最新压力焊机钎焊PPT课件.ppt

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1、压力焊机钎焊压力焊机钎焊第一篇第一篇 电阻焊电阻焊1.概述概述 定义定义：工件组合后通过电极施加压力，利用电流通过接头的接触面及邻近区域产生的电阻热进行的焊接方法。 优点：优点：焊接质量稳定，生产效率高，易实现机械化、自动化。 缺点：缺点：设备复杂，耗电量大。 应用：应用：汽车、航空航天、电子、家电等，占整个焊接工作量的1/4。第第1章点焊章点焊第第1章点焊章点焊 应用条件： 焊接装配成搭接接头，并压紧在电极之间，利用电阻热融化母材金属，形成焊点。 接头为搭接、接头不要求气密性、所焊厚度小于3mm 。第第1章点焊章点焊 简单点焊工艺过程： 加压通电维持休止。 4个连续过程组成。第第1章点焊章点

2、焊 熔核形成原因：熔核形成原因：熔核处距离电极远，冷却慢，热量散不出去。图2：点焊原理图1.2点焊熔核的形成过程点焊熔核的形成过程（F:课件用视频点焊实例1.MPG）u 接头的形成接头的形成 压力和电流下，形成真实的物理接触点，并随着通电加热的进行而不断扩大。塑变能与热能使接触点的原子不断激活，消失了接触面，继续加热形成熔化核心，简称熔核。熔核中的液态金属在电动力作用下发生强烈搅拌，熔核内的金属成分均匀化，结合界面迅速消失。第第1章点焊章点焊u 接头冷却：接头冷却： 断电-加热停止后，液态金属从熔核边界开始，沿着与散热相反方向不断以枝晶形式向熔核中间结晶。直至生长的枝晶相互抵住，接合面消失了，

3、形成柱状晶形态的焊点组织。 也可能因合金过冷条件不同，形成柱状晶+等轴晶混合形态的焊点组织。第第1章点焊章点焊u 先于熔核形成，且随熔核的长大而长大。电极压力塑性变形电极通电热强烈再结晶塑性环u 作用：防止气体侵入熔核； 防止液态金属沿板缝向外喷溅u 塑性环：熔核周围具有一定厚度的塑性金属区域。 也有助于点焊接头承受载荷。- 点焊特有第第1章点焊章点焊第第1章点焊章点焊图3：65Mn点焊接头第第1章点焊章点焊图4：柱状晶形成过程模型第第1章点焊章点焊第第1章点焊章点焊图5： 2A12-T4点焊接头（P11）第第1章点焊章点焊图6：柱状晶+等轴晶形成过程模型区别：2Al2-T4枝晶常有熔断，熔断

4、后游离到熔核中心,成为等轴晶晶核。第第1章点焊章点焊第第1章点焊章点焊第第1章点焊章点焊图7：枝晶束形貌第第1章点焊章点焊图8：等轴晶形貌a)等轴晶表面形态（SEM）b)等轴晶内部枝晶形态（光镜）c)等轴晶群体形貌（SEM ）第第1章点焊章点焊第第1章点焊章点焊（a）未孕育处理（柱状晶+等轴晶） （b）孕育处理（等轴晶）图9： 2A12-T4铝合金点焊熔核第第1章点焊章点焊 a）未孕育处理（柱状晶组织及贴合面）b）孕育处理（贴合面处的等轴晶组织） 图10：65Mn弹簧钢点焊熔核第第1章点焊章点焊第第1章点焊章点焊图11 点焊焊接区示意图和等效电路图第第1章章 点焊点焊式中： i焊接电流的瞬时值

5、，是时间的函数 rc 焊件间接触电阻的动态值，是时间的函数 2rew电极与焊件间接触电阻的动态值,时间的函数 rw 焊件内部电阻的动态值，是时间的函数 t通电时间第第1章章 点焊点焊第第1章章 点焊点焊电容式焊机或工频交流焊机 直流式焊机I IM幅值；I电流有效值ai 指数值，与电路时间常数有关图12：点焊时的电场与电流密度分布（计算机模拟） a）电场分布；b）典型截面电流密度分布2.2.2电流场分布的影响电流场分布的影响电流场特征造成加热强度不均匀，影响加热过程电流场特点：1.贴合面处电流线收缩， 产生集中加热效果。2.贴合面边缘，电流密度大，首先出现塑性连接区。3.电流场不均匀，产热不均匀

