一、电阻焊概述

1.1收集的某些车型白车身信息表

1.2汽车车身是一个典型的点焊结构件，点焊对车身质量影响很大；

1.3电阻焊的热源：焊接电流流过工件所释放出的电阻热，这与电弧焊的热源本质是不同的。这也就是＜电阻焊这一名称的来源。

1.4电阻焊的另外一个最大的特点是：焊接是在压力作用下实现的，焊接时必须用外力使两被焊工件紧密接触，这也就是＜接触焊这一名称的来源。

1.5电阻焊的冶金过程比熔化焊简单，一般无需考虑空气侵袭等问题。

年：英格兰物理学家JamesJoule发现了电阻焊原理

年：美国人ElihuThompson获得电阻焊机的专利权

年用于薄板的点和缝焊.缝焊是压焊中最早的半机械化焊接方法，

年：第一台使用弧焊和电阻焊工艺制造的全焊结构的FORD牌汽车下线。

二、电阻焊的基本方法

2.1何谓电阻焊：

2.1.1电阻焊——是将被焊工件压紧于两电极之间，并通以电流，利用电流流经工件接触面及邻近区域产生的电阻热效应将其加热到熔化或达到塑性状态，使之形成金属结合的一种方法。

2.1.2特点——焊接的热源是电阻热。（称电阻焊）——焊接时需施加压力。（又称压力焊）

2.1.3按供能方式分：单相工频、二次整流、三相低频、储能式、逆变式。

2.1.4按电流种类分：交流、直流、脉冲。

2.1.5交流电阻焊：

3~10Hz——低频电阻焊

50Hz——工频电阻焊

—Hz——中频电焊

2.5—kHz——高频电阻焊

2.1.6直流电阻焊：主要采用在二次回路中建立整流电路，从而获得直流电源式的焊接。

2.1.7脉冲电阻焊：有电容储能焊和直流脉冲焊。

2.1.8工频电阻焊：工频电阻焊，即使用一般工业频率（50赫兹／秒或60赫兹／秒，交流电源的电阻焊应用最广泛。我们主要也是介绍这种电阻焊的工艺和通用设备，高频接触焊—焊接管材及自行车车

2.1.9直流冲击波焊—直流冲击波焊主要是用来焊接纯铝及铝合金等轻金属。

2.1.10电容储能焊—电容储能焊常用在晶体管封帽、电子仪表工业的特种金属及有色金属的焊接。

三、点焊

3.1点焊，顾名思义，是一点一点地进行焊接的一种电阻焊的焊接工艺。点焊时，被焊接的工件不是在其全部接触面上一次焊成的，而是在某接触面上的个别点焊接起来的，被焊工件一般采用搭接的型式。点焊最适于薄板的焊接，此外亦可以用以焊接棒材及棒材与板材的焊接

3.2点焊时，两被焊工件在上下电极的压紧下，通以焊接电流（通常在几千到几万安培），在电极压力作用下那部分工件金属被焊接电流强烈加热，中心温度越过了金属的熔点，之后切断电流，熔化的部分金属在电极压力的作用下结晶冷却，从而在两被焊工件接触部分形成“扁豆”状的点核，将被焊金属紧密地联成一个整体。

按一次形成的焊点数分为单点焊和多点焊

3.3凸焊

3.4T型焊

四、电阻焊的电阻

4.1电阻焊的热源是电流通过被焊金属时电阻析出的电阻热电阻焊时产生的电阻热与哪些因素有关？电阻焊时的电阻应该包括几部分？电阻的大小与哪些因素有关？它对焊接过程和焊接质量又什么重大影响？

4.2焦耳—楞次定律计算，即：Q=I2·R·t(卡)，式中：

I-----电流强度，安培；

R-----电阻，欧姆；

t-----通电持续时间，秒。

4.3点焊的电阻应包括以下三部分：

R=2R工+R触+2R极，一般小于μΩ

4.4则点焊时析出的热量应为：Q=I2·(2R工+R触+2R极）·t

4.5在电阻焊焊接过程中，由于工件被加热，温度逐渐升高，无论时工件本身的电阻还是接触电阻，以及焊接电流都会发生显著的变化。因而想利用焦耳—楞次定律准确的求出接触焊时析出的电阻热是不可能的。我们只能利用这个公式大体上来说明接触焊过程中有关电阻热的一些问题。

4.6一个工件的电阻R可按上面已讲到的公式计算，即：R=L/F(欧姆)

式中：F------金属的截面积，厘米；

L------金属的长度，厘米；

--温度为TC时的工件金属电阻率，欧姆--厘米。

T=LT

4.7电阻率高对电阻焊意义很大：电阻率高的金属及合金，如不锈钢、镍铬合金等实现电阻焊时所需要的焊机功率就要比电阻率稍低的低碳钢来的小一些。与之相反，如果要焊接电阻率很低的金属及合金如铜、铝及铝合金时，则所需焊机的功率要比焊低碳钢时高的多，记住这个特点是很重要的。

4.8有一些金属氧化物或其它脏东西。点焊的焊接工件表面不可能在其全部表面上接触所以存在电阻。

4.9其接触点的数量和接触面积的大小取决于:金属材料的硬度、表面加工平整度、工件两端承受压力P的大小。显然，金属材料越软，表面越平整。压力P越大则焊件接触就越良好。

