汽-车-点-焊-工-艺(论文).doc

1、汽 车 点 焊 工 艺（论文）封面摘要目录第一章绪论1.1 电阻点焊的背景及意义1.2 汽车点焊质量控制技术的发展及现状第二章电阻点焊焊概述2.1 电阻点焊简介2.2 点焊方法分类2.3 电阻点焊的基本原理2.3.1 电阻点焊的基本过程2.3.2 焊接热的产出及影响因素第三章点焊工艺参数选择3.1 主要规范参数分析3.1.1.电极压力对点焊质量的影响3.1.2.通电电流对点焊质量的影响3.1.3 通电时间对点焊质量的影响3.3 调整方法:3.2 焊接规范参数的确定原则:第四章点焊质量保证与缺陷分析4.1 点焊质量保证4.1.1 焊点工艺设计的优化4.1.2 电极4.1.3 焊点的强度保证4.1

2、.4 焊点外观质量的保证4.2 点焊接头主要缺陷产生的原因及预防措施第五章悬挂点悍工艺在小批量汽车生产企业中的应用5.1 悬挂式点焊工艺应用的现状5.2 悬挂式点焊应用的工艺条件5.3 小批量自制件汽车生产企业悬挂式点焊工艺的应用5.3.1 悬挂式点焊设备的选择5.3.2 使用悬挂式点焊设备的数量以及焊装线的设计和布置对悬挂式点焊设备利用率的影响5.3.3 点焊工艺条件的保证5.3.4 悬挂式点焊机的使用维修和管理第六章车身制件点焊工艺的改进6.1 车门点焊工艺改进6.2 车门拉手支架点焊工艺改进6.3 支柱加强板焊接外观改进第七章汽车车门周边点焊新工艺7.1 车门总成加工工艺7.1.1 车门

3、总成加工工艺分类7.1.2 车门总成周边点焊工艺7.2 车门周边点焊新工艺7.2.1 手工点焊车门周边工艺缺陷的原因分析7.2.2 车门周边点焊工装夹具的设计第八章点焊焊枪驱动控制6.1 电动伺服焊枪应用现状6.2 点焊焊枪气动力伺服系统的组成及特点6.3 气动伺服系统的数学模型结束语参考文献摘要【电阻点焊是一种被广泛应用的生产工艺，尤其被广泛应用于现代制造业及其它一些高科技产业与领域，如汽车制造、飞机制造及航空航天领域等。点焊是现在汽车车身及其它部件的主要连接工艺方法，在汽车制造工业中发挥着不可替代的重要作用。汽车车身点焊的连接质量决定了汽车的整体结构刚度和完整性，所以检测和保证点焊的连接质

4、量具有重要的实际意义。本文基于超声检测的基本原理，进行了汽车车身焊点连接质量的检测和评价研究。 】【在微型车车身装配焊接中，电阻焊占有相当重要的地位。但是在焊接过程中所出现的缺陷给汽车装配带来一定的影响，这些问题如到了总装流水线上装配才发现，需要进行补焊、补漏、校正，变形，影响流水线的作业进度，因此消除焊接缺陷，对汽车装配具有重要意义。 】【通过深入分析点焊工艺过程,结合基于事例推理的特点,将点焊工艺事例属性划分为两类:事例特征和事例特征。设计了相似点焊工艺事例的检索策略:在事例特征的约束下,以事例特征中所包含的材质的热物理性质和板厚作为检索相似事例的依据。应用模糊推理的方法对检索到相应的相似

5、事例库中所含有的工艺知识、规则进行提取、总结,进而指导对新的点焊工艺事例的求解,从而较好的解决了点焊工艺设计中基于事例推理时,难以建立合适的模型对检索到的相似事例进行修正的难点,使点焊工艺参数的智能求解过程更加符合领域专家的思维,过程更加灵活,具有开放性。 】【现代轿车的白车身都是通过冲压件焊接连接而成，焊接质量的好坏直接关系到车身的可靠性，因此研究车身焊点的质量非常重要。锌钢板虽具有较好的抗腐蚀性能，但点焊过程中，与无镀层钢板相比，存在以下问题：先于钢板熔化的锌层形成锌环而分流，致使焊接电流密度减小；锌层表面烧损、粘连、污染电极而使电极寿命降低；锌层电阻率低，接触电阻小；容易产生焊接飞溅、裂

