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　　1、 第一章第一章 电阻点焊的原理电阻点焊的原理 第一节第一节 概述概述 一、定义一、定义 焊件装配成搭接接头，并压紧在两电极之间，焊件装配成搭接接头，并压紧在两电极之间， 利用电流通过焊件时产生的电阻热，熔化母材金利用电流通过焊件时产生的电阻热，熔化母材金 属，冷却后形成焊点，这种电阻焊方法称为点焊。属，冷却后形成焊点，这种电阻焊方法称为点焊。 二、特点二、特点 1。靠尺寸不大的熔核连接；。靠尺寸不大的熔核连接； 2。在大电流、短时间的条件下焊接；。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。在热和机械力联合作用下形成焊点。 三、分类三、分类 1。按焊接电流波形分。按焊接

　　2、电流波形分 工频工频 50或或60hz 低频低频 310hz 2.5khz450khz 交流交流 高频高频 脉冲脉冲 电容储能电容储能 直流冲击波直流冲击波 2。按工艺特点分。按工艺特点分 双面单点双面单点 单面双点单面双点单面单点单面单点 四、对点焊质量的要求四、对点焊质量的要求 1）熔核直径）熔核直径 32 d 5d 或或 板厚板厚 2）焊透率）焊透率 )(mmd (%)a %100 c h a c h d 3）压痕）压痕c520% %7030a 1。熔核尺寸的几个基本概念。熔核尺寸的几个基本概念 2）少数金属材料（如可淬硬钢等）对焊接热）少数金属材料（如可淬硬钢等）对焊接热 循环极为敏感

　　3、，当点焊工艺不当时，接头由于循环极为敏感，当点焊工艺不当时，接头由于 被强烈淬硬而使强度、塑性急剧降低。这时，被强烈淬硬而使强度、塑性急剧降低。这时， 尽管有充足大的熔核尺寸也是不可以使用的。尽管有充足大的熔核尺寸也是不可以使用的。 其点焊接头强度不仅取决于熔核尺寸，而且与其点焊接头强度不仅取决于熔核尺寸，而且与 熔核及热影响区的组织及缺陷有关。熔核及热影响区的组织及缺陷有关。 1）多数金属材料（如低碳钢等）对焊接热循）多数金属材料（如低碳钢等）对焊接热循 环不敏感，焊接区的组织无显著变化，也不易环不敏感，焊接区的组织无显著变化，也不易 产生组织缺陷，其点焊接头强度主要与熔核尺产生组织缺陷，其

　　4、点焊接头强度主要与熔核尺 寸有关；寸有关； 2。对点焊质量的要求。对点焊质量的要求 第二节第二节 点焊时的电阻及加热点焊时的电阻及加热 一、一、点焊时的电阻点焊时的电阻 ew r ew r w r w r c r wewc rrrr22 dttrtiq )()(24. 0 2 vac380 1。接触电阻。接触电阻 接触电阻形成原因示意图接触电阻形成原因示意图 1）形成原因：焊件表面的微观凸凹不平及不良导体层。）形成原因：焊件表面的微观凸凹不平及不良导体层。 2)影响因素：影响因素： （1)表面状态表面状态 a) 清理方法清理方法b) 存放时间存放时间c) 表面粗糙度表面粗糙度 (2)压力压力

　　5、电极压力电极压力 接触电阻接触电阻 “滞后滞后”效应效应 (3)温度温度 1 r 2 r r r 等于等于 1 r与与 2 r并联值并联值 2. 焊件内部电阻焊件内部电阻 1) 几何特点几何特点:导电区域远大于以电极与焊件导电区域远大于以电极与焊件 接触面为底，焊件厚度为高的圆柱体体积接触面为底，焊件厚度为高的圆柱体体积 电流场与电流密度分布电流场与电流密度分布 a)导线中导线中 b)单块板中单块板中 c)点焊时点焊时 i一电流线一电流线 j一电流密度一电流密度 jc一平均电流密度一平均电流密度 预压时，电极压力的应力分布预压时，电极压力的应力分布 电流场与电流密度分布电流场与电流密度分布

　　6、 a)导线中导线中 b)单块板中单块板中 c)点焊时点焊时 i一电流线一电流线 j一电流密度一电流密度 jc一平均电流密度一平均电流密度 2）边缘效应与绕流现象）边缘效应与绕流现象 边缘效应：在点焊过程中，当电流流过焊件时，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，使整个焊件的电流将从板的中部向边缘扩展，使整个焊件的 电流场呈双鼓形。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原因：焊件的横截面积远大于焊件与电极间的 横截面积横截面积 。 绕流效应：由于焊接区温度不均匀，促使电绕流效应：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。流线、中间向四周扩散的现象。 3）焊件内部电阻的近似计算）焊件内部电阻的近似计算 4 2 2 2 0 21 d kkr tw 。电极与焊件接触面直径 单个焊件的厚度； 焊接区金属的电阻率； 展的系数；绕流现象引起电流场扩 展的系数；边缘效应引起电流场扩 0 2 1 d k k t 1 k 0 d 84. 082. 0 1 k 0 1 2 3 4 5 6 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 与不均匀加热程度有关，可在与不均匀加热程度有关，可在0.80.9范围内范围内 选取。硬规范点焊时，焊接区温度很不均匀，选取。硬规范点焊时，焊接区温度很不均匀， 应选低值；软规范点焊时，则取高值。应选低值；软规范

