二次加工點焊旋鉚培訓資料

1、二次加工培訓資料2011.11.221第一章電阻點焊原理及工藝第一部分2緒論電阻焊定義：焊件組合后，通過電極施加壓力，利用電流流過焊接區(qū)所產生的電阻熱加熱工件，使要焊接部位達到局部熔化或高溫塑性狀態(tài)，通過熱和機械力的聯(lián)合作用完成連接的方法。 物理本質：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，在結合面上產生足夠量的共同晶粒而得到焊點、焊縫或對接接頭。分類：1. 按接頭形式和工藝特點分：點焊；縫焊；對焊。2.按電流分:交流、直流、脈沖優(yōu)點：1）接頭質量高；2）輔助工序少3）不需要填充材料4）生產效率高，易于實現(xiàn)自動化 缺點：1）無損檢驗

2、困難；2）設備復雜，維修困難，一次性投資高。 3第一章 電阻點焊的原理第一節(jié) 概述一、定義 焊件裝配成搭接接頭，并壓緊在兩電極之間，利用電流通過焊件時產生的電阻熱，熔化母材金屬，冷卻后形成焊點，這種電阻焊方法稱為點焊。二、特點1?？砍叽绮淮蟮娜酆诉B接；2。在大電流、短時間的條件下焊接；3。在熱和機械力聯(lián)合作用下形成焊點。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能直流沖擊波52。按工藝特點分雙面單點單面雙點單面單點6四、對點焊質量的要求1）熔核直徑或板厚2）焊透率3）壓痕520%1。熔核尺寸的幾個基本概念72）少數(shù)金屬材料（如

3、可淬硬鋼等）對焊接熱循環(huán)極為敏感，當點焊工藝不當時，接頭由于被強烈淬硬而使強度、塑性急劇降低。這時，盡管具有足夠大的熔核尺寸也是不能使用的。其點焊接頭強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。1）多數(shù)金屬材料（如低碳鋼等）對焊接熱循環(huán)不敏感，焊接區(qū)的組織無顯著變化，也不易產生組織缺陷，其點焊接頭強度主要與熔核尺寸有關；2。對點焊質量的要求8第二節(jié) 點焊時的電阻及加熱一、點焊時的電阻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體層。102)影響因素：（1)表面狀態(tài)a) 清理方法b) 存放時間c) 表面粗糙度(2)壓力電極壓力接觸電阻“滯后”

4、效應(3)溫度112）邊緣效應與繞流現(xiàn)象邊緣效應：在點焊過程中，當電流流過焊件時，電流將從板的中部向邊緣擴展，使整個焊件的電流場呈雙鼓形。 原因：焊件的橫截面積遠大于焊件與電極間的橫截面積 。繞流效應：由于焊接區(qū)溫度不均勻，促使電流線從中間向四周擴散的現(xiàn)象。 123）影響因素： 綜上所述，邊緣效應、繞流現(xiàn)象，均使點焊時焊件的導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，而要向外有所擴展，因而使悍件的內部電阻比圓柱體所具有的電阻要小。凡是影響電流場分布的因素必然影響內部電阻。這些因素可歸納為；（1）金屬材料的熱物理性質（2）機械性能（3）點焊規(guī)范參數(shù)及特征（4）焊件厚度等。133。焊接區(qū)

5、的總電阻： 點焊過程中，焊件焊件和電極電極的接觸狀態(tài)、焊接溫度場及電場都在不斷地變化，因此，引起焊接區(qū)的電阻也不斷交化。描述焊接過程中電阻變化的曲線叫做動態(tài)電阻曲線。需要強調的是，由于材料性能的不同，不同金屬材料在加熱過程中焊接區(qū)動態(tài)總電阻變化相差很大 。141）低碳鋼15 在低碳鋼的點焊過程中，焊接區(qū)動態(tài)阻的變化規(guī)律可以分為以下幾個階段 ： 下降段t0t1：由于接觸電阻的迅速降低及消失所造成。該階段的主要特點是時間短，曲線呈陡降（例如，點焊1.21.2mm冷軋低碳鋼板，該段時間約為(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，當加熱速度較快時，該階段將難以觀測到。16上升段t

6、1t2：隨著加熱的進行，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。經過一段時間加熱后，焊接區(qū)溫度已比較高，的增大速率減小，而焊接區(qū)導電面積增加較快，結果使動態(tài)電阻增加速率減緩,最終達到最大值。一般認為，接近峰值點時焊接區(qū)金屬已局部熔化，開始形成熔核，達到溫度穩(wěn)定點。因為繼續(xù)加熱，金屬將不斷由固態(tài)變成液態(tài)，使熔核逐漸增大，但此時輸入功率作為潛熱消耗，焊點溫度不再升高。17再次下降段t2t3：繼續(xù)加熱使熔化區(qū)及塑性環(huán)不斷擴展，雖然金屬由固相向液相轉變時電阻率有突然的增大，但由于繞流現(xiàn)象，使得主要通過焊接電流的金屬區(qū)域電阻率

