對(duì)焊方法及工藝
對(duì)接電阻焊（以下簡(jiǎn)稱對(duì)焊）是利用電阻熱將兩工件沿整個(gè)端面同時(shí)焊接起來(lái)的一類電阻焊方法。
對(duì)焊的生產(chǎn)率高、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，因而獲得廣泛應(yīng)用。其應(yīng)用范圍可歸納如下：
（1）工件的接長(zhǎng) 例如帶鋼、型材、線材、鋼筋、鋼軌、鍋爐鋼管、石油和天然氣輸送等管道的對(duì)焊。
（2）環(huán)形工件的對(duì)焊 例如汽車輪輞和自行車、摩托車輪圈的對(duì)焊、各種鏈環(huán)的對(duì)焊等。
（3）部件的組焊 將簡(jiǎn)單軋制、鍛造、沖壓或機(jī)加工件對(duì)焊成復(fù)雜的零件，以降低成本。例如汽車方向軸外殼和后橋殼體的對(duì)焊，各種連桿、拉桿的對(duì)焊，以及特殊零件的對(duì)焊等。
（4）異種金屬的對(duì)焊 可以節(jié)約貴重金屬，提高產(chǎn)品性能。例如刀具的工作部分（高速鋼）與尾部（中碳鋼）的對(duì)焊，內(nèi)燃機(jī)排氣閥的頭部（耐熱鋼）與尾部（結(jié)構(gòu)鋼）的對(duì)焊，鋁銅導(dǎo)電接頭的對(duì)焊等。
對(duì)焊分為電阻對(duì)焊和閃光對(duì)焊兩種。
電阻對(duì)焊
電阻對(duì)焊是將兩工件端面始終壓緊，利用電阻熱加熱至塑性狀態(tài)，然后迅速施加頂鍛壓力（或不加頂鍛壓力只保持焊接時(shí)壓力）完成焊接的方法。
一、電阻對(duì)焊的電阻和加熱
對(duì)焊時(shí)的電阻分布如圖14-2所示�？傠娮杩捎孟率奖硎荆�
R=2Rω+RC+2Reω
式中 Rω--一個(gè)工件導(dǎo)電部分的內(nèi)部電阻（Ω）；
Rc--兩工件間的接觸電阻（Ω）；
Rω--工件與電極間的接觸電阻（Ω）；
工件與電極之間的接觸電阻由于阻值小，且離接合面較遠(yuǎn)，通常忽略不計(jì)。
工件的內(nèi)部電阻與被焊金屬的電阻率ρ和工件伸出電極的長(zhǎng)度l0成正比，與工件的斷面積s成反比。
和點(diǎn)焊時(shí)一樣，電阻對(duì)焊時(shí)的接觸電阻取決于接觸面的表面狀態(tài)、溫度及壓力。當(dāng)接觸電阻有明顯的氧化物或其他贓物時(shí)，接觸電阻就大。溫度或壓力的增高，都會(huì)因?qū)嶋H接觸面積的增大而使接觸電阻減小。焊接剛開始時(shí)，接觸點(diǎn)上的電流密度很大；端面溫度迅速升高后，接觸電阻急劇減小。加熱到一定溫度（鋼600度，鋁合金350度）時(shí)，接觸電阻完全消失。
和點(diǎn)焊一樣，對(duì)焊時(shí)的熱源也是由焊接區(qū)電阻產(chǎn)生的電阻熱。電阻對(duì)焊時(shí)，接觸電阻存在的時(shí)間極短，產(chǎn)生的熱量小于總熱量的10-15%。但因這部分熱量是接觸面附近很窄的區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的。所以會(huì)使這一區(qū)域的溫度迅速升高，內(nèi)部電阻迅速增大，即使接觸電阻完全消失，該區(qū)域的產(chǎn)熱強(qiáng)度仍比其他地方高。
所采用的焊接條件越硬（即電流越大和通電時(shí)間越短），工件的壓緊力越小，接觸電阻對(duì)加熱的影響越明顯。
二、電阻對(duì)焊的焊接循環(huán)、工藝參數(shù)和工件準(zhǔn)備
1、焊接循環(huán)
電阻對(duì)焊時(shí)，兩工件始終壓緊，當(dāng)端面溫升高到焊接溫度Tω時(shí)，兩工件端面的距離小到只有幾個(gè)埃，端面間原子發(fā)生相互作用，在接合上產(chǎn)生共同晶粒，從而形成接頭。電阻對(duì)焊時(shí)的焊接循環(huán)有兩種：等壓的和加大鍛壓力的。前者加壓機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于實(shí)現(xiàn)。后者有利于提高焊接質(zhì)量，主要用于合金鋼，有色金屬及其合金的電阻對(duì)焊，為了獲得足夠的塑性變形和進(jìn)一步改善接頭質(zhì)量，還應(yīng)設(shè)置電流頂鍛程序。
2、工藝參數(shù)
電阻對(duì)焊的主要工藝參數(shù)有：伸出長(zhǎng)度、焊接電流（或焊接電流密度）、焊接通電時(shí)間、焊接壓力和頂鍛壓力。
（1）伸出長(zhǎng)度l0 即工件伸出夾鉗電極端面的長(zhǎng)度。選擇伸出長(zhǎng)度時(shí)，要考慮兩個(gè)因素：頂鍛時(shí)工件的穩(wěn)定性和向夾鉗的散熱。如果l0過(guò)長(zhǎng)，則頂鍛時(shí)工件會(huì)失穩(wěn)旁彎。l0過(guò)短，則由于向鉗口的散熱增強(qiáng)，使工件冷卻過(guò)于強(qiáng)烈，會(huì)增加塑性變形的困難。對(duì)于直徑為d的工件，一般低碳鋼：l0=(0.5-1)d，鋁和黃銅：l0=(1-2)d，銅：l0=（1.5-2.5)d。
（2）焊接電流Iω和焊接時(shí)間tω 在電阻對(duì)焊時(shí)，焊接電流常以電流密度jω來(lái)表示。jω和tω是決定工件加熱的兩個(gè)主要參數(shù)。二者可以在一定范圍內(nèi)相應(yīng)地調(diào)配�？梢圆捎么箅娏髅芏�、短時(shí)間（強(qiáng)條件），也可以采用小電流密度、長(zhǎng)時(shí)間（弱條件）。但條件過(guò)強(qiáng)時(shí)，容易產(chǎn)生未焊透缺陷；過(guò)軟時(shí)，會(huì)使接口端面嚴(yán)重氧化、接頭區(qū)晶粒粗大、影響接頭強(qiáng)度。
（3）焊接壓力Fω與頂鍛壓力Fu，F(xiàn)ω對(duì)接頭處的產(chǎn)熱和塑性變形都有影響。減小Fω有利于產(chǎn)熱，但不利于塑性變形。因此，易用較小的Fω進(jìn)行加熱，而以大得多的Fu進(jìn)行頂鍛。但是Fω也不能過(guò)低，否則會(huì)引起飛濺、增加端面氧化，并在接口附近造成疏松。
3、工件準(zhǔn)備
電阻對(duì)焊時(shí)，兩工件的端面形狀和尺寸應(yīng)該相同，以保證工件的加熱和塑性變形一致。工件的端面，以及與夾鉗接觸的表面必須進(jìn)行嚴(yán)格清理。端面的氧化物和贓物將會(huì)直接影響到接頭的質(zhì)量。與夾鉗接觸的工件表面的氧化物和贓物將會(huì)增大接觸處電阻，使工件表面燒傷、鉗口磨損加劇，并增大功率損耗。
