通過電極給焊件施加壓力,同時利用各種能源在焊件接觸點加熱而進行焊接的方法。其特點是生產率高,容易實現機械化和自動化,但所需焊機複雜且功率大,主要用於大批量生產。可按接頭形式和不同能源分類。

圖1 電阻焊的四種焊接形式示意圖

  按接頭形式分類,有點焊、凸焊、縫焊、對焊。

  按不同能源分類:電阻焊,又稱接觸焊,是最常用的一種;超聲波焊,主要用於點焊接頭;摩擦焊,隻用於圓棒或圓管的對焊;旋轉電弧焊,隻用於圓管對焊;高頻焊,隻用於鋼管直縫的對焊等。

  電阻焊 利用電流通過工件接觸點產生的電阻熱進行焊接。有4種接頭形式,常用於焊接鋼鐵材料(圖1)。

  ①點焊。將工件搭接在上、下兩個電極之間並壓緊,通電後工件局部熔化,冷卻後凝固形成焊點(圖1a)。焊點直徑通常為單個工件厚度的2倍再加3毫米,焊點高度為工件總厚度的30%~70%。焊點的數目根據接頭所需要的強度選擇。點焊常用於飛機、汽車、板殼等薄壁構件的連接,也可用於鋼筋、棒材或金屬絲網的交叉連接。點焊工件的最大厚度:低碳鋼為3毫米,鋼筋和棒材直徑可達25毫米。單點焊的生產率每分鐘可達100點。大量生產中可采用專用的多點焊機。

  ②凸焊。將被焊工件之一在焊前沖壓出凸點或凸環,用平板電極焊接。焊接過程與點焊相同。焊時凸點被壓平,形成接頭(圖1b)。凸焊適用於大量生產或焊接板厚相差較大的工件,如飛機的孔蓋、加強板、晶體管的管殼等。

  ③縫焊。又稱滾焊,采用旋轉的圓盤形電極,它能加壓、通電並帶動工件前進,形成一連串的焊點(圖1c)。焊接電流可以是連續或斷續的。主要用於直線、環狀或圓形焊縫的焊接,如油箱、氣瓶、殼體的安裝邊等,板厚一般在2毫米以下。焊接速度約為0.5~3米/分。

  ④對焊。電極將工件分別夾緊後,通電把兩個工件的接觸面加熱並加壓而對接焊合(圖1d)。它包括閃光對焊和電阻對焊。閃光對焊是將兩工件分別接上電源兩極,使接觸面移近直至接觸,局部點接觸產生的電阻熱使金屬強烈加熱而燒化,並以火花形式從接口中射出,當加熱到一定程度時,迅速施加壓力頂鍛而完成焊接。閃光時可將熔化的金屬、渣和氧化物從接口中擠出,故工件不需焊前仔細清理。但焊後要清除毛刺。廣泛用於焊接鋼軌、鏈條、刀具、輪箍等工件。電阻對焊是事先將工件接觸面壓緊,再通電加熱到熱塑性狀態時,迅速施加頂鍛力完成焊接。接頭無毛刺,但焊前要仔細清理端面。僅適用於小截面軸類(如直徑小於20毫米)或管子的對焊。

  電阻焊機由電源、電極及其加壓機構、控制系統組成。電極用高強度銅合金制成,內部(或外部)通水冷卻。加壓方式可用手動、氣壓或液壓。控制系統復雜程度依焊接質量要求而定。采用電子或微機控制時,能自動精確控制整個焊接過程。焊接電源為低電壓、大電流、達幾百千伏安的變壓器。

  超聲波焊 利用超聲波的高頻振蕩能對工件接頭進行局部加熱和表面清理,然後施加壓力實現焊接(圖2)。振蕩頻率常為16~80千赫,輸入功率最大約幾千瓦。可焊同種或異種金屬,還可焊接塑料等非金屬。廣泛用於電子器件、熱電偶的焊接等。

圖2 超聲波焊示意圖

  摩擦焊 利用一個工件高速旋轉,另一工件不斷送進,使端面接觸而摩擦生熱達到熱塑性狀態,然後迅速制動、頂鍛,實現焊接。廣泛用於鍋爐管道、閥門、刀具、石油鉆桿等工件的焊接。焊接斷面可達7 000平方毫米。

  

推薦書目

 中國機械工程學會焊接學會. 焊接手冊. 第1卷: 焊接方法及設備. 2版. 北京: 機械工業出版社, 2001.