凸焊_图文_百度文库
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发布日期:2020-01-02

       

  凸焊_机械/仪表_工程科技_专业资料。第三章 电阻凸焊 象图3-1a所示, 所示, 象图 所示 对于板厚差异大的 材料, 材料,若用一般的 点焊方法, 点焊方法,很难焊 但是, 接。但是,在厚板 上压出凸点使其与 薄板具有同样的热 容量

  第三章 电阻凸焊 象图3-1a所示, 所示, 象图 所示 对于板厚差异大的 材料, 材料,若用一般的 点焊方法, 点焊方法,很难焊 但是, 接。但是,在厚板 上压出凸点使其与 薄板具有同样的热 容量,如图3-1b所 容量,如图 所 则很容易焊接, 示,则很容易焊接, 这种焊接方法称为 凸焊。 凸焊。 a) 点焊 b) 凸焊 图3-1 点焊与凸焊 第一节 凸焊的特点及适用场合 凸焊是点焊的一种特殊形式, 凸焊是点焊的一种特殊形式,它是利用零件 原有型面倒角、 原有型面倒角、底面或预制的凸点焊到另一块面 积较大的零件上。因为是凸点接触, 积较大的零件上。因为是凸点接触,提高了单位 面积上的电极压力与焊接电流, 面积上的电极压力与焊接电流,有利于板件表面 氧化膜破裂与热量集中,减小了分流电流, 氧化膜破裂与热量集中,减小了分流电流,可用 于厚度比达到1: 的零件焊接 另外, 的零件焊接。 于厚度比达到 :6的零件焊接。另外,可采用多 点凸焊,以提高生产率和降低接头变形。 点凸焊,以提高生产率和降低接头变形。在使用 平板电极凸焊时,零件表面平整无压坑, 平板电极凸焊时,零件表面平整无压坑,电极寿 命长。凸焊既可在通用点焊机上进行, 命长。凸焊既可在通用点焊机上进行,也可在专 用凸焊机上进行,广泛应用于成批生产的盖、 用凸焊机上进行,广泛应用于成批生产的盖、筛 管壳以及T形 十字形、平板等零件的焊接。 网、管壳以及 形、十字形、平板等零件的焊接。 凸焊零件实例 第二节 凸焊接头的形成过程分析 凸焊时焊核生成随时间的变化(低碳钢板厚 毫米 凸焊时焊核生成随时间的变化 低碳钢板厚2.3毫米 低碳钢板厚 毫米) 凸焊过程电极压力、 凸焊过程电极压力、电极位移及电流随时间的变化 预压阶段 凸焊时如果施加 电极压力时带冲击, 电极压力时带冲击, 凸点会被压溃, 凸点会被压溃,因此 必须较缓慢地加压, 必须较缓慢地加压, 随着电极压力的增大, 随着电极压力的增大, 凸点进一步被压溃, 凸点进一步被压溃, 电极下移。 电极下移。 当达到给定电极 压力时, 压力时,凸点的压强 就差不多停止, 就差不多停止,可以 认为通电之前凸点高 度的一半多(S1)已被 度的一半多 已被 压塌,凸点高度变低。 压塌,凸点高度变低。 凸点压溃阶段 在通电的瞬间, 在通电的瞬间,电流集中 流过凸点的端头, 流过凸点的端头,在一般 的焊接规范下, 的焊接规范下,剩下凸点 的高度大致为S2, 的高度大致为 ,在约 10毫秒间几乎全部被压溃。 毫秒间几乎全部被压溃。 毫秒间几乎全部被压溃 如果此时的电极压力不足, 如果此时的电极压力不足, 就会产生凸点位移现象。 就会产生凸点位移现象。 由图中看出, 由图中看出,流过预热电 流时, 流时,凸点是较为缓慢地 被压溃;仅是预热电流, 被压溃;仅是预热电流, 凸点还不能完全被压溃, 凸点还不能完全被压溃, 只有在随后通焊接电流时, 只有在随后通焊接电流时, 凸点才开始急剧地被压塌。 