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对接

闪光对接

预压阶段

1.5电阻焊焊接循环由四个基本阶段组成焊接阶段

锻压阶段

休止阶段

1.6电阻焊设备

是指采用电阻加热的原理进行焊接操作的一种设备，它主要由以下部分组成：

1焊接回路：

以阻焊变压器为中心，包括二次回路和工件。

2机械装置：

由机架、夹持、加压及传动机构组成。

3气路系统：

以气缸为中心，包括气体、控制等部分

4冷却系统：

冷却二次回路和工件，保证焊机正常工作。

5控制部分：

按要求接通电源，并能控制焊接循环的各段时间及调整焊接电流等（上面有编程器接口，接入编程器后可对该焊机的预压时间、焊接时间、焊接电流、维持时间、休止时间、预热时间、冷却时间等参数进行设置）。

常见的手工点焊焊钳有X型、C型及特制型等，X型、C型结构示意图如下：

注：

X型焊钳主要用来焊接水平或基本处于水平位置的工件；

C型焊钳主要用来焊接垂直或近似垂直位置的工件；

而特制焊钳主要用来焊接有特殊位置或尺寸要求的工件。

1.7电阻点焊操作注意事项：

1焊接过程中，在电极与工件接触时，尽量使电极与工件接触点所在的平面保持垂直。

（不垂直会使电极端面与工件的接触面积减小，通过接触面的电流密度就会增大，导致烧穿、熔核直径减小、飞溅增大等焊接缺陷。

）

2焊接过程中，应避免焊钳与工件接触，以免两极电极短路。

3电极头表面应保证无其它粘接杂物，发现电极头磨损严重或端部出现凹坑，必须立即更换。

（因为随着点焊的进行，电极端面逐渐墩粗，通过电极端面输入焊点区域的电流密度逐渐减小，熔核直径减小。

当熔核直径小于标准规定的最小值，则产生弱焊或虚焊。

一般每打400∽450个焊点需用平锉修磨电极帽一次，每个电极帽在修磨9∽10次后需更换。

4定期检查气路、水路系统，不允许有堵塞和泄露现象。

5定期检查通水电缆，若发现部分导线折断，应及时更换。

（尽量将主缆与分缆捆扎在一起，避免主缆受气压频繁振动折断导线，折断的导线会堵塞冷却通道而导致焊枪上的热量不能被循环水带走而烧坏焊枪。

6停止使用时应将冷却水排放干净。

（主要指在寒冬季节，冷却水易结冰而胀坏冷却系统。

1.8电阻焊的优缺点

电阻焊的优缺点（表1）

优点

缺点

优质

尚缺乏可靠的无损检测方法

高效

设备投资大

低耗

对焊件结构及尺寸有要求

易操作

接头力学性能较对接接头低

1.9点焊质量的一般要求

外观要求：

要求表面压痕浅而平滑，呈均匀过渡，无明显凸肩或局部挤压的表面鼓包；

外表面没有明显的环状或径向裂纹，也无熔化、烧伤或粘附的铜合金。

内部要求：

焊核形状规则、均匀、无超标的裂纹或缩孔等内部缺陷，以及热影响区组织和力学性能不发生明显变化等。

影响接头强度的焊点尺寸主要有：

焊核直径dL、焊透率A、压痕深度C，其中焊核直径dL是主要影响因素。

三者之间的关系如下：

A=h/（δ-C）;

dL≥3.5δ1/2;

C≤（15∽20%）δ，A一般在20%∽80%之间选取，40%为宜。

对于低碳钢dL=（5∽6）δ1/2

其中：

h:

单板熔核高度；

δ：

板厚

板厚δ、熔核直径dL、焊点直径dp三者关系见下表

最小板厚

（δ/mm）

最小熔核直径（dLmin/mm）

最小焊点直径

（dpmin/mm）

0.5

2.5

2.9

0.6

2.7

3.1

0.7

3.3

0.8

3.6

0.9

3.8

1.0

3.5

4.0

1.25

3.9

4.5

1.5

4.3

4.9

1.75

4.6

5.3

2.0

5.0

5.7

2.25

6.0

5.5

6.4

2.75

5.8

6.7

3.0

6.1

7.0

6.5

7.5

8.0

低碳钢板厚（按较小板厚计算）与最小熔核直径、焊点直径关系表

1.10点焊基本工艺参数：

焊接电流I、焊接时间t、电极压力Fw、电极端面直径ddj

一般dL=（0.8∽1.4）ddj，对于低碳钢，一般采用直锥形平面电极，电极端面直径按

ddj=2δ+3选取，当电极工作表面直径因磨损而超过规定值的15∽20%时应修磨或更换。

对于镀锌钢板，由于镀锌层的存在，电流密度减小，电流场分布不稳定。

增大焊接电流，易促进电极工作端面Cu-Zn合金的生成，加速了电极粘损和镀锌层的破坏，同时，低熔点的镀锌层使熔核在结晶过程中产生裂纹和气孔，因此，镀锌钢板合适的点焊规范范围窄，接头强度波动大，焊接性较差，一般选择CrZrCu合金电极或镶钨复合电极。

