压力焊

1电阻焊的特点:

优点：1）接头质量高；2）辅助工序少3）不需要填充材料4）生产效率高，易于实现自动化

缺点：1）无损检验困难；2）设备复杂，维修困难，一次性投资高。

2电阻电焊的特点

1、靠尺寸不大的熔核连接；

2、在大电流、短时间的条件下焊接；

3、在热和机械力联合作用下形成焊点。3接触电阻：

形成原因：焊件表面的微观凸凹不平及不良导体层。

从微观而论，任何导体的表面部是不平的，因而，两个导体相接触时，只能在个别点上建立物理接触点，使导电面积减小。带电粒子在电场作用下的运动、碰撞阻尼增强。而电流线弯曲又使导电路径加长，从而使两接触面间的电阻增大。

在导体表面上，经常有氧化膜、油污和其它脏物等存在，这些物质具有很大的电阻率，使表面层电阻增大。4边缘效应：在点焊过程中，当电流流过焊件时，电流将从板的中部向边缘扩展，使整个焊件的电流场呈双鼓形。

原因：焊件的横截面积远大于焊件与电极间的横截面积。

绕流效应：由于焊接区温度不均匀，促使电流线从中间向四周扩散的现象。

5电焊内部电阻影响因素：

边缘效应、绕流现象，均使点焊时焊件的导电范围不能只限制在以电极与焊件接触面为底的圆柱体内，而要向外有所扩展，因而使焊件的内部电阻比圆柱体所具有的电阻要小。凡是影响电流场分布的因素必然影响内部电阻。这些因素可归纳为；1、金属材料的热物理性质2、机械性能3、点焊规范参数及特征4、焊件厚度等。

6在低碳钢的点焊过程中，焊接区动态阻的变化规律可以分为以下几个阶段：

下降段〔t0～t1〕：由于接触电阻的迅速降低及消失所造成。该阶段的主要特点是时间短，曲线呈陡降（例如，点焊1.2＋1.2mm冷轧低碳钢板，该段时间约为(1～2周波)，焊接区金属未熔化但有明显加热痕迹。值得注意的是，当加热速度较快时，该阶段将难以观测到。

上升段〔t1～t2〕：随着加热的进行，焊接区温度升高，金属电阻率ρ的增加很快．由于焊接区金属基本处于固态，接触面增加缓慢，因而ρ的增大起主要作用，曲线上升较快。经过一段时间加热后，焊接区温度已比较高，ρ的增大速率减小，而焊接区导电面积增加较快，结果使动态电阻增加速率减缓,最终达到最大值。一般认为，接近峰值点时焊接区金属已局部熔化，开始形成熔核，达到温度稳定点。因为继续加热，金属将不断由固态变成液态，使熔核逐渐增大，但此时输入功率作为潜热消耗，焊点温度不再升高。

再次下降段〔t2～t3〕：继续加热使熔化区及塑性环不断扩展，虽然金属由固相向液相转变时电阻率有突然的增大，但由于绕流现象使电极下的导电通路截面增大;另一方面，由于金属的明显软化使接触面积迅速增大，结果均使得焊接区的电阻减小，曲线下降。

平稳段〔t3以后〕：由于电极与焊件接触面尺寸的限制以及塑性金属被挤到两焊件之间，使焊件间间隙加大（板缝翘离），限制了熔核和导电面积的增大。同时，由于电流场和温度场均进入准稳态，熔核和塑性环尺寸也基本保持不变，动态电阻曲线将日趋平稳。

7集中加热：点焊时，电流线在两焊件的贴合面处要产生集中收缩，其结果就使贴合面处产生了集中加

热效果，而该处正是点焊时所需要连接的部位。

8点焊热源的特点

1) 电阻焊热源产生于焊件内部，与熔化焊时的外部热源相比，对焊接区的加热更为迅速、集中。

2) 内部热源使整个焊接区发热，为获得合理的温度分布(例如，点焊时应使焊件贴合面处温度高，而表面温度低)，散热作用在电阻点焊的加热中具有重要意义。

9焊接循环

1.预压阶段1）机电特点：Ｆ＞０，Ｉ=０2）作用：减少接触电阻，增大导电截面，增加物理接触点，为以后焊接电流顺利通过创造条件；此外，在压力作用下，金属挤向间隙所引起的塑性变形，有助于在熔核四周形成密封熔核的环带(密封环)。

2. 通电加热阶段1)机电特点：Ｆ＞０，Ｉ＞０2)作用：在热和机械力联合作用下，形成塑性环和熔核，直到熔核长到所要求尺寸.