4.10接触面存在着较大的接触电阻金属材料硬度越低，表面加工越平整，处理越清洁，焊件两端承受的压力越大则接触电阻R越低。

4.11常温下的接触电阻（所谓冷态电阻）可按下列经验公式计算：

式中：P----作用于焊件接触面两端的压力公斤；

a----指数，约在0.5～1.0范围内。

对于钢a=0.65～0.75；

对于铝合金a=0.75～0.85。

4.12对于表面经过仔细清理的钢，γ触=0.～0.欧姆左右对于表面经过仔细机械清理的铝合金，γ触=0.～0.欧姆左右。金属表面的加工及清洁情况对接触电阻的影响最强烈

4.13例如厚度3毫米的低碳钢板，在压力为公斤条件下，常温时的接触电阻随着表面情况可在极大的范围内变动。当用砂轮磨过的表面，

γ触=10微欧左右（1微欧=10欧姆）；当用酸洗过的表面,

γ触=微欧左右；带有氧化铁皮的表面，

γ触=微欧，比前者增加了数百倍。

若钢板表面长有锈，其接触电阻更高达微欧以上

4.14在一般情况下电阻电阻过大是十分有害的。特别在点焊和滚焊时，接触电阻过大往往是造成焊点烧穿的重要原因。因此在接触焊时，我们都尽可能设法减少接触电阻，所以在焊接前焊件的待焊接触表面即工件与电极之间的接触表面都要经过仔细的清理。

4.15电极与清除到见到金属光泽的低碳钢工件之间的接触电阻R极大约等于在同样条件下两焊件之间接触电阻的一半，即：R极=0.5R触

4.16接触电阻与温度的关系极大。当温度升高时，接触电阻迅速降低。

4.17对于低碳钢而言，当温度超过℃时，可以认为接触电阻已经完全消失了。压力愈大，接触电阻消失所需的温度也就越低。

4.18在电阻焊过程中，随着焊接处温度急剧的升高，接触电阻也迅速下降，很快地消失了。对于整个焊接过程而言，接触电阻析出的热量并不多，对焊件加热影响不大。但是在焊接通电刚刚开始那一瞬间，焊件温度尚低，接触电阻数值还很大，此刻接触电阻析出的热量数值仍然是可观的。尤其是对点焊和滚焊来说，由于整个焊接时间短暂（强规范时通常焊接时间在0.1～0.2秒左右），接触电阻析出的热量对焊接质量有着不可忽视的影响。特别是在接触电阻数值很大时（例如接触表面很脏，有油或锈等物时），则接触电阻析出的热量比较达，使焊点严重过热，甚至烧穿，造成次品

4.19工件电阻R工件

4.20由于金属的电阻率是随温度的增高而增大的，低碳钢在0℃时，为13.5欧姆—厘米；而在1℃时，则为欧姆—厘米，差不多增加了十倍，而接触焊时工件的温度是由室温逐渐加热到焊接温度的，也就是说，在整个焊接过程中工件的温度是剧烈变化着的，因此，想准确地计算工件的体电阻很难。只要定性的了解到:金属材料不同，电阻就不同，而且随着工件截面积F的加大和伸出长度l的缩短工件电阻减小就可以了。点焊时的工件电阻计算就更困难了

4.21点焊时工件的电阻大体上就是电极接触处以下那一段葫芦形金属柱体的电阻，点焊时，焊接电流流经这一段工件电阻所析出的热就是点焊的热源。一般情况下，点焊所需要的热能主要是工件电阻上电流所析出的热能(90%)，而接触电阻析出的热能相对来说只占很少一部分(10%)。

五、电阻焊时加热的特点

5.1电阻焊时,焊接电流流过工件电阻和接触电阻所析出的总热量Q消耗在两大部分。总热量Q的一部分消耗在焊接处及其邻近区域，这部分热量将部分金属加热到焊接温度以便实现焊接，这部分热量是有用的，我们称之为有效热量Q；Q的另一部分则用于补偿往焊接处周围的冷金属（Q）、电极（Q）及焊件周围的空气（Q）所散失掉的热量。这一部分热量并未用来直接加热焊接处的金属，对焊接来说是无用的.白白损失掉的热量，故称之为损失热量Q。

5.2Q与焊接区金属的体积、温度及金属的热物理性质有密切关系。特别应当明了当工件尺寸越大（点焊时的板厚），焊接区金属的体积也就越大，因而实现电阻焊所需要的热也就越多。再之，Q并不受焊接时间长短的影响。

5.3这一部分热量是一个固定值，它不随时间而变化。而损失热量Q，计算颇为复杂，而且这部分热量却随着加热时间的延长而增多。

5.4损失热Q，也与金属的体积、金属的热物理性质、周围介质的温度等因素有关。当焊接工件的尺寸越大，金属的导热性越好，周围介质的温度越低，焊接时间越长则Q也愈大，也就是说在这种条件下实现电阻焊所需要的热量也越多。这就是为什么导热很好的金属如铜、铝及其合金进行电阻焊要比焊接钢及不锈钢等金属材料困难多的原因。

5.5随着焊接时间的延长,总热量Q是在不断地增加,在这里应强调的是,Q损失也是随着焊接时间的延长而增大的。这就使得随着焊接时间的延长，而Q有效是基本不变的(这个特点对我们理解所谓热功率的概念是很重要的)。

