焊工(初级)第九章课件.ppt

1、第九章一、电阻焊的分类及工作原理1.电阻焊的工作原理2.电阻焊的分类第一节电阻焊概述2.电阻焊的分类图9-1按工艺方法分类的电阻焊二、电阻焊的工艺特点1)电阻焊是利用焊件内部产生的电阻热，由高温区向低温区传导，用来加热及熔化金属实现焊接的。2)电阻焊的焊缝是在压力下凝固或聚合结晶的，属于压焊范畴，具有锻压特征。3)由于电阻焊的焊接热量集中，加热时间短，因此焊接热影响区小，焊接变形与焊接应力也小，焊件通常焊后不需要矫正和热处理。4)电阻焊的熔核始终被固体金属所包围，熔化金属与空气隔绝，焊接冶金过程比较简单。5)电阻焊焊接过程通常不需要焊条、焊丝、焊剂、保护气体等焊接材料，所以焊接成本低。6)操作

2、简单，容易实现机械化与自动化，劳动条件好。7)电阻焊的生产效率高，可与其他工序一起安排在组装焊接生产线上，但是，闪光焊因有火花喷溅，生产过程需要进行隔离。二、电阻焊的工艺特点8)由于电阻焊设备功率大，机械化、自动化程度高，使得设备一次投资较大，设备维修困难，而且，常用大功率单相交流焊机不利于电网的正常运行。9)点焊、缝焊的搭接接头不仅增加了构件的重量，而且还使接头的抗拉强度及疲劳强度降低。10)电阻焊的焊接质量，目前还缺乏可靠的无损检测方法，只能采用工艺试样、破坏性试验来检查，以及靠各种监控技术来保证。一、点焊机的分类及组成1.点焊机的分类及组成2.点焊机的组成第二节电阻焊设备1.点焊机的分类

3、及组成(1)按安装方式分可分为固定式、移动式和轻便式(悬挂式)点焊机。(2)按焊接电流波形分可分为交流型、低频型、电容储能型、直流型点焊机。图9-2点焊机简图1加压机构2焊接变压器3机座4控制箱5二次线圈6柔性母线7支座8撑杆9机臂10电极握杆11电极12焊件1.点焊机的分类及组成(3)按用途分可分为通用型、专用型和特殊型点焊机。(4)按加压机构传动方式分可分为脚踏式、电动凸轮式、气压式、液压式和复合式等点焊机。(5)按活动电极的移动方式可分为垂直行程式、圆弧行程式点焊机。(6)按焊点数目分可分为单点式、双点式和多点式点焊机。2.点焊机的组成表9-1固定式点焊机的型号及主要技术参数2.点焊机的

4、组成表9-1固定式点焊机的型号及主要技术参数2.点焊机的组成表9-1固定式点焊机的型号及主要技术参数二、对焊机的分类及组成1.对焊机的分类2.对焊机的组成2.对焊机的组成表9-2杠杆挤压弹簧顶锻式对焊机型号及主要技术数据2.对焊机的组成表9-2杠杆挤压弹簧顶锻式对焊机型号及主要技术数据三、缝焊机的分类及组成1.缝焊机的分类2.缝焊机的组成1.缝焊机的分类(1)按安装方式分可分为固定式和移动式缝焊机。(2)按焊件移动方向分可分为纵向缝焊机、横向缝焊机、纵横向通用缝焊机和圆缝缝焊机。(3)按馈电方式分可分为双侧缝焊机和单侧缝焊机两种。(4)按滚轮数目分可分为双滚轮缝焊机和单滚轮缝焊机两种。(5)按