6、纹、气孔或组织软化等缺陷。对于生产企业来说，合理选择工艺参数则是控制焊点质量的最主要途径。本文通过一种既能减少试验次数，又能获得可靠结果的多因素的优选方法正交试验设计对点焊工艺参数进行优化，代替了传统的经验法，在确保试验结果可靠的基础上，提高了试验效率。 】【随着汽车工业飞速发展，电阻点焊己经成为轿车白车身装配的主要连接方法，因而点焊质量与焊接效率对轿车的质量与成本有着重要影响。广阔的市场需求及严格的焊接质量要求对点焊质量控制提出了更高的要求，点焊的质量问题越来越多地受到关注。由于点焊过程的复杂性，点焊质量的在线评估与质量控制一直是点焊技术领域中的难题。针对这一问题，本文对汽车点焊过程的质量控

7、制和评估方法进行了研究，重点研究了一种点焊质量的多变量综合监控技术，以保证焊点质量的稳定性，提高点焊合格率，从而达到降低生产成本和提高生产效率的日的。 】第一章绪论1.1 研究背景及现实意义电阻点焊是一种被广泛应用的制作金属板件连接装置的生产工艺，相对其它焊接方法，点焊的主要优点是高效、质量可靠、成本低、易操作、易实现焊接自动化，适用于大批量生产。由于上述诸多优点，尤其被广泛应用于现代制造业及其它一些高科技产业与领域，如航空航天、汽车制造、能源、电子及轻工等领域，每年约占世界总焊接量的三分之一。例如，一架（美国）飞机上有一百多万个点焊焊点。点焊已经成为汽车制造工业中的主要连接工艺方法，在汽车制

8、造工业中发挥着不可替代的重要作用4-5。首先应用于车身焊装，如图 1-1 所示。汽车车身焊装包括车身底板、侧围、车架、车顶、车门、车身总成等部分，在它的焊接过程中大量采用电阻点焊工艺。例如，富康轿车白车身，属于无独立车架的承载式全焊接结构，是由 20 多个大总成、数百种薄板冲压件经焊接而成的复杂结构件；其焊接方法有电阻点焊、混合气体保护焊（MAG 焊） 、螺柱焊等，而主要采用电阻点焊模式，白车身上电阻焊焊点有 3600 多个6；上海大众“帕萨特”白车身上的焊点数达到 5892 点，三箱 POLO 车的整个车身共有 3725 个焊点，几乎遍及每一个总成7，因此保证点焊焊接质量成为汽车车身装配质量

9、、控制车体误差的关键。其次，点焊还应用于汽车零部件的生产，包括横梁总成车挡托架的装配点焊、燃油箱上固定件的点焊、滤清器点焊、液力变矩器平衡片点焊、汽车制动蹄点焊等。虽然新的焊接方法的发展在汽车工业中逐步形成了规模，部分的取代了传统的电阻焊方法，用于汽车车身和零部件的装配焊接，但是电阻点焊在汽车制造中的主导地位在今后的一段时期内不会改变8，电阻点焊在汽车生产中的应用前景仍旧是非常广阔的。中国的汽车工业已进入历史上少有的高速发展期，2004 年汽车产量预计在 500 万辆以上，其中轿车将超过 220 万辆8。点焊的完整性决定了汽车的整体结构刚度和完整性，故点焊的焊接质量直接关系到车身及汽车的质量；

