凸焊原理及检验方法
凸焊的原理
凸焊的原理
凸焊是一种常见的焊接方法，它利用热能将金属材料熔化并连接在一起。
凸焊
的原理主要包括热能的产生、传输和利用三个方面。
下面我们将详细介绍凸焊的原理。
首先，凸焊的原理之一是热能的产生。
在凸焊过程中，热能主要是通过电弧或
火焰产生的。
电弧凸焊是利用电流通过两个电极之间产生的电弧来产生高温，从而熔化金属材料并实现焊接。
火焰凸焊则是利用燃气或燃油燃烧产生的火焰来提供热能，同样用于熔化金属材料。
热能的产生是凸焊过程中非常关键的一步，它直接影响着焊接质量和效率。
其次，凸焊的原理还包括热能的传输。
一旦热能产生，就需要将其传输到需要
焊接的金属材料上。
热能的传输方式主要包括传导、对流和辐射三种方式。
传导是指热能通过金属材料本身的传导来传输，对于金属材料来说，传导是最主要的热能传输方式。
对流是指热能通过气体或液体的对流传输到金属材料上，而辐射则是指热能通过电磁波辐射传输到金属材料上。
这三种方式相互作用，共同完成了热能的传输。
最后，凸焊的原理还包括热能的利用。
一旦热能传输到金属材料上，就会使其
熔化并与其他金属材料连接在一起。
在凸焊过程中，热能的利用是焊接质量的关键。
通过控制热能的产生、传输和利用，可以实现高质量的焊接，确保焊接接头的牢固和稳定。
总的来说，凸焊的原理主要包括热能的产生、传输和利用三个方面。
通过对这
些原理的深入理解，可以更好地掌握凸焊的技术要领，提高焊接质量和效率。
希望本文能够对您有所帮助，谢谢阅读！。
第二章 凸焊
锻压
凸 19000 26000 33400
寸
递增 时间/ 周 点 12 17 25
凸
焊接 时间/ 周 54 84 121
点
焊接 电流 /kA 15.8 18.8 23.3
焊点拉 剪力/N
34700 50000 76900
4 5 6
7.0 8.5 9.5
1.52 1.83 2.16
41 44 43
6300 7100 8900
12600 14200 17800
12 17 25
54 84 121
11.5 13.9 17.3
24600 34200 53300
不同板厚的板材凸焊时，凸点应尽可能地加工在较厚的一块板材上，以 减少熔核偏移；而参数应按较薄的一面选取，以免喷溅。
第二章 凸焊 14
镀锌钢板的凸焊
因凸点的存在和采用平面电极，故镀锌钢的凸焊性能要比点 焊时好得多。
《压焊方法及设备》
第二章 凸 焊
合肥工业大学材料学院
第二章 凸焊
李萌盛
1
凸焊 (projection welding)
凸焊是在两工件贴合面上通过预制的凸点接触（或
利用零件原有型面、倒角的局部接触），加压并通电
加热，在压塌的凸点部位形成焊点的电阻焊方法。
凸焊接头形成过程 凸焊工艺特点与参数 常用金属材料的凸焊
电极压力及焊接电流两项参数指的都是每个凸点的数值。 第二章 凸焊 13
低碳钢厚板单点凸焊的焊接参数
板厚 /mm 凸点尺寸/mm 最小 间距 /mm 正 4 5 6 8.5 10.5 12.5 1.65 2.13 2.60 45 51 61
小
电极压力/N
直径
凸点倒装焊接技术及可靠性测试
凸点芯片倒装焊接技术及可靠性测试目录一、倒装焊工艺的选择随着轻量化、薄型化、小型化、I/O 端数的增加以及功能多样化的发展，传统的封装技术已不能满足高密度的要求。
