二次加工點(diǎn)焊旋鉚培訓(xùn)資料

1、二次加工培訓(xùn)資料2011.11.221第一章電阻點(diǎn)焊原理及工藝第一部分2緒論電阻焊定義：焊件組合后，通過(guò)電極施加壓力，利用電流流過(guò)焊接區(qū)所產(chǎn)生的電阻熱加熱工件，使要焊接部位達(dá)到局部熔化或高溫塑性狀態(tài)，通過(guò)熱和機(jī)械力的聯(lián)合作用完成連接的方法。 物理本質(zhì)：利用焊接區(qū)金屬本身的電阻熱和大量塑性變形能量，使兩個(gè)分離表面的金屬原子之間接近到晶格距離，形成金屬鍵，在結(jié)合面上產(chǎn)生足夠量的共同晶粒而得到焊點(diǎn)、焊縫或?qū)咏宇^。分類：1. 按接頭形式和工藝特點(diǎn)分：點(diǎn)焊；縫焊；對(duì)焊。2.按電流分:交流、直流、脈沖優(yōu)點(diǎn)：1）接頭質(zhì)量高；2）輔助工序少3）不需要填充材料4）生產(chǎn)效率高，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化 缺點(diǎn)：1）無(wú)損檢驗(yàn)

2、困難；2）設(shè)備復(fù)雜，維修困難，一次性投資高。 3第一章 電阻點(diǎn)焊的原理第一節(jié) 概述一、定義 焊件裝配成搭接接頭，并壓緊在兩電極之間，利用電流通過(guò)焊件時(shí)產(chǎn)生的電阻熱，熔化母材金屬，冷卻后形成焊點(diǎn)，這種電阻焊方法稱為點(diǎn)焊。二、特點(diǎn)1?？砍叽绮淮蟮娜酆诉B接；2。在大電流、短時(shí)間的條件下焊接；3。在熱和機(jī)械力聯(lián)合作用下形成焊點(diǎn)。4三、分類1。按焊接電流波形分工頻 50或60Hz低頻 310Hz 2.5kHz450kHz交流高頻脈沖電容儲(chǔ)能直流沖擊波52。按工藝特點(diǎn)分雙面單點(diǎn)單面雙點(diǎn)單面單點(diǎn)6四、對(duì)點(diǎn)焊質(zhì)量的要求1）熔核直徑或板厚2）焊透率3）壓痕520%1。熔核尺寸的幾個(gè)基本概念72）少數(shù)金屬材料（如

3、可淬硬鋼等）對(duì)焊接熱循環(huán)極為敏感，當(dāng)點(diǎn)焊工藝不當(dāng)時(shí)，接頭由于被強(qiáng)烈淬硬而使強(qiáng)度、塑性急劇降低。這時(shí)，盡管具有足夠大的熔核尺寸也是不能使用的。其點(diǎn)焊接頭強(qiáng)度不僅取決于熔核尺寸，而且與熔核及熱影響區(qū)的組織及缺陷有關(guān)。1）多數(shù)金屬材料（如低碳鋼等）對(duì)焊接熱循環(huán)不敏感，焊接區(qū)的組織無(wú)顯著變化，也不易產(chǎn)生組織缺陷，其點(diǎn)焊接頭強(qiáng)度主要與熔核尺寸有關(guān)；2。對(duì)點(diǎn)焊質(zhì)量的要求8第二節(jié) 點(diǎn)焊時(shí)的電阻及加熱一、點(diǎn)焊時(shí)的電阻91。接觸電阻接觸電阻形成原因示意圖1）形成原因：焊件表面的微觀凸凹不平及不良導(dǎo)體層。102)影響因素：（1)表面狀態(tài)a) 清理方法b) 存放時(shí)間c) 表面粗糙度(2)壓力電極壓力接觸電阻“滯后”

4、效應(yīng)(3)溫度112）邊緣效應(yīng)與繞流現(xiàn)象邊緣效應(yīng)：在點(diǎn)焊過(guò)程中，當(dāng)電流流過(guò)焊件時(shí)，電流將從板的中部向邊緣擴(kuò)展，使整個(gè)焊件的電流場(chǎng)呈雙鼓形。 原因：焊件的橫截面積遠(yuǎn)大于焊件與電極間的橫截面積 。繞流效應(yīng)：由于焊接區(qū)溫度不均勻，促使電流線從中間向四周擴(kuò)散的現(xiàn)象。 123）影響因素： 綜上所述，邊緣效應(yīng)、繞流現(xiàn)象，均使點(diǎn)焊時(shí)焊件的導(dǎo)電范圍不能只限制在以電極與焊件接觸面為底的圓柱體內(nèi)，而要向外有所擴(kuò)展，因而使悍件的內(nèi)部電阻比圓柱體所具有的電阻要小。凡是影響電流場(chǎng)分布的因素必然影響內(nèi)部電阻。這些因素可歸納為；（1）金屬材料的熱物理性質(zhì)（2）機(jī)械性能（3）點(diǎn)焊規(guī)范參數(shù)及特征（4）焊件厚度等。133。焊接區(qū)

5、的總電阻： 點(diǎn)焊過(guò)程中，焊件焊件和電極電極的接觸狀態(tài)、焊接溫度場(chǎng)及電場(chǎng)都在不斷地變化，因此，引起焊接區(qū)的電阻也不斷交化。描述焊接過(guò)程中電阻變化的曲線叫做動(dòng)態(tài)電阻曲線。需要強(qiáng)調(diào)的是，由于材料性能的不同，不同金屬材料在加熱過(guò)程中焊接區(qū)動(dòng)態(tài)總電阻變化相差很大 。141）低碳鋼15 在低碳鋼的點(diǎn)焊過(guò)程中，焊接區(qū)動(dòng)態(tài)阻的變化規(guī)律可以分為以下幾個(gè)階段 ： 下降段t0t1：由于接觸電阻的迅速降低及消失所造成。該階段的主要特點(diǎn)是時(shí)間短，曲線呈陡降（例如，點(diǎn)焊1.21.2mm冷軋低碳鋼板，該段時(shí)間約為(12周波)，焊接區(qū)金屬未熔化但有明顯加熱痕跡。值得注意的是，當(dāng)加熱速度較快時(shí)，該階段將難以觀測(cè)到。16上升段t

