,點(diǎn)焊不銹鋼時(shí)產(chǎn)熱易而散熱難
,點(diǎn)焊鋁合金時(shí)產(chǎn)熱難而散熱易.點(diǎn)焊
時(shí),前者可用較小電流(幾千安培)
,而后者就必須用很大電流(幾萬(wàn)安培)
。電阻
率不僅取決與金屬種類,還與金屬的熱處理狀態(tài)
、加工方式及溫度有關(guān)
。
接觸電阻存在的時(shí)間是短暫,一般存在于焊接初期
,由兩方面原因形成:
1)工件和電極表面有高電阻系數(shù)的氧化物或臟物質(zhì)層
,會(huì)使電流遭到較大阻礙。過(guò)厚的
氧化物和臟物質(zhì)層甚至?xí)闺娏鞑荒軐?dǎo)通
。
2)在表面十分潔凈的條件下
,由于表面的微觀不平度,使工件只能在粗糙表面的局部形
成接觸點(diǎn)
。在接觸點(diǎn)處形成電流線的收攏
。由于電流通路的縮小而增加了接觸處的電
阻。電極與工件間的電阻Rew與Rc和Rw相比
,由于銅合金的電阻率和硬度一般比工
件低
,因此很小,對(duì)熔核形成的影響更小
,我們較少考慮它的影響
。
2.焊接電流的影響
從公式(1)可見(jiàn),電流對(duì)產(chǎn)熱的影響比電阻和時(shí)間兩者都大
。因此
,在焊接過(guò)程
中,它是一個(gè)必須嚴(yán)格控制的參數(shù)
。引起電流變化的主要原因是電網(wǎng)電壓波動(dòng)和交流焊
機(jī)次級(jí)回路阻抗變化
。阻抗變化是因?yàn)榛芈返膸缀涡螤钭兓蛞蛟诖渭?jí)回路中引入不同
量的磁性金屬。對(duì)于直流焊機(jī)
,次級(jí)回路阻抗變化
,對(duì)電流無(wú)明顯影響。
3.焊接時(shí)間的影響
為了保證熔核尺寸和焊點(diǎn)強(qiáng)度
,焊接時(shí)間與焊接電流在一定范圍內(nèi)可以相互補(bǔ)充
。
為了獲得一定強(qiáng)度的焊點(diǎn),可以采用大電流和短時(shí)間(強(qiáng)條件
,又稱硬規(guī)范)
,也可采
用小電流和長(zhǎng)時(shí)間(弱條件,也稱軟規(guī)范)
。選用硬規(guī)范還是軟規(guī)范
,取決于金屬的性
能、厚度和所用焊機(jī)的功率
。對(duì)于不同性能和厚度的金屬所需的電流和時(shí)間
,都有一個(gè)
上下限,使用時(shí)以此為準(zhǔn)
。
4.電極壓力的影響
電極壓力對(duì)兩電極間總電阻R有明顯的影響,隨著電極壓力的增大,R顯著減小
,
而焊接電流增大的幅度卻不大
,不能 影響因R減小引起的產(chǎn)熱減少。因此
,焊點(diǎn)強(qiáng)度總
隨著焊接壓力增大而減小
。解決的辦法是在增大焊接壓力的同時(shí),增大焊接電流
。
5.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(dǎo)熱性關(guān)系著熱量的
產(chǎn)生和散失,因此
,電極的形狀和材料對(duì)熔核的形成有顯著影響
。隨著電極端頭的變形和
磨損,接觸面積增大
,焊點(diǎn)強(qiáng)度將降低
。
6.工件表面狀況的影響
工件表面的氧化物、污垢
、油和其他雜質(zhì)增大了接觸電阻
。過(guò)厚的氧化物層甚至?xí)?BR> 電流不能通過(guò)。局部的導(dǎo)通
,由于電流密度過(guò)大
,則會(huì)產(chǎn)生飛濺和表面燒損。氧化物層
的存在還會(huì)影響各個(gè)焊點(diǎn)加熱的不均勻性
,引起焊接質(zhì)量波動(dòng)
。因此徹底清理工件表面
是保
證獲得優(yōu)質(zhì)接頭的必要條件。
二、熱平衡及散熱
點(diǎn)焊時(shí),產(chǎn)生的熱量只有一小部分用于形成焊點(diǎn)
,較大部分因向臨近物質(zhì)傳導(dǎo)或輻
射而損失掉了,其熱平衡方程式:
Q=Q1+Q2————(3)其中:Q1——形成熔核的熱量
、Q2——損失的熱量
有效熱量Q1取決與金屬的熱物理性能及熔化金屬量
,而與所用的焊接條件無(wú)關(guān)。
Q1=10%-30%Q
,導(dǎo)熱性好的金屬(鋁
、銅合金等)取下限;電阻率高
、導(dǎo)熱性差的金屬
(不銹鋼
、高溫合金等)取上限。損失熱量Q2主要包括通過(guò)電極傳導(dǎo)的熱量(30%-50%Q)
和通過(guò)工件傳導(dǎo)的熱量(20%Q左右)
。輻射到大氣中的熱量5%左右
。
三、焊接循環(huán)
點(diǎn)焊和凸焊的焊接循環(huán)由四個(gè)基本階段(如圖點(diǎn)焊過(guò)程):
1)預(yù)壓階段——電極下降到電流接通階段,確保電極壓緊工件
,使工件間有適當(dāng)
壓力。
2)焊接時(shí)間——焊接電流通過(guò)工件
,產(chǎn)熱形成熔核
。
3)維持時(shí)間——切斷焊接電流,電極壓力繼續(xù)維持至熔核凝固到足夠強(qiáng)度
。
4)休止時(shí)間——電極開(kāi)始提起到電極再次開(kāi)始下降
,開(kāi)始下一個(gè)焊接循環(huán)。
為了改善焊接接頭的性能
,有時(shí)需要將下列各項(xiàng)中的一個(gè)或多個(gè)加于基本循環(huán):
1)加大預(yù)壓力以消除厚工件之間的間隙
,使之緊密貼合。
2)用預(yù)熱脈沖提高金屬的塑性
,使工件易于緊密貼合
、防止飛濺;凸焊時(shí)這樣做
可以使多個(gè)凸點(diǎn)在通電焊接前與平板均勻接觸
,以保證各點(diǎn)加熱的一致
。
3)加大鍛壓力以壓實(shí)熔核,防止產(chǎn)生裂紋或縮孔
。
4)用回火或緩冷脈沖消除合金鋼的淬火組織
,提高接頭的力學(xué)性能,或在不加大
鍛壓力的條件下
,防止裂紋和縮孔
。
四 、焊接電流的種類和適用范圍
1.交流電 可以通過(guò)調(diào)幅使電流緩升、緩降 ,以達(dá)到預(yù)熱和緩冷的目的
,這對(duì)于鋁
合金焊接十分有利。交流電還可以用于多脈沖點(diǎn)焊
,即用于兩個(gè)或多個(gè)脈沖之間
留有冷卻時(shí)間,以控制加熱速度
。這種方法主要應(yīng)用于厚鋼板的焊接
。
2.直流電 主要用于需要大電流的場(chǎng)合,由于直流焊機(jī)大都三相電源供電
,避免單
相供電時(shí)三相負(fù)載不平衡
。
五、金屬電阻焊時(shí)的焊接性
下列各項(xiàng)是評(píng)定電阻焊焊接性的主要指標(biāo):
1.材料的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性 電阻率小而熱導(dǎo)率大的金屬需用大功率焊機(jī),其焊接性
較差
。
2.材料的高溫強(qiáng)度 高溫(0.5-0.7Tm)屈服強(qiáng)度大的金屬,點(diǎn)焊時(shí)容易產(chǎn)生飛濺
,
縮孔
,裂紋等缺陷,需要使用大的電極壓力
。
必要時(shí)還需要斷電后施加大的鍛壓力
,焊接性較差。
3.材料的塑性溫度范圍 塑性溫度范圍較窄的金屬(如鋁合金)
,對(duì)焊接工藝參數(shù)
的波動(dòng)非常敏感
,要求使用能精確控制工藝參數(shù)的焊機(jī),并要求電極的隨動(dòng)性
好
。焊接性差
。
4.材料對(duì)熱循環(huán)的敏感性 在焊接熱循環(huán)的影響下,有淬火傾向的金屬
,易產(chǎn)生淬
硬組織
,冷裂紋;與易熔雜質(zhì)易于形成低熔點(diǎn)的合金易產(chǎn)生熱裂紋
;經(jīng)冷卻作強(qiáng)
化的金屬易產(chǎn)生軟化區(qū)
。防止這些缺陷應(yīng)該采取相應(yīng)的工藝措施。因此
,熱循環(huán)
敏感性大的金屬焊接性也較差
。