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点焊编制通用工艺
点焊通用焊接工艺规程草稿
2009年7月18日
穆平如
点焊焊接通用工艺
一.焊前清理:
1.所有焊接零件在定位焊前均应进行彻底清理,不应有油渍,油漆,明显的氧化层或使焊接表面产生不均匀电阻的其他物质。
2.焊件表面状态直接影响着熔核的形成,焊点的强度和稳定性。
焊件表面的氧化膜以及油污,赃物,可能增加点焊时的接触电阻,甚至产生局部不导电区,破坏电流和热量的正常分布。
清理必须仔细,清理不良会引起飞溅,气孔,表面粘损,烧毁等缺陷。
焊前清理的控制,是保证点焊质量的措施。
3.点焊零件的清理方法分为机械清理和化学清理两类。
机械清理包括抛光,喷砂等。
化学清理包括除油,碱洗,酸洗、钝化等多种。
化学清理的焊件,表面接触电阻稳定性好,清理质量高,适合于大批量生产。
二.焊接工艺:
1,装配
1),对被焊接零件来说,良好的装配质量,是获得优质焊接接头的前提。
为确保焊点质量的稳定性,零件的装配质量也必须进行控制。
2),装配时容易发生的缺陷有两种:
一种是间隙过大,一种是位置错移。
无论哪一种缺陷,都可能造成零件焊后变形或应力过大。
装配时,必须注意要有良好的焊接配合,保证焊接处紧密贴合,搭边宽度以及足够的电极边距。
否则会引起飞溅,压痕过深,烧毁,熔核尺寸不稳定等缺陷,使焊点不密封,强度不稳定或是组合件在使用中因内应力而导致开焊。
3)重要复杂零件装配时,还应该采用专用工装定位和夹紧,以防止焊件的相对位移和变形。
2.定位焊:
通过定位焊,保证了零件相互间的装配位置,在继续进行点焊时,零件位置不会错移或发生积累误差与变形。
选择定位焊点距的原则有以下几点:
1)零件材料的线膨胀系数越大,组合件翘曲变形的倾向就越大,点距应越小。
2)零件的装配间隙越大,点距应越小。
定位焊点的排列和次序应保证使焊件最终焊接后的变形最小,要确保装配间隙均匀不发生堆积现象,选择的原则如下:
1)对于周向焊缝,应径向对称进行定位焊,薄形零件,更要注意每次的定位焊点跳开一点。
例如当筒型零件周向8点定位焊时,其定位顺序应是:
1-5-3-7-4-8-2-6
2)对于长的直焊缝,应从中间向两头定位焊。
3)曲率有变化的焊件,应先对曲率半径较小的部位进行定位焊。
4)对于各处刚度不同的组件,应从最大刚度处开始定位焊。
3.焊接:
1)注意要点:
焊接过程中,焊工要随时注意网路电压,网路气压,机臂温度和冷却水供应情况,当电压增高时,板材焊透太深,会产生压痕过深,粘电极及过烧等缺陷;反之会产生熔核过小,未焊透及粘焊等缺陷,因此对电源电压的变化范围必须加以限制。
一般配稳压器允许电源电压的波动范围为
伏。
网路气压的变化,同样会引起焊接质量的波动。
气压降低时,电极压力也随之降低,会产生飞溅,粘电极,缩孔及裂纹等缺陷。
一般规定网路气压不得低于5~5.5个大气压。
如果焊机的焊臂温度超过75℃,此时首先检查焊机的二次回路电阻是否正常,若二次回路电阻超过80微欧,则必须认真清理或修整高电阻段各部件连接的表面。
焊机的冷却水应充裕和洁净,最好选用循环软水冷却,软水造成水管内部结垢堵塞的倾向最小。
当冷却水的流量发生变化时,也会造成熔核偏移或者焊接质量的波动。
生产过程中不得随意调节焊接参数。