6、1t2：隨著加熱的進(jìn)行，焊接區(qū)溫度升高，金屬電阻率 的增加很快由于焊接區(qū)金屬基本處于固態(tài)，接觸面增加緩慢，因而的增大起主要作用，曲線上升較快。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間加熱后，焊接區(qū)溫度已比較高，的增大速率減小，而焊接區(qū)導(dǎo)電面積增加較快，結(jié)果使動(dòng)態(tài)電阻增加速率減緩,最終達(dá)到最大值。一般認(rèn)為，接近峰值點(diǎn)時(shí)焊接區(qū)金屬已局部熔化，開(kāi)始形成熔核，達(dá)到溫度穩(wěn)定點(diǎn)。因?yàn)槔^續(xù)加熱，金屬將不斷由固態(tài)變成液態(tài)，使熔核逐漸增大，但此時(shí)輸入功率作為潛熱消耗，焊點(diǎn)溫度不再升高。17再次下降段t2t3：繼續(xù)加熱使熔化區(qū)及塑性環(huán)不斷擴(kuò)展，雖然金屬由固相向液相轉(zhuǎn)變時(shí)電阻率有突然的增大，但由于繞流現(xiàn)象，使得主要通過(guò)焊接電流的金屬區(qū)域電阻率

7、并沒(méi)有明顯增大。繞流現(xiàn)象使電極下的導(dǎo)電通路截面增大：另一方面，由于金屬的明顯軟化使接觸面積迅速增大，電流場(chǎng)的邊緣效應(yīng)減弱。結(jié)果均使得焊接區(qū)的電阻減小，曲線下降。18平穩(wěn)段t3以后：由于電極與焊件接觸面尺寸的限制以及塑性金屬被擠到兩焊件之間，使焊件間間隙加大（板縫翹離），限制了熔核和導(dǎo)電面積的增大。同時(shí)，由于電流場(chǎng)和溫度場(chǎng)均進(jìn)入準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)，熔核和塑性環(huán)尺寸也基本保持不變，動(dòng)態(tài)電阻曲線將日趨平穩(wěn)。19不同焊接電流時(shí)動(dòng)態(tài)電阻曲線 20二、點(diǎn)焊時(shí)的加熱特點(diǎn) 1。電阻對(duì)點(diǎn)焊加熱的影響 1）接觸電阻：產(chǎn)熱510% 作用：接觸電阻產(chǎn)熱對(duì)建立焊接初期的溫度場(chǎng)及焊接電流的均勻化流過(guò)起重要作用 2）內(nèi)部電阻：9095

8、% 作用：這部分熱量是形核的基礎(chǔ)，與電流場(chǎng)共同建立了焊接區(qū)的溫度場(chǎng)分布及其變化規(guī)律。 212.電流場(chǎng)分布對(duì)點(diǎn)焊加熱的影響 點(diǎn)焊時(shí)的電場(chǎng) 其中電流線的含義是在它所限定的范圍內(nèi)的電流占總電流的百分?jǐn)?shù)，例如，80的電流線是指它限定的范圍內(nèi)通過(guò)的電流占總電流的80。22第二章 電阻點(diǎn)焊工藝第一節(jié) 點(diǎn)焊過(guò)程分析一、焊接循環(huán) 1。定義：在電阻焊接過(guò)程中，完成一個(gè)焊點(diǎn)或焊縫所需要的全部過(guò)程或全部階段 2。點(diǎn)焊的基本焊接循環(huán) F,I加壓通電焊接維持休止加壓23二、點(diǎn)焊接頭形成過(guò)程 點(diǎn)焊接頭形成的三個(gè)階段a) 預(yù)壓 b) 、c)通電加熱 d)冷卻結(jié)晶241。預(yù)壓階段 1）機(jī)電特點(diǎn)：，= 2）作用：減少接觸電阻，

9、增大導(dǎo)電截面，增加物理接觸點(diǎn)，為以后焊接電流順利通過(guò)創(chuàng)造條件；此外，在壓力作用下，金屬擠向間隙所引起的塑性變形，有助于在熔核四周形成密封熔核的環(huán)帶(密封環(huán))。 252。通電加熱階段 1)機(jī)電特點(diǎn)：， 2)作用： 在熱和機(jī)械力聯(lián)合作用下，形成塑性環(huán)和熔核，直到熔核長(zhǎng)到所要求尺寸. 263.冷卻結(jié)晶階段 1)機(jī)電特點(diǎn)：，= 2)作用： 保證熔核在壓力狀態(tài)下進(jìn)行冷卻結(jié)晶，冷卻結(jié)晶時(shí)間很短（一般周波），但是結(jié)晶凝固過(guò)程符合金屬學(xué)的凝固理論 27維持階段的作用1. 保證熔核在壓力狀態(tài)下結(jié)晶,減少出現(xiàn)縮孔裂紋等組織缺陷的幾率;2.避免電極與工件“打火”28點(diǎn)焊時(shí)的分流29點(diǎn)焊分流的影響因素焊點(diǎn)距的影響：連