10、随着社会的发展，生活水平的提高，汽车向中高档方向发展，对焊装设备和焊接质量的要求都越来越高，而保证点焊的质量是提高汽车安全性能的方法之一；尤其是中国加入世界贸易组织的过渡期将要结束，汽车行业的竞争会更加激烈，我国的汽车工业面临巨大的挑战，提高产品质量是增强竞争力的有效途径，这同样需要保证汽车中几千个点焊焊点的连接质量。随着新材料和新技术的不断出现以及应用领域的扩展，对点焊质量的要求也越来越高。根据实际工作的需要，克服点焊的缺陷和不足成为当前点焊技术发展中的一个重要任务。这些缺陷和不足的存在与否或多少直接关系到点焊的质量，而点焊质量直接关系到产品的质量。因为利用点焊技术的生产的产品大多数是科技含

11、量高、价格昂贵或作用至关重要的产品或零部件，所以必须要保证点焊的质量12 轿车车身铝合金点焊现状汽车车身即白车身，是整个汽车零部件的载体，其制造质量的优劣对整车的质量起着决定性的作用引。在汽车工业中，电阻点焊主要应用在车身底板、侧围、车架、车项、车门以及车身总成等部分的焊接装配中。例如美国通用汽车公司车身底部、侧身、车项及龙门系统的焊接，日本三菱汽车公司车身底板、侧围及车身总成的焊接，德国福特汽车公司车身底板、侧围、车门及翼板的焊接等【1 2 袁少波，童彦刚点焊技术在汽车工业中的应用 J电焊机， 2005， (02)】 。铝合金点焊时，应根据铝合金材料牌号及焊件厚度选用点焊机。与电弧焊相比，电

12、阻焊具有残余应力低、焊接变形小、焊接速度快、操作简便易掌握、产生的飞溅、烟尘及气体少等优点。但由于铝合金上述的焊接特点使得其焊接工艺规范的选择较困难。因此，铝及铝合金材料的焊接具有其特殊性，由于存在着氧化膜、接触电阻以及电极损耗等随机性对焊点质量的影响因素，所以在铝合金的点焊过程中容易产生飞溅、虚焊、脱焊等缺陷，使焊接工艺及设备的控制精度高、难度大。在实际操作过程中，即使有经验的师傅严格按照工艺规程操作，点焊缺陷有时也难以避免。目前，电阻焊机大量使用交流 50Hz 的单相交流电源，其容量大、功率因数低。发展三相低频电阻焊机、三相次级整流焊机(已在普通型点焊机、缝焊机、凸焊机中应用)和 IGBT

13、 逆变电阻焊机，可以解决电网不平衡和提高功率因数的问题。同时还可进一步节约电能，利于实现参数的微机控制，可更好地适用于焊接铝合金、不锈钢及其他难焊金属的焊接。另外，还可进一步减轻设备质量。汽车车身焊装线上的电阻点焊设备主要有以下几类【 孙丹丹，李文东车身是铝合金的点焊焊接过程 J山东内燃机， 2005， (01)】：a悬挂式点焊机。目前车身焊装生产线上的主要设备。一个车身焊装车间一般有 200-300 台悬挂式点焊机，用于车身的各个部位的装配点焊，特别焊接位置复杂多变的部件。b点焊机器人。为了适应现代汽车产品多样化生产的需要，提高车身焊装生产线的自动化程度，减轻操作者的劳动强度，提高工作效率，

14、保证焊接质量，在现代化的车身焊接生产线上，采用点焊机器人代替笨重的悬挂式点焊机，以解放人的单调、重复、长时间的强体力劳动。比如法国雷诺汽车公司与日本日产汽车公司都采用了全机器人的驾驶室焊装线。驾驶室的装配、涂胶、点焊全部由机器人完成。c多点焊机。其目的是为了提高生产效率，减小焊接变形。在车身焊装生产线上，车身底板的点焊装配多采用多点焊机，例如德国的奥迪 BMW 的车身底板自动化焊装线。点焊机器人和多点焊机在白车身生产线上所占的比例体现了该生产线的自动化程度。例如，上海大众“帕萨特“车身焊装线上，共采用 294 台悬挂式点焊机，6l 台点焊机器人；而德国大众“帕萨特“车身焊装线上，在总共有 35