6、，造成不均匀温度场 改变电流波形、电极形状和尺寸，可改变电流分布，控制熔核形状和尺寸。第第1章章 点焊点焊第第1章章 点焊点焊 焊件间接触电阻焊件间接触电阻Rc决定因素决定因素:（真实接触点和面积）（真实接触点和面积） 1.焊件材质:强度、塑性等 2.表面状态(清理方法表面粗糙度存放时间) 3.电极压力：压力增大，接触电阻变小。 厚钢板或铝合金采用马鞍形的加压曲线，减少粘 连和初期飞溅。 4.温度：温度升高，接触电阻变小。 近似计算公式近似计算公式(室温室温): Rc= rRc= rc c F F-m-m式中 :rc 恒定系数,F=1N时的接触电阻值,实验测定 F 电极压力或接触面承受的压力(

7、N) m与材料的性质有关（.范围内取值）第第1章章 点焊点焊第第1章章 点焊点焊2Rw 90%95%2Rw 3mm）时，选用带锻压锻压 力力的曲线，带预热电流脉冲预热电流脉冲或断续通电的多点断续通电的多点脉冲脉冲的焊接方式，焊机选用三相低频焊机；三相低频焊机； 低碳钢属铁磁性材料，焊件尺寸大时应分段调整焊接参数，弥补焊件伸入焊接回路过多而引起的电流减弱； .焊接参数参考表1-6（P30）第第1章章 点焊点焊.典型低碳钢点焊接头组织图31：低碳钢（08F）点焊接头组织第第1章章 点焊点焊2.2.可淬硬钢的点焊可淬硬钢的点焊（焊接性差） 如:45、30CrMnSiA、1Cr13、65Mn 可淬硬钢

8、常见点焊缺陷缩松、缩孔：产生于熔核凝固后期， 分布在贴合面附近脆性组织：过烧组织：产生在熔核与工件表面 之间裂纹： 常由于缩孔、缩松所引发第第1章章 点焊点焊组织为马氏体，产生在熔 核凝固后继续冷却过程中， 易出现热影响区冷裂纹第第1章章 点焊点焊焊接设备和工艺选择焊接设备和工艺选择： .设备：常用双脉冲点焊或多脉冲点焊工艺 .点焊技术要点： 电极压力和焊接电流的选择 电极压力要求大，电极压力要求大，为相同板厚低碳钢点焊时的 1.51.7倍；在保证熔核直径的条件下，焊接电流脉冲值电流脉冲值应选择偏小，应选择偏小，使焊透率为设计值下限（50%60%为宜） 双脉冲点焊工艺 焊接电流脉冲 + 1个回

9、火热处理脉冲；两脉冲之间的时间间隔一定要保证使焊点冷却到马氏体转变点Ms温度以下；回火电流脉冲值要适当，防止加热重新超过奥氏体相变点而引起二次淬火。参数选择参考表1-7(P32)。 多脉冲点焊工艺（正在试验推广中） 焊接电流脉冲 + 多个回火热处理脉冲； 使高应力区充分回火，提高性能；增加了回火参数的调整裕度，降低设备精度要求。第第1章章 点焊点焊第第1章章 点焊点焊u可淬硬钢点焊方法比较（单/双/多脉冲点焊）A-单脉冲点焊B-双脉冲点焊C-多脉冲点焊D-单脉冲点焊+炉中回火 图32：65Mn点焊接头显微硬度分布板厚0.9mm板厚0.35mm图33： 65Mn点焊接头高应力区断口形貌aba-回