倒装互连技术的发展为高密度封装带来了希望。
倒装技术与传统引线键合互连技术相比具有明显的优势，主要表现在以下几个方面：（1）尺寸小、薄，重量更轻；（2）密度更高，使用倒装焊技术能增加单位面积内的I/O 数量；（3）性能提高，短的互连减小了电感、电阻以及电容，信号完整性、频率特性更好；（4）散热能力提高，倒装芯片没有塑封体，芯片背面可用散热片等进行有效的冷却，使电路的可靠性得到提高；倒装焊技术中关键工艺有四个，它们分别是UBM 制备、凸点制备、倒装焊和底部填充技术，它们直接决定着倒装产品质量的好坏。
UBM的制备多层金属膜UBM（Under Bump Metallurgy）是在芯片上的Al 焊盘与凸焊点之间的一层金属化层，目的是使芯片与基板互连工艺更容易实现、互连可靠性更高。
UBM必须与Al 焊盘及凸焊点间形成良好的欧姆接触、必须能够保证凸点或焊接材料不直接与Al 焊盘接触，以使连接材料有良好的黏附性能和机械性能，并确保优良的电性能和导热性能。
UBM通常由黏附层、扩散阻挡层和浸润层等多层金属膜组成。
UBM 在进行焊料回流或焊点退火等高温处理时，能够保证凸焊点材料不会穿透UBM而进入下面的Al 焊盘中。
铝焊盘上蒸发/溅射多层金属，粘附层Cr 、扩散层Cu、阻挡层Au凸点的制备倒装焊（Flip Chip）中的首个凸点制备技术是IBM公司的C4 工艺（Controlled Collaps Chips Connection）。
凸点由蒸发的薄膜金属制成。
随工艺技术和设备的发展，满足不同产品的需求，凸点制备工艺方法越来越多，当前比较常见的方法有1. 钉头法、2.蒸发/溅射法、3. 化学镀法、4.模板印刷法、5.电镀法、6.置球凸点法（SB2 - Jet）等。
什么是凸焊？
什么是凸焊？01凸焊原理凸焊是一种能够同时进行多点焊接的高效率焊接法，可用于代替电弧焊、钎焊与咬接。
这种方法的加工速度快，且除电力外无其他消耗，是个很大的特点。
凸焊与点焊相比，其不同点是预先在板件上加工出凸点，或利用焊件上能使电流集中的型面、倒角等作为焊接时的相互接触部位。
焊接时靠凸点接触，提高了单位面积上的压力与电流密度，有利于将板件表面氧化膜压破，使热量集中，减小分流，减小了点焊中心距，一次可进行多点凸焊，提高了生产率，并减小了接头的翘曲变形。
在车身上，一般是将凸焊螺母(有凸点的螺母)焊在薄板上，这样在装配时只需要拧紧螺栓即可，提高了装配工效。
凸焊是在一工件的贴合面上预先加工出一个或多个凸点，使其与另一工件表面相接触并通电加热，然后压塌，使这些接触点形成焊点的电阻焊方法。
凸焊是点焊的一种变形。
凸焊主要用于焊接低碳钢和低合金钢的冲压件，板件凸焊最适宜的厚度为0.5～4mm小于0.25mm时宜采用点焊。
随着汽车工业的发展，高生产率的凸焊在汽车零部件制造中获得大量应用。
02凸焊分类凸焊分为：单点凸焊、多点凸焊、环焊、T型焊、滚凸焊、线材交叉焊。
03凸点形成的三个阶段凸焊是在一个工件的贴合面上预先加工出一个或多个凸起点，使其与另一个工件表面相接触加压并通电加热，然后压塌，使这些接触点形成焊点的电阻焊方法。
凸点接头的形成过程与点焊、缝焊类似，可划分为预压、通电加热和冷却结晶三个阶段。
1、预压阶段。
在电极压力作用下，凸点与下板贴合面增大，使焊接区的导电通路面积稳定，破坏了贴合面上的氧化膜，形成良好的物理接触。