清理工件可以用砂輪、鋼絲刷等機(jī)械手段，也可以用酸洗。
電阻焊接頭中易產(chǎn)生氧化物夾雜。對(duì)于焊接質(zhì)量要求高的稀有金屬、某些合金鋼和有色金屬時(shí)，常采用氬、氦等保護(hù)氛來(lái)解決。
電阻對(duì)焊雖有接頭光滑、毛刺小、焊接過(guò)程簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，但其接頭的力學(xué)性能較低，對(duì)工件端面的準(zhǔn)備工作要求高，因此僅用于小斷面（小于250mm2）金屬型材的對(duì)接。
閃光對(duì)焊
閃光對(duì)焊可分為連續(xù)閃光對(duì)焊和預(yù)熱閃光對(duì)焊。連續(xù)閃光對(duì)焊由兩個(gè)主要階段組成：閃光階段和頂鍛階段。預(yù)熱閃光對(duì)焊只是在閃光階段前增加了預(yù)熱階段。
一、閃光對(duì)焊的兩個(gè)階段
1、閃光階段
閃光的主要作用是加熱工件。在此階段中，先接通電源，并使兩工件端面輕微接觸，形成許多接觸點(diǎn)。電流通過(guò)時(shí)，接觸點(diǎn)熔化，成為連接兩端面的液體金屬過(guò)梁。由于液體過(guò)梁中的電流密度極高，使過(guò)梁中的液體金屬蒸發(fā)、過(guò)梁爆破。隨著動(dòng)夾鉗的緩慢推進(jìn)，過(guò)梁也不斷產(chǎn)生與爆破。在蒸氣壓力和電磁力的作用下，液態(tài)金屬微粒不斷從接口間噴射出來(lái)。形成火花急流--閃光。
在閃光過(guò)程中，工件逐漸縮短，端頭溫度也逐漸升高。隨著端頭溫度的升高，過(guò)梁爆破的速度將加快，動(dòng)夾鉗的推進(jìn)速度也必須逐漸加大。在閃光過(guò)程結(jié)束前，必須使工件整個(gè)端面形成一層液體金屬層，并在一定深度上使金屬達(dá)到塑性變形溫度。
由于過(guò)梁爆破時(shí)所產(chǎn)生的金屬蒸氣和金屬微粒的強(qiáng)烈氧化，接口間隙中氣體介質(zhì)的含氧量減少，其氧化能力可降低，從而提高接頭的質(zhì)量。但閃光必須穩(wěn)定而且強(qiáng)烈。所謂穩(wěn)定是指在閃光過(guò)程中不發(fā)生斷路和短路現(xiàn)象。斷路會(huì)減弱焊接處的自保護(hù)作用，接頭易被氧化。短路會(huì)使工件過(guò)燒，導(dǎo)致工件報(bào)廢。所謂強(qiáng)烈是指在單位時(shí)間內(nèi)有相當(dāng)多的過(guò)梁爆破。閃光越強(qiáng)烈，焊接處的自保護(hù)作用越好，這在閃光后期尤為重要。
2、頂鍛階段
在閃光階段結(jié)束時(shí)，立即對(duì)工件施加足夠的頂端壓力，接口間隙迅速減小過(guò)梁停止爆破，即進(jìn)入頂鍛階段。頂鍛的作用是密封工件端面的間隙和液體金屬過(guò)梁爆破后留下的火口，同時(shí)擠出端面的液態(tài)金屬及氧化夾雜物，使?jié)崈舻乃苄越饘倬o密接觸，并使接頭區(qū)產(chǎn)生一定的塑性變形，以促進(jìn)再結(jié)晶的進(jìn)行、形成共同晶粒、獲得牢固的接頭。閃光對(duì)焊時(shí)在加熱過(guò)程中雖有熔化金屬，但實(shí)質(zhì)上是塑性狀態(tài)焊接。
預(yù)熱閃光對(duì)焊是在閃光階段之前先以斷續(xù)的電流脈沖加熱工件，然后在進(jìn)入閃光和頂鍛階段。預(yù)熱目的如下：
（1）減小需用功率 可以在小容量的焊機(jī)上焊接斷面面積較大的工件，因?yàn)楫?dāng)焊機(jī)容量不足時(shí)，若不先將工件預(yù)熱到一定溫度，就不可能激發(fā)連續(xù)的閃光過(guò)程。此時(shí)，預(yù)熱是不得已而采取的手段。
（2）降低焊后的冷卻速度 這將有利于防止淬火鋼接頭在冷卻時(shí)產(chǎn)生淬火組織和裂紋。
（3）縮短閃光時(shí)間 可以減少閃光余量，節(jié)約貴重金屬。
預(yù)熱不足之處是：
（1）延長(zhǎng)了焊接周期，降低了生產(chǎn)率；
（2）使過(guò)程的自動(dòng)化更加復(fù)雜；
（3）預(yù)熱控制較困難。預(yù)熱程度若不一致，就會(huì)降低接頭質(zhì)量的穩(wěn)定性。
二、閃光對(duì)焊的電阻和加熱
閃光對(duì)焊時(shí)的接觸電阻Rc即為兩工件端面間液體金屬過(guò)梁的總電阻，其大小取決于同時(shí)存在的過(guò)梁數(shù)及其橫斷面積。后兩項(xiàng)又與工件的橫斷面積、電流密度和兩工件的接近速度有關(guān)。隨著這三者的增大，同時(shí)存在的過(guò)梁數(shù)及其橫截面積增大，Rc將減小。
閃光對(duì)焊的Rc比電阻對(duì)焊大得多，并且存在于整個(gè)閃光階段，雖然其電阻值逐漸減小，但始終大于工件的內(nèi)部電阻，直到頂鍛開始瞬間Rc才完全消失。圖14-5是閃光對(duì)焊時(shí)Rc、2Rω和R變化的一般規(guī)律。Rc逐漸減小是由于在閃光過(guò)程中，隨著端面溫度的升高，工件接近速度逐漸增大，過(guò)梁的數(shù)目和尺寸都隨之增大的緣故。
由于Rc大并且存在整個(gè)閃光階段，所以閃光對(duì)焊時(shí)接頭的加熱主要靠Rc。
三、閃光對(duì)焊的焊接循環(huán)、工藝參數(shù)和工件準(zhǔn)備
1、焊接循環(huán)
閃光對(duì)焊的焊接循環(huán)14-7所示，圖中復(fù)位時(shí)間是指動(dòng)夾鉗由松開工件至回到原位的時(shí)間。預(yù)熱方法有兩種：電阻預(yù)熱和閃光預(yù)熱，圖中（b）采用的是電阻預(yù)熱。
2、工藝參數(shù)
閃光對(duì)焊的主要參數(shù)有：伸出長(zhǎng)度、閃光電流、閃光流量、閃光速度、頂鍛流量、頂鍛速度、頂鍛壓力、頂鍛電流、夾鉗夾持力等。圖14-8是連續(xù)閃光對(duì)焊各流量和伸出長(zhǎng)度的示意圖。下面介紹各工藝參數(shù)對(duì)焊接質(zhì)量的影響及選用原則：
（1）伸長(zhǎng)長(zhǎng)度l0 和電阻對(duì)焊一樣，l0影響沿工件軸向的溫度分布和接頭的塑性變形。此外，隨著l0的增大，使焊接回路的阻抗增大，需用功率也要增大。一般情況下，棒材和厚臂管材l0=（0.7-1.0）d，d為圓棒料的直徑或方棒料的邊長(zhǎng)。
對(duì)于薄板（δ=1-4mm）為了頂鍛時(shí)不失穩(wěn)，一般取l0=（4-5）δ。
