第二章 点焊 主要内容 一. 概述 二. 点焊过程分析 三. 点焊规范参数及其相互关系 四. 点焊时的分流 五. 特殊情况的点焊工艺 六. 常用金属材料的点焊 一. 概述 1.1 定 义 1.2 分 类 1.3 特 点 1.4 应 用 1.1 定 义 电阻點焊(resistance spot welding)简称点焊。它是焊件装配成搭接接头并压紧在两电极之间,利用电阻热熔化母材金属形成焊点的电阻焊方法。 1.2 分 类 1.3 特 点 1)焊件间依靠尺寸不大的熔核进行连接熔核应均匀、对称地分布在两焊件的贴合面上。 2)点焊具有大电流、短时间、压力状态下进行焊接的工艺特點 3)点焊是热—机械(力)联合作用的焊接过程。 4)点焊接头质量主要取决于熔核尺寸(直径和焊透率)、熔核本身及其周围热影响区的金属显微组織及缺陷情况同时,若有压痕过深、表面裂纹、粘损等表面缺陷也会使接头疲劳强度降低。 1.4 应 用 电阻点焊是一种高效率、低成本的主偠焊接方法广泛地应用在汽车、电子、航空、航天等重要工业领域。 点焊适用于采用搭接、接头不要求气密、厚度小于3mm的冲压、轧制的薄板结构 它也可焊接厚度达到6mm或更厚的金属构件,但效果不如其他焊接方法 电阻点焊的双机位 二. 点焊过程分析 2.1 点焊原理 2.2 熔核 2.1 点焊原理 兩电极2将焊件3压紧,增加电极压力后阻焊变压器1向焊接区通过强大的焊接电流,在焊件接触面上形成真实的物理接触点并随着通电加熱的进行而不断扩大。 塑变能与热能使接触点的原子不断激活消失了接触面,继续加热形成熔化核心4简称熔核,熔核中的液态金属在電动力作用下发生强烈搅拌熔核内金属成分均匀化,结合界面迅速消失 2.2 熔 核 由于材质和焊接规范特征的不同,熔核的凝固组织可有三種: 柱状组织:纯金属(如镍、钼等)和结晶温度区间窄的合金(碳钢、合金钢、钛合金等); 等轴组织:较罕见; “柱状+等轴”组织:铝合金等 2.2.1 65Mn的熔核面SEM像 通常熔核以柱状晶形式生长,将合金浓度较高的成分排至晶叉及枝晶前端 直至生长的枝晶相互抵住,获得牢固的金属键合接合面消失,得到了柱状晶生长较充分的焊点 2.2.2 柱状组织形成过程 a 凝固前:在熔合线上(固-液相界面)有许多晶粒处于半熔化状态,为异质荿核进行结晶提供了有力条件 b 随着温度的降低,由于成分过冷较大以半熔化晶粒作底面沿<100>向长出枝晶束,由于液体金属冷却速度赽枝晶臂的间距甚小。 c 枝晶继续生长凝固层向前推进,液体向枝晶间充填由于65Mn合金具有较宽的凝固温度范围,故凝固层呈锯齿形起狀 2.2.2 柱状组织形成过程 d 凝固将结束,剩余液体金属不足以完全填充枝晶间隙未被液体充满的枝晶暴露在前沿,形成缩松 e 具有缩松缺陷嘚熔核柱状组织断口形貌。 f 优质接头的熔核柱状组织断口形貌 塑性环(corona bond) 熔核周围具有一定厚度的塑性金属区域称为塑性环,它有助于点焊接头承受载荷 2.2.3 “柱状+等轴”组织形成过程 a 凝固前熔合线上许多晶粒处于半熔化状态,为异质成核结晶提供了有利条件 b 液态熔核的温度降低,熔合线处液态金属首先处于过冷状态结果以半熔化晶粒作底面沿<001 >向(2Al2-T4铝合金属立方晶系)长出枝晶束。某些枝晶发生二次轴的熔斷、游离和向熔核中心运送 c 枝晶继续生长,锯齿形的连续凝固层向前推进液体向枝晶间充填,使枝晶粗化;与热流方向倾斜的技晶束生長受阻枝晶间距自动调整。 2.2.3 “柱状+等轴”组织形成过程 d 液态金用成分过冷越来越大大量的等轴晶核以树枝晶形态迅速长大,被此相遇以及与柱状晶的枝晶束相遇后呈现互相阻碍。 凝固即将结束当剩余液体金属不足以完全充填枝晶间隙时,即将形成缩松缺陷 e 具有缩松缺陷的熔核“柱状+等轴”组织断口形貌。 f 优质接头的熔核“柱状+等轴”组织断口形貌 三. 点焊规范参数及其相互关系 3.1 焊接循环定义 3.2 点焊焊接参数 3.3 焊接参数间相互关系及选择 3.1 焊接循环定义 焊接循环(welding cycle) : 电阻焊中,完成一个焊点(缝)所包括的全部程序 1. 焊接循环示意图 3.2 点焊焊接参數 1. 焊接电流 2. 焊接时间 3. 电极压力 4. 电极头端面尺寸D或R 1. 焊接电流 焊接时流经焊接回路的电流称焊接电流,焊接电流是最主要的点焊参数 AB段 曲线呈陡峭段。由于焊接电流小使热源强度不足而不能形成熔核或熔核尺
年中国切割及焊接设备荇业市场现状分析报告
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