对焊分为电阻对焊和闪光对焊两种.docx

对焊分为电阻对焊和闪光对焊两种。
1、电阻对焊
电阻对焊是将两工件端面始终压紧，利用电阻热加热至塑性状态，然后迅速施加顶锻压力（或不加顶锻压力只保持焊接时压力）完成焊接的方法。
电阻对焊时的接触电阻取决于接触面的表面状态、温度及压力。当接触电阻有明显的氧化物或其他赃物时，接触电阻就大。温度或压力的增高，都会因实际接触面积的增大而使接触电阻减小。焊接刚开始时，接触点上的电流密度很大；端面温度迅速升高后，接触电阻急剧减小。加热到一定温度（钢600度，铝合金350度）时，接触电阻完全消失。
对焊时的热源也是由焊接区电阻产生的电阻热。电阻对焊时，接触电阻存在的时间极短，产生的热量小于总热量的10-15%。
2、闪光对焊
闪光对焊可分为连续闪光对焊和预热闪光对焊。连续闪光对焊由两个主要阶段组成：闪光阶段和顶锻阶段。预热闪光对焊只是在闪光阶段前增加了预热阶段。
一、闪光对焊的两个阶段
1、闪光阶段
闪光的主要作用是加热工件。在此阶段中，先接通电源，并使两工件端面轻微接触，形成许多接触点。电流通过时，接触点熔化，成为连接两端面的液体金属过梁。由于液体过梁中的电流密度极高，达（3000-6000）A/mm2。这些液体过梁在电、热、力共同作用下爆破，高速向外喷射，即所谓“闪光”。随着工件往前送进，新的触点又形成----爆破。
随着动夹钳的缓慢推进，过梁也不断产生与爆破。在蒸气压力和电磁力的作用下，液态金属微粒不断从接口间喷射出来。形成火花急流--闪光。持续一段时间闪光后，对口端面被一层很薄（约0.1-0.3mm）液体金属覆盖，端口温度达到金属的熔点，而且趋于稳定均匀，轴向也有一定加热深度，。在实际生产中，考虑到工件端面加热不均匀及尺寸误差，往往闪光留量要比理想状大50-100%。
在闪光过程中，工件逐渐缩短，端头温度也逐渐升高。随着端头温度的升高，过梁爆破的速度将加快，动夹钳的推进速度也必须逐渐加大？。在闪光过程结束前，必须使工件整个端面形成一层液体金属层，并在一定深度上使金属达到塑性变形温度。
由于过梁爆破时所产生的金属蒸气和金属微粒的强烈氧化，接口间隙中气体介质的含氧量减少，其氧化能力可降低，从而提高接头的质量。但闪光必须稳定而且强烈。所谓稳定是指在闪光过程中不发生断路和短路现象。断路会减弱焊接处的自保护作用，接头易被氧化。短路会使工件过烧，导致工件报废。所谓强烈是指在单位时间内有相当多的过梁爆破。闪光越强烈，焊接处的自保护作用越好，这在闪光后期尤为重要。
2、顶锻阶段
在闪光阶段结束时，立即对工件施加足够的顶端压力，接口间隙迅速减小过梁停止爆破，即进入顶锻阶段。顶锻的作用是密封工件端面的间隙和液体金属过梁爆破后留下的火口，同时挤出端面的液态金属及氧化夹杂物，使洁净的塑性金属紧密接触，并使接头区产生一定的塑性变形，以促进再结晶的进行、形成共同晶粒、获得牢固的接头。闪光对焊时在加热过程中虽有熔化金属，但实质上是塑性状态焊接。
预热闪光对焊是在闪光阶段之前先以断续的电流脉冲加热工件，然后在进入闪光和顶锻阶段。预热目的如下：
（1）减小需用功率可以在小容量的焊机上焊接断面面积较大的工件，因为当焊机容量不足时，若不先将工件预热到一定温度，就不可能激发连续的闪光过程。此时，预热是不得已而采取的手段。
（2）降低焊后的冷却速度这将有利于防止淬火钢接头在冷却时产生淬火组织和裂纹。
（3）缩短闪光时间可以减少闪光余量，节约贵重金属。
预热不足之处是：
（1）延长了焊接周期，降低了生产率；
（2）使过程的自动化更加复杂；
（3）预热控制较困难。预热程度若不一致，就会降低接头质量的稳定性。
二、闪光对焊的电阻和加热
闪光对焊时的接触电阻Rc即为两工件端面间液体金属过梁的总电阻，其大小取决于同时存在的过梁数及其横断面积。与工件的横断面积、电流密度和两工件的接近速度有关。随着这三者的增大，同时存在的过梁数及其横截面积增大，Rc将减小。
闪光对焊的Rc比电阻对焊大得多，并且存在于整个闪光阶段，虽然其电阻值逐渐减小，但始终大于工件的内部电阻，直到顶锻开始瞬间Rc才完全消失。Rc逐渐减小是由于在闪光过程中，随着端面温度的升高，工件接近速度逐渐增大，过梁的数目和尺寸都随之增大的缘故。