　　8、点焊时，则取高值。 2 k 3）影响因素：影响因素： 综上所述，边缘效应、绕流现象，均使点焊综上所述，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，因而触面为底的圆柱体内，而要向外有所扩展，因而 使悍件的内部电阻比圆柱体所具有的电阻要小。使悍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。凡是影响电流场分布的因素必然影响内部电阻。 这一些因素可归纳为；这一些因素可归纳为； （1）金属材料的热物理性质）金属材料的热物理性质 （2）机械性能）机械性能 （3）点焊

　　9、规范参数及特征）点焊规范参数及特征 （4）焊件厚度等。）焊件厚度等。 3 3。焊接区的总电阻：。焊接区的总电阻： 点焊过程中，焊件点焊过程中，焊件焊件和电极焊件和电极电极的接电极的接 触状态、焊接温度场及电场都在不断地变化，因触状态、焊接温度场及电场都在不断地变化，因 此，引起焊接区的电阻也不断交化。描述焊接过此，引起焊接区的电阻也不断交化。描述焊接过 程中电阻变化的曲线叫做动态电阻曲线。需要强程中电阻变化的曲线叫做动态电阻曲线。需要强 调的是，由于材料性能的不同，调的是，由于材料性能的不同，不同金属材料在不同金属材料在 加热过程中焊接区动态总电阻变化相差很大加热过程中焊接区动态总电阻变化相差

　　10、很大 。 1）低碳钢）低碳钢 在低碳钢的点焊过程中，焊接区动态阻的变化在低碳钢的点焊过程中，焊接区动态阻的变化 规律可大致分为以下几个阶段规律可大致分为以下几个阶段 ： 下降段下降段t0t1：由于接触电阻的迅速降低：由于接触电阻的迅速降低 及消失所造成。该阶段的主要特征是时间短，曲及消失所造成。该阶段的主要特征是时间短，曲 线呈陡降（例如，点焊线mm冷轧低碳钢冷轧低碳钢 板，该段时间约为板，该段时间约为(1(12 2周波周波) )，焊接区金属未熔，焊接区金属未熔 化但有明显加热痕迹。有必要注意一下的是，当加热速化但有明显加热痕迹。有必要注意一下的是，当加热速 度较

　　11、快时，该阶段将难以观测到。度较快时，该阶段将难以观测到。 上升段上升段t1t2：随着加热的进行，焊接区温：随着加热的进行，焊接区温 度升高，金属电阻率度升高，金属电阻率 的增加很快由于焊接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，因而区金属基本处于固态，接触面增加缓慢，因而 的增大起最大的作用，曲线上升较快。经过一段时的增大起最大的作用，曲线上升较快。经过一段时 间加热后，焊接区温度已比较高，间加热后，焊接区温度已比较高，的增大速率的增大速率 减小，而焊接区导电面积增加较快，结果使动态减小，而焊接区导电面积增加较快，结果使动态 电阻增加速率减缓电阻增加速率减缓, ,最终达到最大值。一

　　12、般认为，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。输入功率作为潜热消耗，焊点温度不再升高。 再次下降段再次下降段t t2 2t t3 3：继续加热使熔化区：继续加热使熔化区 及塑性环继续扩展，虽然金属由固相向液及塑性环继续扩展，虽然金属由固相向液 相转变时电阻率有突然的增大，但由于绕相转变时电阻率有突然的增大，但由

　　13、于绕 流现象，使得主要是通过焊接电流的金属区流现象，使得主要是通过焊接电流的金属区 域电阻率并没有明显增大。绕流现象使电域电阻率并没有明显增大。绕流现象使电 极下的导电通路截面增大：另一方面，由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，于金属的明显软化使接触面积迅速增大， 电流场的边缘效应减弱。结果均使得焊接电流场的边缘效应减弱。结果均使得焊接 区的电阻减小，曲线下降。区的电阻减小，曲线下降。 平稳段平稳段t t3 3以后：由于电极与焊件接触面以后：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，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

　　14、大（板缝翘离），限制了熔使焊件间间隙加大（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。基本保持不变，动态电阻曲线将日趋平稳。 焊接通电时间 动 态 电 阻 (cycle) 1-6.30ka 2-6.48ka 3-6.88ka 4-8.38ka 45 50 55 60 65 70 75 85 80 不同焊接电流时动态电阻曲线不同焊接电流时动态电阻曲线）不锈钢）不锈钢 二、点焊时的加热特点二、

　　15、点焊时的加热特点 1。电阻对点焊加热的影响电阻对点焊加热的影响 1 1）接触电阻：产热）接触电阻：产热510% 作用：接触电阻产热对建立焊接初期的温度场作用：接触电阻产热对建立焊接初期的温度场 及焊接电流的均匀化流过起及其重要的作用及焊接电流的均匀化流过起及其重要的作用 2 2）内部电阻：）内部电阻：9095% 作用：这部分热量是形核的基础，与电流场共作用：这部分热量是形核的基础，与电流场共 同建立了焊接区的温度场分布及其变化规律。同建立了焊接区的温度场分布及其变化规律。 2.电流场分布对点焊加热的影响电流场分布对点焊加热的影响 点焊时的电场点焊时的电场 其中电流线的含义是在它所限定的范围内的其中电流线、含义是在它所限定的范围内的 电流占总电流的百分数，例如，电流占总电流的百分数，例如，80的电流线是的电流线是 指它限定的范围内通过的电流占总电流的指它限定的范围内通过的电流占总电流的80。 点焊时各典型截面的电流密度分布点焊时各典型截面的电流密度分布 1)1)集中加热集中加热 点焊时，电流线在两焊件的贴合面点焊时，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焊时所需要连接的部位 2)2)塑性环塑性环 贴合面的贴合面的 边缘电流密度边缘电流密度 出现峰值，该

