点焊机原理
焊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
进行焊接的方法称为电阻焊。
电阻焊具有生产效率高、
低成本、
节省材料、
易于自动化等特
点,因此广泛应用于航空、航天、能源、电子、汽车、轻工等各工业部门,是重要的焊接工
艺之一。
一、焊接热的产出及影响因素
点焊时产生的热量由下式决定:
Q=IIRt
(
J
)————(
1
)
式中:
Q
——产生的热量
(
J
)
、
I
——焊接电流
(
A
)
、
R
——电极间电阻
(欧姆)
、
t
——
焊接时间(
s
)
1.
电阻
R
及影响
R
的因素
电极间电阻包括工件本身电阻
Rw
,
两工件间接触电阻
Rc
,
电极与工件间接触电阻
Rew.
即
R=2Rw+Rc+2Rew
——(
2
)如图
.
当工件和电极一定时,工件的电阻取决与它的电阻率
.
因此,电阻率是被焊材料的重要
性能
.
电阻率高的金属其导电性差(如不锈钢)电阻率低的金属其导电性好(如铝合金)。
因此,点焊不锈钢时产热易而散热难,点焊铝合金时产热难而散热易
.
点焊时,前者可用较
小电流
(几千安培)
,
而后者就必须用很大电流
(几万安培)
。
电阻率不仅取决与金属种类,
还与金属的热处理状态、加工方式及温度有关。
接触电阻存在的时间是短暂,一般存在于焊接初期,由两方面原因形成:
1
)工件和电极表面有高电阻系数的氧化物或脏物质层,会使电流遭到较大阻碍。过厚
的氧化物和脏物质层甚至会使电流不能导通。
2
)在表面十分洁净的条件下,由于表面的微观不平度,使工件只能在粗糙表面的局部
形成接触点。在接触点处形成电流线的收拢。由于电流通路的缩小而增加了接触处的电阻。
电极与工件间的电阻
Rew
与
Rc
和
Rw
相比,由于铜合金的电阻率和硬度一般比工件
低,因此很小,对熔核形成的影响更小,我们较少考虑它的影响。
2.
焊接电流的影响
从公式(
1
)可见,电流对产热的影响比电阻和时间两者都大。因此,在焊接过程中,
它是一个必须严格控制的参数。
引起电流变化的主要原因是电网电压波动和交流焊机次级回
路阻抗
(在具有电阻、
电感和电容的电路里,
对交流电所起的阻碍作用叫做阻抗。
阻抗常用
Z
表示
,
是一个复数
,
实部称为电阻
,
虚部称为电抗
,
其中电容在电路中对交流电所起的阻碍作
用称为容抗
,
电感在电路中对交流电所起的阻碍作用称为感抗
,
电容和电感在电路中对交流
电引起的阻碍作用总称为电抗。
阻抗的单位是欧。)变化。阻抗变化是因为回路的几何形
状变化或因在次级回路中引入不同量的磁性金属。
对于直流焊机,
次级回路阻抗变化,
对电
流无明显影响。
3.
焊接时间的影响
为了保证熔核尺寸和焊点强度,焊接时间与焊接电流在一定范围内可以相互补充。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,又称硬规范),也可采用小电
流和长时间(弱条件,也称软规范)。选用硬规范还是软规范,取决于金属的性能、厚度和
所用焊机的功率。
对于不同性能和厚度的金属所需的电流和时间,
都有一个上下限,
使用时
以此为准。