10、續(xù)點(diǎn)焊時(shí)，點(diǎn)距愈小，板材愈厚，分流愈大；如果所焊材料是導(dǎo)電性良好的輕合金，分流將更嚴(yán)重，為此必須加大點(diǎn)距。焊件表面狀態(tài)的影響焊接順序的影響電極(或二次回路)與工件的非焊接區(qū)相接觸單面點(diǎn)焊工藝特點(diǎn)的影響30分流的不良影響使焊點(diǎn)強(qiáng)度降低單面點(diǎn)焊產(chǎn)生局部接觸表面過(guò)熱和噴濺31消除和減少分流的措施選擇合理的焊點(diǎn)距嚴(yán)格清理被焊工件表面注意結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性連續(xù)點(diǎn)焊時(shí)，可適當(dāng)提高焊接電流。單面多點(diǎn)焊時(shí)，采用調(diào)幅焊接電流波形32不同材料及不同厚度板的點(diǎn)焊33點(diǎn)焊的主要問(wèn)題材科不同，其導(dǎo)熱、導(dǎo)電性能差異有時(shí)較大；板厚不等，其熱容量、導(dǎo)熱距離亦有差異。以上兩種不同情況下都會(huì)形成熔核偏移。當(dāng)熔核偏移嚴(yán)重時(shí)，可導(dǎo)致熔

11、核僅位于一板內(nèi)而使焊接失敗，即使不太嚴(yán)重亦導(dǎo)致結(jié)合面上的熔核直徑減小而影響強(qiáng)度性能。34焊接區(qū)沿板厚溫度分布圖35解決問(wèn)題的方法采用不同直徑或材料的電極，其目的是改變兩板的散熱條件來(lái)改變溫度分布。用溫度分布遠(yuǎn)末接近平衡狀態(tài)的硬規(guī)范，充分利用點(diǎn)焊前期對(duì)接觸電阻的析熱量，使之在尚未完全散失前即形成熔核。最典型的是電容放電點(diǎn)焊工藝。薄板側(cè)加工藝墊片，以減少電極對(duì)薄板的散熱效果。這類工藝墊片一般為0.2-0.3mm的薄箔，熱導(dǎo)率較小。如銅或鋁合金點(diǎn)焊時(shí)采用不銹鋼墊片黃銅點(diǎn)焊時(shí)采用低碳鋼墊片，金絲或金箔點(diǎn)焊時(shí)采用鉬箔墊片。墊片熔點(diǎn)均高于焊件，當(dāng)正確控制參數(shù)時(shí)。焊后墊片較易揭除。 36解決問(wèn)題的方法在一個(gè)

12、電極上附加發(fā)熱回路，使兩電極的溫度不一從而調(diào)整溫度分布，這在儀表工業(yè)中焊接小型零件時(shí)常采用。用帕爾帖效應(yīng)使兩電極工作面溫度不等。帕爾帖效應(yīng)是熱電勢(shì)現(xiàn)象的逆向現(xiàn)象。即當(dāng)直流電按某特定方向通過(guò)異種材料接觸面時(shí)，將產(chǎn)生附加的吸熱或析熱現(xiàn)象。所以這個(gè)效應(yīng)僅在單向通電時(shí)有效。而且目前常用金屬中僅鋁與銅合金電極間，這個(gè)效應(yīng)才較明顯，具有實(shí)用價(jià)值。37低碳鋼的點(diǎn)焊這類鋼的點(diǎn)焊焊接性良好，焊接參數(shù)范圍寬。在常用厚度范圍內(nèi)(0.53.0mm)一般無(wú)需特殊措施，采用單相工頻交流電源，簡(jiǎn)單焊接循環(huán)即可獲得滿意結(jié)果。38低碳鋼的焊接技術(shù)要點(diǎn)冷軋板焊前無(wú)需專門清理，熱軋板則必需清除表面上的氧化層、銹蝕等雜質(zhì)。如經(jīng)沖壓加

13、工，則需清除沖壓過(guò)程中沾上的油污。如設(shè)備容量許可，建議采用硬的焊接參數(shù)，以提高熱效率和生產(chǎn)率，并可減少變形。選用中等電導(dǎo)率、中等強(qiáng)度的Cr-Cu或Cr-Zr-Cu合金電極。表面清理質(zhì)量較差或沖壓精度較差而剛度又大時(shí)，可考慮采用調(diào)幅電流(漸升)或加預(yù)熱電流的措施來(lái)減少飛濺。板厚超過(guò)3mm時(shí)，焊接電流較大，通電時(shí)間較長(zhǎng)為改善電極工作條件，可采用多脈沖焊接電流。39鍍層鋼板的點(diǎn)焊鍍層鋼板點(diǎn)焊的難點(diǎn)在于：鍍層金屬熔點(diǎn)低，早于鋼板熔化，熔化的鍍層金屬流人縫隙，增大接觸面降低電流密度，因此需增大電流。鍍層金屬與電極在升溫時(shí)往往能組成固溶體或金屬間化合物等合金，一旦發(fā)生上述現(xiàn)象，電極端部的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能下降

14、，溫度進(jìn)一步上升，產(chǎn)生惡性循環(huán)，加速電極的粘污損壞，同時(shí)亦破壞了零件的鍍層。鍍層金屬如進(jìn)入熔化的鋼質(zhì)熔池將產(chǎn)生結(jié)晶裂紋，因此需在鋼板熔化前把鍍層擠出焊接區(qū)。40CuCrZr: 1075oC: Zinc: 420oCBrass: 1027oC(70Cu/30Zn)Steel: 1427oCNitrode: 1083oCMelting pointsWe are trying to join steel with something (copper) that melts 350oC earlier !41500oC800oC900oC 800oC1000oC1300oCTemperatures i

15、n Resistance Welding(Simplified representation)Anneal temp: CuCrZr 500oCAnneal temp: Nitrode Al 60 900oCSOURCE: O.U. Science Data Book, Outukumpu, OMG.SOURCE: O.U. Science Data Book, Outukumpu, OMG.42鍍層鋼板焊接技術(shù)要點(diǎn)與等厚低碳鋼相比電流應(yīng)增大30%-50%，鍍層熔點(diǎn)越低，增加越多。電極壓力則增大20%30%即可。與低碳鋼相比，同樣的電極壓力，其臨界飛濺電流有所上升。采用Cr-Cu或Cr-Zr-