　　17、出现峰值，该 处加热强度最处加热强度最 大，因而将首大，因而将首 先出现密封的先出现密封的 塑性连接区，塑性连接区， 此密封环对保此密封环对保 证熔核的正常证熔核的正常 生长，防止氧生长，防止氧 化和飞溅的产化和飞溅的产 生有利。生有利。 3)3)不均匀的温度场不均匀的温度场 4 4。点焊的热平衡。点焊的热平衡 21 qqq 1 q 2 q 熔化母材金属形成熔核的热量，占总产热量熔化母材金属形成熔核的热量，占总产热量 的的1030%，其大小取决于金属热物理性质，其大小取决于金属热物理性质 、 熔核大小（熔化金属量），与规范特征无关。熔核大小（熔化金属量），与规范特征无关。 由散热而损失的热量，

　　18、占总产热量的由散热而损失的热量，占总产热量的7090%。 散热途径：工作热传导，对流，幅射。最主散热途径：工作热传导，对流，幅射。最主 要是电极散热，占要是电极散热，占3050%（铜电极水冷）其（铜电极水冷）其 次是工件热传导次是工件热传导20%,对流辐射占对流辐射占5%,与电极与电极 形状形状,材料物理性质材料物理性质,焊接规范均有关焊接规范均有关. 5. 点焊热源的特点点焊热源的特点 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。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

　　19、获得合理的内部热源使整个焊接区发热，为获得合理的 温度分布温度分布(例如，点焊时应使焊件贴合面处温度例如，点焊时应使焊件贴合面处温度 高，而表面温度低高，而表面温度低)，散热作用在电阻点焊的加，散热作用在电阻点焊的加 热中具备极其重大意义。热中具备极其重大意义。 第二章第二章 电阻点焊工艺电阻点焊工艺 第一节第一节 点焊过程分析点焊过程分析 一、一、焊接循环焊接循环 1。定义：在电阻焊接过程中，完成一个焊点或定义：在电阻焊接过程中，完成一个焊点或 焊缝所需要的全部过程或全部阶段焊缝所需要的全部过程或全部阶段 2。点焊的基本焊接循环点焊的基本焊接循环 f,i 加压加压 通电焊接通电焊接 维持维持 休止休

　　20、止 加压加压 f,i 1 i 2 i 3 i p f w f u f 3 3。复杂的点焊焊接循环。复杂的点焊焊接循环 二、二、点焊接头形成过程点焊接头形成过程 点焊接头形成的三个阶段点焊接头形成的三个阶段 a) 预压预压 b) 、c)通电加热通电加热 d)冷却结晶冷却结晶 1 1。预压阶段。预压阶段 1 1）机电特点：）机电特点： ，= 2）作用：作用： 减少接触电阻，增大导电截面，增加物理接触点，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；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此外，在压力作用下，金属挤向间隙所引起的塑

　　21、性变形，有助于在熔核四周形成密封熔核的环带性变形，有助于在熔核四周形成密封熔核的环带 ( (密封环密封环) )。 预压时，电极压力的应力分布预压时，电极压力的应力分布 2 2。通电加热阶段。通电加热阶段 1)1)机电特点：机电特点： ， 2)作用：作用： 在热和机械力联合作用下，形成塑性环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和熔核，直到熔核长到所要求尺寸. . 图图(b)表示两板搭接点焊时焊核生长过程的表示两板搭接点焊时焊核生长过程的 情况。情况。(a)表示开始导通电流的焊接初期，表示开始导通电流的焊接初期， 由于电极与母材之间及母材彼此之间并不完由于电极与母材之

　　22、间及母材彼此之间并不完 全接触，电流的边缘效应也较强，因此接触全接触，电流的边缘效应也较强，因此接触 面外侧的电流密度很高，这部分的温度首先面外侧的电流密度很高，这部分的温度首先 上升。上升。(b)表示又经过一段时间的状态，在表示又经过一段时间的状态，在 外侧温度上升的地方，因电阻增加而温度继外侧温度上升的地方，因电阻增加而温度继 续上升，并开始产生一部份热影响区，而与续上升，并开始产生一部份热影响区，而与 电极相接触的表面则受到冷却。由于电流的电极相接触的表面则受到冷却。由于电流的 边缘效应，处于母材接合面和电极接触面中边缘效应，处于母材接合面和电极接触面中 间的区域，温度不能升高，因此形成

　　23、象两个间的区域，温度不能升高，因此形成象两个 腰鼓对合起来的形状。腰鼓对合起来的形状。(c)表示再经过一段表示再经过一段 短时间，开始形成焊核的状况。焊核中心区短时间，开始形成焊核的状况。焊核中心区 因热量很难散走而温度上升，而与电极接触因热量很难散走而温度上升，而与电极接触 的区域进一步被冷却，所以焊核成为四角形。的区域进一步被冷却，所以焊核成为四角形。 (d)表示经过足够长的时间后的状况，由于表示经过足够长的时间后的状况，由于 中心区散热困难，而电极和板的周围却散热中心区散热困难，而电极和板的周围却散热 容易，所以焊核变成椭圆形。容易，所以焊核变成椭圆形。 这样的焊核生长过程，在这样的焊核

