電阻點(diǎn)焊、凸焊工藝設(shè)計(jì)規(guī)范

1、電阻點(diǎn)焊、凸焊工藝設(shè)計(jì)規(guī)范2015-1-1 實(shí)施2014-12-30 發(fā)布XXXXXXXXXXXX 公司發(fā)布1.范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了本公司螺母凸焊、板件點(diǎn)焊設(shè)備要求、工藝參數(shù)設(shè)計(jì)及焊接 質(zhì)量檢驗(yàn)規(guī)范等。.規(guī)范性引用文件下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的，凡是注日期的引用文件， 僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包 括所有的修改單）適用于本文件。GB/T 19867. 5電阻焊焊焊接工藝規(guī)程HB/T5420-1989電阻焊電極與輔助裝置用銅及銅合金HB 5282-84結(jié)構(gòu)鋼和不銹鋼電阻點(diǎn)焊和縫焊質(zhì)量檢驗(yàn)QJ 1289-95結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼電阻點(diǎn)、縫焊技術(shù)條件QJ 129

2、0-87結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼電阻點(diǎn)、縫焊工藝JB/T 3158-1999電阻點(diǎn)焊直電極JB/T 3948-1999電阻點(diǎn)焊電極帽JB/T 6043-92金屬電阻焊接頭缺陷分類(lèi)JB/T 7598-2008電阻焊電極用銅-銘-錯(cuò)合金.焊接設(shè)備電阻點(diǎn)焊、凸焊使用的設(shè)備是電阻焊機(jī)，電阻焊機(jī)（resistance welding machine）是將被焊工件壓緊于兩電極之間，并施以電流，利用 電流流經(jīng)工件接觸面及鄰近區(qū)域產(chǎn)生的電阻熱效應(yīng)將其加熱到熔化或塑 性狀態(tài)，使焊件形成金屬結(jié)合的一種機(jī)器。目前我公司電阻焊機(jī)為兩臺(tái) 唐山松下生產(chǎn)的YR-500S型單項(xiàng)交流電阻焊機(jī)（焊機(jī)額定規(guī)格及結(jié)構(gòu)形 式見(jiàn)圖3-1、圖3-2

3、、圖3-3）。圖3-2 焊機(jī)額定規(guī)格用4 1圖3-1焊機(jī)各部名稱與外形尺寸型式Y(jié)R-350SB2YR-500SA2額定容最kVA3550額定給人電壓V38O1O%額定頻率Hz50點(diǎn)焊最大餌接輸人kVA90120允許負(fù)我持續(xù)率%7.58.7靖大短路電流A1600019500最大焊接電流A1440017600國(guó)伸尺寸mm200 x600200*600鍛大加壓力N500010000電極行程mm20. 6020, 80電極頭mm4I6.惟度1/5%620.錐度 1/5 X冷卻水量L/min23底量kg270500圖3-3 焊機(jī)實(shí)物圖設(shè)備選購(gòu)時(shí)應(yīng)充分考慮以下八點(diǎn)：額定電源電壓、電網(wǎng)頻率、一次電流、焊接電

4、流、短路電流、連續(xù)焊接電流和額定功率時(shí)焊接變壓器的級(jí)數(shù)；3. 1.2最大、最小及額定電極壓力；3. 1.3額定最大、最下臂伸和臂間開(kāi)度；3.1. 4短路時(shí)的最大功率及最大允許功率，額定級(jí)數(shù)下的短路功率因數(shù);3.1. 5適用的焊件材料、厚度和斷面尺寸；3. 1.6額定負(fù)載持續(xù)率；3. 1.7焊機(jī)重量、焊機(jī)生產(chǎn)率、可靠性指標(biāo)、壽命及噪聲；1. 8焊機(jī)的各種控制功能。3.2新焊接、經(jīng)大修過(guò)的焊機(jī)或電源改變過(guò)（即移裝）的焊機(jī)都應(yīng)進(jìn)行 工藝性鑒定。工藝性鑒定方法按QJ 1290-87規(guī)定方法進(jìn)行。4.電極及電極夾頭1電極結(jié)構(gòu)電極的結(jié)構(gòu)必須有足夠的強(qiáng)度和剛度，以及充分冷卻的條件，設(shè)計(jì) 時(shí)還應(yīng)考慮其粘附、合