16、Cu合金電極。要加強(qiáng)冷卻，允許外水冷。二次修磨間的焊接點(diǎn)數(shù)僅為焊低碳鋼時(shí)的110-120。薄板(1.2mm)點(diǎn)焊時(shí)可采用嵌鎢電極。由于電極粘污嚴(yán)重，是產(chǎn)生質(zhì)量問(wèn)題的主要原因，故在結(jié)構(gòu)允許條件下改用凸焊是解決電極粘污的最佳方案。鋅、鉛等元素的金屬蒸氣和氧化物塵埃對(duì)人體有毒，需加強(qiáng)通風(fēng)。43為增加電極頭壽命，防止電極過(guò)熱，點(diǎn)焊作業(yè)必須追加循環(huán)水進(jìn)行冷卻。冷卻水溫要求為： 20度以下44第4章電阻焊接頭的質(zhì)量檢驗(yàn)45電阻焊接頭的等級(jí)劃分一級(jí)：承受很大的靜、動(dòng)載荷或交變載荷。接頭的破壞會(huì)危及人員的生命安全。二級(jí)：承受較大的靜、動(dòng)載荷或交變載荷。接頭的破壞會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)失效，但不危及人員的安全。三級(jí)：承受較

17、小靜載荷或動(dòng)載荷的一般接頭。46接頭檢驗(yàn)方法與內(nèi)容破壞性檢驗(yàn)撕破檢驗(yàn)斷口檢驗(yàn)低倍檢驗(yàn)金相檢驗(yàn)力學(xué)性能試驗(yàn)無(wú)損檢驗(yàn)?zāi)恳暀z驗(yàn)密封性檢驗(yàn)射線檢驗(yàn)超聲波檢驗(yàn)其它檢驗(yàn)47破壞性檢驗(yàn)破壞性檢驗(yàn)?zāi)芴峁└鞣N確切的定量數(shù)據(jù)，如力學(xué)性能、熔核尺寸、缺陷性質(zhì)和多寡以及耐腐蝕性能等。因此它是取得接頭質(zhì)量定量數(shù)據(jù)的主要手段。但檢驗(yàn)試祥已經(jīng)破壞，而實(shí)際產(chǎn)品仍未直接檢驗(yàn)，因此檢驗(yàn)結(jié)果僅能提供代表性的參考信息。如何使試祥更真實(shí)地代表產(chǎn)品本身，是一個(gè)復(fù)雜的數(shù)學(xué)問(wèn)題。因此在樣品的分組、取樣數(shù)量和方法上各專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)均作具體現(xiàn)定。48撕破檢驗(yàn)這是一種針對(duì)薄板點(diǎn)、凸和縫焊接頭的簡(jiǎn)易檢驗(yàn)方法，用于粗略判斷熔核大小和力學(xué)性能。便于現(xiàn)場(chǎng)操作，

18、常用來(lái)作為確定焊接參數(shù)的前期篩選手段和生產(chǎn)中考查質(zhì)量穩(wěn)定性的自檢手段。49低倍檢驗(yàn)適用場(chǎng)合：主要針對(duì)點(diǎn)、凸及縫焊接頭。具體步驟：磨片、腐蝕、讀數(shù)顯微鏡檢驗(yàn)檢驗(yàn)內(nèi)容：測(cè)定熔核直徑、焊透率及壓痕深度等數(shù)值觀察有無(wú)宏觀縮孔、裂紋和夾雜等缺陷的數(shù)量。50金相檢驗(yàn)用于檢驗(yàn)接頭顯微組織，如結(jié)晶特征、組織形貌及微觀缺陷等，亦用于鑒別冶金缺陷如裂紋、胡須等。點(diǎn)、凸和縫焊時(shí)，一般僅作為對(duì)低倍撿驗(yàn)疑問(wèn)的裁定手段；對(duì)焊時(shí)常作為重要產(chǎn)品的必檢項(xiàng)目。51電阻焊接頭力學(xué)性能試驗(yàn)52無(wú)損檢驗(yàn)無(wú)損檢驗(yàn)以不損壞產(chǎn)品使用性能為前提的檢測(cè)方法，可以推廣到每個(gè)零件的每個(gè)焊接接頭，因此是保證產(chǎn)品安全的最可靠手段。但在電阻焊接頭中由于接

19、頭的特殊性，僅有少量方法獲得工業(yè)應(yīng)用，大多數(shù)方法處于實(shí)驗(yàn)研究階段。53目視檢驗(yàn)?zāi)恳暀z驗(yàn)是用小于20倍的放大鏡作外部缺陷的檢驗(yàn)。此法能發(fā)現(xiàn)表面裂紋、燒穿、壓痕過(guò)深、電極粘附、焊件錯(cuò)位等多種外表缺陷。同時(shí)，從接頭外形尚能對(duì)焊透情況粗略判斷。54密封性檢驗(yàn)任何有密封要求的焊縫均作密封性檢驗(yàn)。要求作此項(xiàng)檢驗(yàn)的焊縫有縫焊、對(duì)接縫焊和對(duì)焊幾類。55射線檢驗(yàn) 射線檢驗(yàn)在壓力容器制造業(yè)廣為采用，它能有效地發(fā)現(xiàn)焊接區(qū)的裂紋、夾雜、末焊透及縮孔等缺陷。在電阻焊接頭中，亦可用來(lái)發(fā)現(xiàn)裂紋、縮孔及內(nèi)部飛濺等。點(diǎn)焊及縫焊接頭一船均用于薄板結(jié)構(gòu)，除少數(shù)熱敏感性強(qiáng)的合金鋼和有色合金外，較少出現(xiàn)裂紋，其它缺陷對(duì)強(qiáng)度影響較少。而

