【文章內(nèi)容簡介】 通電時間，簡稱焊接時間。點焊時 t一般在數(shù)十周波（ 1周波＝ ）以內(nèi)。焊接時間對接頭力學性能的影響與焊接電流相似（圖 ）。但應注意 兩 點： 1) C 點以后曲線并不立即下降，這是因為盡管熔核尺寸已達飽和，但塑性環(huán)還可有一定擴大，再加之熱源加熱速率較和緩，因而一般不會產(chǎn)生噴濺。 圖 1板厚 1mm 2板厚 .5mm 2) 焊接時間對接頭塑性指標影響較大，尤其對承受動載或有脆性傾 向的材料（ DC05的可淬硬傾向小 ），較長的焊接時間 也可以獲得良好的點焊接頭，但是點焊的生產(chǎn)效率。所以，在實際生產(chǎn)中通過減少焊接時間來提高生產(chǎn)效率。 （ 3） 電極壓力 Fw —— 點焊時通過電極施加在焊件上的壓力一般要數(shù)千牛（ N）。圖 ，電極壓力過大或過小都會使焊點承載能力降低和分散性變大，尤其對拉伸載荷影響更甚。當電極壓力過小時，由于焊接區(qū)金屬的塑性變形范圍及變形程度不足，造成因電流密度過大而引起加熱速度增大而塑性環(huán)又來不及擴展，從而產(chǎn)生嚴重噴濺。這不僅使熔核形狀和尺寸發(fā)生變化，而且污染環(huán)境和不安全，這 是絕對不允許的。電極重慶科技學院畢業(yè)設計論文 2 點焊原理 10 壓力過大時將使焊接區(qū)接觸面積增大，總電阻和電流密度均減小，焊接散熱增加，因此熔核尺寸下降，嚴重時會出現(xiàn)未焊透缺陷。一般認為，在增大電極壓力的同時，適當加大焊接電流或焊接時間，以維持焊接區(qū)加熱程度不變。同時，由于壓力增大，可消除焊件裝配間隙、剛性不均勻等因素引起的焊接區(qū)所受壓力波動對焊點強度的不良影響。此時，不僅使焊點強度維持不變，穩(wěn)定性亦可大為提高。 圖 （低碳鋼 δ =1mm） wF 電極壓力 tF 抗剪載荷 qF 抗伸載荷 （ 4）電極頭端面尺寸 D 或 R—— 電極頭是指點焊時與焊件表面相接觸時的電極端頭部分。其中 D 為錐臺形電極頭端面直徑， R 為球面形電極頭球面半徑， h 為端面與水冷端距離（圖 ）。電極頭端面尺寸增大時，由于接觸面積增大、電流密度減小、散熱效果增強，均使焊接區(qū)加熱程度減弱，因而熔核尺寸減小，使焊點承載能力降低（圖 ）。應該指出，在點焊過程中，由于電極工作條件惡劣，電極頭產(chǎn)生壓潰變形和粘損是不可避免的，因此要規(guī)定：錐臺形 電極頭端面尺寸的增大 △ D15％ D，同時對由于不斷銼修電極頭而帶來的與水冷端距離 h的減小也要給予控制。低碳鋼點焊 h≥3mm 。 圖 重慶科技學院畢業(yè)設計論文 2 點焊原理 11 圖 tF 與電極頭端面直徑 D關系 （低碳鋼δ =1mm；用圖 C規(guī)范焊接） 焊接參數(shù)間相互關系及選擇 點焊時，各焊接參數(shù)的影響是相互制約的。當電極材料、端面形狀和尺寸選定以后，焊接參數(shù)的選擇主要是考慮焊接電流、焊接時間及電極壓力，這是形成點焊接頭的三大要素，其相互配合可有兩種方式 。 （ 1）焊接電流和焊接時間的適當配合 這種配合是以反映焊接區(qū)加熱速度快慢為主要特征。當采用大焊接電流、短焊接時間參數(shù)時，稱硬規(guī)范；而采用小焊接電流、適當長焊接時間參數(shù)時，稱軟規(guī)范。 軟規(guī)范的特點：加熱平穩(wěn)，焊接質(zhì)量對焊接參數(shù)波動的敏感性低，焊點強度穩(wěn)定；溫度場分布平緩，塑性區(qū)寬，在壓力作用下易變形，可減少熔核內(nèi)噴濺、縮孔和裂紋傾向；對有淬硬傾向的材料，軟規(guī)范可減小接頭冷裂紋傾向；所用設備裝機容量小，控制精度不高，因而較便宜。