點焊機原理
焊件組合后通過電極施加壓力,利用電流通過接頭的接觸面及鄰近區域產生的電阻熱
進行焊接的方法稱為電阻焊。
電阻焊具有生產效率高、
低成本、
節省材料、
易于自動化等特
點,因此廣泛應用于航空、航天、能源、電子、汽車、輕工等各工業部門,是重要的焊接工
藝之一。
一、焊接熱的產出及影響因素
點焊時產生的熱量由下式決定:
Q=IIRt
(
J
)————(
1
)
式中:
Q
——產生的熱量
(
J
)
、
I
——焊接電流
(
A
)
、
R
——電極間電阻
(歐姆)
、
t
——
焊接時間(
s
)
1.
電阻
R
及影響
R
的因素
電極間電阻包括工件本身電阻
Rw
,
兩工件間接觸電阻
Rc
,
電極與工件間接觸電阻
Rew.
即
R=2Rw+Rc+2Rew
——(
2
)如圖
.
當工件和電極一定時,工件的電阻取決與它的電阻率
.
因此,電阻率是被焊材料的重要
性能
.
電阻率高的金屬其導電性差(如不銹鋼)電阻率低的金屬其導電性好(如鋁合金)。
因此,點焊不銹鋼時產熱易而散熱難,點焊鋁合金時產熱難而散熱易
.
點焊時,前者可用較
小電流
(幾千安培)
,
而后者就必須用很大電流
(幾萬安培)
。
電阻率不僅取決與金屬種類,
還與金屬的熱處理狀態、加工方式及溫度有關。
接觸電阻存在的時間是短暫,一般存在于焊接初期,由兩方面原因形成:
1
)工件和電極表面有高電阻系數的氧化物或臟物質層,會使電流遭到較大阻礙。過厚
的氧化物和臟物質層甚至會使電流不能導通。
2
)在表面十分潔凈的條件下,由于表面的微觀不平度,使工件只能在粗糙表面的局部
形成接觸點。在接觸點處形成電流線的收攏。由于電流通路的縮小而增加了接觸處的電阻。
電極與工件間的電阻
Rew
與
Rc
和
Rw
相比,由于銅合金的電阻率和硬度一般比工件
低,因此很小,對熔核形成的影響更小,我們較少考慮它的影響。
2.
焊接電流的影響
從公式(
1
)可見,電流對產熱的影響比電阻和時間兩者都大。因此,在焊接過程中,
它是一個必須嚴格控制的參數。
引起電流變化的主要原因是電網電壓波動和交流焊機次級回
路阻抗
(在具有電阻、
電感和電容的電路里,
對交流電所起的阻礙作用叫做阻抗。
阻抗常用
Z
表示
,
是一個復數
,
實部稱為電阻
,
虛部稱為電抗
,
其中電容在電路中對交流電所起的阻礙作
用稱為容抗
,
電感在電路中對交流電所起的阻礙作用稱為感抗
,
電容和電感在電路中對交流
電引起的阻礙作用總稱為電抗。
阻抗的單位是歐。)變化。阻抗變化是因為回路的幾何形
狀變化或因在次級回路中引入不同量的磁性金屬。
對于直流焊機,
次級回路阻抗變化,
對電
流無明顯影響。
3.
焊接時間的影響
為了保證熔核尺寸和焊點強度,焊接時間與焊接電流在一定范圍內可以相互補充。為
了獲得一定強度的焊點,可以采用大電流和短時間(強條件,又稱硬規范),也可采用小電
流和長時間(弱條件,也稱軟規范)。選用硬規范還是軟規范,取決于金屬的性能、厚度和
所用焊機的功率。
對于不同性能和厚度的金屬所需的電流和時間,
都有一個上下限,
使用時
以此為準。