不同金屬對(duì)焊時(shí)，為了使兩工件上的溫度分布一致，通常是導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性差的金屬l0應(yīng)較小。表1是不同金屬閃光對(duì)焊時(shí)的l0參考值。
（2）閃光電流If和頂鍛電流Iu If取決于工件的斷面積和閃光所需要的電流密度jf。jf的大小又與被焊金屬的物理性能、閃光速度、工件斷面的面積和形狀，以及端面的加熱狀態(tài)有關(guān)。在閃光過(guò)程中，隨著vf的逐漸提高和接觸電阻Rc的逐漸減小，jf將增大。頂鍛時(shí)，Rc迅速消失，電流將急劇增大到頂鍛電流Iu。
表1 不同金屬閃光對(duì)焊時(shí)的伸出長(zhǎng)度
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金屬種類 |
伸出長(zhǎng)度（mm） |
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左 |
右 |
左 |
右 |
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低碳鋼 中碳鋼 鋼 鋼 |
奧氏體鋼 高速鋼 黃銅 銅 |
1.2d 0.75d 1.5d 2.5d |
0.5d 0.5d 1.5d 1.0d |
注：d為工件直徑（mm）
當(dāng)焊接大截面鋼件時(shí)，為增加工件的加熱深度，應(yīng)采用較小的閃光速度，所用的平均jf一般不超過(guò)5A/mm2。表2為斷面積200-1000mm2工件閃光對(duì)焊時(shí)jf和ju的參考值。
表2 閃光對(duì)焊時(shí)jf和ju的參考值
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金屬種類 |
jf（A/mm2） |
jf（A/mm2） |
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平均值 |
最大值 |
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低碳鋼 高合金鋼 鋁合金 銅合金 鈦合金 |
5-15 10-20 15-25 20-30 4-10 |
20-30 25-35 40-60 50-80 15-25 |
40-60 35-50 70-150 100-200 20-40 |
電流的大小取決于焊接變壓器的空載電壓U20。因此，在實(shí)際生產(chǎn)中一般是給定次級(jí)空載電壓。選定U20時(shí)，除應(yīng)考慮焊機(jī)回路的阻抗，阻抗大時(shí)，U20應(yīng)相應(yīng)提高。焊接大斷面工件時(shí)，有時(shí)采用分級(jí)調(diào)節(jié)次級(jí)電壓的方法，開始時(shí)，用較高的U20來(lái)激發(fā)閃光，然后降低到適應(yīng)值。
（3）閃光流量δf 選擇閃光流量，應(yīng)滿足在閃光結(jié)束時(shí)整個(gè)工件端面有一熔化金屬層，同時(shí)在一定深度上達(dá)到塑性變形溫度。如果δf 過(guò)小，則不能滿足上述要求，會(huì)影響焊接質(zhì)量。δf過(guò)大，又會(huì)浪費(fèi)金屬材料、降低生產(chǎn)率。在選擇δf時(shí)還應(yīng)考慮是否有預(yù)熱，因預(yù)熱閃光對(duì)焊的δf可比連續(xù)閃光對(duì)焊小30-50%。
（4）閃光速度vf 足夠大的閃光速度才能保證閃光的強(qiáng)烈和穩(wěn)定。但vf過(guò)大會(huì)使加熱區(qū)過(guò)窄，增加塑性變形的困難，同時(shí)，由于需要的焊接電流增加，會(huì)增大過(guò)梁爆破后的火口深度，因此將會(huì)降低接頭質(zhì)量。選擇vf時(shí)還應(yīng)考慮下列因素：
1）被焊材料的成分和性能。含有易氧化元素多的或?qū)щ妼?dǎo)熱性好的材料，vf應(yīng)較大。例如焊奧氏體不銹鋼和鋁合金時(shí)要比焊低碳鋼時(shí)大；
2）是否有預(yù)熱。有預(yù)熱時(shí)容易激發(fā)閃光，因而可提高vf。
3）頂鍛前應(yīng)有強(qiáng)烈閃光。vf應(yīng)較大，以保證在端面上獲得均勻的金屬層。
（5）頂鍛流量δu δu 影響液體金屬的排除和塑性變形的大小。δu 過(guò)小時(shí)，液態(tài)金屬殘留在接口中，易形成疏松、縮孔、裂紋等缺陷；δu 過(guò)大時(shí)，也會(huì)因晶紋彎曲嚴(yán)重，降低接頭的沖擊韌度。δu 根據(jù)工件斷面積選取，隨著斷面積的增大而增大。
頂鍛時(shí)，為防止接口氧化，在端面接口閉合前不立刻切斷電流，因此頂鍛流量應(yīng)包括兩部分----有電流頂鍛留量和無(wú)電流頂鍛留量，前者為后者的0.5-1倍。
（6）頂鍛速度vu 為避免接口區(qū)因金屬冷卻而造成液態(tài)金屬排除及塑性金屬變形的困難，以及防止端面金屬氧化，頂鍛速度越快越好。最小的頂鍛速度取決于金屬的性能。焊接奧氏體鋼的最小頂鍛速度均為焊接珠光體鋼的兩倍。導(dǎo)熱性好的金屬（如鋁合金）焊接時(shí)需要很高的頂鍛速度（150-200mm/s）。對(duì)于同一種金屬，接口區(qū)溫度梯度大的，由于接頭的冷卻速度快，也需要提高頂鍛速度。
（7）頂鍛壓力Fu Fu通常以單位面積的壓力，即頂鍛壓強(qiáng)來(lái)表示。頂鍛壓強(qiáng)的大小應(yīng)保證能擠出接口內(nèi)的液態(tài)金屬，并在接頭處產(chǎn)生一定的塑性變形。頂鍛壓強(qiáng)過(guò)小，則變形不足，接頭強(qiáng)度下降；頂鍛壓強(qiáng)過(guò)大，則變形量過(guò)大，晶紋彎曲嚴(yán)重，又會(huì)降低接頭沖擊韌度。
頂鍛壓強(qiáng)的大小取決于金屬性能、溫度分布特點(diǎn)、頂鍛留量和速度、工件斷面形狀等因素。高溫強(qiáng)度大的金屬要求大的頂鍛壓強(qiáng)。增大溫度梯度就要提高頂鍛壓強(qiáng)。由于高的閃光速度會(huì)導(dǎo)致溫度梯度增大，因此焊接導(dǎo)熱性好的金屬（銅、鋁合金）時(shí)，需要大的頂鍛壓強(qiáng)（150-400Mpa）。
（8）預(yù)熱閃光對(duì)焊參數(shù) 除上述工藝參數(shù)外，還應(yīng)考慮預(yù)熱溫度和預(yù)熱時(shí)間。
