M12螺母凸焊工艺探讨
螺母凸焊工艺参数优化
工方法达到。
(3)过渡层焊接材料:采用<1.2mm细丝C O2焊,焊丝牌号为H08Mn2SiA。
(4)炉内预热温度:350℃,保温2h。
(5)层间温度:≥150℃,采用在旋转的齿圈两侧点燃火焰喷炬的方法维持工件的层间温度。
(6)焊接工艺:焊接工艺参数见表2。
3.4 在过渡层上焊接齿轮辐板过渡层焊接完成后,立即进炉内缓冷,炉内温度为150℃。
出炉后经目视检查和超声波100%探伤检查Ⅱ级合格后,采用机加工方法加工齿圈内径,使之与辐板达到合理的配合尺寸,进一步降低收缩拘束应力,然后将辐板与齿圈过渡层内径装配焊接。
焊接工艺参数见表2,但不必预热。
表2 堆焊过渡层工艺参数电源极性焊接电流I/A电弧电压U/V焊接速度v/cm·min-1气体流量Q/L·min-1焊丝伸出长度h/mm焊丝直径d/mm熔滴过渡形式直流反接28032023382535202515 1.2喷射过渡3.5 时效处理对齿轮的所有主要受力焊缝进行20%超声波抽探,Ⅱ级合格后,对齿轮整体再进行消除应力时效处理。
4 工艺验证按上述工艺规程,目前已生产出十几种产品的数十个合金钢齿轮,无论是齿轮焊后对焊缝的超声波检查,还是齿轮装到压力机后进行的压力机满负荷试验,均符合设计要求。
5 结束语对于碳当量较高的42CrM o合金钢齿轮的焊接,采用在齿圈内径上堆焊过渡层的方法解决合金钢的焊接裂纹,不失为一有效途径。
过渡层可采用细丝C O2焊的传统焊接方法,焊接过程中要严格控制预热温度。
该方法也可供其它难焊材料焊接时借鉴。
(收稿日期 2001 06 13)作者简介: 王宏正,1960年生,大学本科,高级工程师。
螺母凸焊工艺参数优化哈尔滨电影机械厂(150086) 李 娜哈尔滨哈飞汽车制造有限公司(150060) 衣明海 螺母凸焊工艺就是利用螺母上预制的凸点焊到另一块面积较大的零件上。
因为是凸点接触,提高了单位面积上的压力与电流,可用于厚度比超过1:6的零件焊接。
凸焊的工艺特点和工艺参数
凸焊的工艺特点和工艺参数1、凸焊的工艺特点凸焊是点焊的一种变形，通常是在两板件之一上冲出凸点，然后进行焊接，由于电流集中，克服了点焊时熔核偏移的缺点，因此凸焊时工件的厚度。
比可以超过6：1。
凸焊时，电极必须随着凸点的被压溃而迅速下降，否则会因失压而产生喷溅，所以应采用电极随动性好的凸焊机。
多点凸焊时，如果焊接条件不适当，会引起凸点移位现象，并导致接头强度降低。
实验证明，移位是由电流通过时的电磁力引起的。
影响凸点移位的电磁力F与电流I的平方和凸点的高度h成正比，与点距Sd成反比，凸点移动向外偏斜是次级回路电磁力附加作用的结果。
在实际焊接时，由于凸点高度不一致，上、下电极平行度差，一点固定另一点移动要比两点同时移动的情况多。
为了防止凸点移位，除在保证正常熔核的条件下，选用较大的电极压力，较小的焊接电流外，还应尽可能地提高加压系统的随动性。
提高随动性的方法主要是减小加压系统可动部分的质量；以及在导向部分采用滚动摩擦。
多点凸焊时，为克服各凸点间的压力不均衡，可以采用附加预热脉冲或采用可转动电极的办法，特别适用于在同一个板件上焊接两个距离较大的零件，在上电极与上座板之间装有由多层铜箔制成的铜分路，目的是防止枢轴过热和两侧凸点电流不均衡。
2、凸焊的工艺参数凸焊的主要工艺参数是电极压力、焊接时间和焊接电流。
(1)电极压力凸焊的电极压力取决于被焊金属的性能、凸点的尺寸和一次焊成的凸点数量等。
电极压力应足以在凸点达到焊接温度时将其完全压溃,并使两工件紧密贴合。
电极压力过大会过早地压溃凸点，失去凸焊的作用，同时因电流密度减小而降低接头强度，压力过小又会引起严重喷溅。
(2)焊接时间对于给定的工件材料和厚度，焊接时间由焊接电流和凸点刚度决定。
在凸焊低碳钢和低合金钢时，与电极压力和焊接电流相比，焊接时间是次要的，在确定合适的电极压力和焊接电流后，再调节焊接时间，以获得满意的焊点。
