点焊产品质量缺陷及解决方法.ppt

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1、电 阻 焊(点焊),1,2,目 录,二.电阻焊的主要过程参数与控制,一.电阻焊基本知识,四.电阻焊常见问题与处理,三.钢与焊接,3,焊接三要素,优秀的操作者 高品质的焊接设备 合格的焊接材料,一.电阻焊基本知识,4,焊接方法分类,5,电阻焊概述,电阻焊是将被焊工件压紧于两电极之间，利用电流在工件接触面及邻近区域的电阻上产生热量,并将其加热到熔化或塑性状态，使之形成金属结合的一种焊接方法。电阻焊以其独特的优势,广泛应用于航空航天、电子、汽车、家用电器等制造行业。电阻焊方法主要有四种：点焊、缝焊、凸焊、对焊。,6,电阻焊的特点,特点,应力与变形小加热时间短：热量集中,操作简单易于实现机械化和自动化

2、,焊接成本低不需要填充金属等焊接材料,适宜大批量生产生产率高且无噪声及有害气体,冶金过程简单：熔核形成时，始终被塑性环包围，熔化金属与空气隔绝。,7,初期加压时间Ts,上升时间Tu,通电时间Tw,下降时间Td,保持时间Th,开放时间To,电极压力,焊接电流,电阻焊的工作程序,8,加压力,电阻焊三要素,通电时间,焊接电流,9,焊接电流焊接电流是产生热量的重要因素（Q=I2 R t）,焊接电流过小焊接部位热量不足严重影响焊点强度,焊接电流过大焊接部变形，表面变污熔融金属喷溅，产生气泡,10,加压力加压力可使焊接部位阻值均匀防止局部加热。,加压力过小熔融金属喷溅，产生气泡、裂痕、强度变弱。,加压力过

3、大接触电阻减少，融合不良，强度不足，压痕大。,11,通电时间,通电时间过长热量损失大，材质变化,通电时间过短焊接不充分，焊点强度差,12,6、工件,4、电阻 R,2、电极压力,3、焊接时间,1、焊接电流,5、电极及夹头,二.电阻焊的主要过程参数与控制,13,1、焊接电流,由热量公式Q=I2Rt，可见电流对产热的影响比电阻R和时间 t两者都大。因此焊接时必须保证焊接电流的适宜和稳定。焊接时电流选用应接近C点处，抗剪强度增加缓慢，越过C后，由于飞溅或工件表面压痕过深，抗剪强度会明显降低,焊接电流 IW,抗剪强度 Ft,A,B,C,0,14,2、电极压力,电极压力对两电极间总电阻R有显著影响，随着电

4、极压力的增大，R显著减小，此时焊接电流虽略有增大，但不能影响因R减小而引起的产热的减少，因此，焊点强度总是随着电极压力的增大而降低，在增大电极压力的同时，增大焊接电流或延长焊接时间，以弥补电阻减小的影响，可以保持焊点强度不变。电极压力过小，将引起飞溅，也会使焊点强度降低。,电极压力 F,抗剪强度Ft,15,3、通电时间,阻焊时为了保证熔核尺寸和焊点强度，根据热量公式Q=I2Rt，焊接时间与焊接电流在一定范围内可以互为补充，为了获得一定强度的焊点，可以采用大电流和短时间（强条件，又称强规范），也可以采用小电流和长时间（弱条件，又称弱规范）。选用强条件还是弱条件，则取决于金属的性能、厚度和所用焊机

5、的功率，但对于不同性能和厚度的金属所需的电流和时间，都仍有一个上、下限，超过此限，将无法形成合格的熔核。,16,4、电阻 R,Rew,Rw,Rew,Rw,Rc,根据热量公式Q=I2Rt可知焊接部位的电阻对阻焊质量有着重要的影响。其电阻的组成如下：R=2Rw+Rc+2 RewRw：被焊工件本身电阻Rc：两工件间接触电阻Rew：电极与工件间接触电阻,17,5、电极,阻焊电极是保证阻悍质量的重要零件，它应具备向工件传导焊接电流、压力、散热等功能。电极材质应具有足够高的电导率、热导率和高温硬度。电极的结构必须有足够的强度、刚度以及充分冷却的条件。电极与工件的接触面积决定着电流密度。电极本身电阻率和导热

