电阻焊点焊方法和工艺Word文档下载推荐.docx

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在薄件或导电、导热性好的工件一侧垫一块由导热性较差的金属制成的垫片（厚度为0.2-0.3mm），以减少这一侧的散热。

点焊接头的设计

点焊通常采用搭接接头和折边接头（图11-9）接头可以由两个或两个以上等厚度或不等厚度的工件组成。

在设计点焊结构时，必须考虑电极的可达性，即电极必须能方便地抵达工件的焊接部位。

同时还应考虑诸如边距、搭接量、点距、装配间隙和焊点强度诸因素。

边距的最小值取决于被焊金属的种类，厚度和焊接条件。

对于屈服强度高的金属、薄件或采用强条件时可取较小值。

搭接量是边距的两倍，推荐的最小搭接量见表11-2。

表11-2 

接头的最小搭接量（mm）3

最薄板件厚度

单排焊点

双排焊点

结构钢

不锈钢及高温合金

轻合金

0.5

0.8

1.0

1.2

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

8

9

10

11

12

14

16

18

20

22

6

7

8

12

24

26

28

30

16

32

36

40

42

14

34

38

22

46

48

50

点距即相邻两点的中心距，其最小值与被焊金属的厚度、导电率，表面清洁度，以及熔核的直径有关。

表11-3为推荐的最小点距。

表11-3 

焊点的最小点距（mm）3

点距

10

15

15

25

35

规定点距最小值主要是考虑分流影响，采用强条件和大的电极压力时，点距可以适当减小。

采用热膨胀监控或能够顺序改变各点电流的控制器时，以及能有效地补偿分流影响的其他装置时，点距可以不受限制。

装配间隙必须尽可能小，因为靠压力消除间隙将消耗一部分电极压力，使实际的焊接压力降低。

间隙的不均匀性又将使焊接压力波动，从而引起各焊点强度的显著差异，过大的间隙还会引起严重飞溅，许用的间隙值取决于工件刚度和厚度，刚度、厚度越大，许用间隙越小，通常为0.1-2mm。

单个焊点的抗剪强度取决于两板交界上熔核的面积，为了保证接头强度，除熔核直径外，焊透率和压痕深度也应符合要求，焊透率的表达式为：

η=h/δ-c×

100%（参见图11-10）。

两板上的焊透率只允许介于20-80%之间。

镁合金的最大焊透率只允许至60%。

而钛合金则允许至90%。

焊接不同厚度工件时，每一工件上的最小焊透率可为接头中薄件厚度的20%，压痕深度不应超过板件厚度的15%，如果两工件厚度比大于2:

1，或在不易接近的部位施焊，以及在工件一侧使用平头电极时，压痕深度可增大到20-25%。

图11-10示低倍磨片上的熔核尺寸。

点焊接头受垂直面板方向的拉伸载荷时的强度，为正拉强度。

由于在熔核周围两板间形成的尖角可引起应力集中，而使熔核的实际强度降低，因而点焊接头一般不这样加载。

通常以正拉强度和抗剪强度之比作为判断接头延性的指标，此比值越大，则接头的延性越好。

多个焊点形成的接头强度还取决于点距和焊点分布。

点距小时接头会因为分流而影响其强度，大的点距又会限制可安排的焊点数量。

因此，必须兼顾点距和焊点数量，才能获得最大的接头强度，多列焊点最好交错排列而不要作矩形排列。

常用金属的点焊

一、电阻焊前的工件清理

无论是点焊、缝焊或凸焊，在焊前必须进行工件表面清理，以保证接头质量稳定。

清理方法分机械清理和化学清理两种。

常用的机械清理方法有喷砂、喷丸、抛光以及用纱布或钢丝刷等。

不同的金属和合金，需采用不同的清理方法。

简介如下：

铝及其合金对表面清理的要求十分严格，由于铝对氧的化学亲合力极强，刚清理过的表面上会很快被氧化，形成氧化铝薄膜。

因此清理后的表面在焊前允许保持的时间是严格限制的。

铝合金的氧化膜主要用以化学方法去除，在碱溶液中去油和冲洗后，将工件放进正磷酸溶液中腐蚀。

为了减慢新膜的成长速度和填充新膜孔隙，在腐蚀的同时进行纯化处理。

最常用的纯化剂是重铬酸钾和重铬酸纳（见表1）。

纯化处理后便不会在除氧化膜的同时，造成工件表面的过分腐蚀。

腐蚀后进行冲洗，然后在硝酸溶液中进行亮化处理，以后再次进行冲洗。

冲洗后在温度达75℃的干燥室中干燥，活用热空气吹干。

这样清理后的工件，可以在焊前保持72h。

铝合金也可用机械方法清理。

如用0-00号纱布，或用电动或风动的钢丝刷等。

但为防止损伤工件表面、钢丝直径不得超过0.2mm，钢丝长度不得短于40mm，刷子压紧于工件的力不得超过15-20N，而且清理后须在不晚于2-3h内进行焊接。

为了确保焊接质量的稳定性，目前国内各工厂多在化学清理后，在焊前再用钢丝刷清理工件搭接的内表面。

铝合金清理后必须测量放有两铝合金工件的两电极间总阻值R。

方法是使用类似于点焊机的专用装置，上面的一个电极对电极夹绝缘，在电极间压紧两个试件，这样测出的R值可以最客观地反映出表面清理的质量。

对于LY12、LC4、LF6铝合金R不得超过120微欧姆，刚清理后的R一般为40-50微欧，对于导电性更好的LF21、LF2铝合金以及烧结铝类的材料，R不得超过28-40微欧。

镁合金一般使用化学清理，经腐蚀后再在铬酐溶液中纯化。

这样处理后会在表面形成薄而致密的氧化膜，它具有稳定的电气性能，可以保持10昼夜或更长时间，性能仍几乎不变。

镁合金也可以用钢丝刷清理。

铜合金可以通过在硝酸及盐酸中处理，然后进行中和并清除焊接处残留物。

不锈钢、高温合金电阻焊时，保持工件表面的高度清洁十分重要，因为油、尘土、油漆的存在，能增加硫脆化的可能，从而使接头产生缺陷。

清理方法可用激光、喷丸、钢丝刷或化学腐蚀。

对于特别重要的工件，有时用电解抛光，但这种方法复杂而且生产率低。

钛合金的氧化皮，可在盐酸、硝酸及磷酸钠的混合溶液中进行深度腐蚀加以去除。

也可以用钢丝刷或喷丸处理。

低碳钢和低合金钢在大气中的抗腐蚀能力较低。

因之，这些金属在运输、存放和加工过程中常常用抗蚀油保护。

如果涂油表面未被车间的赃物或其它不良导电材料所污染，在电极的压力下，油膜很容易被挤开，不会影响接头质量。

钢的供货状态有：

热轧，不酸洗；

热轧，酸洗并涂油；

冷轧。

未酸洗的热轧钢焊接时，必须用喷砂、喷丸，或者用化学腐蚀的方法清除氧化皮，可在硫酸及盐酸溶液中，或者在以磷酸为主但含有硫脲的溶液中进行腐蚀，后一种成份可有效地同时进行涂油和腐蚀。