20、影響強(qiáng)度最敏感的熔核大小一般用射線檢驗(yàn)。56應(yīng)用實(shí)例某些鋁合金在點(diǎn)焊過(guò)程中熔核的金屬成分產(chǎn)生偏析，因而引起對(duì)射線能量吸收的差異，從底片上熔核邊緣出現(xiàn)白環(huán)，這里吸收射線能力較核心部分強(qiáng)，以此測(cè)出熔核邊緣而確定其直徑，但須與壓痕引起的射線吸收差異區(qū)分開(kāi)。該法僅限用于少數(shù)幾種鋁合金和鎂合金。57應(yīng)用實(shí)例焊前在板上涂一層與母材金屬對(duì)射線吸收性能差異很大的金屬粉或薄箔(稱PKC)，在焊接過(guò)程中熔核區(qū)的PKC層已蒸發(fā)或擠出，而后從射線底片上區(qū)別出無(wú)PKC層之區(qū)即為熔核。58超聲波檢驗(yàn)超聲波檢驗(yàn)主要用于厚板探傷。在點(diǎn)、縫焊等的薄板焊件中未見(jiàn)應(yīng)用報(bào)導(dǎo)。在大型對(duì)接零件的探傷檢閱中該法應(yīng)用甚廣例如鐵路鋼軌對(duì)接焊接

21、頭、石油鉆桿對(duì)接焊口等均采用該法。它能發(fā)現(xiàn)末熔合、夾雜物和裂紋等缺陷。但對(duì)嚴(yán)重影響塑性指標(biāo)的灰斑缺陷尚不能用此法檢驗(yàn)。59其它檢驗(yàn)方法磁粉、渦流和螢光這些方法均用于檢測(cè)接頭表層的缺陷，主要是延伸到表層的細(xì)小裂紋。60電阻焊接頭的缺陷電阻焊的缺陷按顯現(xiàn)部位不同，可分為外表缺陷與內(nèi)部缺陷。缺陷的形成原因眾多，分析時(shí)應(yīng)抓住主導(dǎo)原因。由于工藝過(guò)程的差別，在搭接接頭與對(duì)接接頭中產(chǎn)生的缺陷不盡相同，分別敘述如下：61搭接接頭中的缺陷末熔合與未完全熔合縮孔裂紋結(jié)合線伸入噴濺壓痕過(guò)深62縮孔由于金屬加熱時(shí)體積膨脹，因此當(dāng)熔核金屬為液態(tài)時(shí)具有最大的體積，冷卻收縮時(shí)如周圍塑性環(huán)未及時(shí)變形使內(nèi)部體積相應(yīng)減小，則產(chǎn)生

22、縮孔?？s孔呈不規(guī)則的空穴，雖會(huì)成小熔核截面，但對(duì)結(jié)合面的靜載強(qiáng)度影響不大，而對(duì)動(dòng)載或沖擊則有一定影響。63縮孔縮孔的產(chǎn)生往往與電極壓力不足有關(guān)。冷卻時(shí)，塑性環(huán)變形不足或不及時(shí)，特別是在焊接厚板、高溫強(qiáng)度高的材料或冷卻速度快的材料時(shí)，電極的慣性造成加壓不足是產(chǎn)生縮孔的主要原因。點(diǎn)焊時(shí)可用低慣性電極和增加鍛壓力來(lái)克服，亦可采用減緩冷卻速度的規(guī)范措施，縫焊時(shí)僅能采用后一種方案。64裂紋裂紋產(chǎn)生的部位有熔核內(nèi)部、結(jié)合線上、熱影響區(qū)及焊件表面。其中后三個(gè)部位的裂紋因形成應(yīng)力集中，危害嚴(yán)重，在承力件中不允許存在。在一般焊件中，熔核內(nèi)部裂紋的長(zhǎng)度應(yīng)限制在不超過(guò)熔核直徑的13。避免裂紋的主要措施為減緩冷卻速度

23、和及時(shí)加壓，以減小熔核結(jié)晶時(shí)的內(nèi)部拉應(yīng)力。65結(jié)合線伸入當(dāng)焊接高溫合金或鋁合金時(shí)，如清理不佳，表面將殘留過(guò)厚的熔點(diǎn)高、致密且硬的氧化膜。在熔核形成過(guò)程中這層氧化膜未及徹底破碎，殘留在焊件表面，不但在塑性環(huán)區(qū)界面存在，且限制了枝晶的生長(zhǎng)，在熔核邊緣形成突入熔核的晶界夾雜物，稱結(jié)合線伸入。因此該處應(yīng)力集中，極易在運(yùn)行時(shí)擴(kuò)展成裂紋，一般不允許存在。66噴濺點(diǎn)焊、凸焊或縫焊時(shí)，從焊件結(jié)合面或電極與焊件接觸面間飛出熔化金屬顆粒的現(xiàn)象，稱為噴濺。噴濺處在外表將影響美觀，造成應(yīng)力集中，嚴(yán)重時(shí)形成空穴稱為燒穿，會(huì)影咱使用性能。67壓痕過(guò)深過(guò)深的壓痕將引起應(yīng)力集中，降低動(dòng)載性能，應(yīng)當(dāng)避免。表面壓痕應(yīng)不大于單板厚

24、度的10-20。避免壓痕的措施是盡可能采用較硬的焊接規(guī)范及加強(qiáng)電極冷卻，降低焊件表面溫度。68末熔合與未完全熔合末熔合與未完全熔合是指母材與母材之間末熔化或未完全熔化結(jié)合的部分，是一種嚴(yán)重影響強(qiáng)度及密封性能的缺陷，不允許存在于要求力學(xué)性能及密封性能高的零件之中。原因：焊接區(qū)熱輸入不足及散失熱量過(guò)多。凡能引發(fā)上述原因的因素均能造成此種缺陷。該缺陷目前主要靠常規(guī)的破壞性檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，僅對(duì)少數(shù)鋁或鎂合金可用射線檢測(cè)去發(fā)現(xiàn)。避免此種缺陷的主要手段是加強(qiáng)焊接參數(shù)的監(jiān)控。69電阻焊質(zhì)量監(jiān)測(cè)與控制70必要性在大批量生產(chǎn)中，一個(gè)產(chǎn)品往往需要幾十臺(tái)甚至上百臺(tái)點(diǎn)焊機(jī)配套工作，這將使電網(wǎng)電壓、氣壓產(chǎn)生很大的波動(dòng)，再加上