3.冷却结晶阶段1)机电特点：Ｆ＞０，Ｉ=０2)作用：保证熔核在压力状态下进行冷却结晶，冷却结晶时间很短（一般１~２周波），但是结晶凝固过程符合金属学的凝固理论

维持阶段的作用

1. 保证熔核在压力状态下结晶,减少出现缩孔裂纹等组织缺陷的几率;

2.避免电极与工件“打火”

10电阻点焊时，从焊接主回路以外流过的电流，叫分流。

影响因素

焊点距的影响：连续点焊时，点距愈小，板材愈厚，分流愈大；如果所焊材料是导电性良好的轻合金，分流将更严重，为此必须加大点距。

焊件表面状态的影响；焊接顺序的影响；电极(或二次回路)与工件的非焊接区相接触；单面点焊工艺特点的影响；不良影响使焊点强度降低；单面点焊产生局部接触表面过热和喷溅措施；选择合理的焊点距；严格清理被焊工件表面；注意结构设计的合理性；连续点焊时，可适当提高焊接电流；单面多点焊时，采用调幅焊接电流波形

11凸焊接头形成过程

预压阶段

凸焊时如果施加电极压力时带冲击，凸点会被压溃，因此必须较缓慢地加压，随着电极压力的增大，凸点进一步被压溃，电极下移。

当达到给定电极压力时，凸点的压强差不多停止，可以认为通电之前凸点高度的一半多(S1)已被压塌，凸点高度变低。

凸点压溃阶段

在通电的瞬间，电流集中流过凸点的端头，在一般的焊接规范下，剩下凸点的高度大致为S2，在约10毫秒间几乎全部被压溃。如果此时的电极压力不足，就会产生凸点位移现象。由图中看出，流过预热电流时，凸点是较为缓慢地被压溃；仅是预热电流，凸点还不能完全被压溃，只有在随后通焊接电流时，凸点才开始急剧地被压塌。

焊核生长阶段

凸点被完全压溃的同时，便开始了焊核的生长期。焊接接头受热熔化而生成焊核，因其体积膨胀要把电极向上推，但由于焊机加压结构中有摩擦力阻止焊核的膨胀，而使电极压力反而增大。此现象与点焊相同。断电后，因焊核冷凝收缩电极又再次下移。

12凸焊工艺参数

1、焊接时间

焊接时间对熔核尺寸与接头强度的影响规律与点焊基本相同。在焊机容量足够的条件下，随着焊接时间的增长，熔核尺寸与接头强度增大。但这种增大是有限的，因为熔核尺寸的增大将形成后期喷溅，使接头质量下降。

2 、焊接电流

焊接电流与焊接时间的影响类似。随着电流的增大，熔核尺寸与接头强度的变化如图所示。凸焊时，无熔核的固相焊有一定的接头强度，故因焊接电流变化引起接头强度的变化比点焊时小。

3。电极压力

电极力的大小，同时影响析热与散热。在其它参数不变时，电极力增大，焊接熔核尺寸与接头强度减小。为了保持一定的熔核尺寸与接头强度，在提高电极力的同时，需要相应增大焊接电流或通电时间。熔核上的电极压强应在允许调节的范围内。一般比点焊窄得多。电极压强小于允许值，产生喷溅；压强过大，不但能破坏焊接过程的稳定性，也能使凸点瞬时压溃，破坏了正常的焊接过程。为此，电极压强与压下的速度应大小合适，又平稳而无冲击。

13工艺参数的匹配

凸焊规范的特点同样由焊接电流与通电时间的不同匹配决定。在熔核尺寸稳定即等于常数的条件下，焊接电流与通电时间关系见图。图中，I区为过硬的焊接规范区，II区为正常焊接规范区，III区为过软的焊接规范区。由于凸焊时，产生早期飞溅的倾向大，通常不允许采用过硬的规范。过软的规范即曲线近水平部分，对电流的被动比较敏感，易出现软化区过宽、组织过热现象．因此焊接规范应在II区选取为宜。