預(yù)熱溫度根據(jù)工件斷面和材料性能選擇，焊接低碳鋼時(shí)，一般不超過(guò)700-900度。隨著工件斷面積增大，預(yù)熱溫度應(yīng)相應(yīng)提高。
預(yù)熱時(shí)間與焊機(jī)功率、工件斷面大小及金屬的性能有關(guān)，可在較大范圍內(nèi)變化。預(yù)熱時(shí)間取決于所需預(yù)熱溫度。
預(yù)熱過(guò)程中，預(yù)熱造成的縮短量很小，不作為工藝參數(shù)來(lái)規(guī)定。
（9）夾鉗的夾持力Fc必須保證工件在頂鍛時(shí)不打滑 Fc與頂鍛壓力Fu和工件與夾鉗間的摩擦系數(shù)f有關(guān)，他們的關(guān)系是：Fc≥Fu/2f。通常F0=（1.5-4.0）Fu，斷面緊湊的低碳鋼取下限，冷軋不銹鋼板取上限。當(dāng)夾具上帶有頂撐裝置時(shí)，加緊力可以大大降低，此時(shí)Fc=0.5Fu就足夠了。
3、工件準(zhǔn)備
閃光對(duì)焊的工件準(zhǔn)備包括：端面幾何形狀、毛坯端頭的加工和表面清理。
閃光對(duì)焊時(shí)，兩工件對(duì)接面的幾何形狀和尺寸應(yīng)基本一致。否則將不能保證兩工件的加熱和塑性變形一致，從而將會(huì)影響接頭質(zhì)量。在生產(chǎn)中，圓形工件直徑的差別不應(yīng)超過(guò)15%，方形工件和管形工件不應(yīng)超過(guò)10%。
在閃光對(duì)焊大斷面工件時(shí)，最好將一個(gè)工件的端部倒角，使電流密度增大，以便于激光閃發(fā)。這樣就可以不用預(yù)熱或閃光初期提高次級(jí)電壓。
對(duì)焊毛坯端頭的加工可以在剪床、沖床、車床上進(jìn)行，也可以用等離子或氣焰切割，然后清除端面。
閃光對(duì)焊時(shí)，因端部金屬在閃光時(shí)被燒掉，故對(duì)端面清理要求不甚嚴(yán)格。但對(duì)夾鉗和工件接觸面的清理要求，應(yīng)和電阻對(duì)焊一樣。
四、常用金屬的閃光對(duì)焊
所有鋼和有色金屬幾乎都可以閃光對(duì)焊，但要獲得優(yōu)質(zhì)接頭，還需根據(jù)金屬的有關(guān)特性，采取必要的工藝措施�，F(xiàn)分析如下：
（1）導(dǎo)電導(dǎo)熱性 對(duì)于導(dǎo)電導(dǎo)熱性好的金屬，應(yīng)采用較大的比功率和閃光速度，較短的焊接時(shí)間。
（2）高溫強(qiáng)度 對(duì)于高溫強(qiáng)度高的金屬，應(yīng)采用增大溫塑性區(qū)的寬度，采用較大的頂鍛力。
（3）結(jié)晶溫度區(qū)間 結(jié)晶溫度區(qū)間越大，半熔化區(qū)越寬，應(yīng)采用較大的頂鍛壓力和頂鍛留量，以便把半溶化區(qū)中的熔化金屬全部排擠進(jìn)去，以免留在接頭中引起縮孔、疏松和裂紋等缺陷。
（4）熱敏感性 常見(jiàn)的有兩種情況，第一種是淬火鋼，焊后接頭易產(chǎn)生淬火組織，使硬度增高、塑性降低，嚴(yán)重時(shí)會(huì)產(chǎn)生淬火裂紋。淬火鋼通常采用加熱區(qū)寬的預(yù)熱閃光對(duì)焊，焊后采用緩慢冷卻和回火等措施。第二種是經(jīng)冷作強(qiáng)化的金屬（如奧氏體不銹鋼），焊接時(shí)接頭和熱影響區(qū)發(fā)生軟化，使接頭強(qiáng)度降低。焊接此類金屬通常采用較大的閃光速度和頂鍛壓力，以盡量縮小軟化區(qū)和減輕軟化程度。
（5）氧化性 接頭中的氧化物夾雜對(duì)接頭質(zhì)量有嚴(yán)重危害，因此，防止氧化和排除氧化是提高接頭質(zhì)量的關(guān)鍵。金屬的成分不同，其氧化性的生成也不同。若生成氧化物的熔點(diǎn)低于被焊金屬，這時(shí)氧化物有較好的流動(dòng)性，頂鍛時(shí)容易被排擠出來(lái)。若生成氧化物的熔點(diǎn)高于被焊金屬，如SiO2、Al2O3、Cr2O3等，就必須在被焊金屬還處在溶化狀態(tài)時(shí)，才有可能將他們排出。因此，在焊接含有較多硅、鋁、鉻、一類元素的合金鋼時(shí)，應(yīng)該采取嚴(yán)格的工藝措施，徹底排除氧化物。
下面介紹幾種常用金屬材料閃光對(duì)焊的特點(diǎn)：
1、碳素鋼的閃光對(duì)焊
這類材料具有電阻系數(shù)高，加熱時(shí)碳元素的氧化為接口提供保護(hù)性氣氛CO和CO2，不含有生成高熔點(diǎn)氧化物的元素等優(yōu)點(diǎn)。因而都屬于焊接性較好的材料。
隨著鋼中的含碳量的增加，電阻系數(shù)增大、結(jié)晶區(qū)間、高溫強(qiáng)度及淬硬傾向都隨之增大。因而需要相應(yīng)增加頂鍛壓強(qiáng)和頂鍛留量。為了減輕淬火的影響�？刹捎妙A(yù)熱閃光對(duì)焊，并進(jìn)行焊后熱處理。
碳素鋼閃光對(duì)焊時(shí)，由于碳向加熱端面擴(kuò)散并被強(qiáng)烈氧化，以及頂鍛時(shí)，半溶化區(qū)內(nèi)含碳量高的溶化金屬被擠出，所以在接頭處形成含碳量低的貧碳層（呈白色，也稱亮帶）。貧碳層的寬度隨著鋼含量的提高、預(yù)熱時(shí)間的加長(zhǎng)而增寬；隨著含碳量的增大和氣體介質(zhì)氧化傾向的減弱而變窄。采用長(zhǎng)時(shí)間的熱處理可以消除貧碳層。
用得最多的是碳素鋼閃光對(duì)焊。只要焊接條件選擇適當(dāng)，一般不會(huì)出現(xiàn)困難。甚至對(duì)溶焊來(lái)說(shuō)比較難焊的鑄鐵也是一樣。
鑄鐵通常采用預(yù)熱閃光對(duì)焊，用連續(xù)閃光對(duì)焊容易形成白口。由于含碳量很高，閃光時(shí)產(chǎn)生大量的CO和CO2保護(hù)氣氛，自保護(hù)作用較強(qiáng)，即使在工藝參數(shù)波動(dòng)很大時(shí)，在接口中也只有少量氧化夾雜物。
2、合金鋼的閃光對(duì)焊
合金元素含量對(duì)鋼性能的影響和應(yīng)采取的工藝措施如下：
1）鋼中的鋁、鉻、硅、鉬等元素易生成高熔點(diǎn)氧化物，應(yīng)增大閃光和頂鍛速度，以減少其氧化。
2）合金元素含量增加，高溫強(qiáng)度提高，應(yīng)增加頂鍛壓強(qiáng)。
3）對(duì)于珠光體鋼，合金元素增加，淬火傾向性就增大，應(yīng)采取防止淬火脆化的措施。
下表是碳素鋼和合金鋼閃光對(duì)焊工藝參數(shù)的參考值。
各類鋼閃光對(duì)焊主要參數(shù)的參考值
|