5、金化和變形等問(wèn)題。1電極端面形狀應(yīng)利于端面散熱和增強(qiáng)抗變形能力；2電極端面直徑應(yīng)根據(jù)工件厚度和需要的熔核尺寸確定；3電極設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮電極工作部分便于到達(dá)焊接處以及電極能可靠 地安裝于焊機(jī)上，并卸裝方便。4. 1.4電極的冷卻水孔應(yīng)盡可能的延伸到接近端面的部位，冷卻水孔的尺寸應(yīng) 能容納一個(gè)進(jìn)水管，并能使水沿著管子的外圍流出。水管的端頭應(yīng)斜切。4. 2電極材料：電極材料應(yīng)具有足夠高的電導(dǎo)率、導(dǎo)熱率和高溫硬度， 電極材料按我國(guó)HB/T5420的標(biāo)準(zhǔn)分為4類(lèi)（見(jiàn)表4-1）,根據(jù)我公司產(chǎn) 品特點(diǎn)推薦選用2類(lèi)材料。表4T 電極材料的成分和性能類(lèi) 別編 號(hào)材料牌號(hào)材料名稱化學(xué)成分（質(zhì) 量分?jǐn)?shù)）舟品種及尺寸

6、/mm材料性能硬度電導(dǎo)率/ -1 /ms. m軟化 溫度 /HVHRB不小于11TP1TP2純銅Cu299.9冷拔棒，0258556150冷拔棒中2590(53)56鍛件5056鑄件10502CuCdl錦銅CdO.7-1. 3冷拔棒中2590(53)15250冷拔棒中2595(54)43鍛件90(53)153CuZrNb結(jié)銅銅ZrO. 100. 25NbO. 06-0. 15冷拔棒，鍛件(107)604850021CuCrl銘銅CrO. 3L 2冷拔棒 中25125(69)43475冷拔棒中25140(76)鍛件100(56)鑄件852CuCrZr銘銘銅CrO. 25-0. 65冷拔棒，鍛件(

7、135)7543550ZrO. 08-0. 203CuCrAlMg格鋁鎂銅CrO. 4-0.7冷拔棒、鍛件(126)7040A10. 15-0. 25MgO. 150. 254CuCrZrNb絡(luò)錯(cuò)鋸銅CrO. 250. 40冷拔棒、鍛件(142)7845575ZrO. 100. 25NbO. 08-0. 25CeO. 020.1631CuCo2Be彼鉆銅Co2. 02. 8冷拔棒中25180(89)23475冷拔棒 中25190(91)BeO.4-O. 7鍛件180(89)鑄件180(89)2CuNi2Si硅銀銅Nil. 6-2.5冷拔棒中25200(94)18500冷拔棒中25200(94)

8、17Si0,5 0.8鍛件168(86)19鑄件158(83)17類(lèi) 別編號(hào)材料牌號(hào)材料名稱化學(xué)成分（質(zhì) 量分?jǐn)?shù)）%品種及尺寸 /mm材料性能硬度電導(dǎo)率 /ms. m1軟化 溫度 /HVHRB不小于3CuCo2CrSi鉆輅硅銅Col. 82. 3CrO. 3L 0SiO. 3-1.0NbO. 05-0. 15冷拔棒、鍛件(183)90266003電極夾頭電極夾頭用于加持電極，導(dǎo)電和傳遞力矩，故應(yīng)有良好的力學(xué)性能和導(dǎo) 電性。我公司電極夾頭結(jié)構(gòu)應(yīng)能向電極通冷卻水，電極夾頭的錐形端面 壁厚不得小于5mm,必要時(shí)可采用末端加粗的電極夾頭。5.點(diǎn)焊方法和工藝1點(diǎn)焊方法點(diǎn)焊通常分為雙面點(diǎn)焊和單面點(diǎn)焊兩大類(lèi)

