影响点焊机焊接质量的因素及对策
尹治甜
长沙格力暖通制冷设备有限公司 410699
摘要：电阻焊广泛运用于航空航天、电子、汽车、家用电器等制造行业。是一种无需添加焊料，利用电阻热原理，将两两件或多件钣金件叠加连接在一的焊接加工工艺，具有操作简单、速度快、焊接成本低、应力与变形小而且生产效率高，并可实现柔性化和智能化控制等特点。本文对交流点焊机焊接质量进行研究，并分析点焊机焊接质量的影响因素及对策。
关键词:焊接质量;影响因素;焊接工艺
1．点焊概述
1.1概念：点焊又名电阻焊，电阻焊分为点焊、缝焊、凸焊、对焊四种。
1.2点焊机的焊接原理：将焊件压紧在两电极之间，电阻焊变压器向焊接区通过强大的焊接电流，在焊件接触面的电阻热使该点熔化形成熔核，同时熔核周围的金属也被加热产生塑性变形，形成一个塑性环，以防止周围气体对熔核的侵入和熔化金属的流失。断电后，在压力下凝固结晶，形成一个组织致密的焊点的过程。 (见图1.点焊原理图)
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图1
1．3电阻的影响：根据热量公式Q = I2Rt可知焊接部位的电阻对阻焊质量有着重要的影响。其电阻的组成如下：R= 2Rw + Rc + 2 Rew
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Rw：被焊工件本身电阻；Rc：两工件间接触电阻；Rew：电极与工件间接触电阻；
2影响点焊机焊接质量的因素
点焊焊接过程由加压时间、焊接电流、焊接时间、维持、休止4个程序，其中加压时间、焊接电流、焊接时间、为影响焊接质量的主要因素，焊接电流及焊接时间的参数调整对焊接质量的起关重要。电流的大小和焊接时间长乱整、电极压力、工件厚度及工件材质等，与焊接质量密切相关。通电时间的长短、焊接电流的大小及加压时间直接影响电流输入热量的大小，由于电极是内水冷却，电极上散失的热量往往是输入总热量的一半，要相互配合调整。在生产过程中，多台焊机的同时工作或同一线路大功效设备同时运行，电网电压的波动都会对焊接电流产生一定的影响。
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2.1影响焊接质量因素及对策
2.1.1焊接电流:根据焦耳定律，焊接总热量Q = I2Rt,由此可知，焊接电流越小、焊接部位热量不足、易导致熔核过小，或未形成熔核，影响焊点强度。焊接电流过大，焊接部位变形，熔融飞溅，影响焊接强度及导致外观脏污。由热量公式Q = I2Rt，可见电流对产热的影响比电阻R和焊接时间 t两者都大。因此焊接时必须保证焊接电流的适宜和稳定，电流不宜过小，亦不能偏大。经分别对两组焊接电流、加压时间相同，焊接时间分别设置为5与8的同一台点焊机焊接取样验证，焊接时间短的（5）样条抗剪力为55.88N~1695.70N，焊接时间设置为8的样条抗剪力为4990N~5488.07N。明显，焊接时间偏短的样条抗剪力小于焊接时间长的。以相同的电流、加压时间，将电流调大1/3，焊接后样条焊点明显过烧，形成不平不整凹坑，且存在焊头与样条粘连不脱料情况。
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对策：验证焊接电流与抗剪强度C点，焊接电流选用C点或接近C点时的焊接电流
根据实际使用的点焊机，验证确定抗剪强度与焊接电流的C点，焊接时电流选用抗剪强度与焊接电流C点或接近C点处焊接电流，抗剪强度增加缓慢，越过C后，由于飞溅或工件表面压痕过深，抗剪强度会明显降低。
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2.1.2焊接时间 焊接过程通电时间，是控制热量输出的关键。通电时间过长，热量损失大，材料产生不良冶金效果，影响焊接强度及导致焊点压痕过深、过大、变形，通电时间过短焊接不充分，焊点强度差。
对策：选用C点或接近C点时的焊接时间。点焊时为了保证焊点强度，根据热量公式Q = I2Rt，焊接时间与焊接电流在一定范围内可以互为补充，为了获得一定强度的焊点，可以采用大电流和短时间组合，也可以采用小电流和长时间组合。选用大电流和短时间或小电流和长时间，取决于金属的性能、厚度和所用焊机的功率，对于不同性能和厚度的金属所需的电流和时间，仍有一个上、下限，超过此限，将无法形成合格的熔核，影响焊接强度。
2.1.3电极加压：电极加压可使焊接部位阻值均匀防止局部加热。电极加压过小，接触及电阻过小，焊接过程易产生熔融飞溅，产生气泡、熔核裂痕、穿孔、强度变弱。电极加压力过大，接触电阻减少，热量不足，强度不足，且压痕大。电极压力对两电极间总电阻R有显著影响，随着电极压力的增大，R显著减小，此时焊接电流虽略有增大，但不能影响因R减小，而引起的产热的减少，因此，焊点强度总是随着电极压力的增大而降低。
对策：在增大电极压力或电极接触面增大的同时，增大焊接电流或延长焊接时间，以弥补电阻减小的影响，可以保持焊点强度不变。
2.1.4电极接触面尺寸：电极压力的大小一方面影响电阻的数值，另一方面影响焊件向电极的散热情况。过小的电极压力将导致电阻增大、析热量过多且散热较差，引起前期飞溅，而飞溅带走大量的热量和焊核金属，会使形核难度增加，从而降低焊接强度；过大的电极压力将导致电阻减小、析热量减少以及熔核尺寸缩小，尤其是焊透率显著下降。电极焊接接触面尺寸对焊核的形成及焊核直径有很大影响，电极的压力信号传递是飞溅产生的最重要标志，电极压力参数的调整是否合适，对焊接质量的影响巨大。
对策：电极焊接面直径应与焊接电流、焊接时间成比例同步调整，电极越大，同步焊接电流及焊接时间需越大。
2.2其他方面对焊接质量的影响
2.2.1在实际焊接过程中，诸如工件的材料和厚度、工件的表面状态对焊接质量有较大影响。工件的材料不同时，导电、导热性差的材料产热易而散热难；被焊材料厚度不等时，厚件一边电阻大、交界面离电极远，故产热多而散热少。
对策：
2.2.2工件表面上的氧化物，污垢、油和其他杂质增大了接触电阻。过厚的氧化物层甚至会使电流不能通过。局部的导通，由于电流密 度过大，则会产生飞溅和表面烧损，氧化物层的不均匀性还会影响各个焊点加热的不一致，引起焊接质量的波动。
对策：彻底清理焊接面表面，保证获得优质接头的必要条件。
结论：
随着工业化程度的提高，相应的工业设备在其产品结构、加工工艺及应用领域不断更新与发展，对产品的加工质量要求不断提高，对于焊接工艺提出了更高的要求。因此，优化即技工艺及却接力，是焊接工业领域中不容忽视的组成部分。做到以上方法虽然不能使焊接质量达到尽善尽美，但完全可以满足多数生产方面的工艺要求。随着我国微电子技术的发展和大功率可控硅、整流器的开发，为交流电点焊技术的提高提供了有利条件。
作者简介：尹治甜（1984.02.05—），男，汉，湖南常宁人，大专学历，现就职于长沙格力暖通制冷设备有限公司。研究方向：自动化焊接。