類 別 |
平均閃光速度（mm/s） | 最大閃光速度（mm/s） | 頂鍛速度（mm/s） |
頂鍛壓強(qiáng)（Mpa） |
焊后熱處理 | ||
| 預(yù)熱閃光 |
連續(xù)閃光 |
預(yù)熱閃光 |
連續(xù)閃光 |
||||
|
低碳鋼 低碳鋼及低合金鋼 高碳鋼 珠光體高合金鋼 奧氏體鋼 |
1.5-2.5 1.5-2.5 ≤1.5-2.5 3.5-4.5 3.5-4.5 |
0.8-1.5 0.8-1.5 ≤0.8-1.5 2.5-3.5 2.5-3.5 |
4-5 4-5 4-5 5-10 5-8 |
15-30 ≥30 15-30 30-150 50-160 |
40-60 40-60 40-60 60-80 100-140 |
60-80 100-110 110-120 110-180 150-220 |
不需要 緩冷、回火 緩冷、回火 回火、正火 一般不需要 |
低合金鋼的焊接特點(diǎn)與中碳鋼相似，具有淬硬傾向，應(yīng)采用相應(yīng)的熱處理方法。這類鋼的高溫強(qiáng)度大，易生成氧化物夾雜，需要采用較高的頂鍛壓強(qiáng)，較高的閃光和頂鍛速度。
高碳合金鋼除具有高碳鋼的特點(diǎn)外，還含有一定數(shù)量的合金元素。由于含碳量高，結(jié)晶溫度區(qū)間寬，接口處的半熔區(qū)就較寬，如果頂鍛壓力不足，塑性變形量不夠，殘留在半溶化區(qū)內(nèi)的液態(tài)金屬將形成疏松組織。還因含有合金元素，會(huì)形成高熔點(diǎn)氧化物夾雜。因此，需要較高的閃光和頂鍛速度，較大的頂鍛壓強(qiáng)和頂鍛留量。
奧氏體鋼的主要合金元素是Cr和Ni，這種鋼具有高溫強(qiáng)度高，導(dǎo)電和導(dǎo)熱性差、熔點(diǎn)低（與低碳鋼相比），又有大量易形成高熔點(diǎn)氧化物的合金元素（如Cr）。因此，要求有大的頂鍛壓強(qiáng)，高的閃光和頂鍛速度。高的閃光速度可以減小加熱區(qū)，可有效地防止熱影響區(qū)晶粒急劇長(zhǎng)大和抗腐蝕性的降低。
3、鋁及其合金的閃光對(duì)焊
這類材料具有導(dǎo)電導(dǎo)熱性好，熔點(diǎn)低，易氧化且氧化物熔點(diǎn)高、塑性溫度區(qū)窄等特點(diǎn)，給焊接帶來(lái)困難。
鋁合金對(duì)焊的焊接性較差，工藝參數(shù)選擇不當(dāng)時(shí)，極易產(chǎn)生氧化夾雜物、疏松等缺陷，使接頭強(qiáng)度和塑性急劇降低。閃光對(duì)焊時(shí)，必須采用很高的閃光和頂鍛速度、大的頂鍛留量和強(qiáng)迫形成的頂鍛模式。所需比功率也要比鋼件大得多。
4、銅及其合金的閃光對(duì)焊
銅的導(dǎo)熱性比鋁好，熔點(diǎn)較高，因而比鋁要難焊的多。純銅閃光對(duì)焊時(shí)，很難在端面形成液態(tài)金屬層和保持穩(wěn)定的閃光過(guò)程，也很難獲得良好的塑性溫度區(qū)。為此，焊接時(shí)需要很高的最后閃光速度、頂鍛速度和頂鍛壓強(qiáng)。
銅合金（如黃銅、青銅）的對(duì)焊比純銅容易。黃銅對(duì)焊時(shí)由于鋅的蒸發(fā)而使接頭性能下降，為了減少鋅的蒸發(fā)，也應(yīng)采用很高的最后閃光速度、頂鍛速度和頂鍛壓強(qiáng)。
鋁、銅及其合金閃光對(duì)焊的工藝參數(shù)可參考下表：
有色金屬及其合金閃光對(duì)焊的焊接條件
|
工藝參數(shù) |
材料尺寸（mm） |
|||||||||||||||
|
銅 |
黃銅（H62） |
黃銅（H59） |
黃銅（QSn6.5-1.5）帶材厚 |
鋁棒材，直徑 |
鋁合金 |
|||||||||||
|
LD5 |
LF6 |
|||||||||||||||
|
棒材d=10 |
管材9.5*1.5 |
板材44.5*10 |
棒材直徑 |
板材厚度 |
板材厚度 |
|||||||||||
|
6.5 |
10 |
6.5 |
10 |
1-4 |
4-8 |
20 |
25 |
30 |
38 |
4 |
6 |
4-7 |
||||
|
空載電壓（V） 最大電流（KA） 伸出長(zhǎng)度（mm） 閃光留量（mm） 閃光時(shí)間（s） 平均閃光速度（mm/s） 最大閃光速度（mm/s） 頂鍛留量（mm） 頂鍛速度(mm/s） 頂鍛壓強(qiáng)（Mpa） 有電流頂鍛量（mm） 比功率（KVA/mm2） |
6.1 33 20 12 1.5 8.0 - 8 200 380 6 2.6 |
5.0 20 20 - - - - - - 290 - 2.66 |
10.0 60 - - - - - - - 224 - 1.35 |
2.17 12.5 15 6 2.5 2.4 - 9 200-300 - - 0.9 |
4.41 24.3 22 8 3.5 2.3 - 13 200-300 230 - 1.35 |
2.4 13.5 18 7 2.0 3.5 - 10 200-300 - - 0.95 |
7.5 41 25 10 2.2 4.5 - 12 200-300 250 - 2.7 |
- - 25 15 3 5 12 - 125 - - 0.5 |
- - 40 25 10 2.5 6 - 125 60-150 - 0.25 |
- 58 38 17 1.7 11.3 - 13 150 64 6.0 - |
- 63 43 20 1.9 10.5 - 13 150 170 6.0 - |
- 6 50 22 2.8 7.9 - 14 150 190 7.0 - |
- 63 65 28 5.0 5.6 - 15 150 120 7.0 - |
6 - 12 8 1.2 5.8 15.0 7.0 150 180-200 3.0 0.4 |
7.5 - 14 10 1.5 6.5 15.0 8.5 150 200-220 3.0 0.4 |
10 - 13 14 5.0 2.8 6.0 12.0 200 130 6-8 - |
鋁和銅用閃光對(duì)焊焊成的過(guò)渡接頭廣泛用于電機(jī)行業(yè)。由于它們的熔點(diǎn)相差很大，鋁的熔化比銅快4-5倍，所以要相應(yīng)增大鋁的伸出長(zhǎng)度。鋁和銅閃光對(duì)焊的工藝參數(shù)可參考下表。鋁和銅對(duì)焊時(shí)，可能形成金屬間化合物CuAL2，增加接頭脆性。因此，必須在頂鍛時(shí)盡可能將CuAL2從接口中排擠出去。
銅于鋁閃光對(duì)焊的焊接條件
|
|
焊接斷面（mm2） |
|||
|
棒材直徑 |
