电阻焊接材料第二章点焊

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1、第二章点焊主要内容一.概述二.点焊过程分析三.点焊规范参数及其相互关系四.点焊时的分流五.特殊情况的点焊工艺六.常用金属材料的点焊一.概述1.1定义1.2分类1.3特点1.4应用1.1定义电阻点焊(resistancespotwelding)，简称点焊。它是焊件装配成搭接接头，并压紧在两电极之间，利用电阻热熔化母材金属，形成焊点的电阻焊方法。1.2分类1.按焊接电流波形分工频50或60Hz低频3~10Hz2.5kHz~450kHz交流高频脉冲电容储能直流冲击波2.按工艺特点分双面单点单面双点单面单点1.3特点1)焊件间依靠尺寸不大的熔核进行连接，熔核应均匀、对称地分

2、布在两焊件的贴合面上。2)点焊具有大电流、短时间、压力状态下进行焊接的工艺特点。3)点焊是热—机械(力)联合作用的焊接过程。4)点焊接头质量主要取决于熔核尺寸(直径和焊透率)、熔核本身及其周围热影响区的金属显微组织及缺陷情况。同时，若有压痕过深、表面裂纹、粘损等表面缺陷，也会使接头疲劳强度降低。1.4应用电阻点焊是一种高效率、低成本的主要焊接方法，广泛地应用在汽车、电子、航空、航天等重要工业领域。点焊适用于采用搭接、接头不要求气密、厚度小于3mm的冲压、轧制的薄板结构。它也可焊接厚度达到6mm或更厚的金属构件，但效果不如其他焊接方法。电阻点焊的双机位二.点焊过程分析

3、2.1点焊原理2.2熔核2.1点焊原理两电极2将焊件3压紧，增加电极压力后，阻焊变压器1向焊接区通过强大的焊接电流，在焊件接触面上形成真实的物理接触点，并随着通电加热的进行而不断扩大。塑变能与热能使接触点的原子不断激活，消失了接触面，继续加热形成熔化核心4，简称熔核，熔核中的液态金属在电动力作用下发生强烈搅拌，熔核内金属成分均匀化，结合界面迅速消失。图1电阻点焊原理1-阻焊变压器2-熔核3-焊件4-熔核2.2熔核由于材质和焊接规范特征的不同，熔核的凝固组织可有三种：柱状组织：纯金属(如镍、钼等)和结晶温度区间窄的合金(碳钢、合金钢、钛合金等)；等轴组织：较罕见；“柱

4、状+等轴”组织：铝合金等。2.2.165Mn的熔核面SEM像通常熔核以柱状晶形式生长，将合金浓度较高的成分排至晶叉及枝晶前端，直至生长的枝晶相互抵住，获得牢固的金属键合，接合面消失，得到了柱状晶生长较充分的焊点。图265Mn的熔核面SEM像2.2.2柱状组织形成过程a凝固前：在熔合线上(固-液相界面)有许多晶粒处于半熔化状态，为异质成核进行结晶提供了有力条件。b随着温度的降低，由于成分过冷较大，以半熔化晶粒作底面沿＜100＞向长出枝晶束，由于液体金属冷却速度快，枝晶臂的间距甚小。c枝晶继续生长，凝固层向前推进，液体向枝晶间充填。由于65Mn合金具有较宽的凝固温度范围

5、，故凝固层呈锯齿形起状。图3柱状组织形成过程模型2.2.2柱状组织形成过程d凝固将结束，剩余液体金属不足以完全填充枝晶间隙，未被液体充满的枝晶暴露在前沿，形成缩松。e具有缩松缺陷的熔核柱状组织断口形貌。f优质接头的熔核柱状组织断口形貌。图4柱状组织形成过程模型图5柱状组织形成过程模型L-液态金属表面（1/2熔核高处）S-母材固态表面（熔核线处）-晶体生长方向<100>塑性环(coronabond)熔核周围具有一定厚度的塑性金属区域称为塑性环，它有助于点焊接头承受载荷。图6熔核、塑性环直径（d、dco）测量曲线1-熔核直径的动态曲线2-塑性环直径的动态曲线（测试条件：

6、δ=1+1mm(低碳钢)、I=8800A、Fw=2250N）图7熔核横截面积某部位SEM像(2AL2-T4)a)½熔核局部b)照片摄取位置示意2.2.3“柱状+等轴”组织形成过程a凝固前熔合线上许多晶粒处于半熔化状态，为异质成核结晶提供了有利条件。b液态熔核的温度降低，熔合线处液态金属首先处于过冷状态，结果以半熔化晶粒作底面沿＜001＞向(2Al2-T4铝合金属立方晶系)长出枝晶束。某些枝晶发生二次轴的熔断、游离和向熔核中心运送。c枝晶继续生长，锯齿形的连续凝固层向前推进，液体向枝晶间充填，使枝晶粗化;与热流方向倾斜的技晶束生长受阻，枝晶间距自动调整。图8“柱状+等

7、轴”组织形成过程模型2.2.3“柱状+等轴”组织形成过程d液态金用成分过冷越来越大，大量的等轴晶核以树枝晶形态迅速长大，被此相遇，以及与柱状晶的枝晶束相遇后呈现互相阻碍。凝固即将结束，当剩余液体金属不足以完全充填枝晶间隙时，即将形成缩松缺陷。e具有缩松缺陷的熔核“柱状+等轴”组织断口形貌。f优质接头的熔核“柱状+等轴”组织断口形貌。图9“柱状+等轴”组织形成过程模型图10“柱状+等轴”组形成过程模型L-液态金属表面（1/2熔核高处）S-母材固态表面（熔核线处）-晶体生长方向<001>图12等轴树枝状晶群体形貌(SEM)a)粗大等轴晶表面形态(SEM)b)粗大等轴