2、通电加热阶段。
由压溃过程和成核过程组成。
凸点压溃、两板贴合后形成较大的加热区，随着加热的进行，由个别接触点的熔化逐步扩大，形成足够尺寸的熔化核心和塑性区。
3、冷却结晶阶段。
切断焊接电流后，熔核在压力作用下开始结晶，其过程与点焊熔核的结晶过程基本相同04影响凸焊质量因素焊接电流凸焊时每一焊点所需电流比点焊同样的一个焊点时小，在采用合适的电极压力下不至于挤出过多金属时的电流作为最大电流。
凸焊螺母原理
凸焊螺母原理一、引言凸焊螺母是一种常用的紧固件，它的原理主要是通过焊接的方式将螺母固定在工件表面。
这种固定方式相对于传统的螺栓固定具有独特的优势，被广泛应用于各种机械设备、装配线和建筑结构等领域。
二、凸焊螺母的组成结构凸焊螺母由以下几个主要部分组成：2.1 螺母本体螺母本体是凸焊螺母的核心部分，通常由高强度钢材制成。
其形状为圆柱形，外表面带有内螺纹，用于与螺栓相匹配。
2.2 焊接部位凸焊螺母与工件通过焊接方式进行连接，通常采用电阻焊接或电弧焊接。
焊接部位需要经过特殊处理，以保证焊接接头的强度和可靠性。
2.3 涂层为了增加凸焊螺母的防腐性能和耐磨性能，通常会在螺母表面涂覆一层特殊的涂层。
常用的涂层材料有锌、镍、铬等。
三、凸焊螺母的工作原理凸焊螺母的工作原理是通过焊接的方式将螺母牢固地固定在工件表面，从而形成一种可靠的紧固连接。
其工作过程主要包括以下几个步骤：3.1 表面准备在进行凸焊螺母连接之前，需要对工件表面进行一系列的处理。
首先，去除表面的油污和杂质，使焊接接头的质量得到保证。
然后，进行预热，提高焊接接头的温度，以保证焊接质量。
3.2 焊接过程凸焊螺母的焊接过程通常采用电焊方式进行。
在焊接时，将焊丝接触凸焊螺母和工件的接触面，通过电流的作用，将焊丝与凸焊螺母和工件熔化，并形成焊接接头。
3.3 焊后处理焊接完成后，需要对焊接接头进行一系列的处理，以保证其质量和可靠性。
常见的焊后处理方式包括除渣、除毛刺、焊接接头表面的精加工等。
四、凸焊螺母的优势相对于传统的螺栓连接方式，凸焊螺母具有以下几个优势：4.1 节省空间凸焊螺母的焊接方式可以大大节省安装空间，减少零部件的使用量。
这对于空间有限的设备和结构来说，特别有价值。
4.2 增加连接强度凸焊螺母的焊接接头与工件连接紧密，具有很高的强度和可靠性。
对于承受较大载荷和振动的设备来说，凸焊螺母是一种非常理想的连接方式。
4.3 提高防腐性能凸焊螺母的表面涂层可以有效地提高其防腐性能。
凸焊零件检验标准
轿车三厂焊装车间
凸焊件检验标准
A:检验标准项目
B:检验标准方法
1、 凸焊螺母的检验方法：
方法一：用相应规格的螺栓按图示拧入一个螺母的厚度以上，用锤子对准螺栓头部敲击， 直到焊接处钣金件变形，凸焊螺母
的任何一个凸焊触角未脱离板件为合格；见图示
图1
注：使用220
的铁锤敲击
方法二：用用相应规格的螺栓按图示拧入螺母，使用扭矩扳手对螺栓进行拧紧（参考下表），凸焊螺母的任何一个凸焊触角（凸
点）未脱离板件为合格；见图示
图1
注：使用扭
2、凸焊螺栓的检验方法：
方法一：如果是螺柱凸焊，可以用锤子敲击螺柱带螺纹一侧，（见附图）观察焊接面变形后螺柱是否脱离板件，螺栓未脱离板件为合格（见附图）。
图7
方法二：用用相应规格的螺母按图示拧入螺栓，使用扭矩扳手对螺母进行拧紧（参考下表），凸焊螺栓的任何一个凸焊触角（凸点）未脱离板件为合格；见图示
