点焊、弧焊的工作原理、应用和区别？

点焊机工作原理是什么？跟其他焊机有什么区别？~

点焊机原理 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）如图. 当工件和电极一定时，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。 J 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.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。 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。 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。（附表：常用金属的热物理性能）
点焊机的原理分析及其应用指南点焊机的原理分析及其应用指南点焊机的原理分析及其应用指南点焊机的原理分析及其应用指南 点焊是焊件在 接头处接触面的个别点上被焊接起来。点焊要求金属要有较好的塑性。焊接时，先把焊件表面清理干净，再把被焊的板料搭接装配好，压在两柱状铜电极之间，施加力压紧。当通过足够大的电流时，在板的接触处产生大量的电阻热，将中心最热区域的金属很快加热至高塑性或熔化状态，形成一个透镜形的液态熔池。继续保持压力,断开电流，金属冷却后，形成了一个焊点。 点焊由于焊点间有一定的间距，所以只用于没有密封性要求的薄板搭接结构和金属网、交叉钢筋结构件等的焊接。如果把柱状电极换成圆盘状电极，电极紧压焊件并转动，焊件在圆盘状电极只间连续送进，再配合脉冲式通电。就能形成一个连续并重叠的焊点，形成焊缝，这就是缝焊。它主要用于有密封要求或接头强度要求较高的薄板搭接结构件的焊接焊接焊接焊接，如油箱、水箱等。 点焊机按照用途分，有万能式（通用式）、专用式。按照同时焊接的焊点数目分，有单点式、双点式、多点式。按照加压机构的传动方式分，有脚踏式、电动机-凸轮式、气压式、液压式、复合式（气液压合式）等

点焊：将焊件压紧在两个柱状电极之间，通电加热，使焊件在接触处熔化形成熔核，然后断电，并在压力下凝固结晶，形成组织致密的焊点。
点焊适用于焊接4 mm以下的薄板(搭接)和钢筋，广泛用于汽车、飞机、电子、仪表和日常生活用品的生产。
亚弧焊：氩气为惰性气体不会与金属反应，来隔绝空气做保护气体。氩弧焊一般为等离子焊。一般电焊起弧后，用氩气来冷却，使产生的电弧空间变小，即电弧直径变小，电弧内的温度变更高。但它起弧不是金属直接接触，是离一定距离用高压电击穿后再由大电流导通稳弧。

一、两者的工作原理不同：

1、点焊的工作原理：点焊时，先加压使工件紧密接触，随后接通电流，在电阻热的作用下工件接触处熔化，冷却后形成焊点。

2、弧焊的工作原理：利用电弧放电（俗称电弧燃烧）所产生的热量将焊条与工件互相熔化并在冷凝后形成焊缝，从而获得牢固接头的焊接过程。

二、两者的应用不同：

1、点焊的应用：主要用于薄板结构及钢筋等的焊接。

2、弧焊的应用：焊条电弧焊是用手工操纵焊条进行焊接工作的，可以进行平焊、立焊、横焊和仰焊等多位置焊接。外由于焊条电弧焊设备轻便，搬运灵活，所以说，焊条电弧焊可以在任何有电源的地方进行焊接作业。适用于各种金属材料、各种厚度、各种结构形状的焊接。

三、两者的注意事项不同：

1、点焊的注意事项：

（1）焊机的脚踏开关应有牢固的防护罩，防止意外开动。

（2）作业点应设有防止工作火花飞溅的挡板。

（3）施焊时焊工应带平光防护眼镜。

（4）焊机放置的场所应保持干燥，地面应铺防滑板。

（5）焊接工作结束后应切断电源，冷却水开关应延长10s再关闭，在气温低时还应排除水路中的积水，防止冻结。

2、弧焊的注意事项：

（1）焊接过程中，因焊工要经常更换焊条和调节焊接电流，操作时要直接接触电极和极板，而焊接电源通常是220V/380V，当电气安全保护装置存在故障、劳动保护用品不合格、操作者违章作业时，就可能引起触电事故。如果在金属容器内、管道上或潮湿的场所焊接，触电的危险性更大。

（2）因焊接作业大多在露天，焊机、焊把线及电源线多处在高温、潮湿（建筑工地）和粉尘环境中，且灶机常常超负荷运行，易使电源线、电器线路绝缘老化，绝缘性能降低，易导致漏电事故。

参考资料来源：百度百科-点焊

参考资料来源：百度百科-电弧焊

参考资料来源：百度百科-氩弧焊

点焊方法

点焊通常分为双面点焊和单面点焊两大类。双面点焊时，电极由工件的两侧向焊接处馈电。典型的双面点焊方式是最常用的方式，这时工件的两侧均有电极压痕。大焊接面积的导电板做下电极，这样可以消除或减轻下面工件的压痕。常用於装饰性面板的点焊。同时焊接两个或多个点焊的双面点焊，使用一个变压器而将各电极并联，这时，所有电流通路的阻抗必须基本相等，而且每一焊接部位的表面状态、材料厚度、电极压力都需相同，才能保证通过各个焊点的电流基本一致采用多个变压器的双面多点点焊，这样可以避免c的不足。

