低碳鋼的點(diǎn)焊
低碳鋼的含碳量低于0.25%。其電阻率適中,需要的焊機(jī)功率不大;塑性溫度區(qū)寬,易于獲得所需的塑性變形而不必使用很大的電極壓力;碳與微量元素含量低,無(wú)高熔點(diǎn)氧化物,一般不產(chǎn)生淬火組織或夾雜物;結(jié)晶溫度區(qū)間窄、高溫強(qiáng)度低、熱膨脹系數(shù)小,因而開(kāi)裂傾向小。這類鋼具有良好的焊接性,其焊接電流、電極壓力和通電時(shí)間等工藝參數(shù)具有較大的調(diào)節(jié)范圍。
鋁合金的點(diǎn)焊焊接方法
鋁合金的應(yīng)用十分廣泛,分為冷作強(qiáng)化和熱處理強(qiáng)化兩大類。鋁合金點(diǎn)焊的焊接性較差,尤其是熱處理強(qiáng)化的鋁合金。其原因及應(yīng)采取的工藝措施如下:
(1)電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率較高 必須采用較大電流和較短時(shí)間,才能做到既有足夠的熱量形成熔核;又能減少表面過(guò)熱、避免電極粘附和電極銅離子向純鋁包復(fù)層擴(kuò)散、降低接頭的抗腐蝕性。
(2)塑性溫度范圍窄、線膨脹系數(shù)大 必須采用較大的電極壓力,電極隨動(dòng)性好,才能避免熔核凝固時(shí),因過(guò)大的內(nèi)容拉應(yīng)力而引起的裂紋。對(duì)裂紋傾向大的鋁合金,如LF6、LY12、LC4等,還必須采用加大鍛壓力的方法,使熔核凝固時(shí)有足夠的塑性變形、減少拉應(yīng)力,以避免裂紋產(chǎn)生。在彎電極難以承受大的定鍛壓力時(shí),也可以采用在焊接脈沖之后加緩冷脈沖的方法避免裂紋。對(duì)于大厚度的鋁合金可以兩種方法并用。
(3)表面易生成氧化膜 焊前必須嚴(yán)格清理,否則極易引起飛濺和熔核成形不良(撕開(kāi)檢查時(shí),熔核形狀不規(guī)則,凸臺(tái)和孔不呈圓形),使焊點(diǎn)強(qiáng)度降低。清理不均勻則將引起焊點(diǎn)強(qiáng)度不穩(wěn)定。
基于上述原因,點(diǎn)焊鋁合金應(yīng)選用具有下列特性的焊機(jī):
1)能在短時(shí)間內(nèi)提供大電流;
2)電流波形最好有緩升緩降的特點(diǎn);
3)能精確控制工藝參數(shù),且不受電網(wǎng)電壓波動(dòng)影響;
4)能提供價(jià)形和馬鞍形電極壓力;
5)機(jī)頭的慣性和摩擦力小,電極隨動(dòng)性好。
當(dāng)前國(guó)內(nèi)使用的多為300-600KVA的直流脈沖、三相低頻和次級(jí)整流焊機(jī),個(gè)別的達(dá)到1000KVA,均具有上述特性。也有采用單相交流焊機(jī)的,但僅限于不重要工件。
點(diǎn)焊鋁合金的電極應(yīng)采用1類電極合金,球形端面,以利于壓固熔核和散熱。
由于電流密度大和氧化膜的存在,鋁合金點(diǎn)焊時(shí),很容易產(chǎn)生電極粘著。電極粘著不僅影響外觀質(zhì)量,還會(huì)因電流減小而降低接頭強(qiáng)度。為此需經(jīng)常修整電極。電極每修整依次后可焊工件的點(diǎn)數(shù)與焊接條件、被焊金屬型號(hào)、清理情況、有無(wú)電流波形調(diào)制,電極材料及其冷卻情況等因素有關(guān)。通常點(diǎn)焊純鋁為5-10點(diǎn),點(diǎn)焊LF6,LY12時(shí)為25-30點(diǎn)。
防透鋁LF21強(qiáng)度低,延性后,有較好的焊接性,不產(chǎn)生裂紋,通常采用固定不變電極壓力。硬鋁(如LY11、LY12),超硬鋁(如LC4、LC5)強(qiáng)度高、延性差,極易產(chǎn)生裂紋,必須采價(jià)形曲線的壓力。但對(duì)于薄件,采用大的焊接壓力或具有緩冷脈沖的雙脈沖加熱,裂紋也不是不可避免的。
