電阻焊作為焊接工藝的一個分支,是各工業部門廣泛應用的加工、裝配方法。特別是在不銹鋼使用日益增多的情況下,電阻焊在不銹鋼日用小五金、不銹鋼炊具、不銹鋼廚具和不銹鋼車輛加工制造中得到廣泛應用,但介紹電阻焊的相關書籍卻較少,在此將作較為詳細的介紹。
1. 電阻焊的特點
電阻焊是指焊件組合后通過電極施加壓力,利用流通過接頭的接觸面及鄰近區域產生的電阻熱進行焊接的方法,所以又稱接觸焊。電阻焊過程的物理本質是利用焊接區金屬本身的電阻熱和大量塑性變形能量,使兩個分離表面的金屬原子之間接近到晶格距離,形成金屬鍵,在結合面上產生足夠量的共同晶粒而得到焊點、焊縫或對接接頭。因此,適當的熱-機械力作用是獲得電阻焊優質接頭的基本條件。
電阻焊與其他焊接方法相比,具有機械化、自動化程度高,生產率高,無需填加焊接材料,輔助工序少,勞動條件好,接頭質量高,焊接變形小等優點。但是,電阻焊同時還具有接頭質量無損檢驗較為困難,電阻焊設備較復雜、耗電量大、一次性設備投資大等特點。
2. 電阻焊的基本方法
電阻焊的種類很多,在工業上廣泛采用的基本方法有點焊[見圖6-19(a)]、縫焊[見圖6-19(b)]、對焊[見圖6-19(c)]三種,其他還有凸焊、對接縫焊等。
3. 電阻焊的熱源及特點
①. 電阻焊的熱源
電阻焊的熱源是電阻熱。當焊接電流通過兩電板間的金屬區城--焊接區時,由于焊接區具有電阻(見圖6-20)。所以會析熱,并在焊件內部形成熱源--內部熱源。
實際上,焊接電流和焊接區電阻在焊接過程中是不斷變化的,它們都是時間的函數。
由于焊接區電阻很小,同時為了提高生產率,減少熱量損失,通電時間也很短(一般為0.01s至幾秒),所以欲獲得足夠的熱量,必須使用幾千至幾萬安培的焊接電流(電壓僅2~10V)。
圖6-20是焊接區示意圖和等效電路圖。
②. 電阻焊熱源的特點
電阻焊熱源產生于焊件內部,與熔化焊的外部熱源(電弧、氣體火焰等)相比,對焊接區的加熱更為迅速、集中。
內部熱使整個焊接區發熱,為獲得合理的溫度分布(例如,點焊時應使焊件貼合面處溫度高,而表面溫度低),散熱作用在電阻焊的加熱中具有重要意義。在點焊、對焊中,主要依靠內部水冷的銅合金電極對焊接區的急冷作用來實現;在縫焊時,為進一步提高散熱效果,還需用冷卻水直接沖刷焊接區。
電阻焊的加熱過程與金屬材料的熱物理性質(導電性、導熱性)關系密切。一般來說,導電性、導熱性良好的金屬材料(鋁、銅合金等),由于析熱少而散熱快,其焊接性較差;而導電性、導熱性較差的金屬材料(低碳鋼等)則易于焊接,所以不銹鋼,特別是奧氏體不銹鋼更易于電阻焊。