调整焊接工艺参数时，一般要结合以下因素综合考虑：

1材料方面

a材料属性：

弄清是低碳钢、低合金钢还是别的什么钢；

b钢板的热处理状态：

对于低碳钢，弄清是冷轧钢（钢板轧制后经细晶处理）还是热轧钢（轧制后未经细晶处理而只经酸洗、平整处理）。

2板厚情况

3焊件的表面情况：

如洁净状况、平整度、有无镀层等。

4装配情况：

间隙大小即板间的贴合情况

5设计要求：

如最小熔核直径要求

6分流因素：

考虑点距、焊接顺序、焊件表面状况、工件装配紧密情况等因素引起的分流。

对于冷轧低碳钢，结合工况，一般只需调整以下焊接参数：

预压时间、焊接时间、焊接电流、维持时间、休止时间等。

对于两层或两层以上不同板厚的焊接，如δ1+δ2（两层）、δ1+δ2+δ3（三层）结构，设置焊接参数时，两层时按较小板厚考虑，三层按中间板厚考虑。

当δ<

2mm时，宜采用硬规范；

当δ≥2mm时，建议选用中等规范。

如δ2+δ2.5可按以下参数设置：

预压时间（30cyc）、焊接时间（12cyc）、焊接电流（10000A）、维持时间（11cyc）、休止时间（10cyc）；

当δ≥3mm时，需考虑设置锻压压力及锻压时间。

1.11工艺参数对焊点质量的影响

（增大）飞溅、过烧、烧穿、粘电极、电极消耗加快等。

焊接电流

（减小）虚焊、弱焊等。

：

过烧、烧穿、粘电极、电极消耗加快等。

焊接时间

虚焊、弱焊等。

工作时间延长。

预压时间

飞溅、过烧、烧穿、损坏电极等。

电极压力

飞溅、过烧、烧穿、粘电极、电极消耗加快等。

电极直径

飞溅、过烧、烧穿、电极消耗加快等。

（过多）：

电极寿命降低。

修磨次数

（过少）：

电极直径不合要求易产生虚焊、弱焊。

1.12不同规格低碳钢软（C类）硬（A、B类）规范参考值（见表2）

板厚δ/mm

电极头端面直径ddj/mm

低碳钢点焊规范

A类规范

B类规范

C类规范

I/A

t/s

FW/N

0.4

3.2

5200

0.08

1150

4500

0.16

750

3500

0.34

400

4.8

6000

0.10

1350

5000

0.18

900

4000

0.40

450

6600

0.12

1500

5500

0.22

1000

4300

0.44

500

7800

0.14

1900

6500

0.26

1250

0.50

600

8800

2250

7200

5600

0.60

1.2

9800

0.20

2700

7700

0.38

1750

6100

0.66

850

1.6

11500

3600

9100

2400

7000

0.86

1.8

12500

0.28

4100

9700

0.54

2750

7500

0.96

1300

13300

4700

10300

3000

8000

1.06

2.3

15000

5800

11300

0.74

3700

8600

1.28

1800

9.5

17400

8200

12900

10000

1.74

2600

表2：

低碳钢电阻点焊焊接规范参数参考表

1.13常见点焊焊接质量问题

点焊焊接质量包括表面质量和内在质量。

表面质量指的是外观质量；

内在质量主要针对焊点的强度而言。

外观质量问题：

焊点压痕过深及表面过热，表面局部烧穿、溢出、

白车身电阻点焊表面飞溅，焊点表面径向或环形裂纹，焊点表面粘损，焊点表面发

黑、包覆层破坏，接头边缘压溃或开裂，焊点脱开等。

内在质量问题：

未焊透或熔核尺寸小，焊透率过大，裂纹、缩松、

缩孔，核心偏移，内部飞溅，气孔，熔核宏观偏析，脆性接头等。

1.14点焊接头焊接缺陷产生的原因及改进措施（见表3）

名称

质量问题

产生的可能原因

改进措施

熔核尺寸缺陷

未熔透或熔核尺寸小

电流小，通电时间短，电极压力过大

调整规范

电极接触面积过大

修整电极

表面清理不良

清理表面

焊透率过大

电流过大，通电时间过长，电极压力不足等。

电极冷却条件差

加强冷却，使用导热好的电极材料。

外部缺陷

焊点压痕过深及表面过热

电极接触面积过小

电流过大，通电时间过长，电极压力不足

加强冷却

表面局部烧穿、溢出、表面飞溅

电极修整得太尖锐

电极或焊件表面有异物

电极压力不足或电极与焊件虚接触

提高电极压力，调整行程

焊点表面径向裂纹

电极压力不足，锻压压力不足或加得不及时

电极冷却作用差

焊点表面环形裂纹

焊接时间过长

焊点表面粘损

电极材料选择不当

调换合适电极材料

电极端面倾斜

焊点表面发黑，包覆层破坏

电极、焊件表面清理不良

电流过大，焊接时间过长，电极压力不足

接头边缘压溃或开裂

边距过小

改进接头设计

大量飞溅

电极未对中

调整电极同轴度

焊点脱开

焊件刚性大而又装配不良

调整板件间隙，注意装配：

内部缺陷

裂纹、缩松、缩孔

焊接时间过长，电极压力不足，锻压力加得不及时

熔核及近缝区淬硬

选用合适的焊接规范

清理表面，增大电极压力

核心偏移

热场分布对贴合面不对称

调整热平衡（不等电极端面、不同电极材料、改为凸焊等）

结合线伸入

表面氧化膜清除不净

高熔点氧化膜应严格清除并防止焊前的再氧化

板缝间有金属溢出

电流过大，电极压力不足

板间有异物或贴合不紧密

清理表面、提高压力或用调幅电流波形

边距过小

脆性接头

采用合适的焊接循环

熔核成分宏观偏析

焊接时间短

环形层状花纹

气孔

表面有异物（镀层、锈等）

表3：

点焊接头焊接缺陷产生的原因及改进措施

1.15点焊接头焊接检验

1．目检

尽可能无喷溅和深的压痕深度，电极压痕应干净、均匀，尽可能不歪斜。

2．检验要求合格点数

a.要求合格点数以及合格点顺序

b.单点合格检验

楔形检验：

楔形检验应由成品检查进行，在评价为不合格时，试验必须重复并进行静态剪切拉伸检验

1破坏性楔形检验：

用一相应的凿在焊接件焊点之间推进直到试样破坏为止

合格：

焊点从基体金属上撕开

不合格：

焊接件相互碎短，焊点不撕开。

（冷焊）

2非破坏性楔形检验：

使用一种特殊的扁平凿子，其尺寸与构件相一致，相应的凿子应全部楔入焊点之间。

连接能经受住检验负载

连接破坏

c．静态拉伸检验

1剪切拉伸检验须根据可能在所有受力焊点连接时进行。

2力的作用应与实际情况相对应，因此在必要时要求借助辅助设备。

3如果该应力不能如实反应，可选择下图进行测试

拉伸速度不允许超过5mm/min.，如果只强调剪切拉应力，则允许拉伸速度达到Max:

10mm/min.

达到最低剪切拉伸力Fsmin.⑴合格

焊点从基体金属撕开。

达到最低剪切拉伸力Fsmin.

⑵有条件合格（工艺应改进）碎断在焊点处以剪切断裂出现，碎断表面无可见裂纹。

可见有单个小孔（小孔直径总和<

20%断裂表面直径）

小于最低剪切拉伸力Fsmin.

