點(dian)焊(han)是指將(jiang)焊(han)件裝配成搭接接頭,并壓緊在兩電(dian)極之間,利用電(dian)阻熱熔(rong)化母材金屬,形(xing)成焊(han)點(dian)的電(dian)阻焊(han)方法,見圖6-21。

一、焊點形成過程
焊點(dian)形成(cheng)過程是由預壓、通電加(jia)熱和冷(leng)卻結晶三(san)個連(lian)續階段所組成(cheng)。
1. 預壓階段
焊件在(zai)點(dian)(dian)焊機電(dian)極(ji)(ji)間(jian)頂(ding)先擠壓(ya),其作用是在(zai)焊件的焊接(jie)處(chu)形成(cheng)緊密的接(jie)觸點(dian)(dian),為(wei)此,電(dian)極(ji)(ji)壓(ya)力(li)在(zai)焊接(jie)電(dian)流接(jie)通前即應達(da)到滿值。如果在(zai)通電(dian)加熱(re)時的電(dian)極(ji)(ji)壓(ya)力(li)不夠大,則接(jie)觸電(dian)阻(zu)很大,接(jie)觸點(dian)(dian)處(chu)的金屬(shu)很快熔化,以(yi)火花形式飛濺出來,產生所謂初期飛濺。這(zhe)時工件可(ke)能被燒穿(chuan),電(dian)極(ji)(ji)可(ke)能被燒壞。
2. 通電(dian)加熱階段
被(bei)擠(ji)壓在電(dian)極之間的(de)(de)焊件,靠電(dian)流通過(guo)接(jie)觸電(dian)阻(zu)及(ji)工(gong)件本(ben)身(shen)電(dian)阻(zu)所產生(sheng)的(de)(de)熱(re)(re)量加(jia)熱(re)(re)。這時,在熱(re)(re)和機械(xie)(力)作用下形(xing)成塑性(xing)環(huan)、熔(rong)(rong)核(he),并隨著通電(dian)加(jia)熱(re)(re)的(de)(de)進行而長(chang)大,直到(dao)獲得需要的(de)(de)熔(rong)(rong)核(he)尺寸。在焊點核(he)心內的(de)(de)熔(rong)(rong)化金(jin)屬(shu)(shu)被(bei)塑性(xing)環(huan)包圍,如果這個環(huan)不(bu)夠緊(jin),部分液態金(jin)屬(shu)(shu)就會溢出,形(xing)成金(jin)屬(shu)(shu)飛濺。
3. 冷卻結晶階(jie)段
該階段(duan)又稱鍛壓(ya)(ya)階段(duan)。當熔核(he)(he)達到(dao)合(he)格的(de)形狀與尺寸(cun)后,切斷焊接電流(liu),液態熔核(he)(he)在電極(ji)壓(ya)(ya)力作用下冷卻結晶。熔核(he)(he)結晶是(shi)在封閉的(de)金屬(shu)模內進行的(de),結晶時不能自由(you)收(shou)縮,用電極(ji)擠壓(ya)(ya)就(jiu)可使正(zheng)在結晶的(de)金屬(shu)變(bian)得致密,使之不易(yi)產生縮孔或裂縫(feng)。因此,電極(ji)壓(ya)(ya)力在焊接電流(liu)斷開(kai)、熔核(he)(he)金屬(shu)全部結晶后才能解(jie)除。
由于(yu)材質(zhi)和(he)焊接規(gui)范特征的(de)(de)不同,熔(rong)(rong)核的(de)(de)凝(ning)固(gu)組織(zhi)(zhi)可有三種:柱狀組織(zhi)(zhi)、等(deng)(deng)軸(zhou)(zhou)(zhou)組織(zhi)(zhi)、柱狀+等(deng)(deng)軸(zhou)(zhou)(zhou)組織(zhi)(zhi)。純金屬(shu)(如鎳、鉬等(deng)(deng))和(he)結(jie)晶(jing)溫度區(qu)間窄的(de)(de)合(he)(he)金(碳鋼、合(he)(he)金鋼、鈦合(he)(he)金等(deng)(deng)),其(qi)熔(rong)(rong)核組織(zhi)(zhi)為柱狀組織(zhi)(zhi);鋁合(he)(he)金等(deng)(deng)其(qi)熔(rong)(rong)核為“柱狀十等(deng)(deng)軸(zhou)(zhou)(zhou)”組織(zhi)(zhi),熔(rong)(rong)核完(wan)全是等(deng)(deng)軸(zhou)(zhou)(zhou)組織(zhi)(zhi)的(de)(de)情況極少。
二、點焊工(gong)藝
1. 點(dian)焊(han)種類及選用(yong)