有镀层的钢板，除了少数例外，一般不用特殊清理就可以进行焊接，镀铝钢板则需要用钢丝刷或化学腐蚀清理。

带有磷酸盐涂层的钢板，其表面电阻会高到在地电极压力下，焊接电流无法通过的程度。

只有采用较高的压力才能进行焊接。

二、镀锌钢板的点焊

镀锌钢板大致分为电镀锌钢板和热浸镀锌钢板，前者的镀层比后者薄。

点焊镀锌钢板用的电极，推荐用2类电极合金。

相对点焊外观要求很高时，可以采用1类合金。

推荐使用锥形电极形状，锥角120度-140度。

使用焊钳时，推荐采用端面半径为25-50mm的球面电极。

为提高电极使用寿命，也可采用嵌有钨极电极头的复合电极，以2类电极合金制成的电极体，可以加强钨电极头的散热。

下表是日本焊接学会第3委员会推荐的镀锌钢板点焊的焊接条件

镀锌钢板点焊的焊接条件

镀层种类

电镀锌

热浸镀锌

镀层厚（um）

2-3

10-15

15-20

20-25

焊接条件

级别

板厚（mm）

1.6

电极压力（KN）

A

B

2.7

3.3

4.5

3.2

1.7

3.7

焊接时间（周）

电流（KA）

10.0

8.5

11.5

10.5

14.5

12.0

9.9

12.5

11.0

15.0

抗剪强度

4.6

4.4

6.7

6.5

5.0

4.8

9.0

8.7

13

三、低碳钢的点焊

低碳钢的含碳量低于0.25%。

其电阻率适中,需要的焊机功率不大；

塑性温度区宽，易于获得所需的塑性变形而不必使用很大的电极压力；

碳与微量元素含量低，无高熔点氧化物，一般不产生淬火组织或夹杂物；

结晶温度区间窄、高温强度低、热膨胀系数小，因而开裂倾向小。

这类钢具有良好的焊接性，其焊接电流、电极压力和通电时间等工艺参数具有较大的调节范围。

钢具有良好的焊接性，其焊接电流、电极压力和通电时间等工艺参数具有较大的调节范围。

下表为美国RWMA推荐的低碳钢点焊的焊接条件，可供参考：

低碳钢点焊的焊接条件

板厚

电极

最小点距

最小搭接距

最佳条件（A类）

中等条件（B类）

最大

d

最小D

电极压力

焊接时间

焊接电流

熔核直径

抗剪强度±

14%

17%

20%

（mm）

（kN）

（周）

（kA）

（KA）

（KN）

0.4

0.5

0.6

1.8

2.3

6.4

8.0

9.5

27

31

17

1.15

1.35

1.50

1.90

2.25

2.70

3.60

4.10

4.70

5.80

8.20

4

5

6

5.2

6.0

6.6

7.8

8.8

9.8

13.3

17.4

4.3

4.7

5.3

5.8

6.2

6.9

7.4

7.9

8.6

10.3

2.4

6.1

10.6

13.0

18.5

31.0

0.75

0.90

1.00

1.25

1.75

2.40

2.75

3.00

3.70

5.00

19

37

5.5

7.2

7.7

9.1

9.7

11.3

12.9

3.6

5.4

7.1

7.6

8.4

2.1

2.8

6.8

11.8

13.7

17.7

28.5

0.40

0.45

0.50

0.60

0.85

1.30

1.80

2.60

33

43

53

64

88

5.6

7.0

7.5

6.3

9.4

3.55

9.25

11.00

13.05

16.85

26.60

四、淬火钢的点焊

由于冷却速度极快，在点焊淬火钢时必然产生硬脆的马氏体组织，在应力较大时会产生裂纹。

为了消除淬火组织、改善接头性能，通常采用电极间焊后回火的双脉冲点焊方法，这种方法的第一个电流脉冲为焊接脉冲，第二个为回火处理脉冲，使用这种方法时应注意两点：

（1）两脉冲之间的间隔时间一定要保证使焊点冷却到马氏体转变点Ms温度以下；

（2）回火电流脉冲幅值要适当，以避免焊接区的金属重新超过奥氏体相变点而引起二次淬火。

淬火钢的双脉冲点焊工艺参数实例，示于下表可供参考：

25CrMnSiA、30CrMnSiA钢双脉冲点焊的焊接条件

电极端面直径（mm）

电极压力（kN）

5-5.5

6-6.5

6.5-7

7-7.5

1-1.8

1.8-2.5

2-2.8

2.2-3.2