5.6Q（有效）粗略估算占总热量10%～30%,铝、铜等导热性好的金属仅占10%左右，导热性略差的低碳钢等所占的比例高些。向焊点周围金属传导的Q1一般占总热量的20%左右。向电极传导的热损失Q2一般占总热量的30%～50%,是热量损失最多的部分。向焊件表面幅射的热损失Q一般不超导过总热量的5%。

5.7无论热功率q有多小，随着加热时间的延长，工件待焊区的温度总是逐渐上升的，最后逐渐趋向于一个稳定的值。这是因为随着加热时间的延长电阻析出的热量越来越多，但同时向周围冷金属、电极传导和向周围介质散失的热量也是随着加热时间的延长越来越多，最后电阻析出的热量和损失的热量相等，达到了平衡状态，则工件的温度也就达到了一个稳定的数值。

5.8如果想到缩短焊接加热的时间则必须要相应提高热功率。反之，若热功率越低，则相应需要延长焊接时间。例如电阻焊的功率为q1时，工件待焊区加热到焊接温度所需要的时间为t1，若将热功率从q1降到q2，则待焊区加热到焊接温度的时间必须由t1延长到t2。

5.9必须指出：不能无限利用延长焊接加热时间的办法来让低的热功率实现焊接。因为一旦热功率低于某一临界值q时，无论如何延长焊接时间，工件待焊处的温度永远也达不到焊接温度T。这是因为随着时间的延长，Q损失也大大增加，使得工件待焊处的温度稳定值低于焊接温度，这时无论如何延长加热时间都不可能实现焊接。

5.10这就是为什么小功率的电阻焊机不能够焊接铝及其合金的原因，因为铝及其合金的导电性、导热性极好，因此产生的焦耳热本来就不多，加上损失热Q又特大，当焊机功率小时，给出的热功率达不到焊铝时的临界功率，于是不管你如何延长加热时间，待焊处的温度是永远加热不到焊接温度的，当然也就不能够进行接触焊接了。

5.11因此可以得出结论:(1)采用功率大的焊机,焊接时间就可以缩短,这样一方面可以缩短焊接时间,提高生产率;另外又可以减小电能消耗;缩小热影句区,因此点焊趋向于采用大功率焊机。(2)采用小功率焊机时,则因电流小,必须延长悍接时间。(3)如果焊机功率太小,尽管延长通电时间,也只能徒然增加损失热量Q损失无法建立必须的温度场,不能进行焊接。因此一定厚度的焊件,焊机的功率必须足够大。

六、金属材料的电阻焊可焊性

6.1可焊性—获得优质焊接接头的难易程度称为可焊性。电阻焊可焊性：在利用了合理的焊接方法和一定的条件下，金属材料能够实现电阻焊接，并获得牢固接头质量的能力。

6.2可焊性：与金属材料的性质、工艺方法（焊接规范）有关：

CE=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15

当CE＜0.4%可焊性好；

CE=0.4%—0.6%可焊性一般；

CE≥0.6%可焊性不好

6.3金属材料对电阻焊的适应性比熔化焊好,因为电阻焊的冶金过程比熔化焊简单,一般无需考虑空气的侵袭等问题。影响金属电阻焊焊接性能的因素主要是它的物理和力学性能

6.4材料的导电、导热性：:基本规律是导电好的材料其导热性也好。材料的导电性、导热性越好，在焊接区产生的热量越小，散失的热量也越多，焊接区的加热就越困难。点焊就要求有大容量的电源，这时要采用大电流、短时间的强规范（强条件）施焊。

6.5材料的高温、常温强度：(BP1、BP1、BP1、B/DP、B/DP、BLA、BLA）这是决定焊接区金属塑性变形程度与飞溅倾向大小的重要因素之一。材料的高温、常温强度越高，焊接区的变形抗力大，焊接中产生必要塑性变形所需的电极压强力就高。因此,必须增大焊机的机械能力和机架刚性.电极要具有较高的高温强度.为了提高焊接区金属塑性变形能力,可以采用软规范(弱条件)或双脉冲等工艺参数进行焊接。

6.6材料的线膨胀系数：材料的线膨胀系数越大，焊接区的金属在加热和冷却过程中体积变化就越大。若焊接时，加压机构不能实时地适应金属体积的变化，则在加热熔化阶段可能因金属膨胀受阻而使熔核上的电极压力增大，甚至挤破塑性环而产生飞溅；在冷却结晶阶段，熔核体积收缩时，由于加压机构的摩擦力抵消一部分电极力，使电极力减小，结果使熔核内部产生裂纹、缩孔等缺陷。此外，结构焊后翘曲变形也加大。

6.7材料对热的敏感性：有淬火倾向的金属，经变形强化或调质处理的材料，热敏感性都比较大。在焊接热循环作用下，不同程度上使接头的力学性能发生变化。如淬火钢会产生淬火组织，严重时产生裂纹；经冷作强化的材料易产生软化等，使接头承载能力下降。故对敏感性材料焊接性较差。