6、性关系着热量的产生和散失，因而电极的形状和材料对熔核的形成及焊接质量有显著的影响，,端 部,主 体,尾 部,冷却水孔,锥形电极,18,6、工件表面,工件表面上的氧化物，污垢、油和其他杂质增大了接触电阻。过厚的氧化物层甚至会使电流不能通过。局部的导通，由于电流密 度过大，则会产生飞溅和表面烧损，氧化物层的不均匀性还会影响各个焊点加热的不一致，引起焊接质量的波动。因此，彻底清理工件表面是保证获得优质接头的必要条件。,19,S 型点焊机各部名称与技术规格,20,C 型点凸焊机各部名称与技术规格,21,焊接电流在点焊过程中是一个必须严格控制的参数，它直接影响到熔核尺寸和接头的抗剪强度，因此电流的稳定是

7、保证焊接质量的重要因素。电阻焊机可采用恒流和恒压两种电流精度补偿方式，以有效地克服网压波动和次级回路阻抗变化对电流的影响。,7、焊接电流精度的补偿,22,8、阻焊机的正确使用与维护保养,正确使用维护保养,阻 焊 机 的 安 装,焊 接 电 源 的连接,冷 却 系 统 的装配,压 缩 空 气 系 统,冷却水及水温确认,电 极 加 压 的 调 整,电 极 行 程 的 调 整,握杆及臂座间隔调整,电极升降速度的调整,停 止 时 的 注意事项,阻 焊 机 的 保养检修,阻焊机使用注意事项,23,阻 焊 机 的 安 装,尽可能安装在配电室附近，干燥、灰尘少、无有害气体的室内。地面应平坦并用地脚螺栓固定。

8、安装时用户需准备下列设备：,24,焊 接 电 源 的 连 接,1.每台焊机配置一个电源开关。2.供电容量及电源线的直径应保证焊接时压降小于10%。3.电源输入的连接应牢固并绝缘。4.控制箱电源为AC100V,出厂时已接好。5.将脚踏开关插头插入焊机本体正面下方的插座上并固定。6.为保证设备和人身安全,请使用大于14mm2导线将焊机接地。,25,冷 却 系 统 的 装 配,压 缩 空 气 系 统 的 装 配,将给、排水用的橡胶管牢固连接在焊机本体侧面的给水口和 进水口处。2.请使用不含杂质尤其是盐份的优质水。（电阻率大于5K.cm）,清除金属切管上的切削、灰尘后将进气胶管牢固连接在焊机本 体的进

9、气口上。2.气压应确保为5 7 kgf/cm2,胶管耐压大于7 kgf/cm2。3.为延长焊机使用寿命，请使用干燥雾气小的优质空气。,26,冷 却 水 及 水 温 确 认,电 极 加 压 的 调 整,打开给水阀确认冷却水的流通状况。冷却水温应低于30 0C，尤其是使用循环水时更要注意。冷却水流量不足或水温超过30 0C，焊机会热保护而停止工作。环境温度过低时应注意防止冷却系统的冻结。,将控制箱的动作选择开关置于“实验”侧，右旋减压阀加压力增 加，左旋减少，使之适应被焊物的厚度。加压力校正表如下：,27,电 极 行 程 的 调 整,电 极 升 降 速 度 的 调 整,将控制箱的动作选择开关置于“

10、电极调整”侧，然后踏下脚踏开关时电极下降，根据被焊物的形状，通过推拉加压头限位销即可调整电极行程。,通过改变位于加压头汽缸罩上的调整螺栓，可调整电极的上升、下降速度。右旋变慢，左旋变快，调整完毕，请务必用锁定螺母固定。,28,握 杆 及 臂 座 间 隔 的 调 整,根据被焊物的形状，通过调整电极位置，可使上、下电极臂或上、下电极臂座得到适宜的间隔。具体尺寸可参照使用说明书。,29,停 止 时 的 注 意 事 项,注意事项,冷却水的清除为防止水系统的冻结造成损坏，用压缩空气将水完全排净。,气压调节器的清除焊接结束将气压调节器残留的油烟雾排除，以免引起故障。,不焊接切断冷却水 防止冷却水流经部位产

11、生冷凝水滴，破坏绝缘。,30,阻 焊 机 的 保 养 检 修,加压头润滑:,31,阻 焊 机 的 保 养 检 修,加压头漏气检修:在电极为上升状态,气压为5 kgf/cm2 时,如排气口漏气达1L/分,则应进行检查:排气口漏气:检查电磁阀或加压头内的PSD密封圈或O型封环(1)。油杯漏气:检查加压头内的O型封环(2)。拆卸加压头时，先取出气管然后按六角螺母（1）、汽缸罩、汽缸 滚动销、六角螺母（2）、活塞、活塞杆的顺序进行。安装时顺序相反，安装时首先清除脏物、灰尘，向汽缸内表面各 O 型封环及活塞杆外周涂敷新黄油或机油，六角螺母（1）要慢慢拧紧。,32,阻 焊 机 的 保 养 检 修,气体过滤

