25%。圖11-10顯示了低倍研磨板上的熔核尺寸。在垂直於面板方向的拉伸載荷下，點焊接頭的強度為正拉伸強度。因為圍繞熔核的兩個板之間形成的銳角會引起應力集中並降低熔核的實際強度，所以點焊接頭壹般不會以這種方式加載。通常用法向抗拉強度與抗剪強度的比值作為判斷接頭延性的指標。比值越大，接頭的延性越好。多個焊點形成的接頭強度還取決於點間距和焊點分布。點距小時，接頭的強度會受到分流的影響，點距大時，會限制可布置的焊點數量。因此，只有考慮到點與點之間的距離和焊點的數量，才能獲得最大的接頭強度，並且多排焊點最好交錯排列，而不是矩形排列。普通金屬的點焊。電阻焊前的工件清洗無論是點焊、縫焊還是凸焊，焊接前都必須對工件表面進行清洗，以保證接頭質量的穩定。清洗方法分為機械清洗和化學清洗。常用的機械清潔方法包括噴砂、噴丸、拋光和使用紗布或鋼絲刷。不同的金屬和合金需要不同的清潔方法。簡單介紹如下:鋁及其合金對表面清潔有嚴格的要求。由於鋁對氧有很強的化學親和力，新清洗的表面會很快被氧化形成氧化鋁膜。因此，焊接前允許保持清潔表面的時間受到嚴格限制。鋁合金的氧化膜主要通過化學方法去除。工件在堿性溶液中脫脂清洗後，放入正磷酸溶液中腐蝕。為了減緩新膜的生長速度，填充新膜的孔隙，在腐蝕的同時進行凈化處理。最常用的凈化劑是重鉻酸鉀和重鉻酸鈉(見表1)。凈化後在去除氧化膜的同時不會對工件表面造成過度腐蝕。腐蝕後沖洗，然後在硝酸溶液中打光，稍後再沖洗。洗凈後在75℃的烘房中烘幹，熱風吹幹。清洗後的工件可保留72小時後再進行焊接。鋁合金也可以機械清洗。如使用0-00號紗布，或使用電動或氣動鋼絲刷。但為防止損傷工件表面，鋼絲直徑不得超過0.2mm，鋼絲長度不得短於40mm，刷子壓在工件上的力不得超過15-20N，清理後不遲於2-3h進行焊接。為了保證焊接質量的穩定性，目前國內大部分工廠在化學清洗後，焊接前，用鋼絲刷清洗工件搭接的內表面。鋁合金清洗後，必須測量兩個鋁合金工件的兩個電極之間的總電阻R。方法是使用壹種類似點焊機的特殊裝置，其中壹個電極與電極夾絕緣，兩個試件壓在電極之間，這樣測得的R值最能客觀地反映表面清潔的質量。LY12、LC4、LF6鋁合金，R不得超過120微歐，清洗後R壹般為40-50微歐。對於LF21、導電性較好的LF2鋁合金和燒結鋁材，R不得超過28-40微歐姆。鎂合金壹般在鉻酐溶液中進行化學清洗、腐蝕，然後提純。經過這種處理後，表面會形成壹層薄而致密的氧化膜，電性能穩定，可持續10個晝夜或更長時間，性能幾乎不變。鎂合金也可以用鋼絲刷清洗。銅合金可以在硝酸和鹽酸中處理，然後中和並去除焊接處的殘留物。在電阻焊不銹鋼和高溫合金時，保持工件表面高度清潔是非常重要的，因為油、灰塵和油漆的存在會增加硫脆的可能性，從而導致接頭出現缺陷。清潔方法可以是激光、噴丸、鋼絲刷或化學腐蝕。對於特別重要的工件，有時使用電解拋光，但這種方法復雜且生產率低。鈦合金的氧化皮可以在鹽酸、硝酸和磷酸鈉的混合溶液中深度腐蝕去除。也可以用鋼絲刷或噴丸處理。低碳鋼和低合金鋼在大氣中的耐腐蝕性低。因此，在運輸、儲存和加工過程中，這些金屬通常受到耐腐蝕油的保護。如果塗油面沒有被車間的贓物或其他不良導電材料汙染，在電極的壓力下油膜很容易被擠出，不會影響接頭的質量。鋼材的供應狀況是:熱軋，不酸洗；熱軋、酸洗和塗油；冷軋。不酸洗焊接熱軋鋼材時，需用噴砂、拋丸或化學腐蝕的方法去除氧化皮，可在硫酸和鹽酸溶液中進行，也可在主要含磷酸但含硫脲的溶液中進行。