帶材 |
|||
|
20 |
25 |
40*50 |
50*10 |
|
|
電流最大值（KA） |
63 |
63 |
58 |
63 |
|
伸出長(zhǎng)度（mm）銅 鋁 |
3 34 |
4 38 |
3 30 |
4 36 |
|
燒化留量（mm） |
17 |
20 |
18 |
20 |
|
閃光時(shí)間（s） 閃光平均速度（mm/s） |
1.5 11.3 |
1.9 10.5 |
1.6 11.3 |
1.9 10.5 |
|
頂鍛留量（mm/s） |
13 |
13 |
6 |
8 |
|
頂鍛速度（mm/s） |
100-120 |
100-120 |
100-120 |
100-120 |
|
頂鍛單位壓力（Mpa） |
190 |
270 |
225 |
268 |
5、鈦及其合金的閃光對(duì)焊
鈦及其合金的閃光對(duì)焊的主要問(wèn)題是由于淬火和吸收氣體（氫、氧、氦等）而使接頭塑性降低。鈦合金的淬火傾向與加入的合金元素有關(guān)。若加入穩(wěn)定β相元素則淬火傾向增大，塑性將進(jìn)一步降低。若采用強(qiáng)烈閃光的連續(xù)閃光對(duì)焊，不加保護(hù)氣體就可獲得滿意的接頭。當(dāng)采用閃光、頂鍛速度較小的預(yù)熱閃光焊時(shí)，應(yīng)在Ar或He保護(hù)氣氛中焊接。預(yù)熱溫度為1000-1200度，工藝參數(shù)和焊接鋼時(shí)基本一致，只是閃光留量稍有增加。此時(shí)可獲得較高塑性的接頭。
典型工件的對(duì)焊
一、小斷面工件的對(duì)焊
直徑d≤5mm的線材多采用電阻對(duì)焊，其工藝參數(shù)可參考下表：
線材電阻對(duì)焊的焊接條件
|
金屬種類 |
直徑（mm） |
伸出長(zhǎng)度（mm） |
焊接電流（A） |
焊接時(shí)間（s） |
頂鍛壓力（N） |
|
碳鋼
銅 鋁 鎳鉻合金 |
0.8 2.0 3.0 2.0 2.0 1.85 |
3 6 6 7 5 6 |
300 750 1200 1500 900 400 |
0.3 1.0 1.3 0.2 0.3 0.7 |
20 80 140 100 50 80 |
注：頂鍛留量等于線材直徑，有電流頂鍛量等于直徑的0.2-0.3倍。
直徑很小的線材、不同材料的線材，以及線材與沖壓件（如電阻器和二極管的端蓋）可采用電容儲(chǔ)能式對(duì)焊，其特點(diǎn)在于焊接條件非常硬，加熱范圍極窄，大大減輕了被焊金屬熱物理性能對(duì)接頭形成的影響。
二、桿件的對(duì)焊
多用于建筑業(yè)的鋼筋對(duì)焊，通常直徑d<10mm者用電阻對(duì)焊；d>10mm用連續(xù)閃光對(duì)焊；d>30mm用預(yù)熱閃光對(duì)焊。用手動(dòng)對(duì)焊機(jī)時(shí)，由于焊機(jī)功率較�。ㄍǔ２怀^(guò)50KVA）d=15-20mm時(shí)，一般就要用預(yù)熱閃光對(duì)焊。
桿件對(duì)焊時(shí)可使用半圓形或V形夾鉗電極，后者可用于各種直徑，因而獲得廣泛應(yīng)用。桿件屬實(shí)心斷面，剛性較大，可采用較長(zhǎng)的伸出長(zhǎng)度。低碳鋼棒材電阻對(duì)焊和閃光對(duì)焊的工藝參數(shù)可參考下面兩表：
低碳鋼棒材電阻對(duì)焊的焊接條件
|
斷面積（mm2） |
伸出長(zhǎng)度（mm） |
焊接縮短量（mm） |
電流密度（A/mm2） |
焊接時(shí)間（S） |
焊接壓強(qiáng)（Mpa） |
|
|
有電 |
無(wú)電 |
|||||
|
25 50 100 250 |
6+6 8+8 10+10 12+12 |
0.5 0.5 0.5 10 |
0.9 0.9 1.0 1.8 |
200 160 140 90 |
0.6 0.8 1.0 1.5 |
10-20 |
1）焊接淬火鋼時(shí)增加20-30%
2）對(duì)于淬火鋼增加100%
低碳鋼棒材閃光對(duì)焊的時(shí)間和流量
|
焊接直徑 （mm） |
預(yù)熱閃光對(duì)焊 |
連續(xù)閃光對(duì)焊 |
|||||||
|
留量（mm） |
時(shí)間（s） |
留量（mm） |
時(shí)間（s） |
||||||
|
總流量 |
預(yù)熱與閃光 |
頂鍛 |
預(yù)熱 |
閃光與頂鍛 |
總流量 |
閃光 |
頂鍛 |
||
|
5 10 15 20 30 40 50 70 90 |
- - 9 11 16 20 22 26 32 |
- - 6.5 7.5 12 14.5 15.5 19 24 |
- - 2.5 3.5 4 5.5 6.5 7 8 |
- - 3 5 8 20 30 70 120 |
- - 4 6 7 8 10 15 20 |
6 8 13 17 25 40 - - - |
4.5 6 10.5 14 21.5 35.5 - - - |
1.5 2 2.5 3 3.5 4.5 - - - |
2 3 6 10 20 40 - - - |
三、管子對(duì)焊
管子對(duì)焊廣泛用于鍋爐制造、管道工程及石油設(shè)備制造。根據(jù)管子的斷面和材料選擇連續(xù)或預(yù)熱閃光對(duì)焊。夾鉗電極可以用半圓形或V形。通常當(dāng)管徑與壁厚的比值大于10時(shí)可選用半圓形，以防管子被壓扁。比值小于10時(shí)可選用V形。為避免管子在夾鉗電極中滑移，夾鉗電極應(yīng)有適當(dāng)?shù)墓ぷ鏖L(zhǎng)度。管徑為20-50mm時(shí)，工件長(zhǎng)度為管徑的2-2.5倍；管徑為200-300mm時(shí)為1-1.5倍。低碳鋼和合金鋼管連續(xù)閃光對(duì)焊的工藝參數(shù)可參考下表：
20號(hào)鋼、12Cr1MoV及12Cr18Ni12Ti剛管連續(xù)閃光對(duì)焊的焊接條件
|
鋼種 |
尺寸（mm） |
次級(jí)空載電壓（V） |
伸出長(zhǎng)度2L（mm） |
閃光留量（mm） |
平均閃光速度（mm/s） |
頂鍛留量（mm） |
有電流頂鍛量（mm） |
|
20 |
25×3 32×3 32×4 32×5 60×3 |
6.5-7.0 |
60-70 |
11-12 11-12 15 15 15 |
1.37-1.5 1.22-1.33 1.25 1.0 1.15-1.0 |
3.5 2.5-4.0 4.5-5.0 5.0-5.5 4.0-4.5 |
3.0 3.0 3.5 4.0 3.0 |