25、難以避免的分流、電極磨損等不利因素的存在，致使點(diǎn)焊質(zhì)量極不穩(wěn)定，嚴(yán)重時(shí)將成批出現(xiàn)不合格的焊點(diǎn)。另一方面，由于點(diǎn)焊獨(dú)特的接頭形式和工藝的限制，致使在電弧焊生產(chǎn)中應(yīng)用效果很好的焊后無(wú)損檢測(cè)方法在點(diǎn)焊生產(chǎn)中卻難以應(yīng)用，同時(shí)也將使生產(chǎn)效率降低、產(chǎn)品成本劇增。 71必要性為了保證焊點(diǎn)質(zhì)量，國(guó)內(nèi)外幾乎所有的汽車生產(chǎn)廠家?guī)资陙?lái)都一直采用焊前打試片、焊后進(jìn)行破壞性抽樣檢驗(yàn)的方法來(lái)保證焊點(diǎn)質(zhì)量。顯然，這種方法已無(wú)法滿足汽車工業(yè)發(fā)展對(duì)點(diǎn)焊質(zhì)量提出的高可靠性、低成本的要求。為了改變這種現(xiàn)狀，有必要研制新型點(diǎn)焊質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。采用點(diǎn)焊質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以在線監(jiān)測(cè)每一臺(tái)焊機(jī)、每一焊點(diǎn)的質(zhì)量，及時(shí)指出不合格的焊點(diǎn)及其形成原

26、因，使操作者及時(shí)進(jìn)行在線補(bǔ)救，以有效提高和穩(wěn)定焊點(diǎn)質(zhì)量。72焊接參數(shù)的劃分 焊接規(guī)范參數(shù) ：焊接電流、電極壓力、焊接時(shí)間、電極端面尺寸等； 焊接過(guò)程參數(shù)：監(jiān)測(cè)信息，如：動(dòng)態(tài)電阻、紅外輻射、電極間電壓、能量等； 焊接質(zhì)量參數(shù)：熔核直徑、焊透率、壓痕深度、拉剪強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度等； 73質(zhì)量監(jiān)控的難度 電阻點(diǎn)焊過(guò)程是一個(gè)高度非線性、有多變量耦合作用和大量隨機(jī)不確定因素的過(guò)程，同時(shí)由于點(diǎn)焊的形核處于封閉狀態(tài)而無(wú)法觀測(cè)，特征信號(hào)的提取比較困難；而且形核過(guò)程的時(shí)間極短，焊接條件短時(shí)間的波動(dòng)就會(huì)造成較嚴(yán)重的后果。因此，點(diǎn)焊質(zhì)量的監(jiān)測(cè)和控制難度極大。 74點(diǎn)焊質(zhì)量監(jiān)測(cè)信息焊接電流電極間電壓能量積分動(dòng)態(tài)

27、電阻熱膨脹電極位移紅外輻射超聲波75監(jiān)控方法的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)76監(jiān)控焊接熱量 這類方法包括恒流控制法、恒壓控制法等。其原理是：在焊接過(guò)程中，適時(shí)測(cè)量焊接熱量參數(shù)值，并與給定值比較，當(dāng)出現(xiàn)偏差時(shí)，調(diào)節(jié)可控硅的控制角，以維持焊接熱量參數(shù)的恒定。這類方法的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單可靠、易于實(shí)現(xiàn)。目前，歐、美及日本的各大汽車公司幾乎均采用這類方法，我國(guó)各大汽車廠大部分也采用這類方法?？梢?jiàn)這類方法的普及性;缺點(diǎn)是對(duì)電極壓力波動(dòng)、電極磨損及分流的影響等無(wú)補(bǔ)償作用。 77點(diǎn)焊電極的研究進(jìn)展78點(diǎn)焊電極為什么容易失效？ 電極是點(diǎn)焊中的易耗零件，在點(diǎn)焊過(guò)程中，電極的主要功能是傳輸電流、加壓和散熱，由于電極和焊件接觸時(shí)的溫度較

28、高，而且自身具有一定的電阻，也會(huì)發(fā)熱，因此，電極頭部的溫升很快，達(dá)到了稍低于焊點(diǎn)熔核的高溫，使電極頭部在高溫及高壓力作用下很快失效。7980點(diǎn)焊電極的失效形式1. 塑性變形 電極的塑性變形都導(dǎo)致電極端部形成蘑菇狀和電極直徑的增加，這種塑性變形的產(chǎn)生是由于電極頭部在焊接時(shí)承受壓力和高溫作用的結(jié)果。一般來(lái)講，電極表面的溫度與焊件表面的溫度應(yīng)相等，點(diǎn)焊時(shí)鋼板的表面溫度大約為700度左右，點(diǎn)焊鍍鋅鋼板時(shí)，電流密度比點(diǎn)焊無(wú)鍍層鋼板電流密度要高30%左右，電極表面的溫度能達(dá)到800-900度。正是由于電極頭部的溫度分布不均勻，使得電極頭部產(chǎn)生了不均勻的塑性變形。此外，電極與工件表面的高溫還導(dǎo)致了在電極頭部

