黃建福

摘 要：本文主要介紹了點(diǎn)焊的基本原理及焊接熱的產(chǎn)生影響因素，常見的焊點(diǎn)缺陷檢驗(yàn)判定標(biāo)準(zhǔn)，在車身制造過(guò)程中點(diǎn)焊的質(zhì)量檢驗(yàn)方法及質(zhì)量控制，由于點(diǎn)焊是特殊過(guò)程，需要對(duì)點(diǎn)焊生產(chǎn)過(guò)程中的所有環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格管理、控制，以確保焊點(diǎn)質(zhì)量得到有效控制。

關(guān)鍵詞：電阻焊;車身制造;質(zhì)量控制

1 點(diǎn)焊的基本原理及焊接熱的產(chǎn)生影響因素

1.1 點(diǎn)焊的基本原理

電阻點(diǎn)焊是將被焊工件壓緊于兩電極之間，并通以電流，利用電流流經(jīng)工件接觸面及鄰近區(qū)域產(chǎn)生的電阻熱將其加熱到熔化或塑性狀態(tài)，使之形成金屬結(jié)合。點(diǎn)焊是一種高速、經(jīng)濟(jì)的連接方法，它適用于制造可以采用搭接接頭不要求氣密、厚度小于3mm的沖壓、軋制的薄板構(gòu)件，廣泛用于汽車車身等低碳鋼產(chǎn)品的焊接。

1.2 點(diǎn)焊的基本焊接循環(huán)，由四個(gè)基本階段組成：

1、預(yù)壓時(shí)間：為了確保在通電之前電極壓緊工件，使工件間有適當(dāng)?shù)膲毫Α?/p>

2、焊接時(shí)間：焊接電流通過(guò)工件并產(chǎn)生熔核的時(shí)間。

3、維持時(shí)間：電流切斷，電極壓力保持，使熔核凝固并冷卻至有足夠強(qiáng)度。

4、休止時(shí)間：由電極開始提起到電極再次壓緊下一個(gè)待焊點(diǎn)工件的時(shí)間。

為了改善的接頭性能，有時(shí)需要在基本循環(huán)外增加：

1. 加大預(yù)壓力以消除工件間間隙，使之緊密配合。

2. 用預(yù)熱脈沖提高金屬的塑性，使工件緊密貼合，防止飛濺。

3. 加大鍛壓力以壓實(shí)熔核，防止產(chǎn)生裂紋和縮孔。

4. 用回火或緩冷脈沖消除合金鋼的淬火組織，提高接頭的力學(xué)性能，或在不加大鍛壓力的條件下，防止裂紋和縮孔。

1.3 焊接熱的產(chǎn)出及影響因素

點(diǎn)焊時(shí)產(chǎn)生的熱量由下式?jīng)Q定：Q=IIRt（J）----（1）

式中：Q——產(chǎn)生的熱量（J）、I——焊接電流（A）、R——電極間電阻（歐姆）、t——焊接時(shí)間（s）

1.電阻R及影響R的因素

電極間電阻包括工件本身電阻Rw，兩工件間接觸電阻Rc，電極與工件間接觸電阻Rew.即R=2Rw+Rc+2Rew----（2）

當(dāng)工件和電極一定時(shí)，工件的電阻取決與它的電阻率.因此，電阻率是被焊材料的重要性能.電阻率高的金屬其導(dǎo)電性差（如不銹鋼）電阻率低的金屬其導(dǎo)電性好（如鋁合金）。因此，點(diǎn)焊不銹鋼時(shí)產(chǎn)熱易而散熱難，點(diǎn)焊鋁合金時(shí)產(chǎn)熱難而散熱易.點(diǎn)焊時(shí)，前者可用較小電流（幾千安培），而后者就必須用很大電流（幾萬(wàn)安培）。電阻率不僅取決與金屬種類，還與金屬的熱處理狀態(tài)、加工方式及溫度有關(guān)。

電極與工件間的電阻Rew與Rc和Rw相比，由于銅合金的電阻率和硬度一般比工件低，因此很小，對(duì)熔核形成的影響更小，我們較少考慮它的影響。

2.焊接電流的影響

從公式（1）可見，電流對(duì)產(chǎn)熱的影響比電阻和時(shí)間兩者都大。因此，在焊接過(guò)程中，它是一個(gè)必須嚴(yán)格控制的參數(shù)。