10、火不充分； 脆性断裂。（双脉冲出现）b-回火充分； 韧性断裂。（多脉冲 ）第第1章章 点焊点焊u典型可淬硬钢点焊优质接头组织图34：可淬硬钢30CrMnSiA点焊接头组织第第1章章 点焊点焊第第1章章 点焊点焊3.3.铝合金的点焊铝合金的点焊（焊接性差） 铝合金冷作强化型LF21、LF2、LF6，热处理强化型2A12-T4、7A04-T6等，焊接性差。u 点焊技术要点：（1）焊前要仔细进行表面化学清洗，并规定焊前存放时间；（2）电极一般选用CdCu合金，端面用球面形并经常清理，应冷却良好；（3）采用硬规范，电流为相同板厚低碳钢的45倍；所以需用大功率焊机。（4）波形选择：除板厚1.2mm的冷作

11、强化型铝合金采用工频交流工频交流点焊外；板厚较大的冷作强化铝合金及所有热处理强化铝合金采用直流冲击波、三相低频和直流焊机直流冲击波、三相低频和直流焊机点焊。（5）焊接循环采用缓升、缓降的焊接电流，可起到预热和缓冷作用；具有阶梯形或马鞍形压力变化曲线可提供较高的锻压力；高精确度的控制器保证各程序的精准，尤其是锻压阶段的加压时间。（6）焊接参数见表1-8,表1-9,表1-10（P34）第第1章章 点焊点焊u典型铝合金点焊优质接头组织图35：铝合金（美国，AA5182-0）点焊接头金相照片第第1章章 点焊点焊4.4.不锈钢的点焊不锈钢的点焊分类分类：u马氏体不锈钢:(可淬硬、有磁性),与可淬硬钢相似

12、。该型钢具有较大的晶粒张大倾向，焊接时间参数应选择小些。焊接参数见表1-11 。u奥氏体不锈钢、奥氏体铁素体不锈钢：焊接性良好，特别是电阻率高（为低碳钢的56倍），热导率低（为低碳钢的1/3）以及不存在淬硬倾向，采用交流点焊机，简单焊接循环。第第1章章 点焊点焊马氏体型、奥氏体型、奥氏体铁素体型不锈钢等u不锈钢点焊技术要点不锈钢点焊技术要点:表面清理(酸洗；砂布打磨；毡轮抛光)硬规范、强烈内部和外部水冷（提高生产率和焊接质量）较高的电极压力防止喷溅和缩孔、裂纹（高温强度大、塑变困难）板厚大于3mm时，采用多脉冲焊接，脉冲和低碳钢相比要短且稀，焊接参数见表1-12和1-13（p37）第第1章章

13、点焊点焊u典型不锈钢点焊优质接头组织图36：不锈钢（Cr17）点焊接头组织第第1章章 点焊点焊第第1章章 点焊点焊5.镀层钢板点焊（镀层钢板点焊（焊接性差）镀层钢板有：镀锌版、镀铝板、镀锡板、镀铅板、贴塑板等。 镀层对点焊的影响：焊接区电流密度降低；电流场的分布不稳定；电极与镀层反应生成合金，缩短电极的寿命；低熔点的镀层易使熔核在结晶的过程中产生裂纹和气孔。 镀层钢参数范围窄小，强度波动大，电极经常修整，焊接性差。u焊接技术要点：1）需用比普通钢板焊接更大的电流和电极压力，超过1/3以上。2）选用CrZrCu（铬锆铜）或弥散强化合金电极、镶钨复合电极，采用强烈内部和外部水冷。电极修磨后的焊点数

14、只是碳钢1/10 1/20。3）在结构允许的条件下改用凸焊。4）焊接参数见表1-14和表1-15（P39）第第1章章 点焊点焊6.6.高温合金的点焊高温合金的点焊（焊接性差） 高温合金又称耐热合金，主要用于点焊的是固溶强化型耐热合金，时效沉淀强化合金型合金也有应用；时效沉淀强化合金型合金比前者焊接性更差。高的电阻率、高温强度和小的导热率，可采用小的焊接电流，配大的电极压力u 焊接技术要点：焊接技术要点：1）电极用高温强度好的材料，如BeCoCu（铍钴铜）2）仔细表面清理，最好是酸洗处理3）采用软规范和大的电极压力（减小喷溅的倾向），缓冷 脉冲和锻压力4）加强冷却和尽量避免重复加热焊接区，避免结