29、產(chǎn)生低屈服強(qiáng)度的Zn-Cu合金，這將加重電極局部的塑性變形。塑性變形的產(chǎn)生，使得電極頭部的直徑隨焊點(diǎn)數(shù)目的增加而增加，從而導(dǎo)致焊接電流密度下降，熔核焊透率降低，直到焊核直徑減小，焊點(diǎn)強(qiáng)度下降趨近允許值，此時(shí)必須修整電極或更換電極。812.磨損 電極的磨損主要發(fā)生在電極頭部，表現(xiàn)為電極頭部的物質(zhì)轉(zhuǎn)移到被焊工件表面，使得電極磨損，導(dǎo)致電極直徑增大和焊接電流密度下降。另外，影響磨損的因素還有在正常焊接規(guī)范下電極撞擊工件和電極缺乏充足的冷卻。3.合金化 電極的合金化主要發(fā)生在電極和鍍層鋼板的交界面上，合金主要產(chǎn)生在電極工作端面及頭部的周圍。電極合金化的程度取決于在焊接循環(huán)過(guò)程中電極與工件交界面作用的溫

30、度和時(shí)間，鍍層元素與電極材料的擴(kuò)散速度，以及生成物質(zhì)在電極端面的形核和長(zhǎng)大。一般來(lái)講，電極端面與工件作用時(shí)間越長(zhǎng)、工作溫度越高，越易合金化，而合金化的產(chǎn)生不僅使電極端面的電導(dǎo)率下降，提高了焊接時(shí)電極表面的溫度，加快了合金化，而且影響了電極表面的電流分布。824.坑蝕 坑蝕是導(dǎo)致電極失效的主要方式之一。在點(diǎn)焊電極焊接鍍層鋼板時(shí)，由于高溫的作用，在電極表層產(chǎn)生了低熔點(diǎn)合金，當(dāng)電極離開(kāi)工件時(shí)，有些低熔點(diǎn)合金在飛濺作用下離開(kāi)了電極端面，即在電極端面產(chǎn)生了一個(gè)小的弧坑，許多小的孤坑連成一起的過(guò)程叫坑蝕，坑蝕的結(jié)果便形成了蝕坑。蝕坑的產(chǎn)生，提高了坑蝕周圍的電流密度和工作壓力，導(dǎo)致了蝕坑周圍產(chǎn)生更嚴(yán)重的塑性

31、變形和脫落，從而增加了電極端面的直徑和降低了焊點(diǎn)直徑。5.熱疲勞 點(diǎn)焊電極在工作過(guò)程中不僅要在高溫下傳遞壓力，而且還承受著加熱和冷卻的熱應(yīng)力作用，在兩者的作用下，產(chǎn)生熱疲勞，使得電極最終失效或電極表層脫落。836.粘附 點(diǎn)焊電極在工作過(guò)程中由于電極頭部和鍍鋅鋼板的接觸溫度高于鍍鋅層的熔點(diǎn)，使熔化的鍍鋅層強(qiáng)烈粘附在電極頭部而產(chǎn)生粘附。7.再結(jié)晶 電極的再結(jié)晶溫度大約在700-800C的范圍。雖然電極與工件連接界面上的溫度基本低于此溫度，但有些區(qū)域的溫度也有可能達(dá)到此溫度，這取決于工件與電極之間的接觸電阻、焊接速度、冷卻狀況及電極合金類型。一旦電極某個(gè)區(qū)域的溫度大于電極的再結(jié)晶溫度，則在電極中將產(chǎn)

32、生再結(jié)晶和晶粒增大，使得電極易于失效。84延長(zhǎng)點(diǎn)焊電極壽命的措施1.電極端面的表面改性2.粉末冶金電極3.優(yōu)選焊接規(guī)范4.電極的深冷處理85用電流波形控制法提高鋅鋼板點(diǎn)焊電極的壽命86 在接通焊接電流之前施加焊前電流，使鋅層先熔化，并在電極壓力作用下將其擠走，從而減弱或避免電極/工件界面銅鋅合金化、提高工件/工件間接觸電阻，使焊接區(qū)加熱均勻，獲得同樣熔核所需焊接電流減小，電極壽命增加。基 本 原 理87表面飛濺率隨焊前電流的變化規(guī)律(施加焊前電流時(shí)間:5周波)88表面飛濺率隨焊前電流通電時(shí)間的變化規(guī)律(焊前電流有效值:3)89電極壽命隨焊前電流的變化規(guī)律（焊前電流時(shí)間:5周波）90利用深冷處理

33、提高電極的使用壽命91 深冷處理是指在-130以下對(duì)材料進(jìn)行處理改變材料性能的一種方法，深冷處理以液氮(-196)為制冷劑。試驗(yàn)采用氣體法加工深冷電極，將電極放入深冷裝置，液氮經(jīng)噴管噴出后在冷箱中直接汽化，利用液氮的汽化潛熱及低溫氮?dú)馕鼰崾估湎浣禍亍Ｍㄟ^(guò)控制液氮的輸入量來(lái)控制降溫速度、保溫溫度、保溫時(shí)間等實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的自動(dòng)調(diào)節(jié)。何謂深冷處理？92深冷裝置結(jié)構(gòu)1-箱體 2-排氣管 3-導(dǎo)風(fēng)板 4-噴管 5-風(fēng)扇 6-測(cè)溫儀表 7-電磁閥 8-截止閥 9-手動(dòng)閥門 10-液氮容器93深冷處理前后鉻鋯銅合金組織背散射 深冷處理前的銅基體致密性較差,存在較多的顯微孔洞,這些孔洞的存在使材料點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的完整