5、加压机构的传动方式分分为脚踏式、电动凸轮式和气压式缝焊机。2.缝焊机的组成图9-3缝焊机的组成简图1加压机构2焊接变压器3机座4控制箱5二次线圈6柔性母线7支座8撑杆9机臂10电极握杆11电极12焊件2.缝焊机的组成表9-3气压传动式缝焊机的型号及主要技术参数2.缝焊机的组成表9-3气压传动式缝焊机的型号及主要技术参数2.缝焊机的组成表9-3气压传动式缝焊机的型号及主要技术参数四、凸焊机的分类及组成图9-4凸焊示意图四、凸焊机的分类及组成图9-5凸点形状示意图a)半圆形b)圆锥形c)带溢出环形槽的半圆形四、凸焊机的分类及组成表9-4凸焊机的型号及主要技术参数四、凸焊机的分类及组成表9-4凸焊机

6、的型号及主要技术参数四、凸焊机的分类及组成表9-4凸焊机的型号及主要技术参数五、电阻焊电源1.电阻焊电源变压器的特点2.电阻焊电源变压器的调节1.电阻焊电源变压器的特点(1)电阻焊变压器的功率大、可以调节用电阻焊焊接不同的焊件时，因为材料的物理性能、断面的尺寸不同，所以要求的焊接功率也不同，通常因为焊件的电阻小、需要的焊接电流大，故焊接变压器的容量都大于50kW，有的电阻焊变压器容量大于1200kW。(2)电阻焊变压器的电流大、电压低电阻焊是用焊件的电阻热作为热源的，由于焊接回路和焊件的电阻都很小(一般都小于100)，变压器的二次侧电压也不高(固定式焊机通常在10V，悬挂式焊机在24V左右)，

7、所以，只有在焊接过程中使用大的焊接电流才能获得所需的热量，碳素钢焊接时，常用的焊接电流为250kA，铝合金点焊、以及钢轨对焊中，焊接电流可达150200kA。1.电阻焊电源变压器的特点(3)电阻焊变压器工作不连续、无空载运行电阻焊过程中，焊件的装卸夹紧、焊接位置的移动、焊接循环(顶压、锻压、休止)等程序，都不需要接通焊接电源。六、电阻焊机用电极1.电极材料2.电极的形式3.电极的清理与修整1.电极材料(1)1类电极材料中等硬度，高电导率的铜及铜合金。(2)2类电极材料硬度高于1类材料，具有较高的电导率，这类材料主要通过冷作变形和热处理相结合的方法达到电极硬度的要求，与1类电极材料相比，具有较高

8、的力学性能，适中的电导率，在中等焊接压力作用下，电极本身抵抗变形的能力较强，是最通用的电极材料。(3)3类电极材料硬度高于1、2类的电极材料，但是，电导率低于1、2类的电极材料。(4)4类电极材料这类电极材料是最近国内外研制的氧化铝弥散强化铜电极(Cu-Al2O3)，电极材料强度较高，可以很大程度地减轻电极的变形，用于点焊镀锌铁板或普通碳素钢时，电极的寿命是2类电极的410倍，由于目前价格较贵，生产上尚未广泛使用。1.电极材料表9-5电阻焊电极材料的成分和性能1.电极材料表9-5电阻焊电极材料的成分和性能1.电极材料表9-5电阻焊电极材料的成分和性能1.电极材料表9-5电阻焊电极材料的成分和性

9、能1.电极材料表9-5电阻焊电极材料的成分和性能1.电极材料表9-5电阻焊电极材料的成分和性能1.电极材料2.化学成分仅供参考，应保证表中的材料性能。2.电极的形式(1)点焊电级电极的表面可以加工成平面、弧面和球面三种形式，如图9-6所示。图9-6点焊电极形状a)平面电极b)弧面电极c)球面电极2.电极的形式(2)缝焊电极缝焊电极又称为滚轮电极或焊轮，它的工作表面形状有平面和球面两种。(3)对焊电极对焊电极的形状要根据不同的焊件尺寸来选择，既要有一定的强度，在焊接过程中夹紧焊件不变形，又要有高的电导率。图9-7缝焊电极形状2.电极的形式图9-8对焊电极形状一、点焊工艺1.点焊工艺的一般要求2.