　　24、生长过程，在 单块板通电时就更容易理解。单块板通电时就更容易理解。 有的人觉得：点焊是利用接触面有的人觉得：点焊是利用接触面 的接触电阻进行焊接的方法，的接触电阻进行焊接的方法， 不是两板重迭就不能形成焊核。不是两板重迭就不能形成焊核。 但是，即使是单块板，只要增但是，即使是单块板，只要增 加电流，同样也能形成焊核。加电流，同样也能形成焊核。 图图(a)表示单块板通电时焊核的表示单块板通电时焊核的 生长过程。起初，电极的正下生长过程。起初，电极的正下 方出现三角形的热影响区，随方出现三角形的热影响区，随 着通电时间的加长，两个热影着通电时间的加长，两个热影 响区合并成鼓形。继续加长通响区合并成鼓形

　　25、。继续加长通 电时间就形成四方形焊核。电时间就形成四方形焊核。 3.冷却结晶阶段冷却结晶阶段 1)1)机电特点：机电特点： ，= 2)2)作用：作用： 保证熔核在压力状态下进行冷却结晶，保证熔核在压力状态下进行冷却结晶， 冷却结晶时间很短（一般冷却结晶时间很短（一般周波），但周波），但 是结晶凝固过程符合金属学的凝固理论是结晶凝固过程符合金属学的凝固理论 维持阶段的作用维持阶段的作用 1. 保证熔核在压力状态下结晶保证熔核在压力状态下结晶,减少出现减少出现 缩孔裂纹等组织缺陷的几率缩孔裂纹等组织缺陷的几率; 2.避免电极与工件避免电极与工件“打火打火” 第二节第二节 点焊规范参数及相关关系点焊

　　26、规范参数及相关关系 一、规范参数（工艺参数）一、规范参数（工艺参数） 1 1。焊接电流。焊接电流 2。焊接时间焊接时间 3。电极压力电极压力 4。电极端面尺寸电极端面尺寸 二、二、规范参数之间的关系规范参数之间的关系 1.焊接电流和焊接时间的适当配合焊接电流和焊接时间的适当配合 这种配合是以反映焊接区加热速度快慢这种配合是以反映焊接区加热速度快慢 为主要特征。当采用大焊接电流、小焊按时为主要特征。当采用大焊接电流、小焊按时 间参数时称硬规范；而采用小焊接电流、适间参数时称硬规范；而采用小焊接电流、适 当长焊接时间参数时称软规范。当长焊接时间参数时称软规范。 2。焊接电流和电极压力的适当配合。焊

　　27、接电流和电极压力的适当配合 这种配合是以这种配合是以 焊接过程中不产生焊接过程中不产生 喷溅为主要特征，喷溅为主要特征， 这是目前国外几种这是目前国外几种 常用规范常用规范(rwma、 mil spec、bwma 等等)的制定依据。根的制定依据。根 据这一原则制定的据这一原则制定的i、 f关系曲线称喷溅关系曲线称喷溅 临界曲线。临界曲线。 焊接区沿板厚温度分布图 500oc 800oc 900oc 800oc 1000oc 1300oc source: o.u. science data book, outukumpu, omg. source: o.u. science data book,

　　28、 outukumpu, omg. 第三章第三章 电阻凸焊电阻凸焊 象图象图3-1a所示，所示， 对于板厚差异大的对于板厚差异大的 材料，若用一般的材料，若用一般的 点焊方法，很难焊点焊方法，很难焊 接。但是，在厚板接。但是，在厚板 上压出凸点使其与上压出凸点使其与 薄板具有同样的热薄板具有同样的热 容量，如图容量，如图3-1b所所 示，则很容易焊接，示，则很容易焊接， 这种焊接方法称为这种焊接方法称为 凸焊。凸焊。 a) 点焊点焊 b) 凸焊凸焊 图图3-1 点焊与凸焊点焊与凸焊 凸焊是点焊的一种特殊形式，它是利用零件凸焊是点焊的一种特殊形式，它是利用零件 原有型面倒角、底面或预制的凸点焊到另

　　29、一块面原有型面倒角、底面或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，提高了单位积较大的零件上。因为是凸点接触，提高了单位 面积上的电极压力与焊接电流，有利于板件表面面积上的电极压力与焊接电流，有利于板件表面 氧化膜破裂与热量集中，减小了分流电流，可用氧化膜破裂与热量集中，减小了分流电流，可用 于厚度比达到于厚度比达到1：6的零件焊接。另外，可采用多的零件焊接。另外，可采用多 点凸焊，以提高生产率和降低接头变形。在使用点凸焊，以提高生产率和降低接头变形。在使用 平板电极凸焊时，零件表面平整无压坑，电极寿平板电极凸焊时，零件表面平整无压坑，电极寿 命长。凸焊既可在通用点焊机上进行，也

　　30、可在专命长。凸焊既可在通用点焊机上进行，也可在专 用凸焊机上进行，大范围的应用于成批生产的盖、筛用凸焊机上进行，大范围的应用于成批生产的盖、筛 网、管壳以及网、管壳以及t形、十字形、平板等零件的焊接。形、十字形、平板等零件的焊接。 第一节第一节 凸焊的特点及适用场合凸焊的特点及适用场合 凸焊零件实例凸焊零件实例 第二节第二节 凸焊接头的形成过程分析凸焊接头的形成过程分析 凸焊时焊核生成随时间的变化凸焊时焊核生成随时间的变化(低碳钢板厚低碳钢板厚2.3毫米毫米) 凸焊过程电极压力、电极位移及电流随时间的变化凸焊过程电极压力、电极位移及电流随时间的变化 预压阶段预压阶段 凸焊时如果施加电极压力时带冲击，凸

