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如何选择点焊清理方法及电流调节:保证接头质量稳定的技巧

【摘要】:为保证接头质量稳定,点焊前必须对焊件表面进行清理。这两种清理方法一般是根据焊件材料、供应状态、结构形态与尺寸、生产规模、生产条件及对焊接质量要求等因素选定。在生产中,当电极力给定时,通过调整焊接电流,使其稍低于飞溅电流值,便可获得最大的点焊强度。通常是按焊件材料的物理性能、厚度、装配精度、焊机容量、焊前表面状态及对焊接质量的要求等确定通电时间的长短。

1.焊前焊件表面的清理

当焊件表面有油污、水分、涂料、氧气膜及其他脏物时,使表面接触电阻急剧增大,且在很大范围内波动,直接影响到焊接质量的稳定。为保证接头质量稳定,点焊前必须对焊件表面进行清理。低碳钢和低合金钢在大气中的耐蚀能力弱,在运输、存放和加工过程中常用抗蚀油保护,若抗蚀油表面未被脏物或其他不良导电材料所污染,在电极压力下,油膜很容易被挤开,不影响接头质量。焊件表面清理的方法分为机械清理和化学清理两种,前者有喷砂、喷丸、刷光、抛光、磨光等,后者常用的是酸洗或其他化学药品。主要是将焊件金属表面的锈皮、油污、氧化膜、脏物溶解和清理掉。这两种清理方法一般是根据焊件材料、供应状态、结构形态与尺寸、生产规模、生产条件及对焊接质量要求等因素选定。对未经酸洗过的热轧钢板,焊前必须用喷砂、喷丸或用化学腐蚀的方法清除氧化皮。有镀层的钢板,除少数外,一般不用特殊清理就可以进行焊接。镀铝钢板则需要用钢丝刷或化学腐蚀清理。

2.点焊参数

点焊参数主要有焊接电流IW、焊接时间tW、电极压力FW等。它们之间密切相关,而且可在相当大的范围内变化来控制焊点的质量。

(1)焊接电流 焊接电流是影响电阻热的主要因素,电阻热量大小与电流的平方成正比。随着焊接电流的增大,熔核的尺寸或熔透率是增加的。在正常情况下,焊接区的电流密度应有一个合理的上、下限。低于下限时,热量过小,不能形成熔核;高于上限,加热速度过快,会发生飞溅,使焊点质量下降。但是,当电极力增大时,产生飞溅的焊接电流上限值也增大。在生产中,当电极力给定时,通过调整焊接电流,使其稍低于飞溅电流值,便可获得最大的点焊强度。

焊接电流脉冲形状及电流的波形对焊接质量也有一定的影响。焊接电流波形陡升与陡降,都会因加热和冷却速度过快而引起飞溅或熔核内部产生收缩性缺陷。具有缓升与缓降的电流脉冲和波形,则有预热和缓冷作用,可有效地减少或防止飞溅与内部收缩性缺陷。因此,调节脉冲的形状、大小和次数,都可以改善接头的组织与性能。

(2)焊接时间 焊接时间是指电流脉冲持续时间,它既影响产生电阻热的多少又影响散热。在规定焊接时间内,焊接区产生的热量除部分散失外,将逐渐积累,用于加热焊接区使熔核逐渐扩大到所需要的尺寸。所以焊接时间对熔核尺寸的影响也与焊接电流的影响基本相似,焊接时间增加,熔核尺寸随之扩大,但过长的焊接时间就会引起焊接区过热、飞溅和搭边溃掉等。通常是按焊件材料的物理性能、厚度、装配精度、焊机容量、焊前表面状态及对焊接质量的要求等确定通电时间的长短。

(3)电极压力 电极压力对焊点形成有着双重作用。它既影响焊点的接触电阻,又影响电极散热的效果和焊接区塑性变形及核心的致密程度。当其他参数不变时,增大电极压力,则接触电阻减小,散热加强,因而总热量减少,熔核尺寸减小,焊透率降低很快,甚至没焊有透;若电极压力过小,则板间接触不良,其接触电阻虽大却不稳定,甚至出现飞溅和烧穿等缺陷。

由于电极压力对焊接区金属塑性环的形成,对消除焊点的内外缺陷和改善金属组织有较大的作用。因此,在一般情况下,若焊机容量足够大,就可以在采取增大电极压力的同时,相应地也增大焊接电流,以提高焊接质量的稳定性。

对某些常温或高温强度较高、线胀系数较大、裂纹倾向较严重的金属材料刚度大的结构焊接时,为了避免产生焊前飞溅和熔核内部收缩性缺陷,不用恒压电极压力,而采用阶梯形或马鞍形的电极压力。低碳钢薄板点焊的推荐焊接参数见表10-14。

表10-14 低碳钢薄板点焊的推荐焊接参数(单相工频交流电)

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注:工频5OHz,1周波=O.O2S。