6.8材料的熔点：熔点越高的材料，其焊接性差，因焊接时电极与材料接触面的温度较高，使电极头部受热变形并加速磨损。

6.9材料的塑性温度范围：材料塑性温度范围的宽窄对焊接性也有影响，例如,铝合金其塑性温度范围较窄，对焊接工艺参数的波动非常敏感，它要求使用精确控制工艺参数和随动性好的电焊机。而低碳钢则因塑性温度区间宽，其焊接性很好。极易氧化的金属，其焊接性一般都较差，因为这些金属表面形成的氧化物熔点和接触电阻一般都较高，给焊接带来困难。

6.10可焊性-不仅与金属材料本身固有的性质有关，而且在很大程度上还取决于电阻焊的工艺方法和工艺规范选择的合理性。例如对于铝及其合金的点焊采用一般的工频电阻焊就较困难一些，而用直流冲击波焊却可以得很好的接头质量。金属材料电阻焊的可焊性的好坏与金属的再结晶温度、熔点，高温时的塑性以及电阻率、导热性等各种物理性能有关。想定量的来描述金属的这些物理性能对可焊性的影响是有困难的。我们只能大体上说，高温时塑性好，熔点低、电阻率高、导热性差的金属实现接触焊就比较容易，反之就困难些。

6.11金属材料的可焊性主要取决于材料的化学成分，而且与结构的复杂程度、刚性、焊接方法、使用的焊接材料、焊接工艺条件及结构的使用条件有关。当然这也不是绝对的，有时这些因素的影响甚至是相互矛盾的。

可焊性指数W数值越大则实现电阻焊的性能就越好

6.12碳钢，如DC01、DC03、DC04、BP1，低碳钢的电阻焊可焊性十分良好，所有电阻焊方法都可以获得优良的接头质量，并且工艺规范范围很宽，也就是说低碳钢在宽广的工艺规范的条件下都可以得到质量很高的接头。但是随着钢中的含碳量的增加，焊接性能就会越来越坏。因而随着含碳量的增加，高温塑性会变坏，淬火倾向增加以及半熔化区的增大都会使得焊接接头产生各种缺陷。

6.13低合金钢，如16锰、09锰、BLA、BLA之类的普低钢，焊接性能也很好。但由于钢中加入合金元素，使钢的强度大大增加，因而高温时塑性会下降，另外淬火倾向也增加，这都使得电阻焊时要比低碳钢困难。但只要合理地选择工艺规范仍然可以获得满意的质量。

七、点焊工艺

7.1点焊循环：最典型的点焊循环，每焊接一个焊点必须经过以下四个程序预压、焊接、维持、休息；每一个程序持续一定的时间，分别为：预压时间t压,焊接时间（即通电时间）t焊,维持时间t维和休息时间t休。

7.2预压：预压的作用是在焊接前使点焊机的上极落下，给焊接施加上所需要的压紧力，保证两焊件紧密接触。

7.3预压力的大小及预压时间应根据板料的性质、厚度、表面状态等条件进行选择。一般预压压力值可与焊接压力值相等。当工件刚度大，表面氧化膜厚时，可适当提高预压力或在预压阶段通以预热电流。

7.4焊接：焊接是整个循环的核心环节。焊接时，焊接电流经电极流往焊件。于是接触处和两工件的内部电阻析出大量的电阻热，使焊接处及周围附近的金属被强烈加热。此时大部分的热量是产生在两电极与工件接触表面之间内的那一小段圆柱体金属内。当然，也有一小部分焊接电流是通过圆柱体以外那一部分金属的，总的来说，两电极与工件接触表面之间的那一小段的圆柱体形工件金属加热最厉害、温度也最高，可以超过金属熔点℃以上。点焊时，焊点加热的速度是极快的，可以在0.06～0.1秒甚至更短的时间内将焊点中心温度加热到℃以上，加热速度高达0～00度/秒。要求：在电极通电焊接以前，电极上的压力必须达到点焊时所需要的数值。

7.5由于电极上有强烈的水冷，大量的热量会被电极传走，因此工件与电极之接触表面温度不会太高，通常只有～℃左右。故点焊时温度最高的地方是在小圆柱体的中心，当中心金属熔化时，这一部分液体金属被周围尚未熔化还处于塑性状态的金属环所包围。这个塑性状态的金属环我们就称为“塑性环”，必须强调，在这样的高温塑性状态下，分属于两工件的两半塑性环实际上已焊接成一个整体，塑性环将液体金属密实地包围在其中，不使其溢出来，就像蛋壳将蛋白和蛋黄包围起来不让其流出一样。

7.6当通电结束后，液体金属就在塑性环内，在电极的压力下冷却结晶，形成所谓“点核”而将两工件牢固地联接起来。一个焊接循环中也可以设定多种焊接脉冲形式，具体的设置方法见编程控制器。

7.7维持：也称为锻压。在电极压力作用下使塑性环内的液体金属冷却结晶，形成点核。如果焊接电流一切断，点核内的液体金属尚未来得及凝固时，就将电极压力拆除，即电极离开焊件而上升。那么，点核内的液体金属由于是在封闭的塑性环里结晶凝固，体积收缩无法获得补充就会形成缩孔或疏松组织。显而易见，有缩孔或疏松组织的点核强度是很低的。

7.8因此，“维持”这一段时间是必不可少的，它可以保证点核液体金属在压力下结晶，从而避免了缩孔和疏松等缺陷的形成。焊接厚度为1～1.5毫米的低碳钢板，维持时间约为0.1～0.3秒。而焊接厚度为8—10毫米的低碳钢板时，钢板内点核的液体金属完全凝固得要1.5～2.5秒左右，因而维持时间应不低于这个数值。