　　31、点会被压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，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。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，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可以认为通电之前凸点高度的一半多(s1)已被压塌，已被压塌， 凸点高度变低。凸点高度变低。 凸点压溃阶段凸点压溃阶段 在通电的瞬间，电流集在通电的瞬间，电流集 中流过凸点的端头，在中流过凸点的端头，在 一般的焊接规范下，剩一般的焊接规范下，剩 下凸点的高度大致为下凸点的高度

　　32、大致为s2， 在约在约10毫秒间几乎全部被毫秒间几乎全部被 压溃。如果此时的电极压溃。如果此时的电极 压力不足，就会产生凸压力不足，就会产生凸 点位移现象。由图中看点位移现象。由图中看 出，流过预热电流时，出，流过预热电流时， 凸点是较为缓慢地被压凸点是较为缓慢地被压 溃；仅是预热电流，凸溃；仅是预热电流，凸 点还不能完全被压溃，点还不能完全被压溃， 只有在随后通焊接电流只有在随后通焊接电流 时，凸点才开始急剧地时，凸点才开始急剧地 被压塌。被压塌。 焊核生长阶段焊核生长阶段 凸点被完全压溃的凸点被完全压溃的 同时，便开始了焊核的同时，便开始了焊核的 生长期。焊接接头受热生长期。焊接接头受热

　　33、熔化而生成焊核，因其熔化而生成焊核，因其 体积膨胀要把电极向上体积膨胀要把电极向上 推，但由于焊机加压结推，但由于焊机加压结 构中有摩擦力阻止焊核构中有摩擦力阻止焊核 的膨胀，而使电极压力的膨胀，而使电极压力 反而增大。此现象与点反而增大。此现象与点 焊相同。断电后，因焊焊相同。断电后，因焊 核冷凝收缩电极又再次核冷凝收缩电极又再次 下移。下移。 上图是用同样的规范焊接而无预热电流的情上图是用同样的规范焊接而无预热电流的情 况。因凸点在况。因凸点在12周便被压溃，所以在通电瞬间，周便被压溃，所以在通电瞬间， 电极压力便降低。当焊核急剧生长而产生飞溅时，电极压力便降低。当焊核急剧生长而产生飞溅时

　　34、， 则电极压力再次降低，随着焊核的生长，电极的则电极压力再次降低，随着焊核的生长，电极的 运动先是上移，然后瞬间下移。运动先是上移，然后瞬间下移。 第三节第三节 凸焊工艺规范凸焊工艺规范 凸焊规范参数有焊接电流、焊接时间、电极力凸焊规范参数有焊接电流、焊接时间、电极力 等。凸焊时，由于电极工作面尺寸远大于熔核直径，等。凸焊时，由于电极工作面尺寸远大于熔核直径， 电极尺寸对电流场分布和焊接过程的进行无明显影电极尺寸对电流场分布和焊接过程的进行无明显影 响，因此电极尺寸不作为凸焊的工艺参数。响，因此电极尺寸不作为凸焊的工艺参数。 1。焊接时间。焊接时间 焊接时间对熔核尺寸与接头强度的影响规律焊接时

　　35、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，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。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 焊接电流与焊焊接电流与焊 接时间的影响类似。接时间的影响类似。 随着电流的增大，随着电流的增大， 熔核尺寸与接头强熔核尺寸与接头强 度的变化如图所示。度的变化如图所示。 凸焊时，无熔核的凸焊时，无熔核的 固相焊有一定的接固相焊

　　36、有一定的接 头强度，故因焊接头强度，故因焊接 电流变化引起接头电流变化引起接头 强度的变化比点焊强度的变化比点焊 时小。时小。 3。电极压力。电极压力 电极力的大小，同时影响析热与散热。在电极力的大小，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。电在允许

　　37、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。强与压下的速度应大小合适，又平稳而无冲击。 凸焊规范的特点同样由凸焊规范的特点同样由 焊接电流与通电时间的不同焊接电流与通电时间的不同 匹配决定。在熔核尺寸稳定匹配决定。在熔核尺寸稳定 即等于常数的条件下，焊接即等于常数的条件下，焊接 电流与通电时间关系见图。电流与通电时间关

　　38、系见图。 图中，图中， i区为过硬的焊接规区为过硬的焊接规 范区，范区，ii区为正常焊接规范区为正常焊接规范 区，区，iii区为过软的焊接规范区为过软的焊接规范 区。由于凸焊时，产生早期区。由于凸焊时，产生早期 飞溅的倾向大，通常不允许飞溅的倾向大，通常不允许 采用过硬的规范。过软的规采用过硬的规范。过软的规 范即曲线近水平部分，对电范即曲线近水平部分，对电 流的被动比较敏感，易出现流的被动比较敏感，易出现 软化区过宽、组织过热现软化区过宽、组织过热现 象因此焊接规范应在象因此焊接规范应在ii区区 选取为宜。选取为宜。 第四节第四节 凸焊设备的机械性能与接头质量的关系凸焊设备的机械性能与接头质

　　39、量的关系 焊机压力传动机构动态特性差，也会引起凸点过早压平焊机压力传动机构动态特性差，也会引起凸点过早压平 甚至熔化。焊头运动时摩擦力大、焊头本身质量大因而惯性甚至熔化。焊头运动时摩擦力大、焊头本身质量大因而惯性 大，都会在焊点压平过程中使实际压紧力减小。因此，要尽大，都会在焊点压平过程中使实际压紧力减小。因此，要尽 量减小摩擦力、减轻可动部分质量、增大外力，还要使加热量减小摩擦力、减轻可动部分质量、增大外力，还要使加热 更加平稳。但是，凸点过于缓慢被压平也不好，因为它阻碍更加平稳。但是，凸点过于缓慢被压平也不好，因为它阻碍 了零件间间隙的缩小。了零件间间隙的缩小。 在多点凸焊时，凸点的一致性

