微型电阻焊接工艺研讨

的氧 化物层甚至会 使 电流 不能Байду номын сангаас过 。局部的导通 ，由于 电流密度过 大 ，则会产生飞溅 和表面烧损 。氧化物层的存在还会影 响各个焊点加 热的不均匀性 ，引起 焊接质量波动 。因此彻底清理工件 表面是保证获 得优质焊接效果的必要条件 。
４ 热平衡及散热 焊接过程产生 的热量只有一小部分用于形成焊点 ， 较 大部分 因向 临近物质传导或辐射而损失掉 了， 其热平衡方程式 ： Ｑ ＝ ＱＩ ＋ Ｑ ２ （ ３ ） 其中：Ｑ ｌ 为形成熔核 的热量 、Ｑ ２ 为损失的热量 ，损失热量Ｑ ２ 主要 包括通过电极传导的热量 和通过工件传导 的热量 以及辐射到大气 中的 热量。 ５ 焊接循环 电阻焊接循环 的四个基本阶段 ： １ 预压 阶段 ： 电极下降到电流接通阶段，确保 电 极压 紧工件 ，使工 件问有适当压力。 ２ 焊接阶段 ： 焊接电流通过工件，产生热量形成熔核 。 ３ 维持 阶段 ：切断焊接 电流 ，电极压力继续维持至熔 核凝 固到有足 够强度。 ・ ４ 休止 阶段 ：电极开始提起到电极再次开始下降 ，开始下一个焊接 循环 。 为 了改善焊接 接头的性 能，有 时需要将下列各项中的一个 或多个 加于基本循环 ： １ ） 加大预压力 以消除厚工件之间的间隙，使之紧密贴合。
焊接过程遵循以下方程 ： Ｑ ＝ Ｉ Ｒ ｔ （ １ ） Ｑ为焊接 中产生的热量 、Ｒ （ ｎ ）为焊接部位的电阻、Ｉ （ Ａ ） 为焊接 电流 、ｔ ｆ ｓ ｅ ｃ）为通电时间 。 ３ 焊接热的产生及影响因素 电阻Ｒ 及其影 响因素 电极间 电阻包括工件本身电阻Ｒ ｗ ，两工件间 接触电阻Ｒ ｃ ，电极与工件间接触 电阻Ｒ ｅ ｗ 。即
科 学 技 术
微 型 电 阻焊 接 工 艺 研 讨
雷 晓辉
（ 联合 汽 车 电子有 限公 司 西安 厂Ｔ Ｅ Ｆ ２ ，陕西 西安 ７ １ ０ ０ ７ ５） 摘 要 ：电 阻焊接 工 艺对 焊接 质 量的影 响 非 常重要 ，对 电阻 焊接 工 艺的研 究 必然 成为 保证 焊接 质 量 的必要 条 件 。本 文从 电 阻焊接 系统 的组 成 、工 艺原 理 、接 触 电阻 、焊接 热 平衡 、焊接 压 力 、焊接 时 间 、电极 材料 与 结构 、焊接 工艺循 环等 方 面论 述焊 接 工 艺与焊接 质 量 的 关 系。
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Ｒ ｅ ｗ 与Ｒ ｃ 和Ｒ ｗ 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 。
３ ． １焊 接 电流的影 响
２ ） 用预热脉 冲提高金属 的塑性 ，使 工件 易于紧密贴合 、防止飞 溅 ；凸焊时这样做可 以使多个凸点在通 电焊接前与平板均匀接触 ，以 保证各点加热 的一致。 ３ ） 加大锻压力 以压实熔核 ，防止产生裂纹或缩孔。 ４ ） 用 回火或缓冷脉 冲消除淬火组织 ，提高接头的力学性能 ，或在 不加大锻压力 的条件下 ，防止裂纹和缩孔。
对工件施加焊接压力 ， 并通过电极将 电流传递至被焊件； 电极 ：用于直 接向被焊件施加压力并导通电流； 冷却 系统 ：用于对 电极进行冷却 以免 电极过热 ，延长电极使用寿命； 监控 系统 ：包括监控仪 和检 出线圈等 ，
用于测定电流、电压 、 加压力等 ，以利于焊接品质 的管理 ２ 焊接基本原理
６ 焊接工艺参数确定 阻焊时影响焊接效果的因素有 ：电流Ｉ 、通 电时间ｔ 、接触电阻Ｒ、 电流密度 （ 电极先端 ） 和 电极材料。以上要素被称为 电阻焊的五大要 素。
６ ． １焊接 电流 的选 定
从公式 （ １ ）可见 ，电流对产热为平方 比关系，因此影响比电阻和 时间两者都大 ， 焊接过程中，它是一个必须严格控制的参数。
３ ． ２焊 接时 间的影 响
时间与发热量程正 比关系 ，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。
Ｒ＝ ２ Ｒ ｗ ＋ Ｒ ｃ ＋ ２ Ｒ ｅ ｗ （ ２）
．
当工件和 电极一定时 ，工件的电阻取决 与它 的电阻率 。电阻率不 仅取决于金属种类 ，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
关键 词 ：焊接 热 ；焊接 电流 ；接 触 电阻 ；电流 密度 ；焊接 压 力 ；热 平衡
１ 电阻焊接系统 的组成 电阻 焊接系统 的组成 主要有 ：焊接 变压器 、焊接 电源 、焊接机 头 、电极 、冷却系统、次级电缆及监控 系统。 各部件 的作用 ： 焊接变压器 ：将 电源生成的电流变换成焊接所需要 的大电流； 焊接 电源 ：用于控制电流 ，并形成电阻焊焊接的各种波形； 焊接机头 ：用 于
３ ． ３电极 压 力的影 响
电极 压力对 两电极问总电阻Ｒ 有 明显 的影 响，随着电极压力的增 大 ，Ｒ 显著减小，而焊接电流增大的幅度却不大 ，不能影 响因Ｒ 减小引 起的产热减少。因此 ，焊点强度总随着焊接压力增大 而减小 。解决的 办法是在增大焊接压力 的同时 ，增大焊接电流。随着焊接压力增大 ，
Ａ 规范一短时间大电流 （ 最佳规范 ） Ｂ 规范一 中时间中电流 （ 中等规范 ） ｃ 规范一长时间小 电流 （ 普通规范 ） 最初设定较低的焊接电流 ， 逐渐增大焊接 电流 ，直到发生飞溅。 比发生飞溅 时的电流值稍低的电流值就是适 当的电流 。电流值与焊接 机加压系统追 随性相关 。焊接机的追随性 愈好 ，愈容易施加较小的加 压力 和大的导通电流 ，即获得最佳 的焊接效果 。