電阻焊接講義

電阻焊焊接工藝教材編輯：【深圳電器工廠工藝科】

主編人員：【】編輯日期：各種薄板構件的生產一輛車的車身上焊點數：3000~5000個電阻點焊在汽車車身焊裝中占據主導地位電阻焊原理

工藝及設備一、電阻點焊原理●什么是電阻焊——電阻焊是焊件組合后通過施加壓力，利用電流流過接頭的接觸面及臨近區(qū)域產生的電阻熱進行焊接的方法。●利用焦爾熱進行焊接Q=I2RT一、電阻點焊原理抗剪強度

Ft

由熱量公式Q=I2Rt，可見電流對產熱的影響比電阻R和時間t兩者都大。因此焊接時必須保證焊接電流的適宜和穩(wěn)定。焊接時電流選用應接近C點處，抗剪強度增加緩慢，越過C后，由于飛濺或工件表面壓痕過深，抗剪強度會明顯降低焊接電流

IWABC1、焊接電流一、電阻點焊原理阻焊時為了保證熔核尺寸和焊點強度，根據熱量公式Q=I2Rt，焊接時間與焊接電流在一定范圍內可以互為補充，為了獲得一定強度的焊點，可以采用大電流和短時間（強條件，又稱強規(guī)范），也可以采用小電流和長時間（弱條件，又稱弱規(guī)范）。選用強條件還是弱條件，則取決于金屬的性能、厚度和所用焊機的功率，但對于不同性能和厚度的金屬所需的電流和時間，都仍有一個上、下限，超過此限，將無法形成合格的熔核。2、焊接時間一、電阻點焊原理抗剪強度

Ft電極壓力對兩電極間總電阻R有顯著影響，隨著電極壓力的增大，R顯著減小，此時焊接電流雖略有增大，但不能影響因R減小而引起的產熱的減少，因此，焊點強度總是隨著電極壓力的增大而降低，在增大電極壓力的同時，增大焊接電流或延長焊接時間，以彌補電阻減小的影響，可以保持焊點強度不變。電極壓力過小，將引起飛濺，也會使焊點強度降低。焊接電流

IWABC3、加壓力一、電阻點焊原理小結：

電阻點焊的熱源是電阻熱。電阻點焊時，當焊接電流通過兩電極間的金屬區(qū)——焊接區(qū)時，由于焊接區(qū)具有電阻，根據焦耳定律：Q=I2Rt，會在焊件內部形成熱源——內部熱源。特點：a)加熱迅速、集中；

b)為獲得合理的溫度分布，焊接區(qū)的散熱非常重要；

c)加熱過程與被焊金屬材料的熱物理性質關系密切；一、電阻點焊原理一、電阻點焊原理焊接區(qū)電阻及變化規(guī)律

點焊時焊接區(qū)存在三個種類的電阻見右圖：

（a）焊件本身電阻Rw

（b）焊件間的接觸電阻Rc

（c）焊件與電極間的接觸電阻Rew1）焊件本身電阻

電流通過焊件而產生的電阻熱與焊件本身電阻有關，該電阻按下式計算：

其中ρ—焊件電阻系數

δ1、δ2—兩焊件厚度

S—對應于電極接觸面積

K—考慮電流在板中擴散的系統(tǒng)<1，K僅與電極與焊件的幾何形狀有關。

由于ρ一般隨溫度升高而增大，故加熱時間越長，電阻越大，產熱多，對形成焊點的貢獻越大。

2）接觸電阻Rc＋2Rew

接觸電阻是一種附加電阻，通常是指在點焊電極壓力下所測定的接觸面（焊件－焊件接觸面、焊件－電極接觸面）處的電阻值。影響接觸電阻的主要因素：

表面狀態(tài)

電極壓力加熱溫度：鋼600℃，鋁350℃時的接觸電阻接近為零。焊件清理方法對接觸電阻Rc的影響接觸電阻與電極壓力間的關系（板厚為1mm)1—低碳鋼

2－鋁合金點焊過程中接觸電阻的變化焊接區(qū)總電阻的分配（舉例）點焊過程中焊接區(qū)電阻的變化規(guī)律一、電阻點焊原理4、點焊時的熱量分配

Q1－加熱焊接區(qū)母材金屬形成熔核的熱量;Q2－通過電極熱傳導損失的熱量。Q3－通過焊接區(qū)周圍金屬熱傳導損失的熱量

二、電阻點焊工藝1、點焊分類

雙面點焊二、電阻點焊工藝

單面點焊二、電阻點焊工藝2、點焊流程二、電阻點焊工藝

點焊流程－舉例二、電阻點焊工藝3、電阻點焊典型控制參數

碳鋼電阻點焊參數（t為板厚）二、電阻點焊工藝幾種材料的點焊工藝參數二、電阻點焊工藝4、點焊工藝參數對接頭質量的影響1）焊接電流二、電阻點焊工藝2）電極壓力的影響二、電阻點焊工藝強規(guī)范（硬規(guī)范）：大電流，短時間弱規(guī)范（軟規(guī)范）：小電流，長時間

取決于工件材料的性能、厚度及所用焊機的功率。但有上、下限。3）焊接時間的影響二、電阻點焊工藝4）電極端面形狀及尺寸的影響電極工作端面分圓柱形、圓錐形、球面形三種，以圓錐形、球面形最廣泛，主要是可以加強冷卻降低電極溫度。雖然球面形電極壽命長、散熱快、焊點外觀好、但制造，尤其是修復比較困難，故一般使用圓錐形電極居多。工作面的選定與壓力大小有關。壓力大、工作面需大些，以免電極端面壓壞，所以隨板厚的加大，工作面直徑亦需增加，工作面是不斷磨損而增大的，所以在焊接生產中要定時修復，否則因電流密度下降而導致熔透下降甚至無熔核。采用隨焊點數增加而電流自動提升的方法可以延長兩次修復之間的時間。二、電阻點焊工藝5、電阻點焊的幾個影響因素1）分流及影響因素點距越小，板材越厚，材料導電性越好，分流越嚴重。二、電阻點焊工藝焊接順序對分流的影響