　　40、、在各凸点上保持一样的在多点凸焊时，凸点的一致性、在各凸点上保持一样的 电流密度和压力，具有特别的意义。各个凸点高度不一致、电流密度和压力，具有特别的意义。各个凸点高度不一致、 电极的倾斜、电极工作表面的磨耗以及焊机机臂刚度不足，电极的倾斜、电极工作表面的磨耗以及焊机机臂刚度不足， 都会造成接头强度的严重波动。作为电极用的平台，不平行都会造成接头强度的严重波动。作为电极用的平台，不平行 度不允许超出度不允许超出0.25毫米毫米(两个边缘凸点之间两个边缘凸点之间)；最好使用调幅使电；最好使用调幅使电 流幅值平稳上升、也可以用附加脉冲进行预热或者对凸点施流幅值平稳上升、也可以用附加脉冲进行预热或者对凸

　　41、点施 加轻微的预压，使各凸点取得比较一致的接触状况，然后通加轻微的预压，使各凸点取得比较一致的接触状况，然后通 以焊接的大电流。以焊接的大电流。 第五节第五节 凸点的选择与制备凸点的选择与制备 目前以半球形及圆锥形凸点应用最为目前以半球形及圆锥形凸点应用最为 广泛。后一种能大大的提升凸点的刚度，预防广泛。后一种能大大的提升凸点的刚度，预防 凸点过早压溃，还能减小因焊接电流线凸点过早压溃，还能减小因焊接电流线 过于密集而发生的喷溅。为防止压蹋的凸过于密集而发生的喷溅。为防止压蹋的凸 点金属挤在加热不良的周围间隙内引起电点金属挤在加热不良的周围间隙内引起电 流密度的降低，也能够使用带溢出环形槽流密度的

　　42、降低，也能够使用带溢出环形槽 的凸点。凸点按凸焊结构的差异有球形的凸点。凸点按凸焊结构的差异有球形 (或圆锥形或圆锥形)、条形、环形和交叉丝等，凸、条形、环形和交叉丝等，凸 焊结构实例如下图所示。焊结构实例如下图所示。 凸焊结构实例凸焊结构实例 对于凸点尺寸，不同资料上推荐的数据对于凸点尺寸，不同资料上推荐的数据 差别很大。不过，研究根据结果得出，凸点尺寸差别很大。不过，研究根据结果得出，凸点尺寸 与焊接接头尺寸和强度之间没有单一的内在与焊接接头尺寸和强度之间没有单一的内在 联系，当正确选用规范参数时，联系，当正确选用规范参数时， d、h的变的变 化对焊接结果影响不大。因此，凸点尺寸的化对焊接结果影响

　　43、不大。因此，凸点尺寸的 选用没有必要严格规定，通常可按详细情况选用没有必要严格规定，通常可按详细情况 选取。表中给出的凸点尺寸，可用于一般情选取。表中给出的凸点尺寸，可用于一般情 况的凸焊。况的凸焊。 焊接通电时间 动 态 电 阻 (cycle) 1-6.30ka 2-6.48ka 3-6.88ka 4-8.38ka 45 50 55 60 65 70 75 85 80 不同焊接电流时动态电阻曲线不同焊接电流时动态电阻曲线 热膨胀电极位移与焊点质量的关系热膨胀电极位移与焊点质量的关系 a a 特 征 量 薄板 厚板 电极端面 直径 焊 点 强 度 过程参数 特

　　45、ehrtnrt 熔核直径2.8951.1830.158 焊透率380.762153.71123.756 拉剪强度1.2610.6460.137 点焊电极的研究进展点焊电极的研究进展 点焊电极为什么容易失效？点焊电极为什么容易失效？ 电极是点焊中的易耗零件，在点焊过电极是点焊中的易耗零件，在点焊过 程中，电极的基本功能是传输电流、加压程中，电极的基本功能是传输电流、加压 和散热，由于电极和焊件接触时的温度较和散热，由于电极和焊件接触时的温度较 高，而且自身具有一定的电阻，也会发热，高，而且自身具有一定的电阻，也会发热， 因此，电极头部的温升很快，达到了稍低因此，电极头部的温升很快，达到了稍低 于

　　46、焊点熔核的高温，使电极头部在高温及于焊点熔核的高温，使电极头部在高温及 高压力作用下很快失效。高压力作用下很快失效。 点焊电极的失效形式点焊电极的失效形式 1. 塑性变形塑性变形 电极的塑性变形都导致电极端部形成蘑菇状和电极直径电极的塑性变形都导致电极端部形成蘑菇状和电极直径 的增加，这种塑性变形的产生是由于电极头部在焊接时承受的增加，这种塑性变形的产生是由于电极头部在焊接时承受 压力和高温作用的结果。通常来说，电极表面的温度与焊件压力和高温作用的结果。通常来说，电极表面的温度与焊件 表面的温度应相等，点焊时钢板的表面温度大约为表面的温度应相等，点焊时钢板的表面温度大约为700度左度左 右，点