14对缝焊质量的一般要求

缝焊主要应用在薄壁容器的制造上，因此接头的质量要求首先是应具有良好的密封性和耐蚀性。通常在材料焊接性良好时，缝焊接头的静载强度不低于母材金属，因为焊缝的截面积通常是母材纵截面的2倍以上(板愈薄这个比率愈大)，破坏必然发生在母材热影响区上。因此，缝焊结构很少强调接头强度，通常以能通过枕形件(密封性)压力试验即可。缝焊接头的应力分布比点焊接头均匀，但是与其它缝焊(指熔焊)方法相比，电阻缝焊接头疲劳寿命较短。

15电阻对焊电阻对加热的作用

接触电阻

1）比例：析出的热量仅占焊接区总析热量的10—15%

2）作用：这部分热量集中在对口，能使对口接合面温度迅速提高，从而使变形集中，有利于焊接。

焊件内部电阻

1）比例：析出的热量占焊接区总析热量的85—90%

2）作用：这部分热量是形成接头的主要热量。

16电阻对焊过程

预压阶段

预压阶段的机一电过程特点和作用与点焊焊接循环中的预压相同，只是由于对口接触表面上压强小，使清除表面不平和氧化膜、形成物理接触点的作用远不如点焊时充分。

加热阶段

?通电加热开始时，首先是一些接触点被迅速加热、温度升高、压溃而使接触表面紧密贴合

进入物理接触；

?随着通电加热的进行，对口温度急剧升高，在某一时刻将有：沿对口端面温度分布均匀；

沿焊件长度形成一合适的温度场。

?随着通电加热的进行，在压力作用下焊件发生塑性变形、动夹具位移量增大，由于温度场的分布特点，塑性变形主要集中在对口及其邻近区域。

?若在空气中加热，金属将被强烈地氧化，对口中易生成氧化夹杂。若在真空以及惰性气体中加热，能够避免或减少金属的氧化。

顶锻阶段

顶锻有两种方式，其一是顶锻力等于焊接压力，其二是顶锻力大于焊接压力。等压力方式使加压机构简单，便于实现，但锻压效果不如变压力方式好。变压力方式主要用于合金钢、有色金属及其合金的电阻对焊，为了获得足够的塑性变形和进一步改善接头质量，往往还设有带电顶锻程序。

17闪光对焊电阻对加热的作用

接触电阻

1）比例：析出的热量占焊接区总析热量的85-90%

2）作用：这部分热量是形成接头的主要热量。

焊件内部电阻

1）比例：析出的热量占焊接区总析热量的10-15%

2）作用：为形成接头提供部分热量。

18闪光对焊过程

闪光阶段：何谓闪光？闪光焊时，从焊件对口间飞散出闪亮的金属微滴现象。

闪光的形成实质？接通电源并使两焊件端面轻微接触，对口间将形成许多具有很大电阻的小触点，在很大电流密度的加热下，瞬间熔化而形成连接对口两端而的液体过梁。在各种力和强烈加热的共同作用下，过梁内部同它的表面之间形成巨大的压力差和温度差，导致过梁爆破，使得液态金属微滴以超过60 m/s的速度从对口间隙抛射出来，形成火花急流—闪光。简言之，闪光的形成实质是液体过梁不断形成和爆破过程，并在此过程中析出大量的热。

闪光的作用：1、烧掉焊件端面上的脏物和不平2、自保护3、加热焊件4、形成液体层

顶锻的作用1、封闭对口间隙，挤平因过粱爆破而留下的火口。2、彻底排除端面上的液体金属层，使焊缝中不残留铸造组织。3、排除过热金属及氧化夹杂，造成洁净金属的紧密贴合。使对口和邻近区域获得适当的塑性变形，促进焊缝再结晶过程

预热的作用1、减少需用功率，可在较小容量的焊机上对焊大截面焊件。2、加热区域较宽、使顶锻时易于产生塑性变形，并能降低焊后的冷却速度，有利于对可淬硬金属材料的对焊。缩短闪光加热时间、减小闪光量，不仅可节约金属，对管材尚能减小内毛刺。

19闪光对焊接头形成特点1、闪光结束时在端面上巳形成液体金属层，顶锻时，端面金属首先在液相下连合成一体。随着顶锻的进行，对口中的液体金属将不断排除，而对口端面必将在液相下消失。由于端面在液相下消失，氧化物将容易随液体排除或使其弥散分布。2、对口处加热温度高、范围窄，因此顶锻时塑性变形集中、变形度相对增加，可产生足够高的局部位错差值，促进接头形成中的再结晶发生。同时，当顶锻参数合适时，不仅可排出液态金属和氧化物、还可排出部分过热金属，获得较致密的热锻造组织形态，显著提高了接头质量。