12、器的保养:当过滤器中积水、不纯物接近泡罩板时，请按下排水栓将积物取出，并用中性洗涤剂清洗杯子。,注意：装卸过滤器杯时一定要切断气体。安装过滤器杯时，按动安装卡环动杆，对准槽插入，使制动杆复位，要确认旋转卡环，一直到听见“喀嚓”声。,33,阻 焊 机 的 保 养 检 修,电极头端部的整形：电极头端部直径过小，会使被焊物出孔，直径过大则不能焊接，尤其是端部附着的其它金属，会降低焊接强度，影响外观，因此要经常用机械或手工整型、修磨。紧固连接处的检修：焊接变压器次级侧、次级导体及电极臂给电盘的连接处要年1拆卸2次，并研磨连接部位。若接触不良导电不好，会降低焊接能力。冷却水路的清洗：每月清洗1次，向给水

13、口吹如压缩空气，清除冷却水路的水垢。晶闸管的清扫：要定期清扫机内晶闸管附近的灰尘，积尘过多会降低耐压。,34,阻 焊 机 使 用 注 意 事 项,注意事项,焊接作业焊接时务将手放入电极之间,保养、检修严格按使用说明书进行,保护用具规格避免火花飞溅造成伤害,电极头检修、整形、更换务必关闭控制箱电源开关,焊机内部检修务必关闭阻焊机的电源输入,构造变更请勿改变机器构造或规格,注 意 负 载 持 续 率（请看下页）,35,阻 焊 机 使 用 注 意 事 项,最大实际负载持续率的计算方法 铭牌最大短路电流 0.9/实测焊接电流2 额定负载持续率(%)（2）,实际负载持续率的计算方法（1小时内的焊接点数

14、1点的周波数）/（60分60秒频率HZ）100%（1）,(1)式的计算结果只能小于或等于(2)式,否则焊机将超负荷运行!,36,不同材料和板厚的点焊,P1,P1,不同材料（1 2）,不同板厚（1 2）,1,2,当进行不同材料或厚度的点焊时，熔核将不对称于其交界面，而是向厚板或导电、导热性差的一边偏移，偏移的结果将使焊点强度降低。熔核偏移是由两工件产热、散热条件不相同引起的。厚度不等时：熔核偏向厚件。材料不同时：熔核偏向导电、导热性差的材料侧。,37,熔 核 偏 移 的 调 整,调整熔核偏移的原则是：增加薄板或导电、导热性好的工件的产热而减少其散热。常用的方法有：（1）采用强条件：使工件间接触电

15、阻产热的影响增大，电极散热的影响降低。（2）采用不同接触表面直径的电极：在薄件或导电、导热性好的工件一侧采用较小直径，以增加 这一侧的电流密度、并减小电极散热的影响。（3）采用不同的电极材料 薄件或导电、导热性好的工件一侧采用导热性较差的铜合金，以减少这一侧的热损失。（4）采用工艺垫片 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 金属垫片（厚度为0.20.3mm）以减少这一侧的散热。,38,点 焊 的 电 极,电极端头大小、形状对焊点的电流密度、熔核尺寸有着重要影响,因此要进行严格的选择和修磨。电极端头的形状如下：,P形,D形,C形,R形,F形,水管,10mm,39,低碳钢的点焊,低

16、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。,40,不 锈 钢 的 点 焊,不锈钢的电阻率高、热敏感性强，导热性差，因此与低碳钢相比，可采用较小的焊接电流、较短的焊接时间及较高的电极压力，以防止产生缩孔、裂纹等缺陷。不锈钢点焊参考数据如下表：,41,铝 合 金 的 点 焊,电导率和热导率较高：必须采用较大电流和较

17、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。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，因过大的内部拉应力而引起的裂纹。也可以采用在焊接脉冲之后加缓冷脉冲的方法避免裂纹。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，使焊点强度降低。铝合金点焊时，由于电流密度大和氧化膜的存在，很容易产生电极粘着,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。,42,4.3 凸焊的施工要点,施工要点,凸焊的工作原理,凸 点 形 状 要 求,焊接规范的选