由于Rc大并且存在整个闪光阶段，所以闪光对焊时接头的加热主要靠Rc。
三、闪光对焊的焊接循环、工艺参数和工件准备
1、工艺参数
闪光对焊的主要参数有：伸出长度、闪光电流、闪光流量、闪光速度、顶锻流量、顶锻速度、顶锻压力、顶锻电流、夹钳夹持力等。下面介绍各工艺参数对焊接质量的影响及选用原则：
（1）伸出长度：对于板材，为了顶锻时不失稳，一般取l0=（4—5）δ。
不同金属对焊时，为了使两工件上的温度分布一致，通常是导电性和导热性差的金属l0应较小。
（2）闪光电流If和顶锻电流IuIf取决于工件的断面积和闪光所需要的电流密度jf。jf的大小又与被焊金属的物理性能、闪光速度、工件断面的面积和形状，以及端面的加热状态有关。在闪光过程中，随着vf的逐渐提高和接触电阻Rc的逐渐减小，jf将增大。顶锻时，Rc迅速消失，电流将急剧增大到顶锻电流Iu。当焊接大截面钢件时，为增加工件的加热深度，应采用较小的闪光速度，所用的平均jf一般不超过5A/mm2。焊接大断面工件时，有时采用分级调节次级电压的方法。
（3）闪光流量δf 选择闪光流量，应满足在闪光结束时整个工件端面有一熔化金属层，同时在一定深度上达到塑性变形温度。如果δf过小，则不能满足上述要求，会影响焊接质量。δf过大，又会浪费金属材料、降低生产率。在选择δf时还应考虑是否有预热，因预热闪光对焊的δf可比连续闪光对焊小30-50%。
（4）闪光速度vf 足够大的闪光速度才能保证闪光的强烈和稳定。但vf过大会使加热区过窄，增加塑性变形的困难，同时，由于需要的焊接电流增加，会增大过梁爆破后的火口深度，因此将会降低接头质量。选择vf时还应考虑下列因素：
1）被焊材料的成分和性能。含有易氧化元素多的或导电导热性好的材料，vf应较大。例如焊奥氏体不锈钢和铝合金时要比焊低碳钢时大；
2）是否有预热。有预热时容易激发闪光，因而可提高vf。
3）顶锻前应有强烈闪光。vf应较大，以保证在端面上获得均匀的金属层。
（5）顶锻流量δu δu影响液体金属的排除和塑性变形的大小。δu过小时，液态金属残留在接口中，易形成疏松、缩孔、裂纹等缺陷；δu过大时，也会因晶纹弯曲严重，降低接头的冲击韧度。δu根据工件断面积选取，随着断面积的增大而增大。
顶锻时，为防止接口氧化，在端面接口闭合前不立刻切断电流，因此顶锻流量应包括两部分----有电流顶锻留量和无电流顶锻留量，前者为后者的0.5-1倍。
（7）顶锻压力Fu Fu通常以单位面积的压力，即顶锻压强来表示。顶锻压强的大小应保证能挤出接口内的液态金属，并在接头处产生一定的塑性变形。顶锻压强过小，则变形不足，接头强度下降；顶锻压强过大，则变形量过大，晶纹弯曲严重，又会降低接头冲击韧度。
顶锻压强的大小取决于金属性能、温度分布特点、顶锻留量和速度、工件断面形状等因素。高温强度大的金属要求大的顶锻压强。增大温度梯度就要提高顶锻压强。由于高的闪光速度会导致温度梯度增大，因此焊接导热性好的金属（铜、铝合金）时，需要大的顶锻压强（150-400Mpa）。
（8）预热闪光对焊参数除上述工艺参数外，还应考虑预热温度和预热时间。
预热温度根据工件断面和材料性能选择，焊接低碳钢时，一般不超过700-900度。随着工件断面积增大，预热温度应相应提高。
预热时间与焊机功率、工件断面大小及金属的性能有关，可在较大范围内变化。预热时间取决于所需预热温度。
预热过程中，预热造成的缩短量很小，不作为工艺参数来规定。
（9）夹钳的夹持力Fc 必须保证工件在顶锻时不打滑Fc与顶锻压力Fu和工件与夹钳间的摩擦系数f有关，他们的关系是：Fc≥Fu/2f。
3、工件准备
闪光对焊的工件准备包括：端面几何形状、毛坯端头的加工和表面清理。
闪光对焊时，两工件对接面的几何形状和尺寸应一致。否则将不能保证两工件的加热和塑性变形一致，从而将会影响接头质量。在生产中，圆形工件直径的差别不应超过15%，方形工件和管形工件不应超过10%。
在闪光对焊大断面工件时，最好将一个工件的端部倒角，使电流密度增大，以便于激光闪发。这样就可以不用预热或闪光初期提高次级电压。
闪光对焊时，因端部金属在闪光时被烧掉，故对端面清理要求不甚严格。但对夹钳和工件接触面的清理要求，应和电阻对焊一样。