7、并沒有明顯增大。繞流現(xiàn)象使電極下的導電通路截面增大：另一方面，由于金屬的明顯軟化使接觸面積迅速增大，電流場的邊緣效應減弱。結果均使得焊接區(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），限制了熔核和導電面積的增大。同時，由于電流場和溫度場均進入準穩(wěn)態(tài)，熔核和塑性環(huán)尺寸也基本保持不變，動態(tài)電阻曲線將日趨平穩(wěn)。19不同焊接電流時動態(tài)電阻曲線 20二、點焊時的加熱特點 1。電阻對點焊加熱的影響 1）接觸電阻：產熱510% 作用：接觸電阻產熱對建立焊接初期的溫度場及焊接電流的均勻化流過起重要作用 2）內部電阻：9095

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

9、增大導電截面，增加物理接觸點，為以后焊接電流順利通過創(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)機電特點：， 2)作用： 在熱和機械力聯(lián)合作用下，形成塑性環(huán)和熔核，直到熔核長到所要求尺寸. 263.冷卻結晶階段 1)機電特點：，= 2)作用： 保證熔核在壓力狀態(tài)下進行冷卻結晶，冷卻結晶時間很短（一般周波），但是結晶凝固過程符合金屬學的凝固理論 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點焊時的分流29點焊分流的影響因素焊點距的影響：連

10、續(xù)點焊時，點距愈小，板材愈厚，分流愈大；如果所焊材料是導電性良好的輕合金，分流將更嚴重，為此必須加大點距。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)相接觸單面點焊工藝特點的影響30分流的不良影響使焊點強度降低單面點焊產生局部接觸表面過熱和噴濺31消除和減少分流的措施選擇合理的焊點距嚴格清理被焊工件表面注意結構設計的合理性連續(xù)點焊時，可適當提高焊接電流。單面多點焊時，采用調幅焊接電流波形32不同材料及不同厚度板的點焊33點焊的主要問題材科不同，其導熱、導電性能差異有時較大；板厚不等，其熱容量、導熱距離亦有差異。以上兩種不同情況下都會形成熔核偏移。當熔核偏移嚴重時，可導致熔

11、核僅位于一板內而使焊接失敗，即使不太嚴重亦導致結合面上的熔核直徑減小而影響強度性能。34焊接區(qū)沿板厚溫度分布圖35解決問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改變溫度分布。用溫度分布遠末接近平衡狀態(tài)的硬規(guī)范，充分利用點焊前期對接觸電阻的析熱量，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焊工藝。薄板側加工藝墊片，以減少電極對薄板的散熱效果。這類工藝墊片一般為0.2-0.3mm的薄箔，熱導率較小。如銅或鋁合金點焊時采用不銹鋼墊片黃銅點焊時采用低碳鋼墊片，金絲或金箔點焊時采用鉬箔墊片。墊片熔點均高于焊件，當正確控制參數(shù)時。焊后墊片較易揭除。 36解決問題的方法在一個

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

13、工，則需清除沖壓過程中沾上的油污。如設備容量許可，建議采用硬的焊接參數(shù)，以提高熱效率和生產率，并可減少變形。選用中等電導率、中等強度的Cr-Cu或Cr-Zr-Cu合金電極。表面清理質量較差或沖壓精度較差而剛度又大時，可考慮采用調幅電流(漸升)或加預熱電流的措施來減少飛濺。板厚超過3mm時，焊接電流較大，通電時間較長為改善電極工作條件，可采用多脈沖焊接電流。39鍍層鋼板的點焊鍍層鋼板點焊的難點在于：鍍層金屬熔點低，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，電極端部的導電、導熱性能下降

14、，溫度進一步上升，產生惡性循環(huán)，加速電極的粘污損壞，同時亦破壞了零件的鍍層。鍍層金屬如進入熔化的鋼質熔池將產生結晶裂紋，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鍍層鋼板焊接技術要點與等厚低碳鋼相比電流應增大30%-50%，鍍層熔點越低，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。要加強冷卻，允許外水冷。二次修磨間的焊接點數(shù)僅為焊低碳鋼時的110-120。薄板(1.2mm)點焊時可采用嵌鎢電極。由于電極粘污嚴重，是產生質量問題的主要原因，故在結構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人體有毒，需加強通風。43為增加電極頭壽命，防止電極過熱，點焊作業(yè)必須追加循環(huán)水進行冷卻。冷卻水溫要求為： 20度以下44第4章電阻焊接頭的質量檢驗45電阻焊接頭的等級劃分一級：承受很大的靜、動載荷或交變載荷。接頭的破壞會危及人員的生命安全。二級：承受較大的靜、動載荷或交變載荷。接頭的破壞會導致系統(tǒng)失效，但不危及人員的安全。三級：承受較