後壹個部件可以同時被有效地塗油和腐蝕。除了少數例外，電鍍鋼板壹般不需要特殊清洗就可以焊接，而鍍鋁鋼板則需要用鋼絲刷或化學腐蝕進行清洗。有磷酸鹽塗層的鋼板表面電阻會很高，在接地電極的壓力下焊接電流無法通過。焊接只能在更高的壓力下進行。二、點焊鍍鋅鋼板大致可分為鍍鋅鋼板和熱鍍鋅鋼板。前者的塗層比後者薄。點焊鍍鋅鋼板的電極推薦使用2型電極合金。相對點焊的外觀要求很高時，可以用1合金。推薦使用錐形電極形狀，錐角為120度-140度。使用焊鉗時，建議使用端面半徑為25-50 mm的球形電極..為了延長電極的使用壽命，也可以采用鑲嵌鎢電極頭的復合電極，兩種電極合金制成的電極體可以增強鎢電極頭的散熱。3.低碳鋼的點焊低碳鋼的碳含量低於0.25%。其電阻率適中，所需焊機功率不大；塑性溫度範圍寬，不使用大的電極壓力就容易獲得所需的塑性變形；碳和微量元素含量低，沒有高熔點氧化物，壹般不產生淬火組織或夾雜物；結晶溫度範圍窄，高溫強度低，熱膨脹系數小，所以開裂傾向小。這種鋼具有良好的可焊性，其焊接電流、電極壓力和通電時間調節範圍寬。鋼具有良好的可焊性，其焊接電流、電極壓力和通電時間調節範圍寬。4.淬火鋼的點焊由於冷卻速度極快，點焊淬火鋼時不可避免地會出現硬而脆的馬氏體組織，應力大時會產生裂紋。為了消除淬火組織，提高接頭性能，通常采用焊後回火的雙脈沖點焊方法。這種方法的第壹個電流脈沖是焊接脈沖，第二個是回火脈沖。使用這種方法時要註意兩點:(1)兩次脈沖的間隔必須保證焊點冷卻到馬氏體相變點Ms溫度以下；(2)回火電流脈沖的幅度應適當，以避免焊接區金屬再次超過奧氏體轉變點而引起的二次淬火。淬火鋼雙脈沖點焊工藝參數實例見下表，以供參考:25CrMnSiA和30CrMnSiA鋼雙脈沖點焊的焊接條件；板厚(mm)電極端面直徑(mm)電極壓力(kn)焊接時間(周)。
1.01.52.02.5 5-5.56-6.56.5-77-7.5 1-1.81.8-2.52-2.82.2-3.2 22-3224-3525-3730-40
厚度(mm)焊接電流(KA)間隔時間(周)回火時間(周)回火電流(KA)
1.01.52.02.5 5-6.56-7.26.5-87-9 25-3025-3025-3030-35 60-7060-8060-8565-90 2.5-4.53-53.5-64-7
5.點焊鍍鋁鋼板分為兩種。第壹種以耐熱為主，表面鍍壹層20-25微米厚的鋁矽合金(含Si6-8.5%)，可耐640度高溫。第二種以耐腐蝕為主，是純鋁塗層，塗層厚度是第壹種的2-3倍。當點焊這兩種鍍鋅鋼板時，可以獲得良好強度的焊點。由於塗層具有良好的導電性和導熱性，因此需要較大的焊接電流。應使用硬銅合金球形電極。下表顯示了第壹種鍍鋁鋼板點焊的焊接條件。對於第二種類型，由於塗層較厚，應采用較大的電流和較低的電極壓力。耐熱鍍鋅鋁板點焊的焊接條件(mm)板厚(mm)電極球面半徑(kn)電極壓力(周)焊接電流(KA)剪切強度(KN)
0.60.81.01.21.42.0 252550505050 1.82.02.53.24.05.5 91011121418 8.79.510.512.065 438+03.014.0 1.92.54.26.08.013.0
