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第一節(jié) 概述
一、 接頭的形成及應(yīng)用范圍
凸焊是點(diǎn)焊的一種特殊形式，它是利用零件原有型面倒角、底面或預(yù)制的凸點(diǎn)焊到另一塊面積較大的零件上。因?yàn)槭峭裹c(diǎn)接觸，提高了單位面積上的電極壓力與焊接電流，有利于板件表面氧化臘破裂與熱量集中，減小了分流電流，可用于厚度比達(dá)到1:6的零件焊接。另外，可采用多點(diǎn)凸焊，以提高生產(chǎn)率和降低接頭變形。在使用平板電極凸焊時(shí)，零件表面平整無(wú)壓坑，電極壽命長(zhǎng)。凸焊既可在通用點(diǎn)焊機(jī)上進(jìn)行，也可在專(zhuān)用凸焊機(jī)上進(jìn)行，廣泛應(yīng)用于成批生產(chǎn)的蓋、篩網(wǎng)、管殼以及T形、十字形、平板等零件的焊接。
凸焊接頭的形式過(guò)程與點(diǎn)焊相近，可劃分為預(yù)壓、凸點(diǎn)壓潰與成核三個(gè)階段。預(yù)壓時(shí)，凸點(diǎn)在電極壓力作用下開(kāi)始變形，其高度h降低，與下板相接觸的面積增大。當(dāng)電極壓力達(dá)到預(yù)定值時(shí)，凸點(diǎn)有一定程度的壓潰，下板面也形成不深的壓坑。通電（預(yù)熱電流或焊接電流）后，電流集中流過(guò)凸點(diǎn)接觸面，加熱集中，在極短時(shí)間內(nèi)凸點(diǎn)所余高度全部被壓潰，壓潰量為S2，兩板基本貼合，即為第二階段。自凸點(diǎn)被壓潰、兩板貼合開(kāi)始，形式較大的加熱區(qū)，自個(gè)別接觸點(diǎn)的熔化逐步擴(kuò)大成足夠尺寸的熔核和塑性區(qū)，完成凸焊的第三階段。成核過(guò)程中因焊接處金屬體積膨脹，電極會(huì)再次向上位移S3，但由于焊機(jī)加壓系統(tǒng)的摩擦力與焊頭自重的作用，使焊接區(qū)不能自由膨脹，因而電極實(shí)際上的位移量小于S3，轉(zhuǎn)為電極壓力增高量h＇。
通常平板與平板間的凸焊及線材交叉焊，都可得到熔化核心，即熔化焊接。然而，T形接頭焊接時(shí)常呈固相焊接。
一個(gè)焊件上通常預(yù)制多個(gè)凸點(diǎn)，在焊接時(shí)這些凸點(diǎn)同時(shí)焊接起來(lái)。為了保證各個(gè)凸點(diǎn)的焊透相同，必須使焊接電流和電極壓力均勻分配在各個(gè)凸點(diǎn)上。為此，焊件表面必須仔細(xì)清理，焊件本身及其凸點(diǎn)的沖壓必須十分精確。如凸點(diǎn)表面被污染或各個(gè)凸點(diǎn)高度不一致，則焊接開(kāi)始時(shí)各個(gè)凸點(diǎn)的接觸電阻相差很大，導(dǎo)致流經(jīng)各個(gè)凸點(diǎn)的焊接電流不相等，造成焊點(diǎn)質(zhì)量的差異。有時(shí)采用預(yù)熱法（單脈沖預(yù)熱或多脈沖預(yù)熱），使凸點(diǎn)在預(yù)熱階段逐漸產(chǎn)生塑性變形，導(dǎo)致焊接階段分配給各個(gè)凸點(diǎn)的電流和電極壓力趨向均勻。大尺寸焊件凸焊時(shí)，分配給各個(gè)凸點(diǎn)的焊接電流還取決于這些凸點(diǎn)相對(duì)于焊接變壓器的位置。離變壓器較近的分路具有較小的陰抗，流過(guò)核凸點(diǎn)的焊接電流較大，在這種情況下，為使焊接電流均勻分配給各凸點(diǎn)，可采用三足鼎立的3只變壓器或環(huán)形變壓器，或者采用二次整流電源。
二、 凸焊的焊前準(zhǔn)備
凸焊的焊前準(zhǔn)備除了表面清理等工序外，主要是凸點(diǎn)或凸環(huán)的選擇和制備。凸點(diǎn)形狀。以半球形及圓錐形凸點(diǎn)應(yīng)用最為廣泛。后一種可以提高凸點(diǎn)的剛度，預(yù)防凸點(diǎn)過(guò)早壓潰，還可以減小因焊接電流線于密集而生的噴濺。為防止壓塌的凸點(diǎn)金屬擠在加熱不良的周?chē)g隙內(nèi)引起電流密度的降低，也可以采用帶溢出環(huán)形槽的凸點(diǎn)。凸點(diǎn)也稱凸臺(tái)，凸點(diǎn)按凸焊結(jié)構(gòu)的差異有球形（或圓錐形）、條形、球形和交叉絲等，凸焊結(jié)構(gòu)實(shí)例如圖1-6所示。常用凸點(diǎn)尺寸見(jiàn)表1-1。
表1-1 凸焊的凸點(diǎn)尺寸 （mm）
第二節(jié) 金屬材料的凸焊工藝
一、低碳鋼的凸焊
1．板料的凸焊 最適合于凸焊的金屬材料是低碳鋼。板料凸焊前，通常在其中一塊板料上沖出凸點(diǎn)。它適合于大批量生產(chǎn)的場(chǎng)合。厚度小于0.25的薄鋼板采用凸焊反而比點(diǎn)焊困難，因?yàn)樵阡摪迳霞庸こ鲞_(dá)到焊接溫度前不壓潰的凸點(diǎn)是很困難的。故凸焊通常用于板厚大于0.5mm的沖壓件。
表1-2推薦的是低碳鋼薄板的凸焊參數(shù)，凸點(diǎn)形狀為半球狀或圓錐狀。表1-2中A類(lèi)
表1-2 低碳鋼薄板凸焊的焊接參數(shù)
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板厚 |
點(diǎn)距 |
焊核直徑 |
A 參數(shù) |
B參數(shù) |
C參數(shù) | ||||||
|
mm |
時(shí)間/周 |
電極壓力/N |
焊接電流/A |
時(shí)間/周 |
電極壓力/N |
焊接電流/A |
時(shí)間/周 |
電極壓力/N |
焊接電流/A | ||
|
0.6
0.8
0.9
1.0
1.2
1.5
1.8
2.0
2.5
3.0 |
7
9
10
10
12
15
18
18
23
27 |
2.5
3
4
4
5
6
7
7
8
9 |
3
3
5
8
8
10
13
14
16
18 |
800
1100
1300
1500
1800
2500
3000
3600
4600
6800 |
5000
6600
7300
8000
8800
10300
11300
11800
14100
14900 |
6
6
8
10
16
20
25
28
32
38 |
700
700
900
1000
1200
1600
2000
2400
3100
4500 |
4300
5100
5500
6000
6500
7700
8000
8800
10600
11300 |
6
10
13
15
19
25
32
34
42
50 |
500
600
650
700
1000
1500
1800
2100
2800
3600 |
3300
3800
4000
4300
4600
5400
6000
6400
7500
8300 |