15、94 个电阻焊焊点中，仅有 40 点是通过手工焊接的，其余都是通过机器人或多点焊机焊接的。d现代点焊机器人。通常由机器人本体操作机、点焊钳、控制器等几部分组成。现代点焊机器人采用逆变一体式点焊钳，大大降低了机器人体积和质量，具有控制精度高、响应速度快、节能、焊接工艺性能好等显著优点。近年来出现了伺服式点焊钳(枪)，采用新型电极驭动机构作伺服马达进行位置反馈。当机器人运行时，机器人控制伺服钳作为其辅助轴之一，实现电极加压软接触和电极压力实时调节，在与焊接电流最佳配合后，消除飞溅，显著提高了点焊质量。这种 MOTOMAN 点焊机器人已在日本、美国和欧洲获得应用。而柔性化机器人或柔性化机器人焊接系统

16、采用多种焊钳的自动快速更换技术，以适应焊装线的少批量多品种生产。为集中管理和控制焊接质量，设计了自动化的焊接质量和产量控制系统，如机器人二维激光视觉系统、数字摄像控制系统、射线质量检测系统等。而借助于CAE，CAM 获取焊件构造、焊接条件和机器人机构等信息的新型离线示教机器人取代原再现式点焊机器人系统，来选定焊钳、配置机器人进行离线示教，示教时间短，焊接质量更稳定。点焊机器人在国外汽车生产中的应用相当广泛，如美国通用汽车公司车身底部、侧部、车顶及车架龙门系统的焊接，同本三菱汽车公司底板、侧围及车身总成的焊接，德国福特汽车公司底板、侧围、车门及翼板的焊接，机器人焊点占焊点总数的 80-90。近年

17、来，国外许多汽车生产企业已将中频点焊机器人和伺服点焊机器人应用于轿车白车身装焊线。尤其在欧洲，中频点焊机器人使用量已占 4096，并扩大到铝合金轿车车身的点焊作业【恒新，陈海英铝合金车身的点焊工艺J电焊机，2006，(02)】 。汽车制造的批量化、高效率和对产品质量一致性的要求，使机器人在汽车焊接生产中获得了大量应用。我国的汽车制造业也紧跟发展的步伐，据 2001 年的统计，全国共有各类焊接机器人 1040 台，而汽车制造和汽车零部件生产企业中的焊接机器人占全部焊接机器人的 76，成为工业机器人的最主要用户。东风商用车车身厂第六焊装车间总装线采用了 6 台点焊机器人，3 台自动焊机。一汽车身厂

18、十万辆新品驾驶室主焊线采用了 2l 台点焊机器人，点焊自动化率达 95。东风车身厂六万辆新品驾驶室总装线采用了 10 台点焊机器人，1 台自动焊机，但是点焊自动化率仍不足 60。而且在国内，点焊机器人上所配备的焊钳均为气动焊钳，焊接时冲击力较大。还有由于工件的重复精度较差，电极处于凸缘边缘时，焊钳易滑出，严重时会损坏被焊工件。另外，电极磨损量的监控反馈精度较差，影响焊接质量。在国外，机器人用焊钳已逐步采用伺服焊钳，焊接时冲击小，并能实现精确控制，提高焊接质量、1.1 电阻点焊的背景及意义电阻点焊作为焊接学科的一个分支，是各工业部门广泛应用的加工、装配方法。由于电阻点焊在焊接过程中能量集中、变形