3.焊接時(shí)間的影響

為了保證熔核尺寸和焊點(diǎn)強(qiáng)度，焊接時(shí)間與焊接電流在一定范圍內(nèi)可以相互補(bǔ)充。為了獲得一定強(qiáng)度的焊點(diǎn)，可以采用大電流和短時(shí)間（強(qiáng)條件，又稱硬規(guī)范），也可采用小電流和長(zhǎng)時(shí)間（弱條件，也稱軟規(guī)范）。

電極壓力的影響

4.電極壓力對(duì)兩電極間總電阻R有明顯的影響，隨著電極壓力的增大，R顯著減小，而焊接電流增大的幅度卻不大，不能 影響因R減小引起的產(chǎn)熱減少。因此，焊點(diǎn)強(qiáng)度總隨著焊接壓力增大而減小。解決的辦法是在增大焊接壓力的同時(shí)，增大焊接電流。

5.電極形狀及材料性能的影響

由于電極的接觸面積決定著電流密度，電極材料的電阻率和導(dǎo)熱性關(guān)系著熱量的產(chǎn)生和散失，因此，電極的形狀和材料對(duì)熔核的形成有顯著影響。隨著電極端頭的變形和磨損，接觸面積增大，焊點(diǎn)強(qiáng)度將降低。

6.工件表面狀況的影響

工件表面的氧化物、污垢、油和其他雜質(zhì)增大了接觸電阻。過(guò)厚的氧化物層甚至?xí)闺娏鞑荒芡ㄟ^(guò)。局部的導(dǎo)通，由于電流密度過(guò)大，則會(huì)產(chǎn)生飛濺和表面燒損，因此徹底清理工件表面是保證獲得優(yōu)質(zhì)接頭的必要條件。

1.4 熱平衡及散熱

點(diǎn)焊時(shí)，產(chǎn)生的熱量只有一小部分用于形成焊點(diǎn)，較大部分因向臨近物質(zhì)傳導(dǎo)或輻射而損失掉了，其熱平衡方程式：Q=Q1+Q2——（3）其中：Q1——形成熔核的熱量、Q2——損失的熱量

有效熱量Q1取決與金屬的熱物理性能及熔化金屬量，而與所用的焊接條件無(wú)關(guān).Q1=10%-30%Q，導(dǎo)熱性好的金屬（鋁、銅合金等）取下限;電阻率高、導(dǎo)熱性差的金屬（不銹鋼、高溫合金等）取上限.損失熱量Q2主要包括通過(guò)電極傳導(dǎo)的熱量（30%-50%Q）和通過(guò)工件傳導(dǎo)的熱量（20%Q左右）.輻射到大氣中的熱量5%左右.

2 常見的點(diǎn)焊缺陷判定標(biāo)準(zhǔn)

2.1 虛焊

通過(guò)鑿子、探測(cè)或破壞試驗(yàn)沒(méi)發(fā)現(xiàn)在焊接區(qū)形成焊接扣或焊接區(qū)截面無(wú)熔核形成稱為虛焊，虛焊為不合格焊點(diǎn)。

2.2 焊點(diǎn)寸

焊點(diǎn)尺寸D：垂直兩方向直徑的平均值。合格焊點(diǎn)應(yīng)滿足：dmin 為最小焊點(diǎn)尺寸，它的取值見右表（圖1），計(jì)算公式為：

t為主導(dǎo)板厚，兩層或兩層板搭接主導(dǎo)板厚的確定如下：

⑴兩層板搭接：選薄的板厚;

⑵三層不同板厚的搭接：選第二薄的板厚;

⑶兩件或兩件以上板厚相同的兩層或三層板的搭接：選其中相同厚度的板厚。當(dāng)焊點(diǎn)尺寸小于最小焊點(diǎn)尺寸時(shí)，判斷焊點(diǎn)熔核偏小，該焊點(diǎn)為不合格焊點(diǎn)。

2.3 焊接裂紋

有焊接裂紋的焊點(diǎn)為不合格焊點(diǎn)。

2.4 邊緣焊點(diǎn)（如圖2）

由電極壓痕產(chǎn)生的點(diǎn)焊印不能完全被零件邊包容的焊點(diǎn)為不合格焊點(diǎn)。（見圖示E和F）A-B標(biāo)準(zhǔn)焊點(diǎn);C-D剪切變焊點(diǎn);E-F邊緣點(diǎn)