點(dian)焊(han)(han)(han)的(de)種類有(you):工頻、交(jiao)流點(dian)焊(han)(han)(han),用(yong)(yong)于(yu)(yu)各種鋼材、鋁(lv)及(ji)其(qi)(qi)合金(jin)一般件(jian)(jian)焊(han)(han)(han)接;電(dian)容儲(chu)能點(dian)焊(han)(han)(han),用(yong)(yong)于(yu)(yu)異種金(jin)屬、鋁(lv)及(ji)其(qi)(qi)合金(jin)不等厚(hou)度(du)及(ji)精密件(jian)(jian)和重要件(jian)(jian)的(de)焊(han)(han)(han)接;直(zhi)流沖(chong)擊波點(dian)焊(han)(han)(han),用(yong)(yong)于(yu)(yu)鋁(lv)及(ji)其(qi)(qi)合金(jin)焊(han)(han)(han)接;低頻交(jiao)流點(dian)焊(han)(han)(han),用(yong)(yong)于(yu)(yu)大(da)型磁性件(jian)(jian)焊(han)(han)(han)接。
2. 點焊(han)接頭類型
點(dian)焊的(de)(de)(de)接頭(tou)(tou)類型要充分(fen)考慮到點(dian)焊機電(dian)極能接近焊件,做到施焊方(fang)便(bian),加熱可靠。如(ru)圖(tu)6-22(a)~(d)所(suo)示(shi)的(de)(de)(de)是合(he)理的(de)(de)(de)接頭(tou)(tou);(e)、(g)所(suo)示(shi)的(de)(de)(de)接頭(tou)(tou)難(nan)以用一般電(dian)極施焊;(f)所(suo)示(shi)的(de)(de)(de)接頭(tou)(tou)必須將電(dian)極伸(shen)人工件內(nei)部,施焊困(kun)難(nan);(h)所(suo)示(shi)的(de)(de)(de)接頭(tou)(tou)的(de)(de)(de)分(fen)流現象嚴重,會影響(xiang)焊接質量。

3. 焊件表面清理
焊(han)件(jian)(jian)表(biao)面(mian)狀態對焊(han)點大小、強度(du)和表(biao)面(mian)質(zhi)量以及電(dian)極壽(shou)命有直接影(ying)響。電(dian)極與(yu)焊(han)件(jian)(jian)、焊(han)件(jian)(jian)與(yu)焊(han)件(jian)(jian)的接觸面(mian)均需清理。各種鋼材可用(yong)酸洗、噴(pen)砂(sha)或機(ji)械(xie)法(fa)清理。鋁合金(jin)等有色金(jin)屬經酸洗或機(ji)械(xie)清理后,焊(han)件(jian)(jian)的接觸面(mian)應(ying)有一(yi)定的接觸電(dian)阻。不(bu)銹鋼還可用(yong)電(dian)拋光清理待焊(han)表(biao)面(mian)。
4. 點焊(han)規范參(can)數的選(xuan)擇
點焊(han)(han)規范(fan)參(can)數主要有:焊(han)(han)接電(dian)流(liu)、通電(dian)時間(jian)、電(dian)極(ji)壓(ya)力和(he)電(dian)極(ji)頭(tou)尺(chi)寸。一般焊(han)(han)各種鋼用平頭(tou)電(dian)極(ji),焊(han)(han)鋁或鈦合(he)金(jin)用球面電(dian)極(ji)。當(dang)電(dian)極(ji)材料、端面形狀及尺(chi)寸選定(ding)以后,焊(han)(han)接規范(fan)的選擇主要是考慮焊(han)(han)接電(dian)流(liu)、通電(dian)時間(jian)和(he)電(dian)極(ji)壓(ya)力這三個參(can)數,它們是形成點焊(han)(han)接頭(tou)的三大要素,其相互配合(he)可有兩(liang)種方式。
①. 焊(han)接電流和(he)通電時間的配合
這(zhe)種配合以反映(ying)焊接(jie)區加(jia)熱(re)道度快慢為主要(yao)特(te)征。當(dang)采用(yong)大(da)焊接(jie)電流、短通電時間參(can)數時稱(cheng)(cheng)為項規范(fan);而采用(yong)小焊接(jie)電流、長通電時間參(can)數時稱(cheng)(cheng)為軟規范(fan)。