17、小靜載荷或動載荷的一般接頭。46接頭檢驗方法與內容破壞性檢驗撕破檢驗斷口檢驗低倍檢驗金相檢驗力學性能試驗無損檢驗目視檢驗密封性檢驗射線檢驗超聲波檢驗其它檢驗47破壞性檢驗破壞性檢驗能提供各種確切的定量數(shù)據(jù)，如力學性能、熔核尺寸、缺陷性質和多寡以及耐腐蝕性能等。因此它是取得接頭質量定量數(shù)據(jù)的主要手段。但檢驗試祥已經破壞，而實際產品仍未直接檢驗，因此檢驗結果僅能提供代表性的參考信息。如何使試祥更真實地代表產品本身，是一個復雜的數(shù)學問題。因此在樣品的分組、取樣數(shù)量和方法上各專業(yè)標準均作具體現(xiàn)定。48撕破檢驗這是一種針對薄板點、凸和縫焊接頭的簡易檢驗方法，用于粗略判斷熔核大小和力學性能。便于現(xiàn)場操作，

18、常用來作為確定焊接參數(shù)的前期篩選手段和生產中考查質量穩(wěn)定性的自檢手段。49低倍檢驗適用場合：主要針對點、凸及縫焊接頭。具體步驟：磨片、腐蝕、讀數(shù)顯微鏡檢驗檢驗內容：測定熔核直徑、焊透率及壓痕深度等數(shù)值觀察有無宏觀縮孔、裂紋和夾雜等缺陷的數(shù)量。50金相檢驗用于檢驗接頭顯微組織，如結晶特征、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、凸和縫焊時，一般僅作為對低倍撿驗疑問的裁定手段；對焊時常作為重要產品的必檢項目。51電阻焊接頭力學性能試驗52無損檢驗無損檢驗以不損壞產品使用性能為前提的檢測方法，可以推廣到每個零件的每個焊接接頭，因此是保證產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)應用，大多數(shù)方法處于實驗研究階段。53目視檢驗目視檢驗是用小于20倍的放大鏡作外部缺陷的檢驗。此法能發(fā)現(xiàn)表面裂紋、燒穿、壓痕過深、電極粘附、焊件錯位等多種外表缺陷。同時，從接頭外形尚能對焊透情況粗略判斷。54密封性檢驗任何有密封要求的焊縫均作密封性檢驗。要求作此項檢驗的焊縫有縫焊、對接縫焊和對焊幾類。55射線檢驗 射線檢驗在壓力容器制造業(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，亦可用來發(fā)現(xiàn)裂紋、縮孔及內部飛濺等。點焊及縫焊接頭一船均用于薄板結構，除少數(shù)熱敏感性強的合金鋼和有色合金外，較少出現(xiàn)裂紋，其它缺陷對強度影響較少。而

20、影響強度最敏感的熔核大小一般用射線檢驗。56應用實例某些鋁合金在點焊過程中熔核的金屬成分產生偏析，因而引起對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，以此測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。該法僅限用于少數(shù)幾種鋁合金和鎂合金。57應用實例焊前在板上涂一層與母材金屬對射線吸收性能差異很大的金屬粉或薄箔(稱PKC)，在焊接過程中熔核區(qū)的PKC層已蒸發(fā)或擠出，而后從射線底片上區(qū)別出無PKC層之區(qū)即為熔核。58超聲波檢驗超聲波檢驗主要用于厚板探傷。在點、縫焊等的薄板焊件中未見應用報導。在大型對接零件的探傷檢閱中該法應用甚廣例如鐵路鋼軌對接焊接

21、頭、石油鉆桿對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。但對嚴重影響塑性指標的灰斑缺陷尚不能用此法檢驗。59其它檢驗方法磁粉、渦流和螢光這些方法均用于檢測接頭表層的缺陷，主要是延伸到表層的細小裂紋。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部缺陷。缺陷的形成原因眾多，分析時應抓住主導原因。由于工藝過程的差別，在搭接接頭與對接接頭中產生的缺陷不盡相同，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合線伸入噴濺壓痕過深62縮孔由于金屬加熱時體積膨脹，因此當熔核金屬為液態(tài)時具有最大的體積，冷卻收縮時如周圍塑性環(huán)未及時變形使內部體積相應減小，則產生