图1
编制: 审核: 批准:。
白车身凸焊技术
白车身凸焊技术凸焊设备及工作原理1.凸焊设备凸焊机是点焊机的一种，一般由固定点焊机安装凸焊头组成。
图1为两种常见的凸焊机。
（a）普通凸焊机（b）异形凸焊机图1 凸焊机2.凸焊工作原理凸焊时将板件放置在下电极上，且定位销穿过板件上开设的凸焊过孔，然后将销子插入凸焊螺母的螺纹孔，上电极下降，完成凸焊过程。
图2 凸焊工作原理如图2所示，凸焊一般由四个过程组成，第一是准备过程，在该阶段完成上件、电极压紧等准备工作；第二为加压过程，在该阶段预设在螺母上的凸点在电极压力的作用下产生变形，高度下降且板件表面的氧化膜被破坏，螺母与被凸焊板件达到良好的结合；第三为通电过程，该阶段包括凸点压溃过程和熔核形成过程；第四为保持过程，该阶段电流集中通过凸点位置，凸点被彻底压平。
凸焊工艺要点钣金件上凸焊的应用在工艺上有一定限制，并不是所有板件的所有型面及所有位置都可以凸焊，另外还有一些注意点，触及这些方面将会使凸焊质量变差或者凸焊成本、周期变高、变长。
1.要点一1）零件凸焊位置沿与凸焊螺母、螺栓轴线垂直方向，距零件边缘最小尺寸要小于焊机喉深C（江淮公司焊机喉深为420～770mm），以避免与焊机干涉。
2）在用普通直流电极无法满足特殊设计要求时，可以考虑制作特殊电极（特殊电极的制作会增加产品的成本，而且焊接质量没有保证，尽量不采用）。
3）长条形冲压件，为方便工人操作方便性，其长度尺寸需满足L≤1500mm 的要求。
4）正方形冲压件，为满足工人操作的方便性，其尺寸边长需满足L≤1000mm的要求。
5）为减轻工人劳动强度，冲压件重量应满足M≤7.5kg。
6）不要选用M5及以下凸焊螺母，以避免凸焊强度低、采购困难、周期长以及费用高等问题。
7）对于同一个零件，尽量使用规格（如M6）和尺寸相同的凸焊螺母。
8）同一个零件的凸焊螺母尽量避免焊接在正反两面，增加不必要的工作量。
2.要点二凸焊电极头与工件之间避让空间至少为3mm，其中1.5mm为冲压单件公差，0.5mm为凸焊公差，1mm为安全空间，以避免焊接干涉。
凸焊件检验标准
凸焊件检验标准
A:检验标准项目
B:检验标准方法
1、 凸焊螺母的检验方法：
方法一：用相应规格的螺栓按图示拧入一个螺母的厚度以上，用锤子对准螺栓头部敲击， 直到焊接处钣金件变形，凸焊螺母
的任何一个凸焊触角未脱离板件为合格；见图示
图1
注：使用220
的铁锤敲击
方法二：用用相应规格的螺栓按图示拧入螺母，使用扭矩扳手对螺栓进行拧紧（参考下表），凸焊螺母的任何一个凸焊触角（凸
点）未脱离板件为合格；见图示
图1
注：使用扭
2、凸焊螺栓的检验方法：
方法一：如果是螺柱凸焊，可以用锤子敲击螺柱带螺纹一侧，（见附图）观察焊接面变形后螺柱是否脱离板件，螺栓未脱离板件为合格（见附图）。
图7
方法二：用用相应规格的螺母按图示拧入螺栓，使用扭矩扳手对螺母进行拧紧（参考下表），凸焊螺栓的任何一个凸焊触角（凸点）未脱离板件为合格；见图示
图1。
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电阻公式为R=2Rew+2Rw+Rc
图1-固定式点焊机成套焊接设备
三、凸焊检验
3.1、术语解释
3.1.1、焊装车间的检验的“三检制”为自检、互检、专检。