19、小、生产率较高，特别适用于焊接薄壁零件，因此在航空航天制造工程、汽车、电子等工业领域得到越来越广泛的应用。特别是随着点焊工艺在汽车制造业中的应用，点焊的质量问题越来越多地受到关注。在轿车车身制造过程中，焊接接头质量的好坏，不仅直接决定了车身焊接装配过程的制造偏差，同时也决定了轿车使用的可靠性和安全性。一般来说，轿车车身大约需要40006000 个点焊焊点【邹帆，罗震，单平，高战蛟电阻点焊熔核设计的数值模拟焊接技术，2006，35(6)：1417 】 ，例如一辆帕萨特车身卜有电阻焊焊点 5892 个【彭振固在汽车制造中的焊接技术现状及发展趋势焊接技术，2006，8：5-9 】 。由此可见，点焊技

20、术在保证汽车质量和生产效率巾起着棚当重要的作用。点焊质量的提高不仅可以带来经济效益，而且可以提高每企业的核心竞争力。如关国国内的汽车工业，仅三大汽车公司就有 64 条生产线，年产汽车 1300 万台，电阻点焊控制器的改善和提高将使车身结构加强，并且提高美国汽车制造企业的竞争力。通常在汽车工业中，为了保证质量，每台车约有多于设计数量的 30的焊点，掘推算：如果减少焊点数量 10，每年可节约 500 万美元左右。1996 年，美国国家标准和技术研究所宣布用 136 亿美元进行的电阻点焊这个先进技术项目(ATP)的研究。美国国家标准和技术研究所专家认为，改进美国现有的电阻焊设备和控制装置，预计在相关

21、产业可以获得 500 亿美元的经济效益。这个项目得到了汽车行业人士的重视，许多研究机构和企业，如美国智能电阻焊协会、克来斯勒公司、福特汽车公司、通用汽车公司以及密西根大学、爱迪生焊接研究所、工业技术研究所等给予这个项目很大的支持。一方面，由于点焊过程相当复杂，影响因素多、因素之间相互作用，加之焊接过程中熔核的不可见性及焊接过程瞬时性，给点焊质量检测与控制带来了很大困难【5 曹海鹏，赵熹华，赵贺铝合会电阻点焊工艺设计智能化J焊接学报，2005，26(2)：2 卜 24 】 。另一方面，为了使不合格接头的比例保持在规定的合理范围内，工厂里通常要定期进行焊后破坏性实验。但是，破坏性实验成本极高，而且

22、定期的抽样实验并不能保证每一辆车身焊接接头的合格率都保持在规定的范围内;同时，焊后实验具有严重的滞后性，由于轿车生产的大批量流水作业特点，待有焊接质量问题发现时，大量具有焊接质量问题的车身己经到了总装甚至到了客户手中。由此可见，电阻点焊过程及焊点质量的稳定性一直是电阻点焊质量控制研究中的关键问题，历来被认为是电阻焊质量控制的研究重点，并引起了工业界和研究机构的高度重视【67 尹孝辉，张忠典，赵洪运，等点焊监控技术的发展与现状焊接，2002(2)： 59 】 。因此，为了提高焊接质量，需要对熔核形成过程的有关电参数进行控制，以形成合格焊点，或者在线监测和控制与熔核形成有关的物理参量，以实时监测并

23、控制焊接过程，实现在线判定和控制焊点质量，这对于保证焊点质量的稳定性，提高点焊合格率，达到降低成本和提高生产效率具有十分重要的实际意义。1.2 汽车点焊质量控制技术的发展及现状点焊质量控制的内容十分广泛，它不但涉及到点焊设备的检测与控制系统，而且也包括点焊的接头设计、原材料的采购、管理和焊前处理、焊接工艺规范和质量检验标准、设备的使用和维护、以及焊工技术培训和定期考核、焊接的工装设备等多种因素。在本研究中假设其它条件不变，点焊质量仅由于点焊过程的参数决定。随着点焊工艺在汽车制造业中的应用，对接头质量不断提出更高的要求，经过多年的生产应用证明:采用自动控制技术是确保点焊质量、提高效率、降低成木的

