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精密焊接的基礎知識

2017-11-10
一、精密電(diàn)阻點焊
使用金屬材料制(zhì)作(zuò)零件的場(chǎng)合,有(yǒu)許多(duō)時(shí)候都需要将材料切斷成規定的尺寸,再将其連接起來(lái)。
連接材料的方法有(yǒu)利用鉚釘進行(xíng)機械連接和(hé)利用焊接進行(xíng)冶金連接以及利用超聲波進行(xíng)物理(lǐ)連接。電(diàn)阻點焊是利用冶金的方法将金屬材料高(gāo)效率地經濟地連接起來(lái)的一種方法。因此在産業界被廣泛地使用。
我們将精密小(xiǎo)型工件的電(diàn)阻焊接稱之為(wèi)精密電(diàn)阻點焊。
米亞基公司源源不斷地開(kāi)發出各種超小(xiǎo)型、可(kě)高(gāo)密度安裝化的新型精密電(diàn)阻點焊機,取代了以往的錫焊、鉚接等金屬連接工藝。
精密電(diàn)阻點焊機是最适合用于小(xiǎo)型的、性能要求高(gāo)的電(diàn)子部品,以及精密機械工業中的小(xiǎo)型部品的組裝。    
       
電(diàn)阻焊接的原理(lǐ)
利用焦耳熱進行(xíng)焊接
Q=0.24I2Rt=0.24IEt(cal)…①
公式①如下圖所示,工件在上(shàng)下電(diàn)極間(jiān)被加壓,通(tōng)電(diàn),進行(xíng)電(diàn)阻焊接。
焊接部的電(diàn)阻為(wèi)R(Ω),焊接電(diàn)流為(wèi)I(A),通(tōng)電(diàn)時(shí)間(jiān)為(wèi)t(sec)時(shí),根據公式①焊接部發熱。因此焊接部的溫度上(shàng)升,産生(shēng)熔融。
 圖1
二、電(diàn)阻點焊的5大(dà)要素   
1、電(diàn)流
2、時(shí)間(jiān)
3、加壓力
4、電(diàn)流密度(電(diàn)極先端直徑)
5、電(diàn)極材料
上(shàng)述要素與發熱量Q及發熱位置有(yǒu)關系,也就是說點焊時(shí)影(yǐng)響焊接效果的因素有(yǒu):電(diàn)流I、通(tōng)電(diàn)時(shí)間(jiān)t、接觸電(diàn)阻R、電(diàn)流密度(電(diàn)極先端)和(hé)電(diàn)極材料。接觸電(diàn)阻R随着加壓力的增大(dà)而降低(dī)。以上(shàng)要素被稱為(wèi)電(diàn)阻點焊的五大(dà)要素。
接觸電(diàn)阻    
工件表面生(shēng)成的氧化薄層引起的電(diàn)阻(表皮電(diàn)阻)和(hé)由于電(diàn)流的流通(tōng)截面引起的電(diàn)阻(集中電(diàn)阻)。
 圖2
上(shàng)圖中,R2,R4……材料自身的電(diàn)阻;R3……上(shàng)下工件之間(jiān)的電(diàn)阻;R1,R5,……電(diàn)極與工件之間(jiān)的電(diàn)阻。接觸電(diàn)阻是指R1、R3、R5。   
           
三、電(diàn)極的作(zuò)用
1.導通(tōng)大(dà)電(diàn)流。
2.施加壓力。
3.提高(gāo)焊接點的冷卻效果。
4.穩定電(diàn)流密度。
電(diàn)極具有(yǒu)以上(shàng)的作(zuò)用,這裏解釋一下與品質管理(lǐ)有(yǒu)關的電(diàn)流密度。
電(diàn)流密度是指單位橫截面中的電(diàn)流值。如果将電(diàn)流密度一直保持穩定,就能防止焊接不良。由于要導通(tōng)大(dà)電(diàn)流(電(diàn)極作(zuò)用1),電(diàn)極頂端會(huì)發熱;又由于要加壓會(huì)使電(diàn)極頂端變寬,電(diàn)流密度變小(xiǎo),因此,随着焊接次數(shù)的增多(duō),焊核會(huì)變小(xiǎo)(焊接不良)因此在焊接品質管理(lǐ)中電(diàn)極的管理(lǐ)(進行(xíng)一定次數(shù)的焊接後更換或修磨電(diàn)極)就變得(de)非常的重要。   
 圖3
           