9、。雙面點(diǎn)焊時(shí)，電極由工 件的兩側(cè)向焊接處饋電。單面點(diǎn)焊時(shí)，電極由工件的同一側(cè)向焊接處饋 電。我公司推薦選用單點(diǎn)雙面點(diǎn)焊的焊接方法。我公司點(diǎn)焊零部件用于承受小的靜載荷或動(dòng)載荷，為一般焊接接頭 （即QJ 1289規(guī)定的HI級(jí)接頭）。2點(diǎn)焊工藝參數(shù)的選擇步驟2. 1第一步初選個(gè)焊接參數(shù)；2. 2第二步現(xiàn)場(chǎng)工藝試驗(yàn)并進(jìn)行調(diào)整和修正，最后確定出最佳參數(shù)。3點(diǎn)焊工藝參數(shù)選擇根據(jù)工件的材料和厚度，參考該種材料的焊接條件表選取。首先確 定電極的端面形狀和尺寸。其次初步選定電極壓力和焊接時(shí)間，然后調(diào) 節(jié)焊接電流，以不同的電流焊接試樣。經(jīng)檢驗(yàn)熔核直徑符合要求后，在 適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)調(diào)節(jié)電極壓力，焊接時(shí)間和電流，進(jìn)行試

10、驗(yàn)的焊接和檢驗(yàn),圖5-1焊接電流及對(duì)焊點(diǎn)抗剪強(qiáng)度的影響直到焊點(diǎn)質(zhì)量完全符合技術(shù)條件所規(guī)定的要求為止。試驗(yàn)選擇工藝參數(shù)時(shí)，要充分考慮試樣和工件的分流、鐵磁性物質(zhì) 影響，以及裝配間隙方面的差異，并適當(dāng)加以調(diào)整。如果改變某一焊接 參數(shù)，其他參數(shù)必須加以修正。5. 3. 1電極壓力：電極壓力影響焊件接觸電阻、電流密度、電極散熱的 效果和焊接區(qū)的塑性變形。如果焊接容量足夠大，應(yīng)采用較大的電極壓 力，以提高焊接質(zhì)量及其穩(wěn)定性。5. 3. 2焊接電流：電阻焊的焊接電流對(duì)產(chǎn)熱的影響比電阻和通電時(shí)間大, 是平方正比關(guān)系，因此是必須嚴(yán)格控制的重要參數(shù)。隨焊接電流的增大, 熔核直徑與熔透率隨之增大，接頭的抗剪強(qiáng)度也

11、將增大。圖5-1是典型 焊點(diǎn)抗剪強(qiáng)度與電流大小的關(guān)系，圖中AB段相當(dāng)于為熔化焊接，BC段 相當(dāng)于熔化焊接，接近C點(diǎn)，抗剪強(qiáng)度增加緩慢，說(shuō)明電流的對(duì)抗剪強(qiáng) 度的影響小，故焊接時(shí)應(yīng)選用接近C點(diǎn)的焊接電流。超過(guò)C點(diǎn)后，由于 出現(xiàn)飛濺或工件表面壓痕過(guò)深，抗剪強(qiáng)度明顯降低。電流過(guò)大還會(huì)導(dǎo)致 母材過(guò)熱，電極迅速耗損。出電流總量外，電流密度對(duì)加熱也有顯著影 響，增大接觸面積，會(huì)降低電流密度和焊接熱量，從而使接頭強(qiáng)度下降。 因而在工藝設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮分流對(duì)焊質(zhì)量的不良影響，并采取措施加以控 制。反之電流密度過(guò)大，將導(dǎo)致焊縫金屬飛濺，形成空腔、焊縫開(kāi)裂及 力學(xué)性能下降等不良后果。5.3.3點(diǎn)焊時(shí)電流的分流：因?yàn)榉至?/p>

12、使焊接區(qū)的有效電流減小，析熱不 足而使熔核尺寸減小，導(dǎo)致熔核強(qiáng)度下降；分流電流在電極-焊件接觸面 一側(cè)集中過(guò)密，將因局部過(guò)熱造成飛濺、燒傷焊件或電極、熔核便宜等。 影響分流的因素很多，零件材料、結(jié)構(gòu)、點(diǎn)距、表面狀態(tài)和裝配質(zhì)量等 都能影響分流的大小。減小分流常用措施有一下五點(diǎn)。5. 3. 3. 1選擇合適的點(diǎn)距。材料的電阻率越小，板厚越大，焊件層數(shù)越 多，則分流越大，所允許的最小點(diǎn)距也應(yīng)增大；5. 3. 3. 2焊前清理焊件表面；5. 3. 3. 3提高裝配質(zhì)量。待焊處裝配間隙大，其電阻增大，使分流增大。 焊機(jī)應(yīng)盡量減小裝配間隙；5. 3. 3. 4適當(dāng)增大焊接電流，以補(bǔ)償分流的影響。5. 3.