如果想缩短焊接时间，就要相应增大焊接电流，但过分增大焊接电流可能引起金属过热和喷溅，通常凸焊的焊接时间比点焊长，而电流比点焊小。
螺母凸焊工艺设计规范
螺母凸焊工艺设计规范2014-12-30发布 2015-1-1实施xxxxxxxxx发布1.范围本标准规定了本公司螺母凸焊焊接参数、定位孔尺寸及其公差等技术要求。
本标准适用于xxxxxxxx公司零部件及总成螺母凸焊工艺设计。
2.规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的，凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 19867.5 《电阻焊焊焊接工艺规程》HB/T5420-1989 《电阻焊电极与辅助装置用铜及铜合金》GB/T 5213-2008 《冷轧低碳钢板及钢带》GB/T 13680-1992 《焊接方螺母》HB 5363-1999 《焊接工艺质量控制》3.凸焊设备3.1唐山松下生产的YS-500R型电阻焊机4.对焊件的要求4.1焊件母材选用DC01、20钢、Q235等焊接性良好的低碳钢；4.2母材规格选用料厚3.0mm以下冷轧钢板；4.3凸焊螺母符合GB/T 13680规定，表面不做任何处理切验收合格；4.4在焊接状态下，焊件与焊机不得干涉或无法焊接。
焊件工艺要求见附表1焊件结构示意图附表1 焊件工艺要求4.6焊件凸焊螺母底孔可选用1.009.1+Φ和1.005.10+Φ两种规格，推荐选用1.005.10+Φ；4.7最大尺寸超过1.5m 且刚性差的工件不建议采用凸焊； 4.8焊件质量超过10Kg ，不建议采用凸焊。
5.凸焊电极、电极帽5.1电极、电极帽材料选用2类电极材料。
见附表25.2电极、电极帽端面平整无毛刺，电极工作部分尺寸应方便地到达焊接处和电极充分冷却，以及电极能可靠地安装于焊机上，并卸装方便。
6.凸焊参数规范：主要凸焊参数见附表3附表3 低碳钢板的凸焊参考规范7.焊接质量7.1外观质量：螺母螺纹孔无焊渣、螺母表面无压痕、变形等缺陷；7.2焊接方螺母与母材焊接的破坏力矩应100%≥70N·m；7.3螺纹尺寸：M8-6H螺纹100%通规通；7.4其余应符合HB 5363-1999焊接工艺质量控制。
螺母凸焊工艺参数优化
工方法达到。
(3)过渡层焊接材料:采用<1.2mm细丝C O2焊,焊丝牌号为H08Mn2SiA。
(4)炉内预热温度:350℃,保温2h。
(5)层间温度:≥150℃,采用在旋转的齿圈两侧点燃火焰喷炬的方法维持工件的层间温度。
(6)焊接工艺:焊接工艺参数见表2。
3.4 在过渡层上焊接齿轮辐板过渡层焊接完成后,立即进炉内缓冷,炉内温度为150℃。
出炉后经目视检查和超声波100%探伤检查Ⅱ级合格后,采用机加工方法加工齿圈内径,使之与辐板达到合理的配合尺寸,进一步降低收缩拘束应力,然后将辐板与齿圈过渡层内径装配焊接。
焊接工艺参数见表2,但不必预热。
表2 堆焊过渡层工艺参数电源极性焊接电流I/A电弧电压U/V焊接速度v/cm·min-1气体流量Q/L·min-1焊丝伸出长度h/mm焊丝直径d/mm熔滴过渡形式直流反接28032023382535202515 1.2喷射过渡3.5 时效处理对齿轮的所有主要受力焊缝进行20%超声波抽探,Ⅱ级合格后,对齿轮整体再进行消除应力时效处理。
4 工艺验证按上述工艺规程,目前已生产出十几种产品的数十个合金钢齿轮,无论是齿轮焊后对焊缝的超声波检查,还是齿轮装到压力机后进行的压力机满负荷试验,均符合设计要求。
5 结束语对于碳当量较高的42CrM o合金钢齿轮的焊接,采用在齿圈内径上堆焊过渡层的方法解决合金钢的焊接裂纹,不失为一有效途径。
过渡层可采用细丝C O2焊的传统焊接方法,焊接过程中要严格控制预热温度。
该方法也可供其它难焊材料焊接时借鉴。
(收稿日期 2001 06 13)作者简介: 王宏正,1960年生,大学本科,高级工程师。