10、点焊焊接参数第三节电阻焊工艺1.点焊工艺的一般要求1)点焊焊点的布置受分流和变形条件的限制，当焊件的厚度增加时，允许的最小节距和从焊点中心到焊件边缘(或阻碍焊件变形的构件)的距离都会相应的增大影响，焊点不应布置在难以进行形变的部位。1.点焊工艺的一般要求表9-6结构钢点焊时焊点的布置尺寸1.点焊工艺的一般要求表9-7接头的最小搭接量(单位：mm)1.点焊工艺的一般要求2)点焊时，伸入焊机回路的铁磁体焊件或夹具的断面积，应尽可能的小，并且在焊接过程中不能剧烈地变化，因为回路内的铁磁体能使回路阻抗增大，造成焊接电流减小，影响焊件的焊接质量。3)尽可能地采用具有强烈水冷的通用电极进行点焊，减少电极的

11、磨损及变形，以延长使用寿命。4)防止熔核偏移，焊接过程，熔核的偏移是不等厚度、不同材料点焊时，所形成的熔核不对称于交界面而向厚板偏移，或向导电、导热性差的一边偏移。加大焊件间接触电阻产热的影响，降低电极散热的影响，可以采用强规范进行焊接，如用电容储能焊焊接。1.点焊工艺的一般要求采用工艺垫片，在薄的焊件一边、导热好的焊件或导电好的焊件一边垫一片导热或导电差的金属制成的垫片，以减少这一侧的散热。(垫片厚度为0.20.6mm)。或者在薄的焊件一边、导热好的焊件一侧，采用较小直径的电极，既增加了电流密度，又减小了电极的散热损失。5)点焊的焊点直径，应根据焊件的厚度决定，其原则是：薄板焊接时，焊点的直

12、径小，厚板焊接时，焊点的直径大。6)为防止焊接变形，必须进行定位焊，并安排好正确的焊接顺序。7)对点焊质量要求较高的焊件进行焊接时，要选用有恒流控制的点焊机焊接，同时还要在焊前，焊接过程中，焊接结束时，分别进行焊接试验片的焊接并作出试验片的结果报告，及时检验焊点的点焊质量。1.点焊工艺的一般要求8)焊前焊件的表面必须清理，清除表面的油污、氧化膜、锈垢。9)表面有镀层的焊件点焊时，应该根据镀层的性能选择点焊设备、电极材料和焊接参数，尽量减少镀层被破坏。2.点焊焊接参数表9-8低碳钢板的点焊参数2.点焊焊接参数表9-8低碳钢板的点焊参数2.点焊焊接参数表9-8低碳钢板的点焊参数二、对焊工艺1)焊件

13、横截面上可以加热到高温塑性状态，也可以加热到熔化状态，顶锻时部分金属被挤出接头，所以，达到熔点的金属不可能成为焊缝的组成部分。2)焊件尺寸范围较大，最小的对焊零件为?4mm横截面积约为0.126mm2的金属丝，最大的零件是横截面积超过105mm2钢坯。3)两个焊件的横截面形状必须完全一致才可以焊接，尺寸的差别应小于15%，厚度差别应小于10%。4)接头的形式是对接接头。(一)电阻对焊工艺1.电阻对焊工艺特点及过程2.电阻对焊的焊接参数对焊接接头质量的影响1.闪光对焊工艺过程2.闪光对焊焊接参数对焊接接头质量的影响1.电阻对焊工艺特点及过程1)带钢、型材、线材、钢筋、钢轨、锅炉钢管、石油及天然气