13、 3. 5其他特殊措施。如采用熱膨脹監(jiān)控、順序改變各點(diǎn)電流的控制 器以及采用能有效地補(bǔ)償分流影響的其他裝置等。5. 3.4焊接時(shí)間：焊接時(shí)間的熔核尺寸的影響與焊接電流的影響基本類(lèi) 似，只是增減速度有所不同。焊接時(shí)，根據(jù)材料的物理性能、焊件厚度與裝配精度、焊接容量、焊件焊前的表面狀態(tài)及對(duì)焊件表面質(zhì)量的要求 等來(lái)確定焊接時(shí)間的長(zhǎng)短。圖5-1未幾種典型材料焊接時(shí)，焊接厚度與 焊接電流、焊接時(shí)間的關(guān)系。3-高溫合金4-不銹鋼5-銅合金注：本圖摘自焊接工程師手冊(cè)我公司點(diǎn)焊件為低碳鋼，此類(lèi)鋼具有良好的焊接性，其焊接電流、 電極壓力和通電時(shí)間等工藝參數(shù)具有較大的調(diào)節(jié)范圍。表5-1為美國(guó)RWMA推薦的低碳鋼點(diǎn)

14、焊的焊接條件，可供參考。表5-1低碳鋼點(diǎn)焊的焊接條件板 厚 /mm電極最小點(diǎn)距/mm最小搭接量/mm最佳條件中等條件普通條件最大 d/mm最小 D/mm電極 壓力 /KN焊接時(shí)間倜焊接 電流 /KA熔核 直徑 /mm抗剪 強(qiáng)度 14% /KN電極 壓力 /KN焊接時(shí)間倜焊接 電流 /KA熔核直徑/mm抗剪 強(qiáng)度 14% /KN電極 壓力 /KN焊接時(shí)間倜焊接 電流 /KA熔核直徑/nnn抗剪 強(qiáng)度 14% /KN0.43.2108101. 1545.24.01.80. 75S4.53.61.60. 40173.53.31.250.54.8109111.3556.04.32.40.9095.04

15、.02.10. 45204.03.61.750.64.81010111.5066.64.73.01.00115.54.32.80. 50224.34.02. 250.84.81012111.907.85.34.41.25136.54.84.00. 60255.04.63. 551.06.41318122. 25S8.85.86. 11.50177.25.45.40. 75305. 65.35. 301.26.41320142. 70109.86.27.81.75197.75.86.80. 85336. 15.56. 501.66.41327163. 601311.56.910.62.40259

16、. 16.710.01. 15437.06.39. 251.88.01631174. 101512.57.413.02.75289.77. 111.81. 30487.56.711.002.08.01635184. 701713.37.914. 53.003010. 37.613.71. 5053S. 07. 113.052.38.01640205. 802015.08.618.53.703711. 3S.417.71.S0648.67.916.85注：d-電極端而直徑；D-電極主體直徑：焊接時(shí)間欄內(nèi)周數(shù)已按50Hz電源頻率修訂6.點(diǎn)焊接頭點(diǎn)焊通常采用搭接接頭和這邊接頭(圖6-1),在設(shè)計(jì)點(diǎn)焊

17、結(jié)構(gòu)時(shí)， 必須考慮電極的可達(dá)性，即電極必須能方便地抵達(dá)構(gòu)件的焊接部位，同 時(shí)還應(yīng)考慮諸如邊距、搭接量、點(diǎn)距裝配間隙和焊點(diǎn)強(qiáng)度等因素。(b)圖6-1點(diǎn)焊接頭型式(a)搭接接頭(b)折邊接頭e-點(diǎn)距b-邊距6.1邊距：邊距的最小值取決于被焊金屬的種類(lèi)、厚度和焊接條件。對(duì)于屈服強(qiáng)度高的金屬、薄件或采用強(qiáng)條件時(shí)可取較小值，但不允許邊工 件邊緣被壓潰。搭接量是邊距的二倍，推薦的最小搭接量見(jiàn)表6-1。表6T接頭的最小搭接量薄件厚度8 /mm熔核直徑 d/mm單排最小搭邊(b/mm)最小工藝間距(e/mm)鋁合金碳鋼、低合金 鋼、不銹鋼輕合金碳鋼、低合金鋼不銹鋼0.53.0-108111070.83. 51