凸点才开始急剧地被压塌。 焊核生长阶段 凸点被完全压溃的 同时, 同时,便开始了焊核的 生长期。 生长期。焊接接头受热 熔化而生成焊核, 熔化而生成焊核,因其 体积膨胀要把电极向上 推,但由于焊机加压结 构中有摩擦力阻止焊核 的膨胀, 的膨胀,而使电极压力 反而增大。 反而增大。此现象与点 焊相同。断电后, 焊相同。断电后,因焊 核冷凝收缩电极又再次 下移。 下移。 上图是用同样的规范焊接而无预热电流的情 因凸点在1/ 周便被压溃 所以在通电瞬间, 周便被压溃, 况。因凸点在 /2周便被压溃,所以在通电瞬间, 电极压力便降低。当焊核急剧生长而产生飞溅时, 电极压力便降低。当焊核急剧生长而产生飞溅时, 则电极压力再次降低,随着焊核的生长, 则电极压力再次降低,随着焊核的生长,电极的 运动先是上移,然后瞬间下移。 运动先是上移,然后瞬间下移。 第三节 凸焊工艺规范 凸焊规范参数有焊接电流、焊接时间、 凸焊规范参数有焊接电流、焊接时间、电极力 凸焊时,由于电极工作面尺寸远大于熔核直径, 等。凸焊时,由于电极工作面尺寸远大于熔核直径, 电极尺寸对电流场分布和焊接过程的进行无明显影 因此电极尺寸不作为凸焊的工艺参数。 响,因此电极尺寸不作为凸焊的工艺参数。 1。焊接时间 。 焊接时间对熔核尺寸与接头强度的影响规律 与点焊基本相同。在焊机容量足够的条件下, 与点焊基本相同。在焊机容量足够的条件下, 随着焊接时间的增长, 随着焊接时间的增长,熔核尺寸与接头强度 增大。但这种增大是有限的, 增大。但这种增大是有限的,因为熔核尺寸 的增大将形成后期喷溅,使接头质量下降。 的增大将形成后期喷溅,使接头质量下降。 2。焊接电流 。 焊接电流与焊 接时间的影响类似。 接时间的影响类似。 随着电流的增大, 随着电流的增大, 熔核尺寸与接头强 度的变化如图所示。 度的变化如图所示。 凸焊时, 凸焊时,无熔核的 固相焊有一定的接 头强度, 头强度,故因焊接 电流变化引起接头 强度的变化比点焊 时小。 时小。 3。电极压力 。 电极力的大小,同时影响析热与散热。 电极力的大小,同时影响析热与散热。在 其它参数不变时,电极力增大, 其它参数不变时,电极力增大,焊接熔核尺寸 与接头强度减小。 与接头强度减小。为了保持一定的熔核尺寸与 接头强度,在提高电极力的同时, 接头强度,在提高电极力的同时,需要相应增 大焊接电流或通电时间。 大焊接电流或通电时间。熔核上的电极压强应 在允许调节的范围内。一般比点焊窄得多。电 在允许调节的范围内。一般比点焊窄得多。 极压强小于允许值,产生喷溅;压强过大, 极压强小于允许值,产生喷溅;压强过大,不 但能破坏焊接过程的稳定性, 但能破坏焊接过程的稳定性,也能使凸点瞬时 压溃,破坏了正常的焊接过程。为此, 压溃,破坏了正常的焊接过程。为此,电极压 强与压下的速度应大小合适,又平稳而无冲击。 强与压下的速度应大小合适,又平稳而无冲击。 凸焊规范的特点同样由 焊接电流与通电时间的不同 匹配决定。 匹配决定。在熔核尺寸稳定 即等于常数的条件下, 即等于常数的条件下,焊接 电流与通电时间关系见图。 电流与通电时间关系见图。 