但是，軟規(guī)范易造成焊點壓痕深，接頭變形大，表面質(zhì)量差，電極磨損快，生產(chǎn)效率低，能量 損耗較大。 應該注意，調(diào)節(jié) I、 t使之配合成不同的硬、軟規(guī)范時，必須相應改變電極壓力 Fw，以適應不同加熱速度及滿足不同塑性變形能力的要求。硬規(guī)范時所用電極壓力顯著大于軟規(guī)范焊接時的電極壓力。 （ 2）焊接電流和電極壓力的適當配合 這種配合是以焊接過程中不產(chǎn)生噴濺為主要原則，這是目前國外幾種常用電阻點焊規(guī)范（ RWMA、 MIL Spec、 BWRA 等）的制定依據(jù)。根據(jù)這一原則制定的 ，稱噴濺臨界曲線（圖 25）。曲線左半?yún)^(qū)為無噴濺區(qū)，這里 Fw大而 I 小，但焊接壓力選擇過大會造成固相焊接（塑性環(huán)）范圍過寬， 導致焊接質(zhì)量不穩(wěn)定；曲線右半?yún)^(qū)為噴濺區(qū)，因為電極壓力不足，加熱速度過快而引起噴濺，使接頭質(zhì)量嚴重下降和不能安全生產(chǎn)。 當將 低碳鋼 點焊 規(guī)范選在噴濺臨界曲線附近（無噴濺區(qū)內(nèi)）時，可獲得最大熔核和最高拉伸載荷。同時，由于降低了焊機機械功率，也提高了經(jīng)濟效果。當然，在實際 生產(chǎn)中 應用這一原則時，應將電網(wǎng)電壓、加壓系統(tǒng)等的允許波動帶來的影響考慮在內(nèi)。以重慶科技學院畢業(yè)設計論文 2 點焊原理 12 上討論的兩種情況， 通過低碳鋼 點焊焊接參數(shù)表、列線圖、曲線圖和規(guī)范尺等形式表現(xiàn)出來，但在實際使用這些資料時均需進行試驗修正。 圖 （ A、 B、 C為 RWMA焊接規(guī)范中的三類） 重慶科技學院畢業(yè)設計論文 3 汽車車身點焊工藝 13 3 汽車車身點焊工藝 材料點焊焊接性分析 判斷金屬材料點焊焊接性的主要標志： ① 材料的導電性和導熱性，即電阻率小而導熱率大的金屬材料，其焊接性較差； ② 材料的高溫塑性及塑性溫度范圍，即高溫屈服強度大的材料（如耐熱合金）塑性溫度區(qū)間窄的材料（如鋁合金），其焊接性較差； ③ 材料對熱循環(huán)的敏感性，即生成與熱循環(huán)作用有關缺 陷（裂紋脆硬組織等） 的材料（ 65Mn），其焊接性差； ④ 熔點高線膨脹系數(shù)大硬度高等金屬材料，其焊接性一般較差，當然，評定某一金屬材料點焊焊接性時應綜合全面考慮以上諸因素。 DC05 點焊焊接性分析 DC05 含碳量為 ％ ，為低碳鋼， 其點焊焊接性良好，采用 用工頻交流點焊機，簡單焊接循環(huán)，無需特別的焊接工藝措施，即可或得滿意的焊接質(zhì)量。 DC05 冷軋鋼板由于其具有優(yōu)良的沖壓性能 ，已經(jīng)成為汽車制造用鋼板的熱門材料 ， 由于電阻點焊具有生產(chǎn)效率高和易于實現(xiàn)自動化等優(yōu)點 ， 已經(jīng)在汽 車工業(yè)中被廣泛采用，并將繼續(xù)成為汽車工業(yè)中鋼板的主要焊接方法 。 特深沖用 DC05為材料的化學成分及力學性能如表 。 焊接性可 通過對照 Q235A 進 行對比 分析 。 Q235A的化學成分如表 所示。 表 DC05 冷軋鋼板的化學成分 ％ 成分 C Si Mn P S Al 含量 表 DC05 冷軋鋼板的力學性能 項目 屈服強度 /(N/mm2 ) 抗拉強度 /(N/mm2 ) 端面延伸率 δ /％ 指標 145 311 40 表 Q235A 的化學成分 成分 C Si Mn P S 含量 的導電性和導熱性 通 過 查 閱 資 料 得 到 DC05 電 阻 率 和 熱 導 率 分 別 為 ： 20℃ 時 的 電 阻 率/(10^( 6)Ωm)≤ 、 （ m2 K） DC05 電阻率和熱導率 都小于 Q235。 