18、29131291.04. (25.0116111514111.56. 0-118122014122.07. 0-1520142516142.58. 01522163018163.09. 0-1526183520183.510:28204022224.0ir:30254524244.512423428026265. 0If3630552s30注：本表摘自實(shí)用焊接技術(shù)手冊(cè)6.2點(diǎn)距：點(diǎn)距的最小值與被焊金屬的厚度、電導(dǎo)率、表面清潔度、以 及熔核的直徑有關(guān)。表6-2為推薦的最小點(diǎn)距。板厚（6 /mm）不銹鋼低碳鋼、低合金鋼鋁合金0.5810150.8912171.010132

19、01.51215252.01416272.51618303.01820303. 5202?30表6-2焊點(diǎn)的最小點(diǎn)距（單位/mm）注：本表摘自焊接手冊(cè)點(diǎn)距最小值應(yīng)考慮分流影響。采用強(qiáng)條件和打的電極壓力時(shí)，點(diǎn)距 可適當(dāng)減?。徊捎脽崤蛎洷O(jiān)控或能夠順序改變個(gè)點(diǎn)電流的控制器時(shí)，以 及采用能夠有效地補(bǔ)償分流影響的其他裝置時(shí)，點(diǎn)距可以不受限制。3裝配間隙裝配間隙必須盡可能的小，許用間隙值通常為0.7.焊接接頭質(zhì)量表面缺陷：點(diǎn)焊焊接接頭表面可能存在的缺陷有：裂紋、燒穿、噴 濺、過(guò)深的壓痕、銅跡和沿焊點(diǎn)邊沿的脹裂等。焊件及試樣檢查時(shí)，點(diǎn) 焊接頭允許存在一定的缺陷，但缺陷點(diǎn)數(shù)占焊點(diǎn)總成的百分比不允許超 出表7-

20、1的規(guī)定。表7T 點(diǎn)焊接頭允許存在、允許修補(bǔ)的內(nèi)、外部缺陷及數(shù)量缺陷種類(lèi)缺陷點(diǎn)數(shù)占焊點(diǎn)總數(shù)的白分比允許存在的缺陷允許修補(bǔ)的缺陷III級(jí)接頭內(nèi)、外部裂紋010邊沿脹裂00燒穿08外噴濺及表面燒傷1010過(guò)深的壓痕100內(nèi)部氣孔、疏松、縮孔、未熔合66未焊上015缺陷總數(shù)2020注：允許存在的帶缺陷焊點(diǎn)不允許集中在一處2熔核直徑：點(diǎn)焊焊點(diǎn)熔核直徑應(yīng)符合表7-2規(guī)定。表7-2焊點(diǎn)熔核直徑d允許最小值薄板厚度/mm碳鋼/mm低合金結(jié)構(gòu)鋼/mm不銹鋼/mm0.32.22.22.40.62.52. 52. 50.8333.213.53.53.81.2444.21.54.54.54.825.55. 55.

21、52.5666.436. 56. 573點(diǎn)焊相對(duì)位置尺寸偏差應(yīng)不超過(guò)表7-3規(guī)定。表7-3焊點(diǎn)相對(duì)位置尺寸允許偏差值I、I【級(jí)接頭in級(jí)接頭邊距/81.52822. 5焊點(diǎn)距W1522. 515-30343045焊點(diǎn)排距W202320314常見(jiàn)缺陷事例4. 1虛焊、未焊透b.合格焊縫a.虛焊、未焊透7. 4. 2飛濺7. 4. 3壓痕過(guò)深a.壓痕過(guò)深7. 4. 4邊距過(guò)小、母材邊緣壓潰4. 5過(guò)燒、焊點(diǎn)表面嚴(yán)重氧化，焊點(diǎn)表面凹凸不平7.4.6熔核偏小、接頭強(qiáng)度弱a.熔核偏小b.合格熔核8.檢驗(yàn)、試驗(yàn)1外觀質(zhì)量檢驗(yàn)1.1試樣和焊件應(yīng)100%進(jìn)行目視檢驗(yàn)，允許用（5-10倍放大鏡檢查）. 1.2試