24、十分有效的方法8 国机械工程学会焊接学会屯阻焊 (I)专业委员会编著，电阻焊原理与实践，机械工业出版社， 1994 。近年来，国内外焊接工作者在点焊质录监测与控制技术研究领域进行的长期不懈的努力，已经取得了一些可喜的成果，有些方法已应用于生产。在点焊过程中，由于电阻热的作用，使金属经过了加热、熔化、凝固以及相变，并且与过程相关的物理量也发生了变化。如电流流过工件，.使母材熔化而引起电流、电压及动态电阻的变化，与此同时，被焊金属受热温度升高，随着温度上升而红外辐射加强;金属受热膨胀、焊接区出现液态金属时，电极的力、位移、速度、加速度等过程参量都发生了变化:金属相变和变形，会产生应力波;根据这些物

25、理量的特性，获得熔核的信息。在点焊过程中必须满足以下几个基本条件，方可作为质量监控的信息:(1)必须与焊点质量有密切关系，呈现一定的函数关系并有期望的准确性;(2)信号易于检测;(3)必须可以再现，一般应为连续;(4)取出监控信息时，不干扰点焊工艺参数，不影响正常生产;5)监控手段易于实现，且成木不得太高。由此可见，在点焊焊接中通过监测焊接过程中某一物理量，该物理量能够反映熔核的的形成情况，从而通过监测该物理量可以对焊接过程进行实时控制。因此，点焊质量控制的发展主要体现在点焊质量的监测和控制两个方面。点焊质量控制技术的内容主要包括两个方面:一是实时稳定焊接参数的控制(恒流、恒压、电极压力等);

26、二是焊接过程中反映熔核形成状态的物理量的监测与控制。第二章电阻点焊焊概述2.1 电阻点焊简介电阻点焊是焊件在接头处接触面的个别点上被焊接起来。点焊要求金属要有较好的塑性。如图 1 所示，为最简单的应用点焊的例子。图 1 最简单点焊焊接时，先把焊件表面清理干净，再把被焊的板料搭接装配好，压在两柱状铜电极之间，施加 P 力压紧，如图 2 所示。当通过足够大的电流时，在板的接触处产生大量的电阻热，将中心最热区域的金属很快加热至高塑性或熔化状态，形成一个透镜形的液态熔池。继续保持压力 P，断开电流，金属冷却后，形成了一个焊点。 点焊由于焊点间有一定的间距，所以只用于没有密封性要求的薄板搭接结构和金属网

27、、交叉钢筋结构件等的焊接。如果把柱状电极换成圆盘状电极，电极紧压焊件并转动，焊件在圆盘状电极只间连续送进，再配合脉冲式通电。就能形成一个连续并重叠的焊点，形成焊缝，这就是缝焊。它主要用于有密封要求或接头强度要求较高的薄板搭接结构件的焊接，如油箱、水箱等2.2 点焊方法分类对焊件馈电进行电焊时，应遵循下列原则:尽 t 缩短二次回路长度及减小回路所包含的空间面积.以节省能耗;尽 t 减少伸入二次回路的铁磁体体积，特别是避免在焊接不同焊点时伸入体积有较大的变化.以减小焊接电流的波动.保证各点质 t 衡定(在使用工频交流时)。常见点焊方法有以下几种:1.双面单点坏所有的通用焊机均采用这个方案。从焊件两

28、侧馈电，适用于小型零件和大型琴件周边各焊点的焊接。2. 单面单当零件的一侧电极可达性很差或零件较大、二次回路过长时.可采用这个方案。从焊件单侧馈电，需考虑另一侧加铜垫以减小分流并作为反作用力支点。3.单面双点炸从一侧馈电时尽可能同时焊两点.以提高生产率。单面馈电往往存在无效分流现象，浪费电能，当点距过小时将无法焊接。在某些场合，如设计允许，在上板二点之间冲一窄长缺口，可使分流电流大幅下降。4.双面双点坏此方案虽可在通用焊机上实施.但两点间电流难以均匀分配，较难保证两点质 t 一致。由于采用推挽式馈电方式，使分流和上下板不均匀加热现象大为改善.而且焊点可布里在任意位里。其唯一不足之处是须制作二个