硬(ying)規(gui)范的特點:生產(chan)率高(gao),電極磨損少,焊(han)(han)件表(biao)面壓坑淺,熱影(ying)響區小,焊(han)(han)接變(bian)形小。但(dan)是由于焊(han)(han)接電流大,對通(tong)電時(shi)間(jian)必須精確控制。如(ru)(ru)果通(tong)電時(shi)間(jian)稍發生變(bian)化,就有(you)可能引起(qi)加熱不足或過燒,嚴重影(ying)響焊(han)(han)點強度。當焊(han)(han)機功率不足和焊(han)(han)接淬硬(ying)傾(qing)向較大的材料(如(ru)(ru)低合(he)金高(gao)強度鋼(gang))時(shi),均(jun)不宜用硬(ying)規(gui)范。
軟(ruan)(ruan)規(gui)(gui)范(fan)的特(te)點:加熱(re)平穩,焊接質(zhi)量(liang)(liang)對規(gui)(gui)范(fan)參數波動(dong)的敏感性(xing)(xing)低,焊點強度穩定;溫度場(chang)分布(bu)平緩(huan)、塑性(xing)(xing)區(qu)寬,在壓力(li)作(zuo)用(yong)下易變(bian)形(xing),可(ke)減(jian)少(shao)熔核內噴濺、縮孔(kong)和裂紋傾(qing)向(xiang);對有淬硬傾(qing)向(xiang)的材料(liao),軟(ruan)(ruan)規(gui)(gui)范(fan)可(ke)減(jian)少(shao)接頭(tou)冷裂紋傾(qing)向(xiang);所用(yong)設備容量(liang)(liang)小(xiao),控制精度不高,因而較便宜。但是,軟(ruan)(ruan)規(gui)(gui)范(fan)易造成焊點壓痕深、接頭(tou)變(bian)形(xing)大,表面質(zhi)量(liang)(liang)差;電極磨損快、生產(chan)效率低。
一般硬(ying)規(gui)范(fan)適用(yong)于(yu)鋁合金、奧氏體(ti)不(bu)銹鋼、低碳鋼及(ji)不(bu)等厚度板材的焊(han)接,而(er)軟規(gui)范(fan)適用(yong)于(yu)低合金鋼、可淬硬(ying)鋼+耐熱合金及(ji)鈦合金等。
②. 焊接電(dian)流(liu)和電(dian)極壓力(li)(Fo)的配合(he)
這種配合以焊(han)接(jie)過程中不產生噴濺(jian)為(wei)主要特(te)征。根據這一原(yuan)則(ze)制定(ding)的焊(han)接(jie)電流(I)、電極(ji)壓力(Fw)關系曲(qu)線(xian)(xian)(xian)稱為(wei)噴濺(jian)臨界(jie)曲(qu)線(xian)(xian)(xian)(見圖6-23).曲(qu)線(xian)(xian)(xian)左半區(qu)為(wei)無噴濺(jian)區(qu),這里Fw大(da)而I小,但焊(han)接(jie)壓力選(xuan)(xuan)擇過大(da)會造成(cheng)固相焊(han)接(jie)(塑(su)性環)范(fan)圍過寬,導致焊(han)接(jie)質量不穩定(ding)。曲(qu)線(xian)(xian)(xian)右半區(qu)為(wei)噴濺(jian)區(qu),因為(wei)電極(ji)壓力不足,加(jia)熱過快而引起噴濺(jian)。當規范(fan)選(xuan)(xuan)在噴濺(jian)臨界(jie)曲(qu)線(xian)(xian)(xian)附近(無噴濺(jian)區(qu)內)時,可獲得(de)最(zui)大(da)熔(rong)核和最(zui)高(gao)拉伸載荷。同(tong)時,由于降低了焊(han)機機械功率,也提高(gao)了經濟效果。

焊接規范的(de)最后(hou)確定主要是用(yong)實驗法,即先(xian)借(jie)用(yong)經驗數(shu)據→試焊→檢驗→確定。
③. 應用范(fan)圍
點(dian)(dian)焊(han)廣泛應(ying)用在電(dian)子(zi)、儀表、家用電(dian)器的(de)組合件(jian)(jian)連(lian)接(jie)上,同時(shi)也大量(liang)應(ying)用于(yu)建筑工程、交通運輸及航空航天工業中的(de)沖壓(ya)件(jian)(jian)、金屬構件(jian)(jian)和鋼(gang)筋網的(de)焊(han)接(jie)。目前,從(cong)以微米(mi)計的(de)微型電(dian)子(zi)電(dian)路到(dao)厚(hou)達(3.0+0.0)mm的(de)巨型房框架都可采用點(dian)(dian)焊(han)連(lian)接(jie)。