的高溫塑性及塑性溫度范圍 通過對 比 DC05 與 Q235 的化學成分， DC05 的 Mn/s 大于 Q235 的 Mn/s，得 DC05 的高溫塑性較好，且塑性溫度區(qū)間大于 Q235。 對熱循環(huán)的敏感性 因為 DC05 含碳量低于 Q235， S、 P 含量都低，得到 DC05 的對焊接熱循環(huán)的敏感性較低，在冷卻的時候不易得到脆硬組織，就有良好的焊接性。 的熔點、線膨脹系數(shù)、硬度 重慶科技學院畢業(yè)設計論文 3 汽車車身點焊工藝 14 通過查閱資料 DC05 的熔點 14001500℃ 線膨脹系數(shù)小于 Q235 且硬度小于 Q235，起點焊性能優(yōu)于 Q235。 根據(jù)上述數(shù)據(jù)分析得到， DC05 冷軋鋼板 為低碳鋼， DC05 的 電阻率適中，塑性溫度區(qū)寬，易于獲得所需的塑性變形而不必使用很大的電極壓力，具有良好的點焊工藝性能，在板厚小于 6mm 時通常采用普通的工頻交流焊機，焊接電流、電極壓力和通電時間都具有較大的調(diào)節(jié)范圍。 在焊接工藝參數(shù)選取的時候可以參照表 推薦的焊接工藝參數(shù)。 點焊技術要點： （ 1）焊前冷軋板表面可不必清理，熱軋板應去掉氧化皮、銹。 （ 2）建議采用硬規(guī)范點焊， CE 大者會產(chǎn)生一定的淬硬現(xiàn)象，但不一定不影響使用。 （ 3）焊厚板 δ ≥ 3mm 時建議選用帶鍛壓的壓力曲線，帶預熱電流脈沖或斷續(xù)通電的多脈沖點焊方式，選用三相低頻 焊機焊接等。 （ 4）低碳鋼屬于鐵磁性材料，當焊件尺寸大時應考慮分段調(diào)整焊接參數(shù)，以彌補因焊件伸入焊接回路過多而引起的焊接電流減弱。 （ 5）焊接參數(shù)參見表 。 表 的點焊 常用焊接參數(shù) 板厚 電極型式和電極直徑 硬規(guī)范 軟規(guī)范 最小搭接寬度 最小焊點間距 焊點直徑 電極間 壓力 焊接時間 焊接電流 電極間 壓力 焊接時間 焊接電流 mm D (mm) d (mm) N Cycles A N Cycles A mm mm mm 1350 6 6100 600 10 3700 11 10 1900 8 8100 1000 15 4500 11 13 4 1 16 5 2300 10 9300 1200 20 5700 12 19 16 3500 14 11500 1700 35 6800 16 26 2 16 7 4800 18 13500 2300 45 8200 18 32 16 8 6100 21 15000 3000 70 8700 19 38 （ 1）材料表面應沒有銹、氧化物、油漆、油脂、油。 （ 2）電極材料應根據(jù)板材狀況選用 （ 3）對于三層板焊接，最小間距應增加 30% 重慶科技學院畢業(yè)設計論文 3 汽車車身點焊工藝 15 汽車 燃油箱固定件 點焊焊接工藝 汽車的 燃油箱固定件是固定燃油箱的重要部件，保證車輛在行駛過程中油箱不會掉落，保證車輛的安全行駛。 燃油箱固 定件是 DC05經(jīng)過沖在成型過后再點焊在一起。 燃油箱固定件的 實際規(guī)格由 8個焊點組成。 燃油箱固定件由固定件 3mm 60mm 75 mm和固定座板 2mm l74mm l05mm點焊而成。 如圖 。 圖 定件 示意圖 （ 1） 焊接接頭形式 點焊接頭的強度取決于焊點的幾何尺寸及其內(nèi)外質(zhì)量。焊點的幾何尺寸見圖 1，一般要求熔核直徑隨板厚增加而增大。 通常用下式表示： δ5=d