如果必须调整,一般宜调整热量参数,调整后必须重新制作工艺试片,经检验合格后才能继续生产。
2)焊接技术:
在焊接零件中,尤其是大型组合件时,要尽量保持组合件的待焊型面垂直于电极。
有倾斜现象,则容易产生椭圆形或畸形焊点,焊核歪斜,同时还会伴随严重的飞溅。
焊点的位置一般应位于搭接宽度的中心,并且应有足够的边距。
如果焊点压至边缘,会造成压痕过深及材料边缘裂纹等缺陷。
除焊接处外,不允许零件与焊机上的任何部位接触,以免产生分流或烧伤零件。
若有接触的可能,应当用绝缘带或橡皮绝缘。
4.不等厚度或不同材料焊件的点焊:
在相同材料点焊时,如果板材厚度相等,两者之间内部电阻相等,热量分布一致,其熔核位于两块板料的中间,均匀分布。
不等厚度焊件点焊时,厚板的内部电阻大,加热较强烈,而且薄板的散热条件较好,所以会发生熔核向厚板偏移的现象。
板件厚度比较大,则偏移越严重,甚至可能完全偏移到厚板的一侧,使薄板焊透率严重下降。
为减少熔核的偏移,可采取如下一些措施:
1)硬规范焊接,由于硬规范的选用,加热时间缩短,减少散热因素造成的影响。
2)两侧选用不同的电极材料在薄板一侧选用导电,导热性较差的电极材料,减少散热倾向。
3)正焊法在薄板一侧选用较小的电极直径。
4)预冲凸点焊前预先在薄板贴合面处冲压出凸点或凸缘,提高薄板的电流密度,时加热更加集中。
5)工艺垫片在薄板外侧附加约0.2毫米厚的不锈钢垫片,增加薄板焊接时的厚度且减少散热倾向。
6)不锈钢及耐热合金的点焊一般采用软规范。
如果板件组合的厚度比范围为1:
2~1:
3且薄板厚度小于1mm时,可采用反焊法。
即在薄板一侧选用较大直径的电极。
厚板抗变形能力大,翘曲变形不严重。
虽然厚板侧的焊点压痕较深,但散热因素占主导作用,改变了温度场的分布,使熔核的凸面朝向薄板,保证了薄板的焊透率。
5.焊接规范参数的选择方法:
1)选择的依据
1零组件设计图中的焊点直径。
搭接量,板材厚度来决定电极直径,由零件的结构形状决定焊接的可达性,分流情况,从而确定选用直电极还是特殊形状电极。
2被焊材料的热物理性能和机械性能
包括导电性,导热性,线膨胀系数,结晶问题,强度极限,硬度,屈服极限,高温强度,塑性,塑性变形范围,抗塑性变形强度以及对热机械作用的敏感性等。
材料的电阻系数决定了所选焊机功率及焊接电流,导热系数或导温系数决定了所选用焊接规范的软硬程度。
线膨胀系数决定了焊件的翘曲变形程度。
合金的结晶间隙温度范围及脆性温度区间,对形成熔核的热裂纹有密切关系。
当材料的合金元素含量越多,则形成热裂纹的倾向性就越大,材料的屈服极限及塑性决定了点焊时塑性变形的范围和程度。
材料的抗塑性变形强度越高,径向塑性变形速度越低。
则材料的飞溅倾向就越大。
材料的高温强度又决定了所选用的焊接压力。
低合金钢,马氏体不锈钢还对焊接热循环敏感性大。
根据以上分析的结果,可按下面的办法来选择焊接参数:
a.按材料的厚度选择电极直径:
b.按电阻的系数选择焊机的功率及焊接电流:
c.按导热系数,导温系数以及线膨胀系数来选择焊接时间:
d.按高温强度及抗塑性变形强度来选择焊接的压力:
e.按材料的焊接性及对裂纹的敏感性来考虑焊接时间,锻压时间,休止时间,焊接压力及其焊接循环。
3焊接设备的性能:
焊机的电气和机械参数、额定功率、最大功率、焊接周数调节范围、控制时间、电流调节范围、最大焊接压力、刚性、导轨灵活性、电极有效伸长长度、电极臂间最大距离、电极工作行程及机臂绕度等,在选择焊接规范时都要加以综合考虑。