图中, 区为过硬的焊接规 图中, I区为过硬的焊接规 范区, 区为正常焊接规范 范区,II区为正常焊接规范 区,III区为过软的焊接规范 区为过软的焊接规范 由于凸焊时, 区。由于凸焊时,产生早期 飞溅的倾向大, 飞溅的倾向大,通常不允许 采用过硬的规范。 采用过硬的规范。过软的规 范即曲线近水平部分, 范即曲线近水平部分,对电 流的被动比较敏感, 流的被动比较敏感,易出现 软化区过宽、 软化区过宽、组织过热现 象.因此焊接规范应在II区 因此焊接规范应在 区 选取为宜。 选取为宜。 第四节 凸焊设备的机械性能与接头质量的关系 焊机压力传动机构动态特性差, 焊机压力传动机构动态特性差,也会引起凸点过早压平 甚至熔化。焊头运动时摩擦力大、 甚至熔化。焊头运动时摩擦力大、焊头本身质量大因而惯性 都会在焊点压平过程中使实际压紧力减小。因此, 大,都会在焊点压平过程中使实际压紧力减小。因此,要尽 量减小摩擦力、减轻可动部分质量、增大外力, 量减小摩擦力、减轻可动部分质量、增大外力,还要使加热 更加平稳。但是,凸点过于缓慢被压平也不好, 更加平稳。但是,凸点过于缓慢被压平也不好,因为它阻碍 了零件间间隙的缩小。 了零件间间隙的缩小。 在多点凸焊时,凸点的一致性、 在多点凸焊时,凸点的一致性、在各凸点上保持一样的 电流密度和压力,具有特别的意义。各个凸点高度不一致、 电流密度和压力,具有特别的意义。各个凸点高度不一致、 电极的倾斜、电极工作表面的磨耗以及焊机机臂刚度不足, 电极的倾斜、电极工作表面的磨耗以及焊机机臂刚度不足, 都会造成接头强度的严重波动。作为电极用的平台, 都会造成接头强度的严重波动。作为电极用的平台,不平行 度不得超过0.25毫米 两个边缘凸点之间 ;最好使用调幅使电 毫米(两个边缘凸点之间 度不得超过 毫米 两个边缘凸点之间); 流幅值平稳上升、 流幅值平稳上升、也可以用附加脉冲进行预热或者对凸点施 加轻微的预压,使各凸点取得比较一致的接触状况,然后通 加轻微的预压,使各凸点取得比较一致的接触状况, 以焊接的大电流。 以焊接的大电流。 第五节 凸点的选择与制备 目前以半球形及圆锥形凸点应用最为 广泛。后一种可以提高凸点的刚度, 广泛。后一种可以提高凸点的刚度,预防 凸点过早压溃, 凸点过早压溃,还可以减小因焊接电流线 过于密集而发生的喷溅。 过于密集而发生的喷溅。为防止压蹋的凸 点金属挤在加热不良的周围间隙内引起电 流密度的降低,也可以采用带溢出环形槽 流密度的降低, 的凸点。 的凸点。凸点按凸焊结构的差异有球形 (或圆锥形 、条形、环形和交叉丝等,凸 或圆锥形)、 或圆锥形 条形、环形和交叉丝等, 焊结构实例如下图所示。 焊结构实例如下图所示。 凸 焊 结 构 实 例 对于凸点尺寸, 对于凸点尺寸,不同资料上推荐的数据 差别很大。不过,研究结果表明, 差别很大。不过,研究结果表明,凸点尺寸 与焊接接头尺寸和强度之间没有单一的内在 联系,当正确选用规范参数时, 、 的变 联系,当正确选用规范参数时, d、h的变 化对焊接结果影响不大。因此, 化对焊接结果影响不大。因此,凸点尺寸的 选用没有必要严格规定,通常可按具体情况 选用没有必要严格规定, 选取。表中给出的凸点尺寸, 选取。表中给出的凸点尺寸,可用于一般情 况的凸焊。 况的凸焊。

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