|
12Cr1MoV |
324 |
6-6.5 |
60-70 |
17 |
1.0 |
5.0 |
4.0 |
|
12Cr18Ni12Ti |
324 |
6.5-7.0 |
60-70 |
15 |
1.0 |
5.0 |
4.0 |
大直徑厚臂鋼管一半用預(yù)熱閃光對(duì)焊，其工藝參數(shù)可參考下表：
大斷面低碳鋼管預(yù)熱閃光對(duì)焊的焊接條件
|
管子截面 （mm2） |
次級(jí)空載電壓（v） |
伸出長(zhǎng)度2L（mm） |
預(yù)熱時(shí)間（S） |
閃光留量 （mm） |
平均閃光速度（mm/s） |
頂鍛留量 （mm） |
有電流頂鍛量（mm） |
|
|
總時(shí)間 |
脈沖時(shí)間 |
|||||||
|
4000 10000 16000 20000 32000 |
6.5 7.4 8.5 9.3 10.4 |
240 340 380 420 440 |
60 240 420 540 720 |
5.0 5.5 6.0 6.0 8.0 |
15 20 22 23 26 |
1.8 1.2 0.8 0.6 0.5 |
9 12 14 15 16 |
6 8 10 12 12 |
由于管子是展開形斷面，散熱較快，端面液態(tài)金屬易于冷卻，頂鍛時(shí)難于擠出。面積分散，又使閃光過(guò)程中自保護(hù)作用減弱。因此，當(dāng)工藝參數(shù)選擇不當(dāng)時(shí)，非金屬夾雜物會(huì)殘留在接口中形成灰斑缺陷。保持穩(wěn)定閃光，提高閃光和頂鍛速度，并采用氣體保護(hù)，能減少或消除灰斑。
管子焊后，需去除內(nèi)外毛刺，以保證管子外表光潔，內(nèi)部有一定的通道孔徑。去除毛刺需使用專用工具。
四、薄板對(duì)焊
薄板對(duì)焊在冶金工業(yè)軋制鋼板的連續(xù)生產(chǎn)線上廣泛應(yīng)用。板材寬度從300到1500mm以上，厚度從小于1mm到十幾mm。材料有碳鋼、合金鋼及有色金屬及其合金等。板材對(duì)焊后，接頭由于將經(jīng)受軋制，并生產(chǎn)很大的塑性變形，因而不僅要有一定的強(qiáng)度、而且應(yīng)有很高的塑性。厚度小于5mm的鋼板，一般采用連續(xù)閃光對(duì)焊，用平面電極單面導(dǎo)電，板材較厚時(shí)，采用預(yù)熱閃光對(duì)焊，雙面導(dǎo)電，以保證沿整個(gè)端面加熱均勻。
薄板焊接時(shí)，因斷面的長(zhǎng)與寬之比較大，面積分散、接頭冷卻快，閃光過(guò)程中自保護(hù)作用較弱，同時(shí)，液態(tài)過(guò)梁細(xì)小，端面上液態(tài)金屬層薄。易于氧化和凝固。因此必須提高閃光和頂鍛速度。焊后須趁熱用毛刺切除裝置切除毛刺。低碳鋼和不銹鋼板閃光對(duì)焊的工藝參數(shù)參考下面兩表：
低碳鋼鋼板的閃光和頂鍛留量
|
厚度（mm） |
寬度（mm） |
留量（mm） |
||||
|
總流量 |
閃光 留量 |
頂鍛留量 |
||||
|
總流量 |
有電 |
無(wú)電 |
||||
|
2 |
100 400 1200 2000 |
9.5 11.05 15 17.5 |
7 9 11 15 |
2 2.5 4 4.5 |
1 1.5 2 2 |
1 1 2 2.5 |
|
3 |
100 400 1200 2000 |
12 15 16 20 |
9 11 13 14 |
3 4 5 6 |
2 2.5 2 3 |
1 2 3 3 |
|
4-5 |
100 400 1200 2000 |
14 17 20 21 |
10 12 14 15 |
4 5 6 6 |
2 2 3 3 |
2 2 3 3 |
不銹鋼板閃光對(duì)焊的流量
|
厚度（mm） |
最終鉗口距離（mm） |
閃光留量（mm） |
頂鍛留量（mm） |
伸出總長(zhǎng)（mm） |
|
1.0 1.5 2 2.5 3 4 5 6 10 - |
3 5 6 7 9.5 11 15 16 18 - |
5.5 8 10.5 13 15 15 18 18 20 - |
1.5 2 2.5 3.0 3.5 4 5 6 7 - |
10 15 19 23 27 30 38 40 55 - |
五、環(huán)形件對(duì)焊
環(huán)形件（如車輪輞、鏈環(huán)、軸承環(huán)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)安裝邊等）焊接時(shí)，除了考慮對(duì)焊工藝的一般規(guī)律外，還應(yīng)注意分流和環(huán)形件變形彈力的影響。由于存在分流，需用功率要增大15-50%。分流雖環(huán)形件直徑的減小，斷面的增大，以及材料電阻率的減小而增大。
環(huán)形件對(duì)焊時(shí)，頂鍛壓力的選擇必須考慮變形反彈力的影響，但由于分流有對(duì)環(huán)背加熱的作用，因而頂鍛壓力增加量不大。
自行車、摩托車鋼圈、汽車輪輞均采用連續(xù)閃光對(duì)焊，夾鉗電極的前口必須與工件斷面相吻合。頂鍛時(shí)，為了防止反彈力影響接頭質(zhì)量，甚至拉開接頭，需要延長(zhǎng)無(wú)電流頂鍛時(shí)間。
錨鏈，傳動(dòng)鏈等鏈環(huán)多用于低碳鋼和低合金鋼制造，直徑d<20mm時(shí)可用電阻對(duì)焊，d>20mm時(shí)可用預(yù)熱閃光對(duì)焊，預(yù)熱的目的是為了使接口處加熱均勻，頂鍛時(shí)容易產(chǎn)生一定的塑性變形。
鏈環(huán)對(duì)焊的工藝參數(shù)可參考下面兩表：
錨鏈閃光對(duì)焊的焊接條件
|
錨鏈直徑（mm） |
次級(jí)電壓（V） |
初級(jí)電流（A） |
預(yù)熱間斷次數(shù) |
焊接通電時(shí)間（S） |
頂鍛速度（mm/s） |
閃光速度（mm/s） |
留量（mm） |
||||||
|
閃光 |
短路 |
自然間隙 |
等速 |
加速 |
有電項(xiàng) |
無(wú)電項(xiàng) |
合計(jì) |
||||||
|
28 31 34 37 40 |
9.27 10.3 10.3 8.85 10.0 |
420 450 460 480 500 |
550 580 620 680 720 |
2-4 3-5 3-5 4-6 5-7 |
19±1 22±1.5 24±2 28±2 30±2 |
45-50 45-50 45-50 30 30 |
