点焊机的原理介绍:
点焊机焊池的熔接是在数个周期的极短的时间内完成的,而且因为是发生在金属接触内部的现象,很难在焊接中边观察边控制电流以及其他影响焊接的诸多因素,因此,实际焊接时都是通过对下图的诸因素进行事前研究、把握、实验、观察来决定最适用的组合条件。
※点焊机焊接电流、加压力、通电时间被称为点焊机焊接的三大要素。
1. 点焊机的影响因素:
●焊接电流
由于电阻产生的热量与通过的电流的平方成正比,因此焊接电流是产生热量的最重要的因素。焊接电流的重要性还不单纯指焊接电流的大小,电流密度的高低也是很重要的。
※熔核:指搭接电阻焊时,产生在接合部的熔融后凝固的金属部分。
●加压力
点焊机焊接过程加压力是热量产生的重要因素。加压力是施加给焊接处的机械力量,通过 加压力使接触电阻减少,使电阻值均匀,可防止焊接时的局部加热,使焊接效果均匀。
● 通电时间
通电时间也是产生热量的重要因素,通电产生的热量通过传导来施放,即
使总的热量一定,由于通电时间的不同,焊接处的最高温度就不同,焊接
结果也不一样。
●电流波形
发热与加压在时间上的****组合对点焊机是非常重要的,为此焊接过程中各瞬间的温度分布必须适当。根据被焊物材质及尺寸,使在一定时间内流过一定的电流,对于接触部的发热,若加压迟缓,将引起局部加热,恶化点焊机焊接效果。另外,若电流急剧停止,焊接部骤冷会产生裂痕和材质脆化。因此,应在主电流通过的之前或之后,通以小电流,或在上升和下降电流中加入脉冲。
【例】厚板材及冲压成型品等存在变形和应变,为使板间焊接后紧密结合,在
主电流之前先流过小电流进行预热。
【例】对于会产生热硬化或裂痕的材料,则在主电流流过之后,通以小电流进
行后热,以达到退火处理。
● 材料的表面状态
接触电阻是与接触部的发热直接相关的因素,在加压力一定时,接触电阻
决定与焊接物表面状态,即材质决定后,接触电阻取决于金属表面的细小
凹凸与氧化膜。细小凹凸利于得到接触电阻期望的发热范围,但由于氧化
膜的存在,使电阻增大,会导致局部加热,所以还是应当清除掉。
2. 点焊机的构成
各部位的作用
〖控制装置(定时器)〗
是点焊机的指令塔,掌管程序时间(初期加压时间、通电时间、保持时间、开放时间、冷却时间)、输出电流控制和外部的输出输入控制。
·设定脉冲次数时,其次数、冷却时间、通电时间反复。
·反复焊接时,从第二次以后,即使设定了初期延时时间也将跳过。
初期延时时间(Tsd )
自启动开关(ON )到实际加压时的时间。
初期加压时间(Ts )
自完全加压到通电时的时间,是为实现稳定加压,防止加压不完全,
焊接不良而设计的。
上升时间(Tu )
自通电开始到达到设定电流的期间,使焊接电流分阶段上升的时间 (作用)
·防止飞溅
·电镀钢板的不必要镀层的熔解
·被焊物接触不焊时,时焊接出紧密接合
·退火效果
通电 I 时间
第一次焊接时间。
作用与上升时间相同。
通电 II 时间
第二次焊接时间。
可认为是正式用的焊接时间。
通电 III 时间
第三次焊接时间。
作用可以认同为下降时间。
冷却时间(Tc )
第一次、 第二次焊接电流通过期间的休止时间。作用在焊接电流流过之前,凝固熔化的电镀物、稳定被焊物的接合程度的冷却时间。
下降时间(Td )
自焊接电流终了至焊接电流为零期间,使电流分阶段降低的时间。(作用)
·碳化被焊物时,防止引骤冷引起裂纹(退火)。
·对于易感磁的被焊物,防止引焊接电流而感生磁性(消磁)。
保持时间(TH
自通电终了至加压头开放时的时间。 作用在加压头仍压着焊后金属的熔融部时,引电极的冷却效果而急冷时,为凝固压接熔融部及防止榕和周围产生热影响区的时间。
〖SCR 装置〗
SCR 装置通过 SCR(ON )区间来调整焊接电流的控制装置;SCR 引弧角90 度焊接电源设定50%
〖焊接变压器〗
点焊机焊接变压器是进行点焊机焊接所用的大电源(1 万~数万 A )的必要装置。
点焊机的初级线圈=20~40 匝,次级线圈 1 匝。
〖加压头(加压汽缸)〗
加压头是给被焊物加压的装置。
****加压力---·设定气压 5kg/cm2 时的加压力
·成****加压力为“几公斤加压力”
·500kg 加压头时,若设定气压 2kg/ cm2 ,加压力约200kg 。
〖电极头〗
·电极头用来传递加压头的加压力及供给焊接电源。
·电源头要求具有以下性质:
(1)导电、导热性能好。
(2)高温时,硬度不降低。
〖焊接规范的选定方法〗
大电流·大电压·短时间通电的焊接********。
〖熔核的决定方法〗
熔核大 由下式决定。
※ 铁 d =(4 -5 )t 焊接间距小,第二点的焊接电流分流到第一点熔核上,第一点的熔核变小,因此间
距应尽可能大。
※ 铁 p =(10~15)t
※ 铝 p =3 (3t +1.5)
搭接量小,通电时会产生内部喷溅,导致
板烧损,因此应尽可能大。
※ L =2d
※ L =(1.2~3 )×焊接间距
〖不同板厚时的焊接条件(铁)〗
原则上以薄板定条件,比例超过 1:3 时,考虑到热平衡性,应现场决定
焊接规范。
〖3 块同厚板材的焊接条件(铁)〗
考虑到板材间的密合性,可适度提高加压力、焊接电源,引有分流问题,
焊接间距可 30%,搭接量可不变。
〖点焊机电极〗
点焊时,电流密度、熔核大小均随电极端头大小、形状的变化而变化,因此在选定电极的同时,对电极的磨损管理也非常重要,而且连续焊接的点数多少,很大程度上决定于电极头的冷却效果。焊铝时,R 形的端头形状为****,电极端头应每焊 10 点左右研磨一次。
点焊机凸焊的施工
〖焊接规范的选定方法〗
(1)单点凸焊
大电流·大加压力·短时间通电时的焊接品质良好。
(2 )多点凸焊
与单点相比,通电时间相同,焊接电流、加压力基本一般为点凸焊电流的数倍。
通常做法是减少焊接电流和加压力,延长通电时
间,理由是缩小焊机容量 。
〖凸焊形状的决定方法〗
点焊机焊接强度由凸焊直径决定,也受凸焊高度的影响,高度值最好是凸焊直径20%~25% 。焊接间距较小时,受磁力的影响,凸焊部相互吸引移动,导致焊接强度降低,应注意。 凸焊搭接量最好为凸焊直径3 倍以上。
〖充分保证上下电极的平行度〗
点焊机进行多点凸焊时,平行度不准确会导致加压力不均,焊接电流流通不均匀,焊接效果恶化。可在电极间加方感应纸,以加压痕迹来管理平行度。
〖缓慢加压〗
点焊机凸焊前为防止凸焊不良,形状变大,需缓慢加压。为此需要调整焊机的速度和控制功能。