采用價(jià)形壓力時(shí),鍛壓力滯后于斷電的時(shí)刻十分重要,通常是0-2周。鍛壓力加得過(guò)早(斷電前),等于增大了焊接壓力,將影響加熱,導(dǎo)致焊點(diǎn)強(qiáng)度降低和波動(dòng)。鍛壓力加得過(guò)遲,則熔核冷卻結(jié)晶時(shí)已經(jīng)形成裂紋,加鍛壓力已無(wú)濟(jì)于事。有時(shí)也需要提前于斷電時(shí)刻施加鍛壓力,這是因?yàn)殡姶艢忾y動(dòng)作延遲,或氣路不暢通造成鍛壓力提高緩慢,不提前施加不足以防止裂紋的緣故。
銅合金焊接的方法
銅合金與鋁合金相比,電阻率稍高而導(dǎo)熱性稍差,所以點(diǎn)焊并無(wú)太大困難。厚度小于1.5mm的銅合金,尤其是低電導(dǎo)率的銅合金在生產(chǎn)中用的最廣泛。純銅電導(dǎo)率極高,點(diǎn)焊比較困難。
通常需要在電極與工件間加墊片,或使用在電極端頭嵌入鎢的復(fù)合電極,以減少向電極的散熱。鎢極直徑通常為3-4mm。
焊接銅和高導(dǎo)電率的黃銅和青銅時(shí),一般采用1類電極合金做電極,焊接低導(dǎo)電率的黃銅、青銅和銅鎳合金時(shí),采用2類電極合金。也可以用嵌入鎢極的復(fù)合電極焊接銅合金。由于鎢的導(dǎo)熱性差,故可使用小得多的焊接電流,在常用的中等功率的焊機(jī)上進(jìn)行點(diǎn)焊,但鎢電極容易和工件粘著,影響工件的外觀。
不銹鋼的點(diǎn)焊
不銹鋼一般分為:奧氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼和馬氏體不銹鋼三種。由于不銹鋼的電阻率高、導(dǎo)熱性差,因此與低碳鋼相比,可采用較小的焊接電流和較短的焊接時(shí)間。這類材料有較高的高溫強(qiáng)度,必須采用較高的電極壓力,以防止產(chǎn)生縮孔、裂紋等缺陷。不銹鋼的熱敏感性強(qiáng),通常采用較短的焊接時(shí)間、強(qiáng)有力的內(nèi)部和外部水冷卻,并且要準(zhǔn)確地控制加熱時(shí)間、焊接時(shí)間及焊接電流,以防熱影響區(qū)晶粒長(zhǎng)大和出現(xiàn)晶間腐蝕現(xiàn)象。
點(diǎn)焊不銹鋼的電極推薦用2類或3類電極合金,以滿足高電極壓力的需要。
鍍鋁鋼板的點(diǎn)焊
鍍鋁鋼板分為兩類,第一類以耐熱為主,表面鍍有一層厚20-25微米的Al-Si合金(含有Si6-8.5%),可耐640度高溫。第二類以耐腐蝕為主,為純鋁鍍層,鍍層厚為第一類的2-3倍。點(diǎn)焊這兩類鍍鋅鋼板時(shí)都可以獲得強(qiáng)度良好的焊點(diǎn)。
由于鍍層的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性好,因此需要較大的焊接電流。并應(yīng)采用硬銅合金的球面電極。下表為第一類鍍鋁鋼板點(diǎn)焊的焊接條件。對(duì)于第二類,由于鍍層厚,應(yīng)采用較大的電流和較低的電極壓力。
淬火鋼的點(diǎn)焊
由于冷卻速度極快,在點(diǎn)焊淬火鋼時(shí)必然產(chǎn)生硬脆的馬氏體組織,在應(yīng)力較大時(shí)會(huì)產(chǎn)生裂紋。為了消除淬火組織、改善接頭性能,通常采用電極間焊后回火的雙脈沖點(diǎn)焊方法,這種方法的第一個(gè)電流脈沖為焊接脈沖,第二個(gè)為回火處理脈沖,使用這種方法時(shí)應(yīng)注意兩點(diǎn):
(1)兩脈沖之間的間隔時(shí)間一定要保證使焊點(diǎn)冷卻到馬氏體轉(zhuǎn)變點(diǎn)Ms溫度以下;
(2)回火電流脈沖幅值要適當(dāng),以避免焊接區(qū)的金屬重新超過(guò)奧氏體相變點(diǎn)而引起二次淬火。
鍍鋅鋼板的點(diǎn)焊
鍍鋅鋼板大致分為電鍍鋅鋼板和熱浸鍍鋅鋼板,前者的鍍層比后者薄。
點(diǎn)焊鍍鋅鋼板用的電極,推薦用2類電極合金。相對(duì)點(diǎn)焊外觀要求很高時(shí),可以采用1類合金。推薦使用錐形電極形狀,錐角120度-140度。使用焊鉗時(shí),推薦采用端面半徑為25-50mm的球面電極。
為提高電極使用壽命,也可采用嵌有鎢極電極頭的復(fù)合電極,以2類電極合金制成的電極體,可以加強(qiáng)鎢電極頭的散熱。
[推薦]電阻焊電極及零配件銅合金