操作者的检验为自检和互检；检验上道工序的检验方式为 互检；车间质量室的专职检验员的检验为专检。 3.1.2、检的手段为两种：目视检验和非破坏性强度检验 （简称：强度检验），自检指按作业时间分为：首检、中 检、末检。
结构上与悬点有一些差别： 1.1、 是二者可以移动与不可以移动。一个是悬挂在轨道上， 一个是落地的。 1.2、 固定点焊机辅助行程的调节是通过一手拉阀，把手拉
阀手柄拉出，则辅助 固定点焊机如果装上凸焊电极头，就可以用于凸焊作 业。凸焊电极的型号根据所焊工件选用。 1.4、 气压的大小是影响凸焊质量的一项重要参数，气压的
3.1.3、 首检：生产开始的第1件到第3件之间，操作者对其中任何一 件做的检验。 中检：生产产量达一半时对工件做的检验。（或吃饭后生产
的第1件）
末检：生产结束时倒数1-3件中，操作者对其中任何一件做 的检验。 抽检：首、中、末检间每隔1/20件的抽查检验，抽检件要求 准确度在5件之内。
3.1.4、 员工自检的方式主要为目视检验和非破坏性强度检验两种检验 方法。 目视检验的要求：在线操作者的目视检验必须要求做到100%。
电阻焊原理及点焊检验的方法
---戴建新
2008年2月
一、电阻焊的原理：
电阻焊是将被焊工件压紧于两电极之间，并通以电流，利 用电流流经工件接触面及邻近区域产生的电阻热将其加热
到熔化，使之形成金属结合的一种方法。电阻焊方法主要
有4种：1点焊、2缝焊、3凸焊、4对焊。
固定式点焊机的工作原理与悬挂式点焊机几乎一样，在外部
互检的手段：目视检验为主非破坏性强度检验辅助。
专检的手段：目视检验、非破坏性强度检验和相关的设备检验。
3.3、非破坏性强度检验
1、凸焊螺母的检验方法一：用相应规格的螺栓按图示2拎入螺 母，螺栓拧入长度以螺母厚度为准。用锤子对准螺冒敲击，直 1、在焊接件的首、末件和相隔20件抽检 到板金件变形，螺母焊接处完好，为合格。检验方法二，用扁 铲对准螺母，见附图3用锤子敲击，直到直到板金件变形，螺母 焊接处完好，为合格。检验方法三，螺栓拧入螺母，并用扭矩 2、当焊接设备上部件发生变更或维修时，如电极、 扳手扭到工艺规定的值，见附图4直到板金件变形，螺母焊接处 主板、三联件、焊钳、控制箱维修、汽缸、控制阀等 完好，为合格。 更换 凸焊 3、焊接参数发生变更时，如焊接电流、时间等编程 2、凸焊螺栓的检验，用相应规格的螺母拧入螺栓中图示5，拧3 参数；气压； ～4个螺牙用锤子对准螺母敲击，直到板金件变形，螺母焊接处 完好，为合格。 4、来件的材料发生变化时：如冷轧钢板成为热轧钢 板；钢板的厚度发生变更时。 5操作者的操作方法变化时：如焊点的焊接顺序，焊 3、做完强度检验后在工件上做强检的标识（标识内容：用标识 接时的操作方法。 笔标出所检验的焊点、检验日期、首中末抽检的检验结果、检 6、设备停台时间超过0.5小时：如吃饭时间和停线时 验工序号） 间。
调整必须由工艺人员设定，操作人员在每天的点检中应检查
气压的大小有无变动，保证焊接质量。
二、凸焊的原理：
将被焊工件装配成瘩接接头，并压紧在两电极之间，利 用电流流过焊件时产生的电阻热熔化母材金属，冷却后 形成焊点。
热量公式为Q=I*I*R*T
电阻R由焊件间的电阻Rew，工件本身电阻Rw，两工件间
接触面上的接触电阻Rc，由三类电阻共同析热组成热源。