螺母凸焊工艺参数优化哈尔滨电影机械厂(150086) 李 娜哈尔滨哈飞汽车制造有限公司(150060) 衣明海 螺母凸焊工艺就是利用螺母上预制的凸点焊到另一块面积较大的零件上。
因为是凸点接触,提高了单位面积上的压力与电流,可用于厚度比超过1:6的零件焊接。
凸焊工艺与方法
凸焊工艺与方法古耀流凸焊主要用于焊接低碳钢和低合金钢的冲压件。
凸焊的种类很多，除板件凸焊外，还有螺帽、螺钉类零件的凸焊、线材交叉凸焊、管子凸焊和板材T型凸焊等。
板件凸焊最适宜的厚度为0.5-4mm。
焊接更薄的板件时，凸点设计要求严格，需要随动性极好的焊机，因此厚度小于0.25mm的板件更易于采用点焊。
凸焊与点焊相比还具有以下优点：1）在一个焊接循环内可同时焊接多个焊点。
不仅生产率高，而且没有分流影响。
因此可在窄小的部位上布置焊点而不受点距的限制。
2）由于电流密度集于凸点，电流密度大，故可用较小的电流进行焊接，并能可靠地形成较小的熔核。
在点焊时，对应于某一板厚，要形成小于某一尺寸的熔核是很困难的。
3）凸点的位置准确、尺寸一致，各点的强度比较均匀。
因此对于给定的强度、凸焊焊点的尺寸可以小于点焊。
4）由于采用大平面电极，且凸点设置在一个工件上，所以可最大限度地减轻另一工件外露表面上的压痕。
同时大平面电极的的电流密度小、散热好，电极的磨损要比点焊小得多，因而大大降低了电极的保养和维修费用。
5）与点焊相比，工件表面的油、锈、氧化皮、镀层和其他涂层对凸焊的影响较小，但干净的表面仍能获得较稳定的质量。
凸焊的不足之处是需要冲制凸焊的附加工序；电极比较复杂；由于一次要焊多个焊点，需要使用高电极压力、高机械精度的大功率焊机。
由于凸焊有上述多种优点，因而获得了极广泛的应用。
凸焊电极、模具和夹具一、电极材料凸焊电极通常采用2类电极合金制造，因为这类电极合金在电导率、强度、硬度和耐热性等方面具有最好的综合性能。
3类电极合金也能满足要求。
二、电极设计凸焊电极有三种基本类型：1）点焊用的圆形平头电极2）大平头棒状电极3）具有一组局部接触面的电极，即将电极在接触部位加工出凸起接触面，或将较硬的铜合金嵌块用钎焊或紧固方法固定于电极的接触部位。
标准点焊电极用于单点凸焊时。
为了减轻工件表面压痕，电极接触面直径应不小于凸点直径的两倍。
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。
螺母凸焊失效分析报告
螺母凸焊失效分析报告开始写内容：本次螺母凸焊失效分析报告旨在分析螺母凸焊失效的原因，以及提出相应的解决方案。
以下将对失效案例进行详细描述，并进行分析。
失效案例描述：在某工程项目的装配过程中，发现一批已焊接螺母的零件出现了失效现象。
具体表现为，螺母与基板的凸焊处出现脱落和松动，导致装配中的结构不稳定。
这一失效现象严重影响了产品的使用寿命和性能。
失效分析：经过对失效零件的分析和试验，发现失效的主要原因是焊接工艺不当导致的焊点强度不足。
具体分析如下：1. 材料选择问题：初步分析表明，焊接螺母和基板所选用的材料并不匹配。
材料强度差异较大，导致焊点处的应力不均匀分布，易导致焊点脱落。
2. 焊接参数不合理：焊接过程中，焊接参数设置不合理，导致焊接温度过高或过低，影响焊点的强度和密封性。
此外，焊接时间过短也会导致焊点质量下降。
3. 焊接工艺不规范：焊接工艺操作不规范，如焊接机器的摆放不正确、焊接过程中的振动或冲击等，都可能导致焊点结构松动。
解决方案：为解决螺母凸焊失效问题，我们提出以下解决方案：1. 材料选择优化：重新评估螺母和基板的材料匹配性，选择相匹配的材料，以提高焊点的强度和耐久性。
2. 焊接参数优化：根据材料特性和焊接要求，调整焊接参数，确保适当的焊接温度、时间和压力，提高焊接质量。
3. 焊接工艺规范化：制定严格的焊接工艺规范，明确操作要求和流程。
同时，加强对焊接工艺的培训和监控，确保操作人员掌握正确的焊接技术。