29、变压器.分别置于焊件两侧，这种方案亦称推挽式点焊。两变压器的通电需按极性进行。5.多点坏当零件上焊点 数 较 多 .大 规 模 生 产 时 ， 常 采 用 多 点 焊 方 案 以 提 高 生 产 率 ， 特 别 是 单 面 多 点 焊 在 生 产中 得 到 广 泛 应 用 ， 其 方 式 较 灵 活 .二 次 回 路 不 受 焊 件 尺 寸 牵 制 .在 要 求 较 高 的 情 况 下 ， 亦 可 采 用 推图 2 点焊过程挽 式 点 焊 方 案 。 目 前 一 般 采 用 一 组 变 压 器 同 时 焊 二 或 四 点 r 后 者 有 二 组 二 次 回 路 )。 一 台 多 点 焊机 可

30、由 多 个 变 压 器 组 成 。 可 采 用 同 时 加 压 同 时 通 电 、 同 时 加 压 分 组 通 电 和 分 组 加 压 分 组 通 电 三 种 方案 。 可 根 据 生 产 率 、 电 网 容 t 来 选 择 合 适 方 案2.3 电阻点焊的基本原理2.3.1 电阻点焊的基本过程【 汽车点焊过程的质量评估及控制 李锐华 】焊件组合后通过电极施加压力，利用电流通过接头的接触面及邻近区域产生的电阻热进行焊接的方法称为电阻点焊。电阻点焊的焊接循环主要由由预压、焊接、维持和休止四个基本阶段组成必要时可增附加程序(图 2-1) (1)预压阶段电极下降到电流接通阶段，确保电极压紧工件，使工

31、件间有适当压力。【这个阶段包括电极压力的上升和恒定两部分。为保证在通电时电极压力恒定.预压时间必须保证.尤其当需连续点焊时.须充分考虑焊机运动机构动作所藉时间，不能无限缩短。预压的目的是建立稳定的电流通道.以保证焊接过程获得孟复性好的电流密度。对厚板或刚度大的冲压零件，有条件时可在此期间先加大预压力，而后再回复到焊接时的电极力，使接触电阻恒定而又不太小，以提高热效率。 】(2)焊接时间焊接电流通过工件，产热形成熔核。【这个阶段是焊件加热熔化形成熔核的阶段。焊接电流可基本不变(指有效值】.亦可为渐升或阶跃上升。在此期间焊件焊接区的温度分布经历复杂的变化后趋向稳定。起初输入热盆大于散失热尹.温度上

32、升，形成高温塑性状态的连接区，并使中心与大气隔绝.保证随后熔化的金属不氧化，而后在中心部位首先出现熔化区。随粉加热的进行熔化区扩大，而其外围的塑性壳(在金相试片上呈环状故称塑性环)亦向外扩大.最后当输入热 t 与散失热，平衡时达到德定状态。当焊接参数适当时，可获得尺寸波动小于 15%的熔化核心。在此期间可产生下列现象:(l)液态金属的搅拌作用。液态金属通电时受电磁力作用产生漩涡状流动.当把熔核视作地球状且电极端处为二极.其运动方向为赤道部分由周围向球心流动，而后流经两极再沿外表向赤道呈封闭状流动。对于同种金属点焊.搅拌仅需将焊件表、面的氧化膜搅碎即可，但异种金属点焊时.必须充分搅拌以获得均质的

33、熔化核心。如通电时间太短，搅拌不充分.将产生游涡状的非均质熔核。(2)飞溅按产生时期可分为前期和后期两种;按产生部位可分为内飞溅（处于两焊件间)和外飞溅（焊件与电极接触侧)两种。前期飞溅产生的原因大致是:焊件表面清理不佳或接触面上压强分布严重不匀，造成局部电流密度过高引起早期熔化，此时因无塑性环保护，必发生飞溅。防止前期飞溅的措施有:加强焊件清理质 t，注意预压前的对中。有条件时可采用渐升电流或增加预热电流来减慢加热速度.避免早期熔化而引起飞溅。后期飞溅产生的原因是:熔化核心长度过大，超出电极压力有效作用范围，从而冲破塑性环在径向造成内飞溅，在轴向冲破板表面造成外飞溅。这种情况一般产生在电流较