18、定,凸焊的工艺特点,焊点的最小间距,凸焊最小搭接量,43,凸 焊 的 工 作 原 理,凸焊是点焊的一种变型，通常是在两板件之一上冲出凸点，然后进行焊接。由于电流集中，克服了点焊时熔核偏移的缺点，凸焊时一次可在接头处形成一个或多个熔核。,电极,电极,F,44,凸焊的工艺特点,凸焊时，电极必须随着凸点的被压溃而迅速下降，否则会因失压而产生飞溅，所以应采用电极随动性好的凸焊机。电极压力应保证凸点达到焊接温度时将其完全压溃，使工件紧密贴合。压力过大会过早地压溃凸点，失去凸焊的作用，同时因电流密度减小而降低接头强度。压力过小又会引起严重飞溅。通常凸焊的焊接时间比点焊长，而电流比点焊小。多点凸焊的焊接时间

19、稍长于单点凸焊，以减少因凸点高度不一致而引起各点加热的差异。凸焊每一焊点所需电流比点焊同样一个焊点时小。但在凸点完全压溃之前电流必须能使凸点熔化，焊接电流大约为每个凸点所需电流乘以凸点数。凸焊时还应做到被焊两板间的热平衡，否则平板未达到焊接温度以前凸点便已熔化。因此焊接同种金属应将凸点冲在较厚的工件上，焊接异种金属应将凸点冲在电导率较高的工件上。,45,焊 点 的 最 小 间 距,P,凸焊焊点的间 距P过小，焊接时会因电磁力的影响造成凸焊部位的相互吸引移动，导致焊接强度下降。,46,凸 焊 最 小 搭 接 量,D,为保证焊接强度和焊点质量，凸焊搭接量L最好为凸焊焊点直径D的三倍以上。,L,47

20、,凸 点 形 状 要 求,d,t,h,焊接强度由凸焊直径d决定，也受凸焊高度h的影响，高度值最好是凸焊直径的（20 25）%。,48,低碳钢凸焊参考数据,焊 接 规 范 的 选 定,单点凸焊:大电流、大加压力、短时间通电时的焊接效果较好。多点凸焊:与单点凸焊相比，通电时间相同，焊接电流、加压 力一般为单点凸焊的数倍。,49,50,1.材料因素 母材和焊材的成分,2.工艺因素 如焊接方法、坡口形式和加工质量、预热后热措施、层间温度控制、装配质量、甚至电源种类和极性等，对改善工艺焊接性都起很大作用。,3.结构因素 如设计时应考虑焊接接头处于刚度较小状态，避免出现截面突变、余高过大、交叉焊缝等容易引

21、起应力集中的结点。,4.使用条件 如工作温度高低、工作介质种类、载荷性质等，都属于工艺焊接性考虑范围,焊接工艺包括那几方面,51,一、钢的分类钢是含碳量小于2的铁碳合金，钢中还含有少量的锰、硅、硫、磷等常存杂质，是应用最广的工程材料。钢的分类方法很多，我们只介绍最常用的几种：1.按钢中含碳量分（1）低碳钢含碳量0.25；（2）中碳钢含碳量为0.250.60；（3）高碳钢含碳量0.6。2.按钢的品质分（1）普通碳素钢钢中硫、磷含量较高分别为s0.055和P0.045；（2）优质碳素钢钢中硫、磷含量均应小于或等于0.04；（3）高级优质钢此类钢中硫、磷的含量分别是：S0.030，P0.035。3.

22、按钢的用途分（1）结构钢用作工程结构和机器零件。这类钢属于低碳钢和中碳钢。（2）工具钢用于制造刀具、量具和模具，这类钢属于高碳钢。（3）待殊性能钢具有特殊物理、化学性能的钢，包括不锈钢、耐热钢和耐磨钢等,三.钢与焊接,52,根据GB22179钢铁产品牌号表示方法的规定，我国钢号表示方法和基本原则如下：汉字和汉语拼音字母并用。钢号中的化学元素，采用国际通用化学符号或汉字来表示，如Mn（锰），Si（硅）等。稀土元素按该族总称，用拉丁字母“RF或汉字“稀土”表示。钢中含碳量（）以数字表示，并标在钢号最前面。合金结构钢含碳量以万分之几表示。不锈钢含碳量则以千分之几表示，如果不锈钢中含碳量0.03（超低

23、碳）或 0.8时，钢号前冠以“00”或“0”，如0Cr13等。钢中重要合金元素，以百分之几表示。当平均含量1.5时，只表元素符号，不标含量。当平均含量1.5、2.5、3.5等时，在元素后面标2、3、4等，以表示含量。合金元素在钢号中是以其含量多少按递减顺序依次排列。如15MnV、表示平均含碳量0.15左右、含Mn、含V量均小于1.5，且Mn的含量多于V的含量。,二、我国钢材的牌号表示方法和基本原则,53,钢中微量元素，一般不标出。但对于钒、钛、铌、硼、稀土等微量合金化元素。其含量虽很少，但因合金化作用明显，也应在钢号中标出。例如平均含碳量为0.20、锰1.01.3，钒0.070.12，硼0.0

