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激光點焊機原理

发布时间:2011-11-10 | 来源:星鴻藝激光焊接运营部 | 分享:


焊件組合後通過電極施加壓力,利用電流通過接頭的接觸面及鄰近區域産生的電阻熱進行焊接的方法稱爲電阻焊。電阻焊具有生産效率高、低成本、節省材料、易于自動化等特點,因此廣泛應用于航空、航天、能源、電子、汽車、輕工等各工業部門,是重要的焊接工藝之一。
一、焊接熱的産出及影響因素
點焊時産生的熱量由下式決定:Q=IIRt(J)————(1)
式中:Q——産生的熱量(J)、I——焊接電流(A)、R——電極間電阻(歐姆)、t——焊接時間(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)如圖.
當工件和電極一定時,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電性差(如不鏽鋼)電阻率低的金屬其導電性好(如鋁合金)。因此,點焊不鏽鋼時産熱易而散熱難,點焊鋁合金時産熱難而散熱易.點焊時,前者可用較小電流(幾千安培),而後者就必須用很大電流(幾萬安培)。電阻率不僅取決與金屬種類,還與金屬的熱處理狀態、加工方式及溫度有關。
接觸電阻存在的時間是短暫,一般存在于焊接初期,由兩方面原因形成:
1)工件和電極表面有高電阻系數的氧化物或髒物質層,會使電流遭到較大阻礙。過厚的氧化物和髒物質層甚至會使電流不能導通。
2)在表面十分潔淨的條件下,由于表面的微
觀不平度,使工件只能在粗糙表面的局部形成接觸點。在接觸點處形成電流線的收攏。由于電流通路的縮小而增加了接觸處的電阻。
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,電流對産熱的影響比電阻和時間兩者都大。因此,在焊接過程中,它是一個必須嚴格控制的參數。引起電流變化的主要原因是電網電壓波動和交流焊機次級回路阻抗變化。阻抗變化是因爲回路的幾何形狀變化或因在次級回路中引入不同量的磁性金屬。對于直流焊機,次級回路阻抗變化,對電流無明顯影響。
3.焊接時間的影響
爲了保證熔核尺寸和焊點強度,焊接時間與焊接電流在一定範圍內可以相互補充。爲了獲得一定強度的焊點,可以采用大電流和短時間(強條件,又稱硬規範),也可采用小電流和長時間(弱條件,也稱軟規範)。選用硬規範還是軟規範,取決于金屬的性能、厚度和所用焊機的功率。對于不同性能和厚度的金屬所需的電流和時間,都有一個上下限,使用時以此爲准。
4.電極壓力的影響
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,增大焊接电流。
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熱性關系著熱量的産生和散失,因此,電極的形狀和pvc地板材料對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,焊點強度將降低。
6.工件表面狀況的影響
工件表面的氧化物、汙垢、油和其他雜質增大了接觸電阻。過厚的氧化物層甚至會使電流不能通過。局部的導通,由于電流密度過大,則會産生飛濺和表面燒損。氧化物層的存在還會影響各個焊點加熱的不均勻性,引起焊接質量波動。因此徹底清理工件表面是保證獲得優質接頭的必要條件。

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