34、大、通电时间过长的场合。可用缩短通电时间及减小电流的方法来防止。飞溅在外表面首先影响外观，其次产生的疤痕影晌耐腐蚀及疲劳性能。内部飞溅的残迹有可能在运行时脱落，如进入管路如油管).将造成堵塞等严重事故。(3)胡须在加热到半熔化温度的熔核边缘，当某些材料如高温合金)中低熔点夹杂物较多聚集在晶界处时，这部分杂质首先熔化并在电极压力的作用下被挤出呈空隙。在随后的过程中，空间有时能被液态金属充坡满，但亦可能未充坡满，这种组织形貌在金相试样上称为胡须，而未充坡满的胡须犹如裂纹，是一种危险缺陷。 】(3)维持时间切断焊接电流，电极压力继续维持至熔核凝固到足够强度。【此阶段不再输入热 t.熔核快速散热、冷却

35、结晶。结晶过程遵循凝固理论。由于熔核体积小，且夹持在水冷电极间.冷却速度甚高，一般在几周内凝固结束。由于液态金属处于封闭的塑性壳内.如无外力.冷却收缩时将产生三维拉应力.极易产生缩孔、裂纹等缺陷.故在冷却时必须保持足够的电极压力来压缩熔核体积，补偿收缩。对厚板、铝合金和高温合金等琴件，希望增加顶锻力来达到防止缩孔、裂纹。这时必须精确控制加顶锻力的时刻。过早将液态金属因压强突然升高使塑性环被冲破，产生飞溅;过晚则因凝固缺陷已形成而无效。此外加热后冷缓电流.降下已授固速度，亦有利于防止缩孔和裂纹的产生。 】(4)休止时间电极开始提起到电极再次开始下降，开始下一个焊接循环。【此阶段只适用于焊接循环重

36、复进行的场合.特别是在焊接淬硬钢时采用一般插在维持时间内.当焊接电流结束，熔核完全凝固且冷却到完成马氏体转变之后再插入.其目的是改善金相组织】为了改善焊接接头的性能，有时需要将下列各项中的一个或多个加于基本循环:(1)加大预压力以消除厚工件之间的间隙，使之紧密贴合。(2)用预热脉冲提高金属的塑性，使工件易于紧密贴合、防止飞溅;凸焊时这样做可以使多个凸点在通电焊接前与平板均匀接触，以保证各点加热的一致。(3)加大锻压力以压实熔核，防止产生裂纹或缩孔。(4)用回火或缓冷脉冲消除合金钢的淬火组织，提高接头的力学性能，或在不加大锻压力的条件下，防止裂纹和缩孔。232 焊接热的产出及影响因素点焊时产生的

37、热量由下式决定： Q=12RtU)(21)式中：Q 一产生的热量(J)；I 一焊接电流(A)；R 一极问电阻(Q)；t 一焊接时间(S)。1电阻 R 及影响 R 的因素电极间电阻包括工件本身电阻民，两工件间接触电阻 R，电极与工件间接触电阻 k。即： R=2R+R+28。(22)如图 22 所示。当工件和电极一定时，工件的电阻取决与它的电阻率。因此，电阻率是被焊材料的重要性能。电阻率高的金属其导电性差(如不锈钢)，电阻率低的金属其导电性好(如铝合会)。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，前者可用较小电流(几千安培)，而后者就必须用很大电流(几万安培)。电阻率不仅取决与金属种类，还与会属的热处理状态、加工方式及温度有关。接触电阻存在的时问是短暂的，一般存在于焊接初期，由两方面原因形成：