4当不同厚度的板料焊接时,应以薄板作为选择焊接参数的依据。
不同材料焊接时,主要按焊接性较差的板材来考虑焊接参数。
2)选择的程序:
点焊时,不仅质量应符合一定的要求,而且还必须保证焊接质量的稳定性,即对于规范参数随机波动敏感性小,可以通过选择最佳的焊接规范来实现。
目前对于合格焊点的定义应当理解是:
1无飞溅;
2压痕深度不能超过10﹪;
3板材分离度不超过10﹪;
4溶核宽度不小于电极直径的80﹪;
5焊透率在40-80﹪之内;
6溶核应无缩孔和裂纹。
根据上述的原则和标准来选择零件的焊接参数,是一项细致的工艺试验研究工作,其程度主要是先找出合格焊点的范围,然后优选出一组最佳焊接规范。
操作工平时要根据焊点强度值,(破坏性试验),飞溅,板材变形程度溶核内的裂纹倾向,溶核直径尺寸来确定合格焊点的范围。
详细记录参数调整数据及材料规格型号,定期优化组合报工艺部,品质部存档或整理编制标准点焊作业指导书内的主要内容焊接参数调整范围《参考规范》。
若合格焊点的范围较宽,即允许焊接电流变化的范围较宽。
也就是说,焊点质量对焊接电流波动的敏感性小,那么,这一组焊接参数就是优选的最佳规范。
3)软规范与硬规范
焊接规范有软,硬规范之分。
这是根据焊接时间长短和焊接电流大小来划分的。
一般软规范的焊接电流小而通电时间长;硬规范的焊接电流大而通电时间短;介于两者之间的即为中等规范。
硬规范具有如下一些优点:
1焊点压痕浅;
2加热区窄,焊接变形小;
3电极软化及磨损小;
4生产率较高。
硬规范的缺点是:
1焊缝质量的稳定性差,及规范参数因外界条件瞬时变化而稍微波动时,会带来明显的质量波动;
2飞溅倾向大。
软规范具有如下一些优点:
1加热平稳,因此焊接质量对规范参数波动的敏感性低,溶核尺寸的一致性好;
2温度场分布平缓,塑性区宽,在压力的作用下易变性,可减少溶核内的飞溅,缩孔和裂纹倾向;
3点焊有淬火倾向的一类材料时,有预热缓冷的加热特征,可以减小冷裂纹倾向;
软规范的缺点是:
1其它参数配合不正确,会造成焊点压痕较深;
2加热区宽,焊件变形大;
3电极磨损较快。
在一般情况下,硬规范适应于铝合金,低碳钢,镀锌板及不等厚度焊件的点焊;软规范适用于低合金钢,耐热合金钢的点焊;中等规范则适应于不锈钢,钛合金的点焊。
6.焊接参数的控制:
当焊接时间,焊接压力和电极直径三个主要参数限定以后,允许焊接电流有一个调整范围。
此外,由于每台焊机的功率是不同的,所以热量和功率级数可由操作工自行选择但是必须遵循如下原则:
1)对于宜采用硬规范的工艺,功率级数可偏上限,对宜采用软规范的工艺,功率级数可偏下限
2)点焊的预压时间一般不低于5周;锻压时间则根据被焊材料的厚度和性能来确定,材料的厚度越大或焊接性越差,则选择锻压时间越长,其范围约为10-20周。
3)为保证焊机机臂和电极表面的温升最小,并减小溶核内的缩孔,裂纹倾向,选用的休止时间相等焊接时间。
焊接时,必须按工艺规定的范围来调整参数,当起始试件提交检验合格后,焊接零件时不能任意调整参数。
一旦超出了规范的调整范围,必须复查所制订的焊接工艺参数。
复查参数,也可以间接检查焊机的稳定性。
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