焊件表面狀態(tài)對分流的影響表面處理不良時，油污和氧化膜使接觸電阻增大，導致焊接區(qū)總電阻增大，分路電阻相對減小，使分流增大。二、電阻點焊工藝電極與工件非焊接區(qū)接觸焊件裝配不良或裝配過緊單面點焊二、電阻點焊工藝分流的不良影響1）焊點強度降低；2）單面點焊產生局部接觸表面過熱和飛濺消除和減少分流的措施1）選擇合理的焊點距；2）嚴格清理被焊工件表面；3）注意結構設計的合理性；4）對敞開性焊件。采用專用電極和電極握桿；5）連續(xù)點焊時，可適當提高焊接電流；6）單面多點焊時，采用調幅焊接電流波形。2）感應電阻對焊接電流的影響

由于窗口內的工件存在感應電阻，感應電阻越大，焊點的焊接電流越小，故焊點6的焊接電流比焊點1的電流小。二、電阻點焊工藝3）不同厚度和不同材料的點焊由于工件厚度和材料不同，會產生熔核偏移現象，克服的方法是：

a)采用硬規(guī)范；

b)不同直徑或材質電極；

c)附加導熱性差的工藝墊片；

d)采用凸焊方法。

二、電阻點焊工藝三、電阻點焊設備1、點焊機的構成三、電阻點焊設備2、點焊電極1）電極結構三、電阻點焊設備2、點焊電極1）電極結構（電極端面形狀）四、電極材料2、點焊電極2）電極材料第一類：導電最好、強度最差，適用于要求電流密度高但高溫強度差的焊件例如鋁合金；第二類：導電適中、強度亦適中適用于大多數件，汽車行業(yè)均采用此類銅合金，有Cr—Cu及Cr—Zr—Cu等；第三類：導電較差，但強度（主要是高溫強度）最好，適用于焊接強度及硬度較高的不銹鋼、高穩(wěn)合金等。2、點焊電極2）電極材料（硬度和軟化溫度）四、電極材料2、點焊電極2）電極材料（導電率）四、電極材料電極材料的選用六、焊接不良及解決對策五、焊接不良及解決對策

焊點被燒穿

焊接時飛濺大

焊點壓痕過大

焊點太小或強度不夠

焊點有燒痕或劃痕

焊點有裂紋

焊點被燒穿焊接電流過大工件厚度材質差異過大電極頭接觸不良焊點被燒穿電極壓力不足工件或電極污物過多被焊金屬本身缺陷

焊接時飛濺大焊接電流過大電極頭冷卻不良飛濺大電極壓力不足工件或電極污物過多工件厚度、材質差異過大

焊點壓痕過大焊接電流過大電極端面直徑過小或端面變形壓痕大電極壓力過大上、下電極未對準或端面不平行焊點過小或強度不夠焊接電流太小焊接時間過短焊接回路接觸不良焊點過小或強度不夠電極壓力過大工件或電極污物過多工件厚度材質差異過大

焊點有燒痕或劃痕焊接電流過大被焊金屬本身缺陷電極頭冷卻不良焊點有燒痕或劃痕電極壓力過小電極端面污物過多電極端面修磨粗糙

焊點有裂紋焊接電流過大被焊金屬本身缺陷上、下電極未對準焊點有裂紋電極壓力過小工件表面污物過多焊機調整不當七、電極的冷卻冷卻水箱溫度對焊接的影響電極在焊接的過程中會持續(xù)受熱，溫度的升高會使焊接電阻增大從而使焊接熱的增加，造成燒穿等不穩(wěn)定現象，根據焊機的功率和散熱情況，我們需選擇風冷，會水冷，保證電極溫度穩(wěn)定，才能使焊接過程穩(wěn)定八、應用案例我廠現用的電阻焊設備主要用來焊接線束、接插端子，因其方便高效的特點將逐漸被廣泛使用。九、負載持續(xù)率的計算●使用率的計算方法（實際通電持續(xù)率是多少）

1小時內的焊接點數×1點的周波

×100％--------------------------------(1式)60分×60秒×頻率(Hz)●實際允許負載持續(xù)率的計算方法（實際測定電流下可使用到多少%最大短路電流(銘牌值)×0.92×額定使用率(銘牌值)(%)-----------(2式)

焊接電流(測定值)上述計算結果的(1)式值應等于或小于(2)式值超負荷使用將會導致焊接變壓器或可控硅等部件損壞十、焊機的選用原則●根據被焊工件的材質、厚度、尺寸形狀、生產效率、生產方式等條件1、確定焊接方式（點焊、凸焊、縫焊）2、初選焊接規(guī)范：焊接電流、焊接時間、焊接壓力、（縫焊時考慮焊接速度）（必要時進行試焊可確定焊接規(guī)范及確認焊接效果）3、確定焊機的開口尺寸（臂深和開口）4、根據焊接規(guī)范和開口尺寸選定焊機的額定容量▲確定額定容量時應考慮留有設備余量按85％選定，▲由于焊機的開口尺寸和容量不同，焊接回路中阻抗和感抗（感抗的大小與開口尺寸形