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

23、和及時加壓，以減小熔核結晶時的內部拉應力。65結合線伸入當焊接高溫合金或鋁合金時，如清理不佳，表面將殘留過厚的熔點高、致密且硬的氧化膜。在熔核形成過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，在熔核邊緣形成突入熔核的晶界夾雜物，稱結合線伸入。因此該處應力集中，極易在運行時擴展成裂紋，一般不允許存在。66噴濺點焊、凸焊或縫焊時，從焊件結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，造成應力集中，嚴重時形成空穴稱為燒穿，會影咱使用性能。67壓痕過深過深的壓痕將引起應力集中，降低動載性能，應當避免。表面壓痕應不大于單板厚

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合的部分，是一種嚴重影響強度及密封性能的缺陷，不允許存在于要求力學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)的破壞性檢驗發(fā)現(xiàn)，僅對少數(shù)鋁或鎂合金可用射線檢測去發(fā)現(xiàn)。避免此種缺陷的主要手段是加強焊接參數(shù)的監(jiān)控。69電阻焊質量監(jiān)測與控制70必要性在大批量生產中，一個產品往往需要幾十臺甚至上百臺點焊機配套工作，這將使電網(wǎng)電壓、氣壓產生很大的波動，再加上

25、難以避免的分流、電極磨損等不利因素的存在，致使點焊質量極不穩(wěn)定，嚴重時將成批出現(xiàn)不合格的焊點。另一方面，由于點焊獨特的接頭形式和工藝的限制，致使在電弧焊生產中應用效果很好的焊后無損檢測方法在點焊生產中卻難以應用，同時也將使生產效率降低、產品成本劇增。 71必要性為了保證焊點質量，國內外幾乎所有的汽車生產廠家?guī)资陙矶家恢辈捎煤盖按蛟嚻⒑负筮M行破壞性抽樣檢驗的方法來保證焊點質量。顯然，這種方法已無法滿足汽車工業(yè)發(fā)展對點焊質量提出的高可靠性、低成本的要求。為了改變這種現(xiàn)狀，有必要研制新型點焊質量監(jiān)測系統(tǒng)。采用點焊質量監(jiān)測系統(tǒng)，可以在線監(jiān)測每一臺焊機、每一焊點的質量，及時指出不合格的焊點及其形成原

26、因，使操作者及時進行在線補救，以有效提高和穩(wěn)定焊點質量。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、焊接時間、電極端面尺寸等； 焊接過程參數(shù)：監(jiān)測信息，如：動態(tài)電阻、紅外輻射、電極間電壓、能量等； 焊接質量參數(shù)：熔核直徑、焊透率、壓痕深度、拉剪強度、拉伸強度、疲勞強度等； 73質量監(jiān)控的難度 電阻點焊過程是一個高度非線性、有多變量耦合作用和大量隨機不確定因素的過程，同時由于點焊的形核處于封閉狀態(tài)而無法觀測，特征信號的提取比較困難；而且形核過程的時間極短，焊接條件短時間的波動就會造成較嚴重的后果。因此，點焊質量的監(jiān)測和控制難度極大。 74點焊質量監(jiān)測信息焊接電流電極間電壓能量積分動態(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：在焊接過程中，適時測量焊接熱量參數(shù)值，并與給定值比較，當出現(xiàn)偏差時，調節(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)點是簡單可靠、易于實現(xiàn)。目前，歐、美及日本的各大汽車公司幾乎均采用這類方法，我國各大汽車廠大部分也采用這類方法?？梢娺@類方法的普及性;缺點是對電極壓力波動、電極磨損及分流的影響等無補償作用。 77點焊電極的研究進展78點焊電極為什么容易失效？ 電極是點焊中的易耗零件，在點焊過程中，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的溫度較

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

29、產生低屈服強度的Zn-Cu合金，這將加重電極局部的塑性變形。塑性變形的產生，使得電極頭部的直徑隨焊點數(shù)目的增加而增加，從而導致焊接電流密度下降，熔核焊透率降低，直到焊核直徑減小，焊點強度下降趨近允許值，此時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)為電極頭部的物質轉移到被焊工件表面，使得電極磨損，導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)過程中電極與工件交界面作用的溫

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

31、變形和脫落，從而增加了電極端面的直徑和降低了焊點直徑。5.熱疲勞 點焊電極在工作過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力作用，在兩者的作用下，產生熱疲勞，使得電極最終失效或電極表層脫落。836.粘附 點焊電極在工作過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，使熔化的鍍鋅層強烈粘附在電極頭部而產生粘附。7.再結晶 電極的再結晶溫度大約在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。一旦電極某個區(qū)域的溫度大于電極的再結晶溫度，則在電極中將產

