电阻焊基本原理
焊接热的产生及影响产热的因素点焊时产生的热量由下式决定:
Q =I″Rt (6-1)
式中Q——产生的热量(J)
I″——焊接电流(A)的平方
R——电极间电阻(Ω)
t——焊接时间(s)
1.电阻R及影响R的因素式(6-1)中的电极间电阻包括工件本身电阻R。,两工件间接触电阻R},电极与工作间接触电
阻R
点焊时的电阻
R =2Rw,-l-Rc-I-2Rm (6-2)分布和电流线
当工件和电极已定时,工件的电阻取决于它的电阻率。因此,电阻率是被焊材料的重要性能。电阻率高的金属其导热性差(如不锈钢),电阻率低的金属其导热性好(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,前者可以用较小电流(几千安培),后者就必须用很大电流(几万安培)。
主要参数对焊接的影响
1.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,在点焊过程中,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变化。阻抗变化是因回路的几何形状变化或因在次级回路中引入了不同量的磁性金属。对于直流焊机,次级回路阻抗变化,对电流无明显影响。
除焊接电流总量外,电流密度也对加热有显著影响。通过已焊成焊点的分流,以及增大电极接触面积或凸焊时的凸点尺寸,都会降低电流密度和焊热接热,从而使接头强度显著下降。
2.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互为补充。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,又称强规范),也可以采用小电流和长时间(弱条件,又称弱规范)。选用强条件还是弱条件,则取决于金属的性能、厚度和所用焊机的功率。但对于不同性能和厚度的金属所需的电流和时间,都仍有一个上、下限,超过此限,将无法形成合格的熔核。
3.电极压力的影响
电极压力对两电极间总电阻R有显著影响,随着电极压力的增大,R显著减小。此时焊接电流虽略有增大,但不能影响因R减小而引起的产热的减少。因此,焊点强度总是随着电极压力的增大而降低。在增大电极压力的同时,增大焊接电流或延长焊接时间,以弥补电阻减小的影响,可以保持焊点强度不变。采用这种焊接条件有利于提高焊点强度的稳定性。电极压力过小,将引起飞溅,也会使焊点强度降低。
4.电极形状及材料性能的影响
由于电极的接触面积决定着电流密度,电极材料的电阻率和导热性关系着热量的产生和散失,因而电极的形状和材料对熔核
的形成有显著影响。随着电极端头的变形和磨损,接触面积将增大,焊点强度将降低。
5.工件表面状况的影响
工件表面上的氧化物、污垢、油和其他杂质增大了接触电阻。过厚的氧化物层甚至会使电流不能通过。局部的导通,由于电流密度过大,则会产生飞溅和表面烧损。氧化物层的不均匀性还会影响各个焊点加热的不一致,引起焊接质量的波动。因此,彻底清理工件表面是保证获得优质接头的必要条件。
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