34、性與材料連續(xù)性遭到破壞。深冷處理后材料中的顯微孔洞數(shù)量比未深冷處理的明顯減少,基體致密程度明顯提高。94深冷處理前后鉻鋯銅合金中分布深冷處理前后鉻鋯銅合金中分布深冷處理前后鉻鋯銅合金組織面掃描 處理后試樣的鉻、鋯元素分有明顯變化。與深冷前相比,由于深冷處理導(dǎo)致、在銅中的溶解度急劇減小,過(guò)飽和的、析,銅基體上出現(xiàn)了大量彌散分布的、顆粒。95電極電阻率測(cè)試結(jié)果96電極壽命試驗(yàn)曲線97 深冷處理 未深冷處理電極深冷處理前后所焊焊點(diǎn) 用未深冷電極點(diǎn)焊鍍鋅鋼板,始終存在飛濺、粘電極等現(xiàn)象,而用深冷電極點(diǎn)焊鍍鋅鋼板時(shí),飛濺、粘電極等現(xiàn)象大大減小,焊點(diǎn)表面質(zhì)量明顯改善。98射線衍射的晶粒尺寸分析結(jié)果99 深

35、冷處理提高了電極基體致密性,改變了合金元素分布,提高了電極的導(dǎo)電、導(dǎo)熱能力,使電極產(chǎn)熱減少,導(dǎo)熱能力加強(qiáng),避免了銅合金電極與鍍鋅板的合金化傾向。深冷處理也細(xì)化了電極材料的晶粒,提高了電極抗壓潰變形的能力,使得點(diǎn)焊鍍鋅鋼板的深冷電極壽命顯著提高?？?結(jié)100添附內(nèi)容-點(diǎn)焊機(jī)控制柜的參數(shù)說(shuō)明加壓 時(shí)間通電時(shí)間1電流緩沖通電電流1冷卻時(shí)間通電時(shí)間2通電電流2保持時(shí)間備注：這里需要說(shuō)明的是，通電時(shí)間的單位不是秒，而是周波。一周波大約為：0.02秒的時(shí)間名詞解釋：周波：交流電完成一次完成的變化101 參數(shù)的規(guī)定決定了后續(xù)生產(chǎn)的產(chǎn)品點(diǎn)焊質(zhì)量，所以這是一個(gè)極其重點(diǎn)的工序。所以大家一定要記住一個(gè)原則：點(diǎn)焊機(jī)參

36、數(shù)的設(shè)定一定要保證，在規(guī)定參數(shù)的基礎(chǔ)上降低10%的電流，仍可完全保證點(diǎn)焊質(zhì)量，這樣的參數(shù)值才可以應(yīng)用到量產(chǎn)當(dāng)中。 為什么要這樣規(guī)定呢？ 點(diǎn)焊機(jī)的運(yùn)作主要是依靠控制柜來(lái)控制，一切機(jī)器都有誤差，而點(diǎn)焊機(jī)的電流誤差通用標(biāo)準(zhǔn)允許在7%以下。所以為保證實(shí)際作業(yè)的焊接質(zhì)量才又這樣一個(gè)規(guī)定。點(diǎn)焊機(jī)控制柜參數(shù)制定的方法102Konicaminolta客戶實(shí)際要求103一、點(diǎn)焊作業(yè)要求 柯尼卡美能達(dá)有專門針對(duì)點(diǎn)焊作業(yè)的相關(guān)管理規(guī)定。我們下面來(lái)講解下重要的部分。1.作業(yè)要求： 電極頭的修正頻率 焊芯徑（融合直徑）104電流值設(shè)定條件 電流值在下降10%時(shí)，設(shè)定條件要滿足上述焊芯徑的要求。電極徑的要求（電極徑是與材

37、料直接接觸的部分）拉伸切斷荷重105點(diǎn)焊制程管控的管理項(xiàng)目點(diǎn)焊產(chǎn)品出貨要求 點(diǎn)焊產(chǎn)品出貨時(shí)，必須附送產(chǎn)品點(diǎn)焊作業(yè)時(shí)的點(diǎn)焊成績(jī)書及點(diǎn)焊試片。106CANON客戶實(shí)際要求107佳能的管理標(biāo)準(zhǔn)基本與柯尼卡美能達(dá)的管理標(biāo)準(zhǔn)一致，下面列出不同的地方，請(qǐng)大家注意：不同點(diǎn)： 1.電極頭修正頻率 佳能的電極頭修正頻率要求很高，在30點(diǎn)左右。而柯美的要求是根據(jù)不同料厚來(lái)規(guī)定，頻率最高為：80點(diǎn)/次 2.試片確認(rèn)方法不同。 佳能的試片確認(rèn)要求：試片剝離試驗(yàn)要求，焊點(diǎn)處必須拉穿。而柯美的為只要融合處有拉絲出現(xiàn)，融合直徑符合要求就可以。108鉚接加工的基本知識(shí)第二部分109第一節(jié) 概述一、定義 鉚接是講基材與軸部品鑲

38、合后，通過(guò)鉚接軸頂部的塑性變形將兩部品結(jié)合的一種工程。 鉚接力矩是鉚接軸在垂直與鉚接軸平面內(nèi)，所能承受的最大力矩。（鉚接軸在回轉(zhuǎn)與不回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換瞬間值）二、特點(diǎn)1。操作方便，量產(chǎn)性高；2。單獨(dú)由機(jī)械力作用?？烧{(diào)節(jié)。110三、鉚接種類 有許多鉚接方法的種類，下面以常見(jiàn)的2中為例。111四、鉚接的作業(yè)方法1.鉚接作業(yè)的重點(diǎn) 鉚接設(shè)備條件的設(shè)定 鉚接沖頭的設(shè)定 (佳能為：鉚軸尾部直徑的1.5倍） 鉚接沖頭直徑=鉚接軸直徑+2 例：鉚接軸徑6鉚接沖頭直徑8 使用標(biāo)準(zhǔn)品斜度3或5。 空壓力 490kPa （5kg/cm2） 鉚接時(shí)間 約1秒 鉚接行程調(diào)整鉚接凸量：0.050.151122.作業(yè)前確認(rèn)（鉚接設(shè)備條件設(shè)定后生產(chǎn)部品確認(rèn))確認(rèn)項(xiàng)目 參照