7.9过长的延长维持时间不仅会延长整个焊接循环而使生产率降低，而且还可以使焊点产生裂纹等缺陷。因为点焊机的电极内通水强烈冷却，散热性很好。因而工件与电极接触时冷却速度要比空气中高得多。我们知道钢在冷却速度太快时会淬硬，使钢的硬度和脆性增加，严重时还可能产生裂纹。这种现象在低碳钢焊接并不严重，但在焊接淬火倾向较大的低合金结构钢时比较明显。

7.10在压力作用下，焊点的熔化金属形成了点核，将两工件牢固的联接成一个整体。生产实践证明，点焊时，点核的直径接近于电极与工件相接触部分表面的直径，即：d核≈d极。

7.11休息：休息环节的作用是让电极抬起，移动工件，以顺利地进行下一点的焊接。这一段时间只要能够保证满足工件移动、定位所需的时间即可。当然，休息时间越短，焊机的生产率就越高。

7.12以上所介绍的点焊循环，对于任何金属及合金的点焊来说都具有典型性。当然，金属材料不同，厚度不同，点焊时的循环将会有某些改变。这种改变并不是取消典型循环中的任何一个程序，而是在这四个程序的基础上增加必要的新程序。

7.13点焊的规范参数及其对焊接质量的影响：对于企业生产来说，合理选择工艺参数则是控制焊点质量的最主要途径，所以这方面的研究工作极有实际意义。下面我们就分别来讨论一下点焊工艺规范参数及其对点焊质量影响的规律。规范参数比较复杂。

7.14焊接电流与焊接时间：焊点点核的形成及尺寸大小是密切与热量有关的。

d核≈（0.9～1.4）d极

d核≈5δ-2

7.15随着电极直径d极的增加，焊点强度逐渐下降。

7.16一般直锥形平面电极：电极端面直径按d=2δ+3选取，这个问题要引起我们足够的重视，因为在工件连续点焊过程中，随着点焊数目的增加，电极不可避免地要被磨损，或者压堆。通常电极都是制成圆锥状的，电极的磨损或压堆都会使电极的直径增大。如果不及时地修整电极，那么就会使以后的焊点强度越来越低。这就是为什么在点焊时要经常修整电极，以保持电极直径不变的一个重要原因。

7.17电极的压力P极一个很重要的参数之一：电极压力P极的大小直接影响到焊接金属的加热条件和塑性变形的大小。当P极太小时，工件表面接触不良，则接触电阻很大。在点焊中，通常接触电阻过大是有害的，它可能使焊件烧穿或严重时将电极烧坏。这时因为一般点焊机的内阻及二次回路的感抗对于工件电阻来说要大得多，因此焊机的外特性较陡。这就使得焊件电阻（工件电阻与接触电阻之总和）的变化对变压器二次电流（焊接电流）的变化影响较小。换句话说，点焊时，如果焊机的级数一定（即变压器二次空载电压一定），则调整好焊接电流后,焊机电流就基本恒定，受焊件电阻变化影响较小,即不存在接触电阻增大电流减小的现象。

7.18可能使焊点钢板不平处压不平，烧穿焊点或烧坏电极是经常发生的。

7.19压力很大时，甚至不可能形成铸造组织的点核，而只有局部地区在塑性状态下形成共同晶粒而使两焊件联接，这种结合，在点焊时是不牢固的。

7.20不能低于一个原始的压力P原始。当电极压力低于原始压力时，焊点质量极不稳定，也可能使焊点烧穿。随着电极压力的增加，焊点的强度PB是逐渐下降的。如果在提高电极压力P极的同时使焊机电流增加，或者适当延长焊接时间，以保证焊点强度不变时，那么随着电极压力的增加，焊点强度愈趋稳定

7.21焊件厚度的增加，电极压力必须增加。所焊金属材料在高温时的强度高，则电极压力也应增加。用较短的焊接时间t焊，大的焊接电流I焊进行点焊时，电极压力亦要相应提高。

7.22强规范（也称硬规范），就是点焊时采用大电流，高电极压力和短焊接时间的工艺规范进行焊接。相反，弱规范（也称软规范）就是点焊时采用小电流、低电极压力和长焊接时间的规范来进行焊接。注意，强规范和弱规范没有严格的界限，这就是相对而言的，一般来说强规范的焊接时间t焊≤（0.1～0.2）δ秒。式中δ为两焊件中厚度较薄的一块板的厚度（毫米）。电流密度j=（～）安培/毫米。而弱规范对于厚度为1～3毫米左右的低碳钢薄板，焊接时间t焊长达0.8～3秒。电流密度约在80～安培/毫米左右。

7.23强规范：焊接时间短，因而生产率高、焊件的焊后变形较小，因而在点焊工艺中用得较多。特别是在焊接奥氏体不锈钢时为了防止晶间腐蚀，以及焊接铝及铝合金为了防止热量损失过多都毫无例外地使用强规范进行焊接。但是强规范点焊时，焊接电流及电极压力都很大，因而要求焊机的功率及电极加压机构的压力都很大。