24、010.005的钢，系标注为20MnVB。牌号为18MnMoNb的钢中，铌的含量也仅为0。0250。050。专门用途的合金结构钢（例如锅炉、容器、桥梁等）在钢号前（或后）标明代表该钢种用途的符号，例如H2Crl3为焊条钢、16MnR为容器用钢，16Mnq为桥梁用钢、16Mng为锅炉用钢、16MnDR为低温容器用钢等等。高级优质钢，应在钢号最后加“A”或“高”：以区别于一般优质钢。常用钢号的名称、用途、冶炼方法所采用的缩写字母，汇总如表5一6一1所示。,54,1.碳当量法 根据钢材的化学成分与焊接热影响区淬硬性的关系，把钢中合金元素（包括碳）的含量，按其作用折算成碳的相当含量（以碳的作用系数为1

25、）作为粗略地评定钢材焊接性的一种参考指标。计算碳当量的经验公式很多，常用的是国际焊接学会（IIW）推荐的公式如下：Ceq=C+碳当量Ceq值越大、钢材淬硬倾向越大，冷裂纹敏感性也越大、经验指出：当Ceq0.4时，钢材的焊接性优良，淬硬倾向不明显，焊接时不必预热；当Ceq=0.40.6时，钢材的淬硬倾向逐渐明显，需要采取适当预热和控制线能量等措施；当Ceq0.6时，淬硬倾向强，属于较难焊接的材料，需要采取较高的预热温度和严格的工艺措施。由于计算碳当量时没有考虑残余应力，扩散氢含量，焊缝受到的拘束等，故只能粗略地估计材料的焊接性。2.直接试验法 在正确控制焊接工艺参数按规定要求焊接工艺试板，检测焊

26、接接头对裂纹、气孔、夹渣等缺陷的敏感性，作为评定焊接性、选择焊接方法和工艺参数的依据。常用的方法有：Y形坡口对接焊缝裂纹试验（简称小铁研试验法）、搭接接头焊接裂纹试验（简称CTS法或受控热流法）等。,三、钢焊接性的评价方法,55,1 焊 点 被 烧 穿,3 焊 点 压 痕 过 大,4 焊点太小或强度不够,5 焊点有烧痕或划痕,2 焊 接 时 飞 溅 大,6 焊 点 有 裂 纹,7 启 动 后 不 动 作,8 有 动 作 不 通 电,四.电阻焊常见问题与处理,56,焊点被烧穿,焊 接 电 流 过 大,电 极 头 接 触 不 良,被焊金属本身缺陷,电 极 压 力 不 足,工件厚度材质差异过大,工件

27、或电极污物过多,1 焊 点 被 烧 穿,57,飞溅大,焊 接 电 流 过 大,电 极 头 冷 却不 良,电 极 压 力 不 足,工 件 厚 度、材 质 差 异 过 大,工件或电极污物过多,2 焊 接 时 飞 溅 大,58,压痕大,焊 接 电 流 过 大,电极端面直径过小或端面变形,电 极 压 力 过 大,上、下电极未对准或端面不平行,3 焊 点 压 痕 过 大,59,焊点过小或强度不够,焊 接 电 流 太 小,焊 接 回 路 接 触 不 良,焊 接 时 间 过 短,电 极 压 力 过 大,工件厚度材质差异过大,工件或电极污物过多,4 焊点过小或强度不够,60,焊点有烧痕或划痕,焊 接 电 流

28、过 大,电 极 头 冷 却不 良,电极端面修磨粗糙,电 极 压 力 过 小,被焊金属本身缺陷,电极端面污物过多,5 焊点有烧痕或划痕,61,焊点有裂纹,焊 接 电 流 过 大,上、下电极未对准,焊 机 调 整 不 当,电 极 压 力 过 小,被焊金属本身缺陷,工件表面污物过多,6 焊 点 有 裂 纹,62,焊机不动作,气 体 压 力 不 足,焊机或控制器未接通电源。,温 度 继 电 器 动 作,没 有 压 缩 空 气,电 磁 气 阀 不 良,起 动 开 关 不 良,7 启 动 后 不 动 作,63,8 有 动 作 不 通 电,阻焊控制器设置在“实验”位置,焊机内晶闸管不良,控制器内P板不良,有 动 作 不 通 电,64,谢谢大家！,