32、生再結晶和晶粒增大，使得電極易于失效。84延長點焊電極壽命的措施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?；?本 原 理87表面飛濺率隨焊前電流的變化規(guī)律(施加焊前電流時間:5周波)88表面飛濺率隨焊前電流通電時間的變化規(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以下對材料進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。試驗采用氣體法加工深冷電極，將電極放入深冷裝置，液氮經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氣吸熱使冷箱降溫。通過控制液氮的輸入量來控制降溫速度、保溫溫度、保溫時間等實現(xiàn)對溫度的自動調節(jié)。何謂深冷處理？92深冷裝置結構1-箱體 2-排氣管 3-導風板 4-噴管 5-風扇 6-測溫儀表 7-電磁閥 8-截止閥 9-手動閥門 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陣結構的完整

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,由于深冷處理導致、在銅中的溶解度急劇減小,過飽和的、析,銅基體上出現(xiàn)了大量彌散分布的、顆粒。95電極電阻率測試結果96電極壽命試驗曲線97 深冷處理 未深冷處理電極深冷處理前后所焊焊點 用未深冷電極點焊鍍鋅鋼板,始終存在飛濺、粘電極等現(xiàn)象,而用深冷電極點焊鍍鋅鋼板時,飛濺、粘電極等現(xiàn)象大大減小,焊點表面質量明顯改善。98射線衍射的晶粒尺寸分析結果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,提高了電極的導電、導熱能力,使電極產熱減少,導熱能力加強,避免了銅合金電極與鍍鋅板的合金化傾向。深冷處理也細化了電極材料的晶粒,提高了電極抗壓潰變形的能力,使得點焊鍍鋅鋼板的深冷電極壽命顯著提高。總 結100添附內容-點焊機控制柜的參數(shù)說明加壓 時間通電時間1電流緩沖通電電流1冷卻時間通電時間2通電電流2保持時間備注：這里需要說明的是，通電時間的單位不是秒，而是周波。一周波大約為：0.02秒的時間名詞解釋：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)生產的產品點焊質量，所以這是一個極其重點的工序。所以大家一定要記住一個原則：點焊機參

36、數(shù)的設定一定要保證，在規(guī)定參數(shù)的基礎上降低10%的電流，仍可完全保證點焊質量，這樣的參數(shù)值才可以應用到量產當中。 為什么要這樣規(guī)定呢？ 點焊機的運作主要是依靠控制柜來控制，一切機器都有誤差，而點焊機的電流誤差通用標準允許在7%以下。所以為保證實際作業(yè)的焊接質量才又這樣一個規(guī)定。點焊機控制柜參數(shù)制定的方法102Konicaminolta客戶實際要求103一、點焊作業(yè)要求 柯尼卡美能達有專門針對點焊作業(yè)的相關管理規(guī)定。我們下面來講解下重要的部分。1.作業(yè)要求： 電極頭的修正頻率 焊芯徑（融合直徑）104電流值設定條件 電流值在下降10%時，設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點焊制程管控的管理項目點焊產品出貨要求 點焊產品出貨時，必須附送產品點焊作業(yè)時的點焊成績書及點焊試片。106CANON客戶實際要求107佳能的管理標準基本與柯尼卡美能達的管理標準一致，下面列出不同的地方，請大家注意：不同點： 1.電極頭修正頻率 佳能的電極頭修正頻率要求很高，在30點左右。而柯美的要求是根據(jù)不同料厚來規(guī)定，頻率最高為：80點/次 2.試片確認方法不同。 佳能的試片確認要求：試片剝離試驗要求，焊點處必須拉穿。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，通過鉚接軸頂部的塑性變形將兩部品結合的一種工程。 鉚接力矩是鉚接軸在垂直與鉚接軸平面內，所能承受的最大力矩。（鉚接軸在回轉與不回轉轉換瞬間值）二、特點1。操作方便，量產性高；2。單獨由機械力作用?？烧{節(jié)。110三、鉚接種類 有許多鉚接方法的種類，下面以常見的2中為例。111四、鉚接的作業(yè)方法1.鉚接作業(yè)的重點 鉚接設備條件的設定 鉚接沖頭的設定 (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 使用標準品斜度3或5。 空壓力 490kPa （5kg/cm2） 鉚接時間 約1秒 鉚接行程調整鉚接凸量：0.050.151122.作業(yè)前確認（鉚接設備條件設定后生產部品確認)確認項目 參照