电阻焊是利用电流通过焊件及其接触处所产生的电阻热,将焊件局部加热到塑性或熔化状态,然后在压力下形成焊接接头的焊接方法。
电阻焊生产率高、焊接变形小、劳动条件好、无须另加焊接材料、操作简便、易实现机械化等。但其设备较一般熔焊复杂、耗电量大,且适用的接头形式与可焊工件厚度(或断面尺寸)受到限制。
电阻焊分为点焊、缝焊和对焊三种形式。
1.点焊
点焊是利用柱状电极加压通电,在搭接工件接触面之间焊成一个个焊点的焊接方法,如图11-32 所示。
点焊时,先加压使两个工件紧密接触,然后接通电流。由于两工件接触处电阻较大,电流流过所产生的电阻热使该处温度迅速升高,局部金属可达熔点温度,被熔化形成液态熔核。
断电后,继续保持压力或加大压力,使熔核在压力下凝固结晶,形成组织致密的焊点。而电极与工件间的接触处,所产生的热量因被导热性好的铜(或铜合金)电极及冷却水传走,因此温升有限,不会出现焊合现象。
焊完一个点后,电极将移至另一点进行焊接。当焊接下一个点时,有一部分电流会流经已焊好的焊点,称为分流现象。分流将使焊接处电流减小,影响焊接质量,因此,两个相邻焊点之间应有一定距离。工件厚度越大,焊件导电性越好,则分流现象越严重,故点距应加大。不同材料及不同厚度工件上焊点间的最小距离见表11-4。
图11-32 点焊示意图
表11-4 点焊的焊点间最小距离
影响点焊质量的主要因素有焊接电流、通电时间、电极压力及工件表面清理情况等。因此点焊前必须对焊件进行酸洗、喷砂或打磨处理。
点焊主要适用于厚度为4 mm 以下的薄板、冲压结构及线材的焊接,每次焊一个点或一次焊多个点。目前,点焊已广泛用于制造汽车、车厢、飞机等薄壁结构以及罩壳和轻工、生活用品等。
2.缝焊
缝焊(图11-33)过程与点焊相似,只是用旋转的圆盘状滚动电极代替了柱状电极。焊接时,盘状电极压紧焊件并转动(也带动焊件向前移动),配合断续通电,即形成连续重叠的焊点,因此称为缝焊。
缝焊时,焊点相互重叠50%以上,密封性好,主要用于制造要求密封性的薄壁结构,如油箱、小型容器与管道等。(www.xing528.com)
但因缝焊过程分流现象严重,焊接相同厚度的工件时,焊接电流为点焊的1.5~2 倍。因此要使用大功率焊机,并用精确的电气设备控制间断通电的时间。缝焊只适用于厚度为3 mm 以下的薄板结构。
3.对焊
对焊是利用电阻热使两个工件在整个接触面上焊接起来的一种方法,如图11-34 所示。根据焊接操作方法的不同又可分为电阻对焊和闪光对焊。
图11-33 缝焊示意图
图11-34 对焊示意图
(a)电阻对焊; (b)闪光对焊
(1)电阻对焊
电阻对焊操作简单,接头比较光滑。但焊前应认真加工和清理端面,否则易造成加热不匀、连接不牢的现象。此外,高温端面易发生氧化,质量不易保证。电阻对焊一般只用于焊接截面形状简单、直径(或边长)小于20 mm 和强度要求不高的工件。
(2)闪光对焊
将两工件端面稍加清理后夹在电极钳口内,接通电源并使两工件轻微接触。因工件表面不平,首先只是某些点接触、强电流通过时,这些接触点的金属即被迅速加热熔化,甚至蒸发,在蒸气压力和电磁力的作用下,液体金属发生爆破,以火花形式从接触处飞出而形成“闪光”。此时应继续送进工件,保持一定闪光时间,待焊件端面全部被加热熔化时,迅速对焊件施加力并切断电源,焊件在压力作用下产生塑性变形而焊在一起。
闪光对焊的特点: 在闪光对焊的焊接过程中,工件端面的氧化物和杂质,一部分被闪光火花带出,另一部分在最后加压时随液态金属挤出,因此接头中夹渣少、质量好、强度高。其缺点是金属损耗较大,闪光火花易玷污其他设备与环境,接头处焊后有毛刺需要加工清理。
闪光对焊常用于对重要工件的焊接,可焊相同金属件,也可焊接一些异种金属(铝-铜、铝-钢等)。被焊工件可以是直径小到0.01 mm 的金属丝,也可以是断面大到20 000 mm2 的金属棒和金属型材。
不论哪种对焊,焊件断面应尽量相同,圆棒直径、方钢边长和管子壁厚之差均不应超过25%。图11-35所示为推荐的几种对焊接头形式。对焊主要用于刀具、管子、钢筋、钢轨、锚链和链条等的焊接。
图11-35 对焊接头形式
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