7.24弱规范一般只在小功率的点焊机上采用。对于淬火倾向大的合金钢点焊时，为了防止焊点淬硬及出现裂纹也经常采用弱规范焊接。

7.25电极与工件相接触部分表面的形状也影响很大。一般说来，具有球形表面的电极要比圆锥形电极（接触部分为平面）更能保证点核金属的致密。所以在焊接铝及铝合金时常采用球面形电极。由于球形表面的电极加工及使用中的维护都很麻烦，所以在焊低碳钢时采用它时很不合称的。同时对于低碳钢而言点焊质量对电极表面形状并不敏感，所以也没有必要用球形电极。

7.26电源及控制装置（阻焊控制器）能量转换装置（焊接变压器）焊接执行机构（点焊钳或点焊枪）。

八、点焊缺陷和检验

8.1质量好的焊点，无论从外观还是从点核内部来看均应没有缺陷。焊点外表面平整，无表面烧伤及烧穿缺陷，电极压痕不深（没有裂纹、粘附的电极金属、飞溅、边缘胀裂），且圆（板间间隙一般以不大于两外侧板平均厚度的10%为限，表面压坑深度一般不超过10%的板厚）。从内部看，应有尺寸合适的点核。点核应是很致密的铸造组织，核内不应有缩孔、疏松、裂纹等缺陷。

8.2飞溅

8.3如果加热过急,而周围塑性环还未形成或不够紧密，被急剧加热的接触点由于温度上升极快,使内部金属气化,在电极压力作用下,环内的液体金属就会被压出来,便以飞溅形式向板间隙喷射,这称为前期飞溅(指熔化核心尚未形成以前的飞溅,主机厂多称为内飞溅)。最重要和最实质的：加热过急——时间短，温度高（电流非常大），接触电阻大。

8.4成最小熔核后,继续加热,熔核和塑性环不断地向外扩展,当熔核沿径向的扩展速度大于塑性环的扩展速度时,则产生后期飞溅(奇瑞公司多称为外飞溅)。如果熔化核心轴向增长过高,在电极压力下也可能冲破塑性环向表面喷射而形成外部喷射。

8.5内飞溅产生的原因：初期喷射是在焊接电流闭合一瞬间产生的。

8.5.1焊件、电极表面不清洁，污物多；

8.5.2电极压力过小

8.5.3焊件与电极间未真正接触；

8.5.4电极表面粘有铁粒子

8.5.5装配间隙过大，工件两接触面不平

8.5.6工件清理不干净

8.5.7电极接触表面形状不正确

8.5.8预压时间太短之故。

8.5.9电流过大（焊接电流波形陡升与陡降）

8.5.10焊接时工件放置不平，有倾斜

8.5.11边距小。

前7个均是接触电阻大的原因

8.6末期喷射产生的原因：末期喷射是在点核形成的末期产生的。

8.6.1焊接电流过大；

8.6.2焊接时间过长；

使得强大的电极压力将点核周围的塑性环压破而产生液体金属的溢出而造成的。

8.7未焊透，核心小（弱焊）原因:

8.7.1电网电压低，磁性材料件入到焊机二次回路;点距过小；

8.7.2电流小，电极压力大；

8.7.3电极工作表面直径大；

8.7.4电极表面磨损、压堆；

8.7.5焊接控制装置失灵；

8.7.6焊接时间不足(电流太小、时间太短）焊接规范太强；

8.8核心偏移原因：层数超标或板厚比超标、电极材料、端面尺寸、冷却条件不当。

8.9焊透率过大原因：电流过大、电极压力不足、通电时间过长、电极冷却条件差、加热时间过快。

8.10焊点压坑过深及表面过热的原因：通电时间过长；电极压力不足（注意不是压力过大）；电流过大；焊点严重过热；喷射严重；焊接装配间隙大；电极太尖（表面直径太小）

8.11常焊点表面的电极压痕深度应不超过一块板厚度的10～20％.

8.12疏松和缩孔的原因：电极压力过小、点焊时断电后维持时间太短、锻压力加持得不及时、表面清理不良或大量飞溅

8.13焊点熔核检测：检查焊点熔核状况，对于虚焊及明显存在或怀疑熔核直径过小的焊点熔核必须用游标卡尺测量熔核直径，以判定其是否满足工艺要求。熔核若呈椭圆形或不规则时，则取最大直径和最小直径的平均值。若出现虚焊或弱焊（熔核直径小于最小熔核直径），必须将不合格状态记录在BP-BG.05--00《破坏性检验记录表》上。