14、管道的接长对焊。2)汽车车轮轮辋、自行车及摩托车轮圈以及链环的对焊。3)汽车方向轴外壳、后桥壳体、各种连杆、拉杆以及各种特殊形状零部件的对焊。4)刀具、内燃机排气阀头部与尾部以及铝铜导电接头的对焊。2.电阻对焊的焊接参数对焊接接头质量的影响(1)焊件伸出长度焊件伸出长度是指焊件伸出夹钳电极端面的长度。(2)焊接电流和焊接时间电阻对焊时焊接电流和焊接时间是决定焊件对接面加热温度和加热区变化的主要参数。(3)焊接压力和顶锻压力焊接压力对结合面的电阻加热和塑性变形有一定的影响。(二)闪光对焊工艺1.闪光对焊工艺过程(1)连续闪光对焊的过程有闪光、顶锻两个过程。1)闪光过程：在此过程中，首先接通电源，

15、并使两个焊件端面轻微接触，形成许多接触点，在电流通过时，各个接触点因为电阻热而被熔化，成为连接两个端面的液体金属过梁。2)顶锻过程：在闪光过程结束时，立即对焊件施加足够的顶锻压力，顶锻的作用是封闭工作端面的间隙和液体金属过梁在爆破后留下的火口，同时挤出端面的液态金属及氧化夹杂物，使纯净的塑性金属紧密接触，并在焊接接头区产生一定的塑性变形。(2)预热闪光对焊的过程有预热、闪光和顶锻三个过程。1)预热的作用：首先是减小在焊接过程中所需要的功率，可以在小容量焊机上焊接截面较大的焊件，因为，焊机容量不足，就不可能激发连续的闪光过程。1.闪光对焊工艺过程2)预热的不足之处：延长了闪光焊接周期，降低了生产

16、率；使闪光对焊自动化更加复杂；预热程度若不一样，焊接质量就不一样，使预热控制稳定成为困难。2.闪光对焊焊接参数对焊接接头质量的影响(1)伸出长度伸出长度是闪光对焊的一个主要参数。(2)闪光电流I闪和顶锻电流I顶闪光电流I闪与焊件的截面积和闪光所需要的电流密度有关，闪光电流I闪和顶锻电流I顶配合的合理，闪光越强烈，焊接处的自保护作用越好，从而提高闪光焊接接头的质量。(3)闪光留量焊接过程中，闪光留量是保证在闪光结束后，在整个焊件的端面有一个熔化的金属层，并在一定深度上使金属达到塑性变形温度。(4)闪光速度闪光速度过大会使加热区过窄，增加塑性变形的困难。2.闪光对焊焊接参数对焊接接头质量的影响(5

17、)顶锻留量顶锻留量影响液态金属的清除和塑性变形的大小，顶锻留量过小，液态金属残留在接口中，容易形成疏松、缩孔、裂纹等缺陷。(6)顶锻速度顶锻速度越快越好，这样可以很快的把接口处液态金属挤出接口、防止端面金属氧化，使接口处金属容易产生塑性变形等，确保焊接质量。(7)顶锻压力顶锻压力通常以单位面积的压力即顶锻压强表示，顶锻压强的大小应以保证能挤出接口内的液态金属，并在接头处产生一定的塑性变形为合理。2.闪光对焊焊接参数对焊接接头质量的影响(8)夹钳夹持力夹钳夹持力，必须保证焊件在工作时不打滑，它与顶锻压力和焊件与夹钳之间的摩擦系数有关，通常，夹钳夹持力为1.54.0倍的顶锻压力，截面紧凑的低碳钢板

18、取下限，冷轧不锈钢板取上限。三、缝焊工艺1.缝焊的分类2.缝焊参数1.缝焊的分类(1)按滚轮电极轮盘与馈电方式不同分1)连续缝焊：焊接过程中，滚轮电极连续地转动并且通过滚轮连续通电。2)断续缝焊：焊接过程中，滚轮电极连续地转动，焊接电流却断续的由滚轮电极通过焊件，在断续通电情况下，所形成的熔核彼此搭接形成缝焊缝。3)步进缝焊：焊接过程中滚轮电极断续地转动，焊接电流在滚轮电极与焊件不转动的时间内通电，由于电流是在电极滚轮和焊件不转动的时间内通过焊件，所以焊缝金属的熔化和结晶，都是在滚轮电极不转动的情况下进行的，故改善了缝焊缝的散热条件和熔融熔核的压固条件，不仅延长了通电滚轮电极的寿命，而且还提高