⑶不合格小孔直径总和>

在进行U形拉伸试验时对应于每个变形能力应达到30%~90%的最低剪切拉伸力Fsmin.

d.金相检验

从中部剖切并制作试样，用2%HNO3-C2H5OH溶液腐蚀使之清晰可辨（见下图）。

电阻点焊焊点剖断面示意图

熔核直径合格

⑴合格组织中无气孔、裂纹、“烧伤”

熔核直径合格

⑵有条件合格（工艺应改进）小孔直径总和<

20%熔核直径，组织中无裂纹、“烧伤”。

熔核直径合格，小孔直径总和>

20%熔核直径，有焊接裂纹、“烧伤”

⑶焊接不合格熔核直径太小。

二．熔化焊

2.1CO2气体保护焊

过电极放电形成电弧对工件加热，填充材料一般作为正极

2.1.1CO2气体保护焊特点电弧周围使用CO2气体作保护

CO2气体保护焊焊接设备示意图

CO2气体保护焊的优缺点（表1）

生产效率高

怕风*

成本低

弧光及热辐射强

抗锈能力强

气孔倾向

能耗低

飞溅不可避免

易于实现机械化和自动化

产生有害气体

*实验测定：

在风速2m/s以上时焊接，其焊缝经X射线探伤，气孔超标。

风速越大，气孔发生量越多。

为防止风速过大对气体保护效果的破坏，可采用挡风板等防风措施，同时也可缩短喷嘴与母材间的距离，或适当增加气体流量，以保持良好的气体保护效果。

2.1.2CO2气体保护焊基本冶金原理

1．CO2气体保护焊焊丝（实芯镀铜焊丝）牌号：

H08Mn2SiA,其意义如下：

H08Mn2SiA

①②③④⑤

①H表示焊丝

②表示焊丝的含碳量低于0.08%

③表示焊丝中锰（Mn）的含量为1∽2%

④表示焊丝中硅（Si）的含量为1%左右

⑤A表示优质焊丝

焊丝中的硅、锰元素主要是用来脱氧的。

2．主要冶金反应

高温（一般熔池温度大于1000℃，电弧温度大于4000℃。

）下：

CO2=CO+【O】

（1）

Fe+【O】=FeO

（2）

Si+2【O】=SiO2（3）

Mn+【O】=MnO（3）

2Si+FeO=Fe+SiO2（3）

Mn+FeO=Fe+MnO（3）

C+FeO=Fe+CO（4）

说明：

（1）为活性氧；

（2）FeO是一种脆性物质，不能留在焊缝中，必须经硅、锰联合脱氧（见后两个化学方程式）；

（3）中（SiO2+MnO）混合物密度及熔点均比铁水低，最后浮在熔池的表面，带有结晶水（SiO2·

MnO·

H2O），形似玻璃且不导电，俗称水玻璃。

（4）中C来自熔融状态的钢中，该式中生成的CO凝聚成气泡，若残留于焊缝便形成气孔。

2.1.3CO2气体保护焊焊接工艺参数

CO2气体保护焊主要焊接工艺参数：

电源极性、焊丝直径、焊接电流、电弧电压、气体流量、焊接速度、焊丝干伸长度、焊接回路电感等。

电源极性：

CO2气体保护焊一般采用直流反接法（DCRP）：

焊件接负极，焊丝接正极。

焊丝直径：

焊丝直径有ф0.8、ф0.9、ф1.0、ф1.2、ф1.4、ф1.6等等，公司常用的焊丝主要是ф0.8、ф1.0、ф1.2的镀铜实芯焊丝。

电弧电压：

CO2气体保护焊中，选择电弧电压最为重要。

在一定的焊丝直径及焊接电流（送丝速度）下，电弧电压过低，电弧引燃困难，焊接过程不稳定；

电弧电压过高，则由短路过渡转变成大颗粒的长弧过渡焊接过程也不稳定，只有电弧电压与焊接电流匹配得较合适时，才能获得稳定的焊接过程，并且飞溅小，焊缝成型好。

焊接电流：

在焊接电流小于250A时为短路过渡，电弧电压按U=（0.04I+16）±

2取；

在焊接电流大于250A时为颗粒过渡，电弧电压按U=（0.04I+20）±

2取。

焊接电流与焊接电压匹配的经验公式：

当I=100A时，U=19V。

I每增加20A，U增加1V。

如I=200A，U=19+（200-100）*1/20=24（V）

气体流量：

应根据焊接电流、焊接速度、焊丝伸出长度及喷嘴直径等来选择，细丝小规范短路过渡焊接时，气流量通常为（5∽15）L/min.中等规范时大约为20L/min.