22、樣和焊件上的焊點(diǎn)不允許有外部裂紋、燒穿、沿焊點(diǎn)邊緣脹裂。 外部飛濺物應(yīng)清理干凈。.1.3焊件上的壓痕應(yīng)均勻，通以焊接接頭最大與最下壓痕直徑之比不 允許大于1.25,允許壓痕深度見(jiàn)表8-1。表8-1允許壓痕深度焊件厚度&mm允許壓痕深度/mm8 W2W30%88 22焊透率（按薄板計(jì)算）規(guī)定如下：2. 1厚度比2的組合，焊透率應(yīng)在30%-80%之間；2. 2厚度比的組合，焊透率應(yīng)在20%-80%之間；3撕破試驗(yàn)：撕破試驗(yàn)應(yīng)撕破5個(gè)以上連續(xù)點(diǎn)焊的焊點(diǎn);1撕破試驗(yàn)時(shí)，當(dāng)板厚V2mm時(shí)，在一側(cè)試樣上撕成孔洞；當(dāng)板厚22mm時(shí)，在一側(cè)試樣上應(yīng)撕成孔洞或深度大于二分之一板厚的凹坑。8. 3. 2試樣撕破后

23、，在試樣上留下的熔核尺寸應(yīng)符合表8-2的規(guī)定。表8-2焊件厚度0.30.40.50.81.01.21.52.02.53.0熔合尺寸d不小于1.52.22.53.74. 14.655. 76.46.98. 4點(diǎn)焊接頭強(qiáng)度試驗(yàn)8. 4. 1在制定新的焊接工藝參數(shù)時(shí)應(yīng)進(jìn)行接頭強(qiáng)度試驗(yàn)；8. 4. 2焊縫接頭的最小抗剪強(qiáng)度應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)后確定，并在設(shè)計(jì)文件中規(guī)定;8. 4. 31n級(jí)點(diǎn)焊接頭的單點(diǎn)抗剪力值應(yīng)不低于表8. 3規(guī)定。8. 5其他試驗(yàn)視產(chǎn)品需要或主機(jī)廠要求可組織使用電阻焊加工的產(chǎn)品進(jìn)行振動(dòng)試驗(yàn)、 裝車(chē)試驗(yàn)及其他相關(guān)試驗(yàn)。表8. 3點(diǎn)焊接頭的單點(diǎn)最小抗剪力值材料 剪力、厚度低碳鋼低合金鋼不銹鋼08F

24、10 DC0120 20A2512Mn2A12Gr5MoA25GrMnSiA25GrMnVA30GrMnSiAlGrl8Xi9Ti0. 366589012250.4955131017800.51245173523550.825153445465013625473564951.24983620587181.571638630980021092013365137202.51468017790196003180032137324500. 4. 4不同厚度板材組合焊接時(shí)，按薄板厚度確定接頭強(qiáng)度；相同厚度, 不同材料板材組合焊接時(shí)，按強(qiáng)度極限低的材料確定；不同厚度，不同 材料板材組合焊接時(shí)，按承受載荷能力低的材料一邊確定接頭強(qiáng)度。.凸焊方法和工藝凸焊方法：我公司使用四點(diǎn)凸焊的方法將焊接方螺母焊接在焊件上。9. 2凸焊工藝參數(shù)的選擇步驟2. 1初步選定電極壓力和焊接時(shí)間（可參照表8-1）,再調(diào)節(jié)焊接電流, 以不同的電流焊接試樣，直至螺母破壞力矩100%270N-m為止。5. 2.3在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)調(diào)節(jié)電極壓力，焊接時(shí)間和電流，進(jìn)行試樣的焊 接和檢驗(yàn)，直至螺母破壞力矩100%270m、內(nèi)