19、了缝焊缝的质量。1.缝焊的分类(2)按接头形式分1)搭接缝焊：可用一对滚轮电极或用一个滚轮电极和一根芯轴电极进行缝焊。2)压平缝焊：焊接过程中，要采用较大的焊接压力和连续电流，电极是圆柱形面的滚轮，其宽度应全部覆盖接头的搭接部分，压平缝焊的搭接量约为板厚的11.5倍，比一般缝焊的搭接量要小得多，压平缝焊在焊接的同时要压平接头，焊后接头的厚度约为板厚的1.21.5倍。3)垫箔对接缝焊：当被焊的板厚达3mm时，采用常规的搭接形式缝焊时，要想保证焊接质量，就必须采用很慢的焊接速度、较大的焊接电流和电极压力，这将会导致焊件表面过热和电极粘附，使缝焊质量降低。1.缝焊的分类4)铜线电极缝焊：铜线电极缝焊

20、是解决镀层钢板缝焊时，镀层粘附电极滚轮的有效方法。2.缝焊参数(1)缝焊参数的选择1)焊接电流：在其他条件给定的情况下，焊接电流的大小决定了缝焊缝熔核的焊透率和重叠量。2)电极压力：电极压力过大会使焊件表面压痕过深，同时还会加速滚轮电极的变形和损耗。3)焊接速度：焊接速度加大时，为了获得足够的热量，必须加大焊接电流。4)焊接时间和休止时间：缝焊时，控制熔核尺寸主要是通过焊接时间，通过休止时间控制熔核的重叠量。2.缝焊参数表9-9低碳钢缝焊的焊接参数2.缝焊参数表9-9低碳钢缝焊的焊接参数第四节电阻焊技能训练实例1.焊前准备2.焊前装配定位焊及焊接3.焊点表面的清理4.焊接质量检验1.焊前准备2

21、.焊前定位及焊接3.焊件表面清理4.焊件质量检验1.焊前准备2.焊前装配定位焊及焊接3.焊点表面清理4.焊接质量检验1.焊前准备表9-10冷轧碳钢化学清理溶液成分及工艺1.焊前准备(1)焊机选用DN63型直压点焊机，其主要技术参数见表9-11。1.焊前准备表9-11DN63型直压点焊机的主要技术参数1.焊前准备(2)焊件Q235钢薄板规格尺寸，规格尺寸(长宽厚)为：150302mm共两块板条，焊件的形状见图9-9，可用剪板机下料。图9-9低碳钢薄板(2mm+2mm)的点焊尺寸1.焊前准备(3)焊接辅助工具和量具活扳手、150mm卡尺、台钳、锤子、点焊试片撕裂卷棒、抛光机、砂纸、焊点腐蚀液、低倍

22、放大镜和钢丝钳等。2.焊前装配定位焊及焊接表9-12低碳钢薄板(2mm+2mm)点焊的焊接参数4.焊接质量检验1)用合理的焊接参数焊接的焊点，其熔核直径将随着焊件的厚度增大而增大，但要满足如下的关系式：2)在电极的压力作用下，焊件表面会形成凹陷，其深度要满足如下关系式：4.焊接质量检验表9-13低碳钢薄板点焊的质量检验结果1.焊前准备(1)焊机UN125型杠杆挤压弹簧顶锻式对焊机，其主要技术参数见表9-2。(2)焊件Q235钢管?6mm对接。(3)焊接辅助工具和量具活扳手、150mm卡尺、台虎钳、手锯、锤子、抛光机、砂纸、焊点腐蚀液、低倍放大镜、钢丝钳等。2.焊前定位及焊接表9-14低碳钢筋(