焊接速度：

焊接速度增大，焊缝宽度降低，焊缝余高及熔深也有一定减少。

焊接速度过快，会引起咬边；

焊接速度过慢，易产生烧穿和焊缝组织粗大等缺陷。

焊丝干伸长度：

是指焊丝从导电嘴端部到工件的长度。

焊丝干伸长度太长，气体保护效果差，中间焊丝被加热变红，挺度下降，焊丝爆断以致飞溅增大；

焊丝干伸长度太短，熔池不易观察，焊接飞溅易堵住喷嘴，导致气体不流畅，而且焊丝易回烧，烧坏导电嘴。

焊丝干伸长度一般按焊丝直径的10∽15（K值）倍取，即L=（10∽15）ф。

细焊丝（如ф0.8）选的K值偏大些，反之，则选的K值偏小些。

但一般不宜超过15mm（ф≤1.2mm的情况下）。

二次回路电感：

焊接直径较小时要求焊接回路电感较小，而焊接直径较大时要求焊接回路电感较大。

2.1.4常见CO2焊接操作方法及其特点

左、右焊法焊接特点

左焊法

右焊法

熔深浅

熔深较深

焊宽较宽

焊宽较窄

余高较低

余高较高

焊道匀称

较难得到匀称的焊道

飞溅较大

飞溅较小

易见焊接线

焊接线不易观察到

电弧对焊道有预热作用

电弧对焊道基本没有预热作用

适宜于薄板焊接或

中厚板打底及盖面焊接

适宜于中厚板除打底

及盖面外的多层多道焊接

在焊缝尺寸不大的情况下，一般采用直线运条。

直线运条的操作，要求运条速度尽可能均匀，同时喷嘴距母材间的距离也要保持稳定。

因喷嘴与母材间距离产生波动，焊丝伸出长度就会发生变化，焊丝熔化速度就快慢不一，焊缝外观就高低不平。

除此以外，电弧燃烧点要始终保持在熔池前端，若电弧燃烧点保持在熔池后端，液态金属容易向前流淌而造成熔深不良。

见下图：

2.1.5常见CO2气体保护焊焊接接头型式

对接接头焊缝示意图

角接接头示意图

2.1.6焊接电流、电弧电压、焊接速度的变化对焊缝余高、焊缝宽度、熔深的影响（见表）

大小

（电弧电压、焊接速度一定）

熔深减小

余高减小

焊宽减小

低高

（焊接电流、焊接速度一定）

焊宽增大

快慢

（焊接电流、电弧电压一定）

熔深增大

余高增大

2.1.7CO2气体保护焊焊接质量问题

CO2气体保护焊焊接质量包括表面质量和内在质量。

内在质量主要针对焊缝的强度而言。

外观质量问题：

飞溅、错焊、虚焊、弱焊、漏焊、过烧、焊瘤、弧坑等。

内在质量问题：

焊缝短、焊缝窄、焊偏、未焊透、裂纹、气孔、咬边、焊穿

2.1.8CO2气体保护焊常见缺陷的产生原因及预防措施（见下表）

缺陷名称

产生原因

预防措施

1.保护气流受阻，不送气

2.保护气体中有空气混入

3.由于强风，保护效果不好

4.CO2气体含水量过多

5.焊接部位及焊丝沾有油污

6.电弧过长

7.喷嘴口径太小或过多飞溅堵塞喷嘴

1.检查气源及调压器

2.检查气路连接点是否拧紧，气管是否破裂

3.在风速2m/s以上时，设置挡风板

4.使用纯度符合要求的CO2气体或经提纯处理

5.清洁焊接部位及焊丝表面，检查送丝转动部位是否有油污

6.调整电压

7.更换大口径喷嘴及清洁喷嘴内飞溅

裂纹

1.电流过大，而电压过低

2.焊接速度过快

3.母材中含碳量及合金元素含量高

4.气体严重不纯，含水量过高

5.收弧时弧坑未填满

1.调高电压

2.调慢焊接速度

3.预热

4.