四、電(diàn)阻點焊原理(lǐ)歸納
1.電(diàn)阻點焊方法是一種利用工件自身的電(diàn)阻、施加在工件上(shàng)的加壓力和(hé)導通(tōng)的大(dà)電(diàn)流,在工件接觸部産生(shēng)焦耳熱,進行(xíng)熔融的金屬連接方法。
2.決定焊接品質的五大(dà)要素:
[1].電(diàn)流值
[2].通(tōng)電(diàn)時(shí)間(jiān)
[3].加壓力
[4].電(diàn)流密度
[5].電(diàn)極材料
        
五、焊接規範的選出
5-1、電(diàn)極材料的選定
《選定原則》:
①固有(yǒu)電(diàn)阻大(dà)的工件->選用固有(yǒu)電(diàn)阻小(xiǎo)的材料作(zuò)電(diàn)極
②固有(yǒu)電(diàn)阻小(xiǎo)的工件->選用固有(yǒu)電(diàn)阻大(dà)的材料作(zuò)電(diàn)極
例:
工件材料    選用電(diàn)極材料
軟鋼    鉻銅合金(Cr-Cu)
銅    鎢、鋁(W、Mo)或鎢銅合金、钼銅合金
黃銅    鉻銅合金(Cr-Cu)
不鏽鋼    鉻銅合金(Cr-Cu)
銀    鎢銅合金(W一Cu)
鋁    鎢、钼(W、Mo)
鎳    超質鋁銅、鉻銅合金

 

5-2、焊接電(diàn)流,時(shí)間(jiān),加壓力的選定
電(diàn)流規範
A規範一短(duǎn)時(shí)間(jiān)大(dà)電(diàn)流(******規範)
B規範一中時(shí)間(jiān)中電(diàn)流(中等規範)
C規範一長時(shí)間(jiān)小(xiǎo)電(diàn)流(普通(tōng)規範)
焊接電(diàn)流可(kě)以如下方法比較簡單地求得(de)。最初設定較低(dī)的焊接電(diàn)流,如果逐漸增大(dà)焊接電(diàn)流,會(huì)發生(shēng)飛濺。比發生(shēng)飛濺時(shí)的電(diàn)流值稍低(dī)的電(diàn)流值就是适當的電(diàn)流。電(diàn)流值根據焊接機加壓系統的追随性的不同而不同。焊接機的追随性愈好,愈容易施加較小(xiǎo)的加壓力和(hé)大(dà)的導通(tōng)電(diàn)流,即獲得(de)******的焊接效果。   
焊接時(shí)間(jiān)的選定   
焊接部位産生(shēng)的熱量随着通(tōng)電(diàn)時(shí)間(jiān)而增大(dà),但(dàn)是,電(diàn)極及焊接部位的散熱量也随着通(tōng)電(diàn)時(shí)間(jiān)而增大(dà),因此焊接部位的溫度在一定時(shí)間(jiān)以後趨于飽和(hé)。而溫度飽和(hé)以後即使延長通(tōng)電(diàn)時(shí)間(jiān),焊核也不會(huì)再增大(dà),而且表面壓痕和(hé)熱變形也會(huì)增大(dà),對材料産生(shēng)不良的冶金效果。另外,從作(zuò)業工時(shí)、電(diàn)力消耗的觀點考慮,長時(shí)間(jiān)焊接也不利。  

 圖8
圖8中最适合的規範為(wèi)加壓力 5kg ,電(diàn)流 500A 的區(qū)域。欲增加焊接強度,不僅要增大(dà)電(diàn)流同時(shí)還(hái)要增大(dà)加壓力。此時(shí),将電(diàn)流、加壓力由低(dī)慢慢上(shàng)升,選擇******規範。


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