单面点焊时，电极由工件的同一侧向焊接处馈电，典型的单面点焊方式，单面单点点焊，不形成焊点的电极采用大直径和大接触面以减小电流密度。无分流的单面双点点焊，此时焊接电流全部流经焊接区。有分流的单面双点点焊，流经上面工件的电流不经过焊接区，形成风流。为了给焊接电流提供低电阻的通路，在工件下面垫有铜垫板。当两焊点的间距l很大时，例如在进行骨架构件和复板的焊接时，为了避免不适当的加热引起复板翘曲和减小两电极间电阻，采用了特殊的铜桥A，与电极同时压紧在工件上。

在大量生产中，单面多点点焊获得广泛应用。这时可采用由一个变压器供电，各对电极轮流压住工件的型式,也可采用各对电极均由单独的变压器供电，全部电极同时压住工件的型式.后一型式具有较多优点，应用也较广泛。其优点有：各变压器可以安置得离所联电极最近，因而。

其功率及尺寸能显著减小；各个焊点的工艺参数可以单独调节；全部焊点可以同时焊接、生产率高；全部电极同时压住工件，可减少变形；多台变压器同时通电，能保证三相负荷平衡。
点焊电极
点焊电极是保证点焊质量的重要零件，它的主要功能有：(1)向工件传导电流；(2)向工件传递压力；(3)迅速导散焊接区的热量。基於电极的上述功能，就要求制造电极的材料应具有足够高的电导率、热导率和高温硬度，电极的结构必须有足够的强度和刚度，以及充分冷却的条件。此外，电极与工件间的接触电阻应足够低，以防止工件表面熔化或电极与工件表面之间的合金化。电极材料按我国航空航天工业部航空工业标准HB5420-89的规定，分为4类，但常用的是前三类。1类高电导率、中等硬度的铜及铜合金。这类材料主要通过冷作变形方法达到其硬度要求。适用於制造焊铝及铝合金的电极，也可用於镀层钢板的点焊，但性能不如2类合金。1类合金还常用於制造不受力或低应力的导电部件。2类具有较高的电导率、硬度高於1类合金。这类合金可通•236•过冷作变形与热处理相结合的方法达到其性能要求。与1类合金相比，它具有较高的力学性能，适中的电导率，在中等程度的压力下，有较强的抗变形能力，因此是最通用的电极材料，广泛地用於点焊低碳钢、低合金钢、不锈钢、高温合金、电导率低的铜合金，以及镀层钢等。2类合金还适用於制造轴、夹钳、台板、电极夹头、机猜等电阻焊机中各种导电构件。：、3类电导率低於1类和2类，硬度高於2类的合金。这类合淦可通过热处理或冷作变形与热处理相结合的方法达到其性能要黔。这类合金具有更高的力学性能和耐磨性能好，软化温度高，但吨导率较低。因此适用於点焊电阻率和高温高强度的材料，如不爵严、「温「「」』这类「金「适於「造各」受「的」电「点焊电极由四部分组成：端部、主体、尾部和冷却水孔。标准电乏（即直电极）有五种形式。．电极的端面直接与高温的工件表面接触，在焊接生产中反覆元受高温和高压，因此，粘附、合金化和变形是电极设计中应著重隐的问题。
点焊工艺参数选择

通常是根据工件的材料和厚度，参考该种材料的焊接条件表选取，首先确定电极的端面形状和尺寸。其次初步选定电极压力和焊接时间，然后调节焊接电流，以不同的电流焊接试样，经检查熔核直径符合要求后，再在适当的范围内调节电极压力，焊接时间和电流，进行试样的焊接和检验，直到焊点质量完全符合技术条件所规定的要求为止。最常用的检验试样的方法是撕开法，优质焊点的标志是：在撕开试样的一片上有圆孔，另一片上有圆凸台。厚板或淬火材料有时不能撕出圆孔和凸台，但可通过剪切的断口判断熔核的直径。必要时，还需进行低倍测量、拉抻试验和X光检验，以判定熔透率、抗剪强度和有无缩孔、裂纹等。

以试样选择工艺参数时，要充分考虑试样和工件在分流、铁磁性物质影响，以及装配间隙方面的差异，并适当加以调整。

常用金属的点焊

一、电阻焊前的工件清理

无论是点焊、缝焊或凸焊，在焊前必须进行工件表面清理，以保证接头质量稳定。

清理方法分机械清理和化学清理两种。常用的机械清理方法有喷砂、喷丸、抛光以及用纱布或钢丝刷等。

弧焊

在焊接部位前起弧、在待焊部位预热，形成溶池，上铁水，断续焊或连续焊，焊接完毕，形成焊缝

一，电阻焊的特点

1.熔核形成时，始终被塑性环包围，熔化金属与空气隔绝，冶金过程简单。

2.加热时间短，热量集中，故热影响区小，变形与应力也小，通常在焊后不必安排校正和热处理工序。

3.不需要焊丝、焊条等填充金属，以及氧、乙炔、氢等焊接材料，焊接成本低。

4.操作简单，易于实现机械化和自动化，改善了劳动条件。

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