　　47、焊镀锌钢板时，电流密度比点焊无镀层钢板电流密度右，点焊镀锌钢板时，电流密度比点焊无镀层钢板电流密度 要高要高30%左右，电极表面的温度能达到左右，电极表面的温度能达到800-900度。正是由度。正是由 于电极头部的温度分布不均匀，使得电极头部产生了不均匀于电极头部的温度分布不均匀，使得电极头部产生了不均匀 的塑性变形。此外，电极与工件表面的高温还导致了在电极的塑性变形。此外，电极与工件表面的高温还导致了在电极 头部产生低屈服强度的头部产生低屈服强度的zn-cu合金，这将加重电极局部的塑合金，这将加重电极局部的塑 性变形。塑性变形的产生，使得电极头部的直径随焊点数目性变形。塑性变形的产生，使得电

　　48、极头部的直径随焊点数目 的增加而增加，因此导致焊接电流密度下降，熔核焊透率降的增加而增加，因此导致焊接电流密度下降，熔核焊透率降 低，直到焊核直径减小，焊点强度下降趋近允许值，此时必低，直到焊核直径减小，焊点强度下降趋近允许值，此时必 须修整电极或更换电极。须修整电极或更换电极。 2.磨损磨损 电极的磨损主要发生在电极头部，表现为电极头部的电极的磨损主要发生在电极头部，表现为电极头部的 物质转移到被焊工件表面，使得电极磨损，导致电极直径物质转移到被焊工件表面，使得电极磨损，导致电极直径 增大和焊接电流密度下降。另外，影响磨损的因素还有在增大和焊接电流密度下降。另外，影响磨损的因素还有在 正常焊

　　49、接规范下电极撞击工件和电极缺乏充足的冷却。正常焊接规范下电极撞击工件和电极缺乏充足的冷却。 3.合金化合金化 电极的合金化主要发生在电极和镀层钢板的交界面上，电极的合金化主要发生在电极和镀层钢板的交界面上， 合金主要产生在电极工作端面及头部的周围。电极合金化的合金主要产生在电极工作端面及头部的周围。电极合金化的 程度取决于在焊接循环过程中电极与工件交界面作用的温度程度取决于在焊接循环过程中电极与工件交界面作用的温度 和时间，镀层元素与电极材料的扩散速度，以及生成物质在和时间，镀层元素与电极材料的扩散速度，以及生成物质在 电极端面的形核和长大。通常来说，电极端面与工件作用时电极端面的形核和长大。

　　50、通常来说，电极端面与工件作用时 间越长、工作时候的温度越高，越易合金化，而合金化的产生不仅间越长、工作时候的温度越高，越易合金化，而合金化的产生不仅 使电极端面的电导率下降，提高了焊接时电极表面的温度，使电极端面的电导率下降，提高了焊接时电极表面的温度， 加快了合金化，而且影响了电极表面的电流分布。加快了合金化，而且影响了电极表面的电流分布。 4.坑蚀坑蚀 坑蚀是导致电极失效的主要方式之一。在点焊电极焊坑蚀是导致电极失效的主要方式之一。在点焊电极焊 接镀层钢板时，由于高温的作用，在电极表层产生了低熔接镀层钢板时，由于高温的作用，在电极表层产生了低熔 点合金，当电极离开工件时，有些低熔点合金在飞溅作用点合金

　　51、，当电极离开工件时，有些低熔点合金在飞溅作用 下离开了电极端面，即在电极端面产生了一个小的弧坑，下离开了电极端面，即在电极端面产生了一个小的弧坑， 许多小的孤坑连成一起的过程叫坑蚀，坑蚀的结果便形成许多小的孤坑连成一起的过程叫坑蚀，坑蚀的结果便形成 了蚀坑。蚀坑的产生，提高了坑蚀周围的电流密度和工作了蚀坑。蚀坑的产生，提高了坑蚀周围的电流密度和工作 压力，导致了蚀坑周围产生更严重的塑性变形和脱落，从压力，导致了蚀坑周围产生更严重的塑性变形和脱落，从 而增加了电极端面的直径和降低了焊点直径。而增加了电极端面的直径和降低了焊点直径。 5.热疲劳热疲劳 点焊电极在工作过程中不仅要在高温下传递压力，点

　　52、焊电极在工作过程中不仅要在高温下传递压力， 而且还承受着加热和冷却的热应力作用，在两者的作用而且还承受着加热和冷却的热应力作用，在两者的作用 下，产生热疲劳，使得电极最终失效或电极表层脱落下，产生热疲劳，使得电极最终失效或电极表层脱落。 6.粘附粘附 点焊电极在工作过程中由于电极头部和镀锌钢板的点焊电极在工作过程中由于电极头部和镀锌钢板的 接触温度高于镀锌层的熔点，使熔化的镀锌层强烈粘附接触温度高于镀锌层的熔点，使熔化的镀锌层强烈粘附 在电极头部而产生粘附。在电极头部而产生粘附。 7.再结晶再结晶 电极的再结晶温度大约在电极的再结晶温度大约在700-800c的范围。虽然电的范围。虽然电 极与工

　　53、件连接界面上的温度基本低于此温度，但有些区域极与工件连接界面上的温度基本低于此温度，但有些区域 的温度也有一定的可能达到此温度，这取决于工件与电极之间的的温度也有一定的可能达到此温度，这取决于工件与电极之间的 接触电阻、焊接速度、冷却状况及电极合金类型。一旦电接触电阻、焊接速度、冷却状况及电极合金类型。一旦电 极某个区域的温度大于电极的再结晶温度，则在电极中将极某个区域的温度大于电极的再结晶温度，则在电极中将 产生再结晶和晶粒增大，使得电极易于失效。产生再结晶和晶粒增大，使得电极易于失效。 延长点焊电极寿命的措延长点焊电极寿命的措 施施 1.电极端面的表面改性电极端面的表面改性 2.粉末冶金电极粉末冶金电