15、晶偏析，胡须等5）推荐采用球面电极，特别是在板厚较大时。6）焊接参数见表1-16（P40）第第1章章 点焊点焊u典型高温合金的点焊接头组织图37：高温合金（GH140）点焊接头金相照片第第1章章 点焊点焊7.7.钛合金的点焊钛合金的点焊（焊接性良好）钛合金的物理性质和奥氏体不锈钢相近似，焊接性良好。u焊接技术要点：焊接技术要点：1）一般不用表面清理，当氧化膜较厚时用化学清洗2）电极用热硬性良好的CrZrCu（铬锆铜） BeCoCu（铍钴铜），球面形工作端面，内外水冷。3）硬规范，低电极压力（防产生深压痕）4）点焊冷却速度大，容易产生针状马氏体，采用焊后退火处理；带回火的双脉冲点焊5）焊接参数见

16、表1-17（P41）第第1章章 点焊点焊u典型钛合金的点焊接头组织图38：钛合金（TA7）的点焊接头组织第第1章章 点焊点焊8.8.铜合金的点焊铜合金的点焊 纯铜、无氧铜、磷脱铜点焊焊接性差，建议不使用点焊，黄铜一般，青铜较好，白铜较优良。u点焊技术要点：点焊技术要点：1）钨、钼镶嵌型或铜钨烧结型电极（防止电极大量散热），也可加工艺垫片2）采用直流冲击波和电容放电型点焊电源进行焊接3）注意减小分流(加大点距）、喷溅和电极表面粘结4）焊接参数见表1-18和1-19（P42）第第1章章 点焊点焊u典型铜合金的点焊接头组织图39：铜合金（H62）的点焊接头组织第第1章章 点焊点焊9.9.镁合金的点焊

17、镁合金的点焊 镁合金密度低，比强度，比刚度高，导热性和电磁屏蔽性好，阻尼性能优秀，可以回收，被成为21世纪最有应用潜力的“绿色材料”。 图40 ：镁合金（日本，AZ31B）点焊接头组织焊接技术要点：同铝合金焊接参数见表1-20（P43）第第1章章 点焊点焊第第1章章 点焊点焊四四. .特殊情况下的点焊工艺特殊情况下的点焊工艺 1.1.不同厚度和不同材料的点焊不同厚度和不同材料的点焊 熔核不以贴合面为对称，向厚板或导电、导热性差的材料中偏移，使焊点承载能力下降。 1.1产生偏移的原因（图1-38） 根本原因是焊接区在加热时两焊件析热和散热不相等所致，偏移方向向着析热多、散热缓慢的一方移动。 （

18、1）不同厚度时 ，厚板电阻大、析热多 。析热中心远离电极，散热少，熔核偏向厚板。 （2）不同材料时，导电性差的电阻大-析热大，但导热性差-散热少。第第1章章 点焊点焊第第1章章 点焊点焊第第1章章 点焊点焊u胶接点焊技术要点：胶接点焊技术要点：（1）点焊时应防止产生喷溅和接头变形（合理选择电流波形和焊接参数）（2）点焊后搭接面应保证平整，便于胶渗入均匀，不产生 缺胶（3）选用流动性良好的胶粘剂（灌胶角度15 45）（4）先焊后灌胶的胶粘剂主要为改性的环氧胶，改性的环氧胶，如425-2， 表1-24（P49）2.22.2减振钢板点焊减振钢板点焊 定义定义：两层金属板材之间夹一层减振胶的钢板。 环保、舒适性要求的提高，对汽车噪声的限制。 第第1章章 点焊点焊图41：非导电性减振钢板点焊原理第第1章章 点焊点焊第第1章章 点焊点焊第第1章章 点焊点焊3.微型件的焊接微型件的焊接 微型件指几何尺寸甚小的仪表构件、元器件等，厚度0.1。点焊位置空间窄小、材质特殊、或有镀层。焊接技术要点：焊接技术要点：1）电流脉冲幅值大、通电时间极小。（焊件热惯性小、点焊时析热少、散热强烈），焊机控制精度很高。2）接头有时为固相连接固相连接，有时只能为固相焊接。如：热脆材料、熔点相差悬殊材料、热导率极高材料3）采用平行间隙焊（又称平行微隙焊，多用于电子元器件引线和底盘组装技术）