0.9-1.1 0.9-1.1 0.8-1.0 0.8-1.0 0.7-0.9 |
1.5 2 2 2.5 2 |
4 4 4 5 5 |
2 2 2 2 2 |
1.0-1.5 1.0-1.5 1.5 1.5 1.5-2 |
1.5 1.5 1.5 1.5-2 2 |
10-11 10-11 11-12 12-13 12-13 |
小直徑鏈環(huán)電阻對(duì)焊的焊接條件
|
直徑（mm） |
焊機(jī)額定功率（KVA） |
次級(jí)電壓（V） |
焊接時(shí)間（S） |
每分鐘焊接鏈環(huán)數(shù) |
|
|
通電 |
斷電 |
||||
|
19.8 16.7 15.0 13.5 12.0 |
250 250 175 175 175 |
4.4-4.55 3.4-3.55 3.8-4.0 3.8-4.0 2.8 |
4.5 5.0 3.0 2.5 1.5 |
1.0 1.0 1.0 1.0 0.8 |
6.4 6.4 6.6 8.8 8.6 |
六、刀具對(duì)焊
刀具對(duì)焊時(shí)目前刀具制造業(yè)中用于制造毛坯的工藝方法之一，主要是高速鋼（W8Cr4V,W-9Cr4V2）和中碳鋼的對(duì)焊，刀具對(duì)焊有如下特點(diǎn)：
1）高速鋼與中碳鋼的導(dǎo)熱性與電阻率差別大。在常溫下，中碳鋼λ=0.42W/（cm℃），ρ0=18-22uΩcm；高速鋼λ=0.23W/（cm℃），ρ0=48Ωcm.為了使接合面兩側(cè)的溫度分布基本一致，高速鋼的伸出長(zhǎng)度應(yīng)比中碳鋼小30-50%。一般情況下高速鋼的伸出長(zhǎng)度為（0.5-1.0）d。為了防止散熱過(guò)快，伸出長(zhǎng)度不小10mm。
2）高速鋼淬火傾向大，焊后硬度將大大提高，并可能產(chǎn)生淬火裂紋。為了防止裂紋，可采用預(yù)熱閃光對(duì)焊。預(yù)熱時(shí)，將接口附近5-10mm范圍內(nèi)的金屬加熱到1100-1200℃。焊后在600-700℃的電爐中保溫30min進(jìn)行退火。
3）高速鋼加熱到高溫時(shí)，會(huì)產(chǎn)生晶粒長(zhǎng)大或在半熔化晶界上形成萊氏體共晶物，使接頭變脆。萊氏體共晶物不能通過(guò)熱處理消除。因此需要用充分的頂鍛來(lái)消除這種組織，刀具對(duì)焊的工藝參數(shù)可參考下表：
刀具對(duì)焊的焊接條件
|
直徑（mm） |
面積（mm2） |
次級(jí)電壓（V） |
伸出長(zhǎng)度（mm） |
留量（mm） |
|||||||
|
預(yù)熱 |
閃光 |
頂鍛 |
總流量 |
工具鋼留量 |
碳鋼留量 |
||||||
|
工具鋼 |
碳鋼 |
有電 |
無(wú)電 |
||||||||
|
8-10 11-15 16-20 21-22 23-24 25-30 31-32 33-35 36-40 41-46 47-50 51-55 55-30 |
50-80 80-180 200-315 250-380 415-450 490-700 750-805 855-960 1000-1260 1320-1660 1730-1965 2000-2375 - |
3.8-4 3.8-4 4-4.3 4-4.3 4-4.3 4.3-4.5 4.5-4.8 4.8-5.1 5.1-5.5 5.5-6.0 6.0-6.5 6.5-6.8 7.0-8.0 |
10 12 15 15 18 18 20 20 20 20 22 25 25 |
15 20 20 20 27 27 30 30 30 30 33 40 40 |
1 1.5 1.5 1.5 2 2 2 2 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 |
2 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 3 3 3 3 4 |
0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 1.0 1.0 1.0 1.5 |
1.5 1.5 1.5 1.5 2 2 2 2 2 2.5 2.5 3.5 4 |
5 6 6 6 7 7 7 7 8 9 9 10 12 |
3 3.5 3.5 3.5 4 4 4 4 5 5.5 5.5 6 7 |
2 2.5 2.5 2.5 3 3 3 3 3 3.5 3.5 3.5 5 |
閃光對(duì)焊的新技術(shù)
1）程控降低電壓閃光對(duì)焊 這種焊接方法的特點(diǎn)是，閃光開始階段采用較高的次級(jí)空載電壓，以利于激起閃光，當(dāng)端面溫度升高后，再采用低電壓閃光，并保持閃光速度不變，以提高熱效率。接近頂鍛時(shí)，再提高次級(jí)電壓，使閃光強(qiáng)烈，以增加自保護(hù)作用。
程控降低電壓閃光對(duì)焊與預(yù)熱閃光對(duì)焊相比較，具有焊接時(shí)間短、需用功率低、加熱均勻等優(yōu)點(diǎn)。
2）脈沖閃光對(duì)焊 這種焊法的特點(diǎn)是，在動(dòng)夾鉗送進(jìn)的行程中，通過(guò)液壓振動(dòng)裝置，再疊加一個(gè)往復(fù)振動(dòng)行程，振幅為0.25-1.2mm，頻率為3-35Hz均勻可調(diào)。由于振動(dòng)使焊件端面交替的短路和拉開，從而產(chǎn)生脈沖閃光。
脈沖閃光對(duì)焊與普通閃光對(duì)焊相比較，由于沒(méi)有過(guò)梁的自發(fā)爆破，噴濺的微粒小、火口淺，因而熱效率可提高一倍多，頂鍛留量可縮小到2/3-1/2。
以上兩種方法主要是為了滿足大斷面工件閃光對(duì)焊的需要。
3）矩形波閃光對(duì)焊 這種焊法與工頻交流正弦波閃光對(duì)焊相比較，能顯著提高閃光的穩(wěn)定性。因?yàn)檎也娫串?dāng)電壓接近零位時(shí)，將使閃光瞬間中斷，而矩形波可在全周期內(nèi)均勻產(chǎn)生閃光。與電壓相位無(wú)關(guān)。
矩形波電源單位時(shí)間內(nèi)的閃光次數(shù)比工頻交流提高30%，噴濺的金屬微粒細(xì)，火口淺、熱效率高。矩形波頻率可在30-180Hz范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。這種方法多用于薄板和鋁合金輪圈的連續(xù)閃光對(duì)焊。
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