22-32

24-35

25-37

30-40

焊接电流（kA）

间隔时间（周）

回火时间（周）

回火电流（kA）

5-6.5

6-7.2

6.5-8

7-9

25-30

30-35

60-70

60-80

60-85

65-90

2.5-4.5

3-5

3.5-6

4-7

五、镀铝钢板的点焊

镀铝钢板分为两类，第一类以耐热为主，表面镀有一层厚20-25微米的Al-Si合金（含有Si6-8.5%），可耐640度高温。

第二类以耐腐蚀为主，为纯铝镀层，镀层厚为第一类的2-3倍。

点焊这两类镀锌钢板时都可以获得强度良好的焊点。

由于镀层的导电、导热性好，因此需要较大的焊接电流。

并应采用硬铜合金的球面电极。

下表为第一类镀铝钢板点焊的焊接条件。

对于第二类，由于镀层厚，应采用较大的电流和较低的电极压力。

耐热镀铝板点焊的焊接条件

电极球面半径（mm）

抗剪强度（kN）

1.4

14.0

1.9

4.2

六、不锈钢的点焊

不锈钢一般分为：

奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢和马氏体不锈钢三种。

由于不锈钢的电阻率高、导热性差，因此与低碳钢相比，可采用较小的焊接电流和较短的焊接时间。

这类材料有较高的高温强度，必须采用较高的电极压力，以防止产生缩孔、裂纹等缺陷。

不锈钢的热敏感性强，通常采用较短的焊接时间、强有力的内部和外部水冷却，并且要准确地控制加热时间、焊接时间及焊接电流，以防热影响区晶粒长大和出现晶间腐蚀现象。

点焊不锈钢的电极推荐用2类或3类电极合金，以满足高电极压力的需要。

下表为不锈钢点焊焊接条件：

不锈钢点焊的焊接条件

0.3

5.5-6.5

7.5-8.0

9-10

0.8-1.2

1.5-2.0

2.4-3.6

3.6-4.2

4.0-4.5

5.0-5.6

7.5-8.5

8.5-10

10-12

3-4

5-7

6-8

9-12

11-13

12-16

13-17

3.5-4.5

5.8-6.5

6.0-7.0

6.5-8.0

8-10

8-11

七、铝合金的点焊

铝合金的应用十分广泛，分为冷作强化和热处理强化两大类。

铝合金点焊的焊接性较差，尤其是热处理强化的铝合金。

其原因及应采取的工艺措施如下：

（1）电导率和热导率较高 

必须采用较大电流和较短时间，才能做到既有足够的热量形成熔核；

又能减少表面过热、避免电极粘附和电极铜离子向纯铝包复层扩散、降低接头的抗腐蚀性。

（2）塑性温度范围窄、线膨胀系数大 

必须采用较大的电极压力，电极随动性好，才能避免熔核凝固时，因过大的内容拉应力而引起的裂纹。

对裂纹倾向大的铝合金，如LF6、LY12、LC4等,还必须采用加大锻压力的方法，使熔核凝固时有足够的塑性变形、减少拉应力，以避免裂纹产生。

在弯电极难以承受大的定锻压力时，也可以采用在焊接脉冲之后加缓冷脉冲的方法避免裂纹。

对于大厚度的铝合金可以两种方法并用。

（3）表面易生成氧化膜 

焊前必须严格清理，否则极易引起飞溅和熔核成形不良（撕开检查时，熔核形状不规则，凸台和孔不呈圆形），使焊点强度降低。

清理不均匀则将引起焊点强度不稳定。

基于上述原因，点焊铝合金应选用具有下列特性的焊机：

1）能在短时间内提供大电流；

2）电流波形最好有缓升缓降的特点；

3）能精确控制工艺参数，且不受电网电压波动影响；

4）能提供价形和马鞍形电极压力；

5）机头的惯性和摩擦力小，电极随动性好。

当前国内使用的多为300-600kVA的直流脉冲、三相低频和次级整流焊机，个别的达到1000kVA，均具有上述特性。

也有采用单相交流焊机的，但仅限于不重要工件。

点焊铝合金的电极应采用1类电极合金，球形端面，以利于压固熔核和散热。

由于电流密度大和氧化膜的存在，铝合金点焊时，很容易产生电极粘着。

电极粘着不仅影响外观质量，还会因电流减小而降低接头强度。

为此需经常修整电极。

电极每修整依次后可焊工件的点数与焊接条件、被焊金属型号、清理情况、有无电流波形调制，电极材料及其冷却情况等因素有关。

通常点焊纯铝为5-10点，点焊LF6，LY12时为25-30点。

防透铝LF21强度低，延性后，有较好的焊接性，不产生裂纹，通常采用固定不变电极压力。

硬铝（如LY11、LY12），超硬铝（如LC4、LC5）强度高、延性差，极易产生裂纹