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精密焊接的基礎(chǔ)知識(shí)
2017-11-10使用金屬材料制作零件的場合，有許多時(shí)候都需要將材料切斷成規(guī)定的尺寸，再將其連接起來。
連接材料的方法有利用鉚釘進(jìn)行機(jī)械連接和利用焊接進(jìn)行冶金連接以及利用超聲波進(jìn)行物理連接。電阻點(diǎn)焊是利用冶金的方法將金屬材料高效率地經(jīng)濟(jì)地連接起來的一種方法。因此在產(chǎn)業(yè)界被廣泛地使用。
我們將精密小型工件的電阻焊接稱之為精密電阻點(diǎn)焊。
米亞基公司源源不斷地開發(fā)出各種超小型、可高密度安裝化的新型精密電阻點(diǎn)焊機(jī)，取代了以往的錫焊、鉚接等金屬連接工藝。
精密電阻點(diǎn)焊機(jī)是最適合用于小型的、性能要求高的電子部品，以及精密機(jī)械工業(yè)中的小型部品的組裝。
電阻焊接的原理
利用焦耳熱進(jìn)行焊接
Q=0.24I2Rt=0.24IEt(cal)…①
公式①如下圖所示，工件在上下電極間被加壓，通電，進(jìn)行電阻焊接。
焊接部的電阻為R（Ω），焊接電流為I(A)，通電時(shí)間為t(sec）時(shí)，根據(jù)公式①焊接部發(fā)熱。因此焊接部的溫度上升，產(chǎn)生熔融。
圖1
二、電阻點(diǎn)焊的5大要素
1、電流
2、時(shí)間
3、加壓力
4、電流密度（電極先端直徑）
5、電極材料
上述要素與發(fā)熱量Q及發(fā)熱位置有關(guān)系，也就是說點(diǎn)焊時(shí)影響焊接效果的因素有：電流I、通電時(shí)間t、接觸電阻R、電流密度（電極先端）和電極材料。接觸電阻R隨著加壓力的增大而降低。以上要素被稱為電阻點(diǎn)焊的五大要素。
接觸電阻
工件表面生成的氧化薄層引起的電阻（表皮電阻）和由于電流的流通截面引起的電阻（集中電阻)。
圖2
上圖中，R2,R4……材料自身的電阻；R3……上下工件之間的電阻；R1,R5，……電極與工件之間的電阻。接觸電阻是指R1、R3、R5。
三、電極的作用
1．導(dǎo)通大電流。
2．施加壓力。
3．提高焊接點(diǎn)的冷卻效果。
4．穩(wěn)定電流密度。
電極具有以上的作用，這里解釋一下與品質(zhì)管理有關(guān)的電流密度。
電流密度是指單位橫截面中的電流值。如果將電流密度一直保持穩(wěn)定，就能防止焊接不良。由于要導(dǎo)通大電流（電極作用1)，電極頂端會(huì)發(fā)熱；又由于要加壓會(huì)使電極頂端變寬，電流密度變小，因此，隨著焊接次數(shù)的增多，焊核會(huì)變?。ê附硬涣迹┮虼嗽诤附悠焚|(zhì)管理中電極的管理（進(jìn)行一定次數(shù)的焊接后更換或修磨電極）就變得非常的重要。
圖3
四、電阻點(diǎn)焊原理歸納
1．電阻點(diǎn)焊方法是一種利用工件自身的電阻、施加在工件上的加壓力和導(dǎo)通的大電流，在工件接觸部產(chǎn)生焦耳熱，進(jìn)行熔融的金屬連接方法。
2．決定焊接品質(zhì)的五大要素：
[1].電流值
[2].通電時(shí)間
[3].加壓力
[4].電流密度
[5].電極材料
五、焊接規(guī)范的選出
5-1、電極材料的選定
《選定原則》:
①固有電阻大的工件->選用固有電阻小的材料作電極
②固有電阻小的工件->選用固有電阻大的材料作電極
例:
工件材料 選用電極材料
軟鋼 鉻銅合金（Cr-Cu)
銅 鎢、鋁（W、Mo）或鎢銅合金、鉬銅合金
黃銅 鉻銅合金（Cr-Cu)
不銹鋼 鉻銅合金（Cr-Cu)
銀 鎢銅合金（W一Cu)
鋁 鎢、鉬（W、Mo)
鎳 超質(zhì)鋁銅、鉻銅合金
5-2、焊接電流，時(shí)間，加壓力的選定
電流規(guī)范
A規(guī)范一短時(shí)間大電流（******規(guī)范）
B規(guī)范一中時(shí)間中電流（中等規(guī)范）
C規(guī)范一長時(shí)間小電流（普通規(guī)范）
焊接電流可以如下方法比較簡單地求得。最初設(shè)定較低的焊接電流，如果逐漸增大焊接電流，會(huì)發(fā)生飛濺。比發(fā)生飛濺時(shí)的電流值稍低的電流值就是適當(dāng)?shù)碾娏?。電流值根?jù)焊接機(jī)加壓系統(tǒng)的追隨性的不同而不同。焊接機(jī)的追隨性愈好，愈容易施加較小的加壓力和大的導(dǎo)通電流，即獲得******的焊接效果。
焊接時(shí)間的選定
焊接部位產(chǎn)生的熱量隨著通電時(shí)間而增大，但是，電極及焊接部位的散熱量也隨著通電時(shí)間而增大，因此焊接部位的溫度在一定時(shí)間以后趨于飽和。而溫度飽和以后即使延長通電時(shí)間，焊核也不會(huì)再增大，而且表面壓痕和熱變形也會(huì)增大，對材料產(chǎn)生不良的冶金效果。另外，從作業(yè)工時(shí)、電力消耗的觀點(diǎn)考慮，長時(shí)間焊接也不利。
圖8
圖8中最適合的規(guī)范為加壓力 5kg ，電流 500A 的區(qū)域。欲增加焊接強(qiáng)度，不僅要增大電流同時(shí)還要增大加壓力。此時(shí)，將電流、加壓力由低慢慢上升，選擇******規(guī)范。