结论：通过对螺母凸焊失效案例的分析，我们发现焊接工艺不当是导致螺母凸焊失效的主要原因。
为了提高产品的质量和性能，我们将采取上述解决方案，优化材料选择、焊接参数和焊接工艺，以确保焊点的强度和稳定性。
这将有助于预防类似失效事件的再次发生，提高产品的可靠性和安全性。
M12螺母凸焊工艺探讨
M12螺母凸焊工艺探讨【摘要】介绍了凸焊螺母M12与5mm厚B510L钢板焊接的试验过程，确定了最优工艺参数。
关键词凸焊螺母正交试验工艺参数随着产品质量的不断提高，凸焊螺母、螺栓已越来越广泛的应用于汽车行业。
好多资料对凸焊工艺参数进行了分析和研究，取得了显著成果，为后来者提供了具有非常实用的参考价值，但采用的试件多为2mm～2.5mm板料和M6、M8螺母，而在底盘大梁、变速箱、安全带等重要部位好多采用大厚度钢板和M10、M12的大螺母，国内一些小厂，主要是一些小的配套厂，由于工艺参数选择不正确，导致凸焊螺母焊接不牢，半成品件在运输过程中或转运过程中凸焊螺母容易脱落，有时不得不采取CO2气体保护焊进行加固，不但浪费人力、财力，也使凸焊失去了本来意义。
1大螺母、厚板凸焊的主要质量缺陷焊接不牢，半成品件在运输过程中或转运过程中凸焊螺母脱落，继续增大电流，螺纹退火严重,精度下降甚至烧毁螺纹。
2原因分析在压力作用下，螺母凸点被压溃，通电后，结合面处产生的巨大热量一部分用来加热板料和螺母形成熔核区，另一部分通过板料和螺母表面、板料和螺母传导到电极过程中散失掉。
由于板料表面积大，熔合区热量散失快，板的熔透率低，而螺母凸点处由于面积小得多熔透率高，在板件和螺母之间造成熔核偏移，甚至板料上不能形成熔核，影响焊接强度。
3解决办法3.1降低螺母在结合面处的熔透率采用强规范，在被焊件上通以大电流、短时间。
大电流产生热量保证凸点足以熔化，短时间缩短了产热过程，减少了热量散失，利于厚板熔核形成。
根据分析试选用以下参数:焊接时间为3或4周波,焊接电流20kA,试焊后测其扭力强度,结果都在90N·m左右。
再以大电流、短时间方式变化参数,效果不明显,但此时电流已足够大，继续增加电流，螺纹严重烧损、螺母发红。
3.2选择预热脉冲电流（电流1）焊核的产生需要强大的热量,因为此时电极是“冷”的，螺母及板材是“冷”的，焊核在凸脚尖端形成最有利，关键是要让板材参与焊核的形成，所以强大的热量在形核初期显得特别重要。
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M12螺母凸焊工艺探讨
【摘要】介绍了凸焊螺母M12与5mm厚B510L钢板焊接的试验过程，确定了最优工艺参数。
关键词凸焊螺母正交试验工艺参数
随着产品质量的不断提高，凸焊螺母、螺栓已越来越广泛的应用于汽车行业。
好多资料对凸焊工艺参数进行了分析和研究，取得了显著成果，为后来者提供了具有非常实用的参考价值，但采用的试件多为2mm～2.5mm板料和M6、M8螺母，而在底盘大梁、变速箱、安全带等重要部位好多采用大厚度钢板和M10、M12的大螺母，国内一些小厂，主要是一些小的配套厂，由于工艺参数选择不正确，导致凸焊螺母焊接不牢，半成品件在运输过程中或转运过程中凸焊螺母容易脱落，有时不得不采取CO2气体保护焊进行加固，不但浪费人力、财力，也使凸焊失去了本来意义。
1大螺母、厚板凸焊的主要质量缺陷
焊接不牢，半成品件在运输过程中或转运过程中凸焊螺母脱落，继续增大电流，螺纹退火严重,精度下降甚至烧毁螺纹。
2原因分析
在压力作用下，螺母凸点被压溃，通电后，结合面处产生的巨大热量一部分用来加热板料和螺母形成熔核区，另一部分通过板料和螺母表面、板料和螺母传导到电极过程中散失掉。
由于板料表面积大，熔合区热量散失快，板的熔透率低，而螺母凸点处由于面积小得多熔透率高，在板件和螺母之间造成熔核偏移，甚至板料上不能形成熔核，影响焊接强度。
3解决办法
3.1降低螺母在结合面处的熔透率
采用强规范，在被焊件上通以大电流、短时间。