23、6mm+6mm)闪光对焊的焊接参数4.焊件质量检验(1)外观检查用10倍的放大镜检查焊缝的尺寸、表面质量、焊件错位、焊件弯曲、焊件的接头处有焊包并大于3mm。(2)宏观金相检验有无气孔、夹渣、裂纹、缩孔等。(3)X射线检测检测内部缺陷。(4)弯曲试验评定焊接接头的抗弯能力，检查焊接缺陷对抗弯能力的影响。(5)拉伸试验评定焊接接头的抗拉伸能力，检查焊接缺陷对抗拉强度的影响。4.焊件质量检验表9-15低碳钢筋(6mm+6mm)闪光对焊的焊接质量标准1.焊前准备(1)机械清理用钢丝刷打磨焊件表面、金钢砂毡轮抛光、小的零部件可以采用喷砂、喷丸处理。(2)化学清理主要工艺过程是，焊件去油、酸洗和钝化等。

24、(1)焊机选用FN251型，横向缝焊机其主要技术参数见表9-16。1.焊前准备表9-16FN251型横向缝焊机的主要技术参数1.焊前准备(2)焊件Q235低碳钢薄板，规格尺寸(长宽厚)为400mm150mm1mm，共两块。(3)焊接辅助工具和量具活扳手、150mm卡尺、台虎钳、锤子、点焊试片撕裂卷棒、抛光机、砂纸、焊点腐蚀液、低倍放大镜、钢丝钳等。2.焊前装配定位焊及焊接表9-17低碳钢薄板(1mm+1mm)缝焊的焊接参数4.焊接质量检验1)检查缝焊缝的重叠量，焊缝未焊透或熔核尺寸是否符合要求。2)焊缝表面是否有裂纹。3)焊缝表面是否有局部烧穿、溢出或表面喷出。4)焊缝表面压痕形状及波纹是否均

25、匀。5)焊缝表面是否发黑。第五节电阻焊的安全操作规程1)电阻焊设备上的起动按钮、脚踏开关等，应该布置在安全部位，并且有防止操作者因失误而操作的防护装置。2)在多点焊机上，应该装置防碰传感器、制动器、双手控制器等有效的防护装置，防止焊工因意外操作或失误操作而造成伤害。3)与设备有关的链、齿轮、操作杆和带等，都应该有防护装置。4)操作者应该戴专用防护镜，保护焊工的眼睛不受伤害。5)每台焊机都应装置一个或多个紧急停机按钮，(至少每个操作者位置上都应有一个)在意外事故发生时，紧急停机。6)焊机必须安装牢固、可靠，其周围15m以内不允许有易燃易爆物品，并且备有消防器材。7)焊机安装应高出地面3040cm

26、，周围还要有排水沟。8)焊机变压器一次绕组及其他与电源线路连接的部分，对地的绝缘电阻不小于1M。第五节电阻焊的安全操作规程9)装有高压电容器的焊机和控制面板必须有合适的电绝缘，并且完全封闭，而且所有的机壳门都有合适的联锁装置，保证门或面板打开时，联锁装置必须有效的切断电源，并使所有的电压电容器向适当的电阻性负载放电。10)焊机必须可靠接地。11)检修焊机的控制箱时，必须切断电源。1.简述电阻焊的工作原理。2.电阻焊按工艺方法分类有哪几种?3.电阻焊的工艺特点有哪些?4.简述电阻焊设备的分类方法。5.简述对焊机的分类?6.简述缝焊机的分类?7.凸焊机的特点有哪些?第五节电阻焊的安全操作规程8.电阻焊机变压器的特点有哪些?9.电阻焊电极是如何分类的?10.电阻焊电极的形式有哪些?11.简述电阻焊点焊工艺的一般要求。12.简述闪光对焊的过程。13.闪光对焊焊接参数对焊接接头的质量影响有哪些?14.简述电阻焊安全操作规程。