8.14最小熔核直径标准值按以下公式计算：φmin=5（安全焊点）；φmin=4（一般焊点）δ—最小板厚

8.15镀锌板的焊接：镀锌板的分类，按镀锌工艺分为电镀锌板(3um~13um)、热镀锌板(6um~25um)、合金化渗锌板。

8.16汽车车体采用镀锌板制造（镀铝）

8.16.1原因：（1）国内新车运行一年出现腐蚀斑点，3~4年即出现腐蚀穿

透。（2）全国年维修费达十亿元。

8.16.2为提高车体寿命和增强车体材料的抗腐蚀性

8.17镀锌焊接存在的问题

8.17.1表层极易破坏而失去保护作用。

8.17.2电极与镀层粘附，电极导电、导热性差、过热变形，使用寿命缩短。

8.17.3点焊工艺参数较窄。

8.17.4电流密度小（先于钢板熔化的锌层形成锌环而分流，致使焊接电流密度减小）。

8.18目前对于镀锌钢板点焊工作的研究主要从四个方面着手：

8.18.1镀锌板的点焊焊接性；

8.18.2电极材料和形状的正确选择；

8.18.3主要工艺参数对点焊质量的影响；

8.18.4点焊质量控制的模式和方法。

8.19镀锌低碳钢板由于表面具有一层镀锌层，点焊时应注意下述特殊问题：

8.19.1点焊时，焊点区的高温会使锌熔化和严重氧化，甚至燃烧。熔融的锌层与电极铜形成合金，并会沾在电极上使电极污染，污染严重时必须清理电极。

8.19.2与低碳钢点焊相比，电极压力，焊接电流都要增大一些，焊接时间也要长一些。

九、点焊设备

9.1电阻焊设备分类

9.1.1电阻焊设备：利用电阻加热原理进行焊接的一种设备；

9.1.2按工艺特点分：点焊机、凸焊机、缝焊机、对焊机

9.2按供能方式分：

9.2.1单相工频(产量最多，应用最广，负载功率因素低40％，对电网造成不利影响)

9.2.2二次整流焊机(有发展前途)

9.2.3三相低频焊机

9.2.4储能焊机

9.2.5逆变式焊机（今后发展的主流，高效节能，重量轻，体积小和良好的工艺性）

9.3点焊机

9.3.1移动式点焊机的分类

（1）悬挂点焊机

（2）便携式点焊机（手提式）

9.3.2目前主机厂多用：天津所、杨州天力、南京小源

9.3.3悬挂点焊机分类：分体式点焊机（电阻焊变压器和焊钳分离的）、整体式悬挂点焊机（阻焊变压器与焊钳连成一体）

9.3.4天津所的分类--同体式

9.3.5同体式点焊机构造：阻焊变压器、气压装置、气动点焊钳、弹簧平衡器、水路系统及通水电缆、吊架、控制箱

9.3.6一体化式

9.3.7主要介绍:天津所设备，同体式焊机主要构造:

a能量转换装置（焊接变压器）

b控制装置（阻焊控制器）

c气路系统

d水路系统

e焊接执行机构（点焊钳或点焊枪）

9.3.8容量较大的普通悬挂式点焊机，其阻焊变压器和焊钳时分离的。小容量的或部分逆变式点焊机，因阻焊变压器体积小，常和焊钳连成整体。

9.4二十世纪九十年代七所高科公司销售的悬挂式点焊机产品70%以上为分体式悬挂点焊机，近年来悬挂式点焊机产品90%以上为同体式悬挂点焊机。从产品功率参数看，目前售出的悬挂式点焊机约70%为kVA的，约30%为kVA的。

9.5二十世纪九十年代常用的80kVA、kVA以及kVA等功率焊机，近年来已无人订货。原因主要有两方面，一是新材料如镀锌钢板、高强度钢板、铝合金板的应用，迫使焊接电流要增加很多；二是考虑到悬挂式点焊机的寿命一般都在十年以上，但焊接变压器的内阻会逐年增加，导致最大出力逐年减少，所以订货时留有余量。

9.6焊接变压器:电阻焊机供电装置的核心,其工作原理与一般电力变压器相似,但结构及使用条件不同。水冷式变压器,它的主要功能就是将单相V的的一次电压变为二次电压为26V(DN3-);23.8V(DN3-)。

9.7焊机本体均按整体环氧树脂灌注,整体灌注后,焊机内部即与空气隔离,增强了焊机的整体性,降低了焊机的噪音、漏磁少、使焊机的正常寿命超过十年。

9.8LK系列阻焊机控制器

9.9现代电阻焊控制器应具有下列功能：

9.9.1可靠地控制电阻焊机接通、关断电源；

9.9.2焊接电流精确可调；

9.9.3焊接时间精确可调且无误差；

9.9.4能够实现焊接过程各部分简单或复杂的循环；

9.9.5能够存储多套焊接规范；

9.9.6能够产生多种焊接电流波形；

9.9.7具有多次通电功能（多脉冲焊接）；

9.9.8具有对电极压力进行闭环控制功能；

9.9.9具有尽可能多的故障自诊断和报警、显示功能；

9.9.10能够实现焊接质量监控。

9.10编程器焊接规范编程表

9.11对某些常温或高温强度较高、线膨胀系数较大、裂纹倾向较严重的金属材料或刚性较大的结构焊接时，为了避免产生焊前飞溅和熔核内部收缩性缺陷，不用恒压电极压力，而采用阶梯形或马鞍形的电极压力。

9.12预压时间和加压时间

焊接压力大约比预压力（焊接压力）增大了%~%

9.13采用一般恒加压规范（即电极压力在整个点焊过程中保持不变）的点焊，焊点质量往往不够稳定，焊点强度波动较大。若采用变加压规范，即所谓带有“锻压”的加压方式的工作循环，就是在焊接结束后立即提高维持时的压力进行锻压。压力提高多少，视板厚而定，可参阅表2—11的数据。