　　54、极 3.优选焊接规范优选焊接规范 4.电极的深冷处理电极的深冷处理 用电流波形控制法用电流波形控制法 提高锌钢板点焊电极的寿命提高锌钢板点焊电极的寿命 在接通焊接电流之前施加焊前电流，使锌在接通焊接电流之前施加焊前电流，使锌 层先熔化，并在电极压力作用下将其挤走，从层先熔化，并在电极压力作用下将其挤走，从 而减弱或避免电极而减弱或避免电极/工件界面铜锌合金化、提高工件界面铜锌合金化、提高 工件工件/工件间接触电阻，使焊接区加热均匀，获工件间接触电阻，使焊接区加热均匀，获 得同样熔核所需焊接电流减小，电极寿命增加。得同样熔核所需焊接电流减小，电极寿命增加。 基基 本本 原原 理理 表面飞溅率随焊

　　55、前电流的变化规律表面飞溅率随焊前电流的变化规律 (施加焊前电流时间施加焊前电流时间:5周波周波) 表面飞溅率随焊前电流通电时间的变化规律表面飞溅率随焊前电流通电时间的变化规律 (焊前电流有效值焊前电流有效值:3) 电极寿命随焊前电流的变化规律电极寿命随焊前电流的变化规律 （焊前电流时间（焊前电流时间:5周波）周波） 利用深冷处理提高电极的常规使用的寿命利用深冷处理提高电极的常规使用的寿命 深冷处理是指在深冷处理是指在-130以下对材料来处以下对材料来处 理改变材料性能的一种方法，深冷处理以液氮理改变材料性能的一种方法，深冷处理以液氮 (-196)为制冷剂。试验采用气体法加工深冷为制冷剂。试验采用气体法

　　56、加工深冷 电极，将电极放入深冷装置，液氮经喷管喷出电极，将电极放入深冷装置，液氮经喷管喷出 后在冷箱中直接汽化，利用液氮的汽化潜热及后在冷箱中直接汽化，利用液氮的汽化潜热及 低温氮气吸热使冷箱降温。经过控制液氮的输低温氮气吸热使冷箱降温。经过控制液氮的输 入量来控制降温速度、保温温度、保温时间等入量来控制降温速度、保温温度、保温时间等 实现对温度的自动调节。实现对温度的自动调节。 何谓深冷处理？何谓深冷处理？ 深冷装置结构深冷装置结构 1-箱体 2-排气管 3-导风板 4-喷管 5-风扇 6-测温仪表 7-电磁阀 8-截止阀 9-手动阀门 10-液氮容器 深冷处理前后铬锆铜合金组织背散射深冷处

　　57、理前后铬锆铜合金组织背散射 深冷处理前的铜基体致密性较差深冷处理前的铜基体致密性较差,存在存在 较多的显微孔洞较多的显微孔洞,这些孔洞的存在使材料点这些孔洞的存在使材料点 阵结构的完整性与材料连续性遭到破坏。阵结构的完整性与材料连续性遭到破坏。 深冷处理后材料中的显微孔洞数量比未深深冷处理后材料中的显微孔洞数量比未深 冷处理的明显减少冷处理的明显减少,基体致密程度显著提升。基体致密程度显著提升。 深冷处理前后铬锆铜合金中分布深冷处理前后铬锆铜合金中分布 深冷处理前后铬锆铜合金中分布深冷处理前后铬锆铜合金中分布 深冷处理前后铬锆铜合金组织面扫描深冷处理前后铬锆铜合金组织面扫描 处理后试处理后试

　　58、样的铬、锆样的铬、锆 元素分有明元素分有明 显变化。与显变化。与 深冷前相比深冷前相比, 由于深冷处由于深冷处 理导致、理导致、 在铜中在铜中 的溶解度急的溶解度急 剧减小剧减小,过饱过饱 和的、和的、 析析,铜基铜基 体上出现了体上出现了 大量弥散分大量弥散分 布的、布的、 颗粒。颗粒。 电极电阻率测试结果电极电阻率测试结果 电极寿命试验曲线电极寿命试验曲线 深冷处理深冷处理 未深冷处理未深冷处理 电极深冷处理前后所焊焊电极深冷处理前后所焊焊 点点 用未深冷电极点焊镀锌钢板用未深冷电极点焊镀锌钢板,始终始终 存在飞溅、粘电极等现象存在飞溅、粘电极等现象,而用深冷电而用深冷电 极点焊镀锌钢板时

　　59、极点焊镀锌钢板时,飞溅、粘电极等现飞溅、粘电极等现 象大大减小象大大减小,焊点表面上的质量显著改善。焊点表面上的质量显著改善。 射线衍射的晶粒尺寸分析结果射线衍射的晶粒尺寸分析结果 深冷处理提高了电极基体致密性深冷处理提高了电极基体致密性,改变了改变了 合金元素分布合金元素分布,提高了电极的导电、导热能力提高了电极的导电、导热能力, 使电极产热减少使电极产热减少,导热能力加强导热能力加强,避免了铜合金避免了铜合金 电极与镀锌板的合金化倾向。深冷处理也细电极与镀锌板的合金化倾向。深冷处理也细 化了电极材料的晶粒化了电极材料的晶粒,提高了电极抗压溃变形提高了电极抗压溃变形 的能力的能力,使得点焊镀锌钢板的深冷电极寿命显使得点焊镀锌钢板的深冷电极寿命显 著提高。著提高。 总总 结结

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　　南阳市邓州市2025-2026学年第二学期五年级语文第七单元测试卷(部编版含答案)