1、点焊热的计算方法焊件组合后通过电极施加压力，利用 电流通过接头的接触面及 邻近区域产生的电阻热进行焊接的方法称为电阻焊。 电阻焊具有生产效率高、低成本、节省材料、易于自动化等特点，因此广泛应用于航空、航天、能源、 电子、汽 车、轻工等各工业部门，是重要的焊接工艺之一。一、焊接热的产出及影响因素点焊时产生的 热量由下式决定：Q=IIRt（J）（1）式中：Q 产生的热量（J）、 I焊接电流（A）、R 电极间电阻（欧姆）、 t焊接时间（s ）1.电阻 R 及影响 R 的因素电极间电阻包括工件本身电阻 Rw，两工件 间接触电阻 Rc，电极与工件间接触电阻 Rew.即 R=2Rw+Rc+2Rew（2）当
2、工件和电 极一定时，工件的 电阻取决与它的电阻率.因此，电阻率是被焊材料的重要性能.电阻率高的金属其导电性差（如不锈钢）电阻率低的金属其导电性好（如铝合金）。因此，点焊不锈钢时产热易而散热难，点 焊铝合金时产热难而散 热易.点焊时，前者可用 较小电流（几千安培），而后者就必须用很大 电流（几万安培）。 电阻率不 仅取决与金属种类，还与金属的热处理状态、加工方式及温度有关。接触电阻存在的时间是短暂，一般存在于 焊接初期，由两方面原因形成：1）工件和电 极表面有高电阻系数的氧化物或脏物质层，会使电流遭到较大阻碍。过厚的氧化物和脏物质层甚至会使电流不能导通。2）在表面十分 洁净的条件下，由于表面的微
3、 观不平度，使工件只能在粗糙表面的局部形成接触点。在接触点处形成电流 线的收拢。由于 电流通路的缩 小而增加了接触处的电阻。电极与工件 间的电阻 Rew 与 Rc 和 Rw 相比，由于 铜合金的电阻率和硬度一般比工件低，因此很小，对熔核形成的影响更小，我们较少考虑它的影响。2.焊接电流的影响从公式（1）可 见，电流对产热 的影响比电阻和时间两者都大。因此，在焊接过程中，它是一个必须严格控制的参数。引起 电流变化的主要原因是电 网电压波动和交流焊机次级回路阻抗变化。阻抗变化是因为回路的几何形状 变化或因在次 级回路中引入不同量的磁性金属。对于直流焊机，次级回路阻抗 变化， 对电流无明显影响。3.
4、焊接时间的影响为了保证熔核尺寸和焊点强度， 焊接时间与焊接电流在一定范 围内可以相互补充。为了获得一定强度的焊点，可以采用大 电流和短时间（强条件，又称硬规范），也可采用小电流和长时间（弱条件，也称软规范）。选用硬规范还是软规范，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 ，都有一个上下限，使用时以此为准。4.电极压力的影响电极压力对 两电极间总电阻 R 有明显的影响，随着电极压力的增大，R 显著减小，而焊接电流增大的幅度却不大，不能 影响因 R 减小引起的产热 减少。因此， 焊点强度总随着焊接压力增大而减小。解决的办法是在增大 焊接压力的同时，增大焊接
5、电流。5.电极形状及材料性能的影响由于电极的接触面积决定着电流密度， 电极材料的电阻率和 导热性关系着热量的产生和散失，因此，电极的形状和材料 对熔核的形成有显著影响。随着电极端头的变形和磨损，接触面积增大，焊点强度将降低。6.工件表面状况的影响工件表面的氧化物、 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。氧化物层的存在还会影响各个焊点加热的不均匀性，引起 焊接质量波动。因此彻底清理工件表面是保证获得优质接头的必要条件。二、热平衡及散热点焊时，产生的热量只有一小部分用于形成焊点， 较大部分因向 临近物质传导或辐射
6、而损失掉了，其热平衡方程式： Q=Q1+Q2（3）其中：Q1形成熔核的热量、Q2损失的热量有效热量 Q1 取决与金属的热物理性能及熔化金属量，而与所用的焊接条件无关。 Q1=10%-30%Q，导热性好的金属（铝、 铜合金等）取下限；电阻率高、导热性差的金属（不锈钢、高温合金等）取上限。损失热量 Q2 主要包括通过电极传导的热量（30%-50%Q）和通过工件传导的热量（20%Q 左右）。辐射到大气中的热量 5%左右。三、焊接循环点焊和凸焊的焊接循环由四个基本阶段（如图点焊过程）：1）预压阶段电极下降到电流接通阶段，确保 电极压紧 工件，使工件间有适当压力。2）焊接时间焊接电流通过工件， 产热形成
7、熔核。3）维持时间切断焊接电流， 电极压力继续维持至熔核凝固到足 够强度。4）休止时间电极开始提起到电极再次开始下降，开始下一个焊接循环。为了改善焊接接头的性能，有 时需要将下列各项中的一个或多个加于基本循 环：1）加大预压力以消除厚工件之间的间隙，使之 紧密贴合。2）用预热脉冲提高金属的塑性，使工件易于 紧密贴合、防止飞溅；凸焊时这样做可以使多个凸点在通电焊接前与平板均匀接触，以保 证各点加热的一致。3）加大锻压力以压实熔核，防止 产生裂纹或缩孔。4）用回火或缓冷脉冲消除合金钢的淬火组织，提高接 头 的力学性能，或在不加大锻压力的条件下，防止裂纹和缩孔。四、焊接电 流的种类和适用范 围1.交
8、流电 可以通过调幅使电流缓升、缓降，以达到 预热 和缓冷的目的， 这对于铝合金焊接十分有利。交流电还可以用于多脉冲点 焊，即用于两个或多个脉冲之间留有冷却时间，以控制加热速度。这种方法主要 应用于厚钢板的焊接。2.直流电 主要用于需要大电流的场合，由于直流焊机大都三相电源供电，避免单相供电时三相负载不平衡。五、金属电 阻焊时的焊接性下列各项是评定电阻焊焊接性的主要指标：1.材料的导电性和导热性 电阻率小而热导率大的金属需用大功率焊机，其焊接性较差。2.材料的高温强度 高温（0.5-0.7Tm）屈服强度大的金属，点焊时容易产生飞溅，缩孔，裂纹等缺陷，需要使用大的电极 压力。必要 时还需要断电后施加大的 锻压力，焊接性较差。3.材料的塑性温度范围 塑性温度范围较窄的金属（如铝合金），对焊接工艺参数的波动非常敏感，要求使用能精确控制工艺参数的焊机，并要求 电极的随 动性好。焊接性差。4.材料对热循环的敏感性 在焊接热循环的影响下，有淬火倾向的金属，易产生淬硬组织，冷裂纹；与易熔杂质易于形成低熔点的合金易产生热裂纹；经冷却作强化的金属易产生软化区。防止这些缺陷应该采取相 应的工艺措施。因此，热循环敏感性大的金属焊接性也较差