大电流产生热量保证凸点足以熔化，短时间缩短了产热过程，减少了热量散失，利于厚板熔核形成。
根据分析试选用以下参数:焊接时间为3或4周波,焊接电流20kA,试焊后测其扭力强度,结果都在90N·m左右。
再以大电流、短时间方式变化参数,效果不明显,但此时电流已足够大，继续增加电流，螺纹严重烧损、螺母发红。
3.2选择预热脉冲电流（电流1）
焊核的产生需要强大的热量,因为此时电极是“冷”的，螺母及板材是“冷”的，焊核在凸脚尖端形成最有利，关键是要让板材参与焊核的形成，所以强大的热量
在形核初期显得特别重要。
这样的大热量会让表面的氧化物有足够的热量来进行焊接冶金反应。
但如果时间太短则反应不充分，表面氧化皮等不能完全蒸发掉，一般取5或6个周波。
在这段时间内凸点并未完全压平，由凸点传导到螺母的热量少，而板料被熔合区加热到一定温度；然后接通电流2，时间仍选择2或3个周波，凸点被彻底压平。
凸点压溃、两板贴合后形成较大的加热区，传导到下电极用于形成熔核的热量大大增加，从而保证了结合面处形成足够尺寸的熔核。
4工艺试验
4.1选择试片凸焊螺母规格为M12，板厚
5.0mm，材质为B510L钢。
4.2.选择设备：D(T)N-100，电流1和电流2分别为预热电流和焊接电流，其数值不是通常意义上的电流值，而是以相对于焊机输出能量的一个百分数。
4.3确定试验水平
试验采用正交试验法，从大量的试验中挑选出具有代表性、典型性的试验点，合理安排试验过程。
(1)试验的考核指标：采用剥离试验检查螺母凸焊的焊接强度，测定使螺母剥离所需要的扭矩，以剥离时的扭矩考核螺母的凸焊强度。
(2)因素位级表：
(3)选用正交表:根据试验中影响因素有3个,位级3个,决定选用L9(33)正交表。
试验结果如下：
注:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ———代表各列3个位级的试验结果的总和。
R———代表各列最大值与最小值之差。
对其进行试验结果分析。
  比较各列的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的大小，第一列Ⅰ<Ⅱ<Ⅲ,大致说明了焊接电流1这个因素以位级3为最好，位级2次之，位级1最差；第二列Ⅲ<Ⅱ<Ⅰ,大致说明了焊接电流2这个因素以位级1为最好，位级2次之，位级3最差；第三列Ⅰ<Ⅲ<Ⅱ，大致说明了气体压力这个因素以位级2为最好，位级3次之，位级3最差。
级差R的大小用来衡量试验中相应因素作用的大小，级差大的因素(例如第2列电流2)，意味着它的三个位级对于抗扭强度的影响较大，通常是重要因素，而级差较小的因素(例如第3列气体压力) 对于抗扭强度的影响相对较小，是不太重要的因素。
由此次试验可见，对于螺母凸焊后抗扭力矩的影响作用，电流1和电流2是最重要的因素，气体压力在这里是次要的因素，只要保证凸点被压溃而又不产生飞溅即可，所以计算得到的最佳焊接工艺参数为:电流1为70,电流2为60,气体压力0.40MPa。
本次试验中有3个3位级因素,可产生33=27个试验条件，由正交表选出的9个条件只是其中的一部分，即1/3。
然而，凭借正交表的正交性，这9个条件均衡分散在这27个试验条件中,它们的代表性很强，所以，直观分析得到好的工艺参数在全体27个试验条件中的效果会是相当好的，本次试验也证明了这一点。
5结论
通过试验，不仅实现了M12焊接方螺母与低碳钢和低合金钢厚钢板的凸焊，焊接牢固可靠，不再需要CO2气体保护焊加固，不仅可以减少人力、财力的投入，降低成本，也避免了CO2气体保护焊造成的污染，优化了工人的操作环境，也成功找到在影响大螺母凸焊质量的3个因素中影响最大的因素(电流1)及最优工艺参数配合，并用于指导生产实践,提高了螺母凸焊质量的稳定性。
6主要参考文献
［1］陈祝年编著：焊接工程师手册（第2版），机械工业出版社。
［2］刘云龙主编：焊工技师手册，机械工业出版社。