六、不銹鋼點焊不銹鋼壹般分為:奧氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼和馬氏體不銹鋼。由於不銹鋼電阻率高，導熱性差，與低碳鋼相比，可以采用更小的焊接電流和更短的焊接時間。這種材料具有較高的高溫強度，因此必須采用較高的電極壓力來防止縮孔、裂紋等缺陷。不銹鋼具有很強的熱敏性。通常采用短焊接時間和強內外水冷，精確控制加熱時間、焊接時間和焊接電流，防止熱影響區晶粒長大和晶間腐蝕。建議點焊不銹鋼電極使用2級或3級電極合金，以滿足高電極壓力的需要。下表給出了不銹鋼點焊的焊接條件:不銹鋼點焊的焊接條件板厚(mm)電極端直徑(mm)電極壓力(kn)焊接時間(周)焊接電流(KA)
0.30.50.81.01.21.52.02.53.0 3.04.05.05.06.05.5-6.57.07.5-8.09-10 0.8-1.21.5-2.02.4-3.63.6-4.24.0-4.55.0-5.67.5-8.58 .5-1010-12 2-33-45-76-87-99-1211-1312-1613-17 3-43.5-4.55-6.55.8-6.56.0-7.06.5-8.08-108-1111-13
七、鋁合金點焊鋁合金應用廣泛，分為冷加工強化和熱處理強化兩大類。鋁合金點焊的可焊性較差，尤其是熱處理強化的鋁合金。原因及應采取的工藝措施如下:(1)電導率和熱導率高，需要使用大電流和短時間才能達到足夠的熱量形成熔核；而且可以減少表面過熱，避免電極粘連和電極銅離子向純鋁鍍層擴散，降低接頭的耐腐蝕性能。(2)如果塑性溫度範圍較窄，線膨脹系數較大，則需要采用較大的電極壓力和良好的電極隨動，以避免熔核凝固時內部拉應力過大而產生裂紋。對於裂紋傾向高的鋁合金，如LF6、LY12、LC4等。必須提高鍛造壓力，使熔核有足夠的塑性變形，並降低凝固過程中的拉應力，以避免裂紋。當彎曲電極不能承受較大的鍛造壓力時，也可采用焊接脈沖後加緩冷脈沖的方法來避免裂紋。對於厚度較大的鋁合金，兩種方法可以結合使用。(3)焊接前必須嚴格清理表面易形成的氧化膜，否則容易導致飛濺和熔核形成不良(撕裂時熔核形狀不規則，凸臺和孔洞不圓)，降低焊點強度。清洗不均勻會導致焊點強度不穩定。基於以上原因，點焊鋁合金應選擇具備以下特點的焊機:1)能在短時間內提供大電流；2)電流波形最好具有緩慢上升和下降的特點；3)工藝參數可以精確控制，不受電網電壓波動的影響；4)能提供價電極和鞍電極壓力；5)機頭慣性和摩擦力小，電極隨動性好。目前國內使用的焊機多為300-600KVA DC脈沖、三相低頻、二次整流，部分達到1000KVA，都具有上述特點。也有單相交流焊機，但只針對不重要的工件。點焊鋁合金的電極宜采用1型電極合金，端面為球形，有利於壓實、形核和散熱。由於高電流密度和氧化膜的存在，鋁合金點焊容易發生電極粘連。電極粘連不僅影響外觀質量，還會因電流降低而降低接頭強度。因此，需要經常修整電極。每次電極修整後可焊接的點數與焊接條件、待焊接金屬的類型、清潔條件、是否存在電流波形調制、電極材料及其冷卻條件有關。通常純鋁點焊5-10點，LF6和LY12點焊25-30點。不滲透鋁LF21強度低，可焊性好，延展性後無裂紋，通常采用固定電極壓力。硬鋁(如LY11、LY12)和超硬鋁(如LC4、LC5)強度高，延展性差，容易開裂，必須采用價曲線壓力。然而，對於薄的零件，使用大的焊接壓力或雙脈沖加熱慢冷卻脈沖，裂紋不是不可避免的。使用化合價壓力時，鍛造壓力滯後於停電時間很重要，壹般為0-2周。如果過早(斷電前)加鍛壓，會增加焊接壓力，影響加熱，導致焊點強度降低和波動。如果施加鍛造壓力太晚，熔核冷卻結晶時會形成裂紋，鍛造壓力無濟於事。