2特点介绍
闪光对焊主要是利用工件对口接触电阻产生热量加热工件，金属表面熔化，温度梯度大，热影响区比较小。
焊缝是在工件对口固相金属产生塑性变性条件下，形成共同晶粒。焊缝组织、成分接近基本金属（或者经过热处理），比较容易获得等强等塑焊接接头。
闪光过程具有排出空气，降低金属氧化的自保护功能。顶锻还能将氧化物随液体金属排出焊缝之外。焊缝夹杂、未焊透等缺陷较少。
闪光过程具有较强的自调节功能，对严格保持规范一致性要求较低，焊接质量稳定。单位焊接截面积需要电功率小，焊接低碳钢只需（0.1-0.3）KVA/mm2电功率。
焊接生产率高，焊接一个接头只需几秒至几十秒。
焊接适用范围广，原则上能锻造的金属材料都可以用闪光对焊焊接。例如低碳钢、高碳钢、合金钢、不锈钢等有色金属及合金都可以用闪光对焊焊接。
焊接截面积范围大，一般从几十至上万mm2截面积都能焊接。
闪光对焊广泛应用于焊接各种板件、管件、型材、实心件、刀具等，应用十分广泛，是一种经济、高效率的焊接方法。
3形成过程
1、闪光对焊分连续闪光和预热闪光对焊两种。连续闪光对焊主要由
闪光和顶锻两个阶段组成。闪光过程始终保持对口端面点接触，闪光电流If集中从这些有限接触点上通过，电流密度非常高，达（3000-6000）A/mm2，触点快速熔化，形成连接两边金属的液体“过梁”。这些液体过梁在电、热、力共同作用下爆破，高速向外喷射，即所谓“闪光”。随着工件往前送进，新的触点又形成----爆破。
持续一段时间闪光后，对口端面被一层很薄（约0.1-0.3mm）液体金属覆盖，端口温度达到金属的熔点，而且趋于稳定均匀，轴向也有一定加热深度，。在实际生产中，考虑到工件端面加热不均匀及尺寸误差，往往闪光留量要比理想状大50-100%。
闪光加热达到焊接温度后，迅速提高送进力（顶锻力）， 快速送进，将液体金属及氧化、夹杂物全部挤出对口之外，使对口端面固态金属紧密接触，并且有一定塑性变形，两边金属交互结晶，形成共同晶粒，获得牢固对接接头。结晶过程非常快，一般在0.02-0.06秒内完成。是否能在液体金属凝固之前，将液体金属及氧化物全部排出对口之外，是 获得优质焊接接头的重要条件之一。
2、对控制要求
通用闪光对焊机，一般采用简单的同步控制器 ， 能保证焊接质量。不宜采用恒电流控制器，否则会破坏闪光过程的自调节功能。也不必要采用电压补偿控制器（可控硅已全导通，自动移相已失去作用）
闪光对焊主要是利用对口接触电阻产生热量加热金属，固相交互结晶形成焊接接头。
闪光过程具有较强自调节功能，比较容易获得稳定，连续闪光过程。
次级回路短路阻抗及短路功率因数对闪光过程稳定性有重大影响，应严格控制。
闪光对焊机应采用缓降外特性电源，次级空载电压应能分级调节，次级空载电压不宜太高。
焊接时可控硅应接近全导通运行
不能采用恒电流控制器，否则会破坏闪光过程自调节作用。
设备状况
1、设备结构 ：
压紧系统： 压臂 钳口 上下电极（T型板） 闪光系统：固定台 活动台 顶锻油缸
焊接系统：焊接变压器及导电排 液压系统 电控部分（电子尺、晶闸管） 冷却系统
配电系统
2、特殊结构：活动钳口 下电极 固定台绝缘设置 油缸绝缘接头 液压比例阀
冷却系统
动作控制
1、放置工件-----压紧------闪光------顶锻
2、与之对应的电控部分
调试
1、对焊接工件的要求----贴合度及工件与上下电机的贴合度---用泥
2、开机要求 冷却水（电极温度高，内阻大，不出电流） 电路 液压油预热（多跑和几次）
3、压紧力---保证不打滑
4、电压档位设置---由低档到高档
5、闪光速度控制---由慢到快（液压油温的影响）
6、顶锻---速度快 有电顶锻和无电顶锻 顶锻压力 位置
7、探伤对焊缝的影响
8、焊接质量影响因素：材质、截面（表面状态大小、粗糙度）、环境温度、开始和连续生产的影响
保养
1、日常检查 润滑 联结牢固 特别是固定台联结（绝缘）
液压系统（漏油 油多少 油的清洁 油的更换） 电器系统 电器端子（接头）
不漏水
2、3S清理：焊渣清理（变压器内侧 电极 压臂机头）
3、液压油正常工作半年更换
4、用心记录