9.14预热时间和斜升时间，预热时间一定要大于斜升时间

9.15预热冷却时间，焊接时间和焊接电流，焊接冷却时间（冷却时间）

9.16回火时间和斜降时间、回电流、维持时间、休止时间

9.17斜升/斜降值、控制预热电流上升的斜率、控制回火电流下降的斜率

9.18脉冲数1~9个、补焊处理※0~1、电流超限监视※0~1、上限范围%5~20、下限范围%5~20

9.19变压器的匝数比N1~99、焊接回路数码相机N1~4、预压压力%※0~、焊接压力%※0~，预压压力与焊接压力及维持压力是不同的。

9.20维持压力（%）※0~

9.21平台数：N--0~9、平台焊点数（×）--※0~、电流自动补偿、平台电流增长率（×）%※0~99

9.22打开气源阀门，气压表有指示

9.22.1顺时针方向旋动减压阀手轮，使压力渐增，直至压力表指示所需工作压力为止，调完后应将手轮的锁紧螺母拧紧。气路中装有油雾器以对气动元件（气缸、气阀等）进行润滑，油雾器油杯中应有20-60mm高度的机油，用油种类在10到30号之间选择，需要油量的大小由油雾器金属部分右下角调节螺钉调节，顺时针旋油量减小，反之为增大。

9.22.2气路：管路里的高压气体通过软管进入附在变压器上的气动三联件中的油水分离器中，过滤高压空气中的杂质，再经过气动三联件中的油雾器，将油雾器里的油带到高压空气管道里，在一个电磁阀的动作下，带油的高压空气不仅推动焊钳气缸动作同时也润滑了气缸。最后经过气动三联件中的调压阀，根据需要调节气压的大小(气压为0.4~0.6MPa)，

9.23管路里的高压气体通过软管进入附在变压器上的气动三联件中的油水分离器中，过滤高压空气中的杂质，又一经过气动三联件中的调压阀，根据需要调节气压的大小(气压为0.4~0.6MPa)，再经过气动三联件中的油雾器，将油雾器里的油带到高压空气管道里，在一个电磁阀的动作下，带油的高压空气不仅推动焊钳气缸动作同时也润滑了气缸。

冷却水回路系统

进水管内径为:φ20mm，夹布橡皮管

9.24冷却下面的装置(以DN3-为例)：:焊钳电极头(一把枪:一进一出,两把枪,即两进两出,内径为φ10mm的尼龙软管)，冷却通水电缆(一进一出,两把枪,即两进两出,内径为φ10mm的尼龙软管)，冷却变压器(一进一出,内径为φ12mm的尼龙软管,6升/分)，冷却控制器(一进一出,内径为φ10mm的尼龙软管)。

9.25共六进六出，同时设有超温保护装置,一旦因温度超限,焊机可自动停止工作。

9.26点焊焊钳的构造及型号

9.27焊钳的基本构造，是气缸—杠杆加压机构。通常一台焊机可配备两把不同构造的焊钳，以适应不同形状产品的焊接，两焊钳可分别调节焊接参数，但应错开使用，即不能把两把焊钳同时使用。

十、使用和维护

10.1开机前的准备：:检查所有电气连接线有无松动；检查水、气路是否已接通；检查悬挂系统的安全性

10.2开机

10.2.1先接通电源，向上推动空气开关操作杆（启动开关）控制器面板上指示灯；

10.2.2打开进、出水阀门，水流指示仪转动；

10.3焊接

10.4中止焊接

10.4.1先关闭控制器主控制板电源；

10.4.2然后关闭水、气阀门。

10.5维护

10.5.1当油雾器油杯的油位临近最低油位时要及时补油，旋油油杯加油时注意不要超过最高油位；

10.5.2分水滤气器使用中应定期打开排水阀，放掉存水杯中的污水

10.6焊接过程中应保证有足够的水流量，如水压太低不能保证必需的水流量时，建议加粗进水胶管的截面。应随时注意检查焊钳的温度的变化，发现焊钳发烫，应及时查明原因，如水路被异物堵塞，应及时疏通分水管应定期清洗，至少每年清洗一次，打开堵头，用0.5Mpa压力的流水，冲刷管中的污物。

十一、固定式点焊机

11.1固定式点焊机的构造：主要由机身、焊接变压器、气压式加压系统、上下电极、水冷系统等组成，配用KD型点焊同步控制箱。

11.2机身：机身由型材和钢板焊成。

11.3焊接变压器：本机型的变压器为单相外铁式，二次线圈由多根铜管并联弯曲焊接而成，并在两端头与两个铜块焊牢，而铜块则通过软铜片组与焊机的上、下电极相连。

11.4加压系统

11.5为了提高焊机加压系统的随动性，提高对熔核缩胀反应的灵敏度，近来焊机加压机构多采用薄膜式气缸及滚柱式导轨，以降低摩擦力。

11.6水冷却系统：采用了直进直出型，主进水端均配有控制阀门，出水的分路端也配有控制阀门，以控制各路的水流量，进出水系统均定位在焊机的背面。进出水路具有五组进出水口，分别用于焊接变压器1组（２进２出）、上下电臂１组（１进１出），上下电极２组（２进２出），焊接控制器１组（１进１出）。

11.7点焊机常用电极材料及电极构造：

11.7.1导电性、导热性要高；

11.7.2~°c时的高温硬度要高；

11.7.3具有一定的抗高温氧化能力；

表ＡＣ—２电极合金的成分和主要性能