BOB电子竞技:电阻焊接原理与电阻点焊进程四个阶段

发布时间:2021-09-12 00:14:16 来源:bob体官网 作者:bob网站下载

  电阻焊尽管具有劳动条件好,不需另加焊接资料,操作简洁,易完结机械化等长处;但也遭到耗电量大、电极棒替换、被焊资料导电功能、适用的接头办法、以及可焊工件厚度(或断面尺度)等要素的约束。

  在动力电池的成组工艺中,电阻焊作为一种比较老练的工艺,被在一些场合运用,比方单体与母排的焊接,电池极耳与并联导电条的衔接等等。因为设备简略,本钱较低,在电池职业开展前期,运用比较多。尽管近年有逐步被更先进的激光焊接和超声焊接代替的趋势不管怎样,收拾一份资料,了解一下这位成型工艺界的长辈。

  电阻焊尽管具有劳动条件好,不需另加焊接资料,操作简洁,易完结机械化等长处;但也遭到耗电量大、电极棒替换、被焊资料导电功能、适用的接头办法、以及可焊工件厚度(或断面尺度)等要素的约束。

  电阻焊(resistance welding)是把工件置于必定的电竭力夹紧间,然后运用接电流经过件所分出的电阻热使被资料熔化,待冷却后构成可靠点的接办法。

  电阻焊根本办法如下图所示,将行将接的资料 3 夹紧于两电极 2 之间,在施加必定的接压力后,接变压器 1 在接区开释较大的电流,并持续必定的时刻,直到件的触摸面间呈现了实在的触摸点后,再持续加大接电流让熔核持续地成长,此刻接资料触摸方位的原子不断被激活后构成熔化中心 4。

  最后接变压器中止通电,被消融件资料遇冷凝结为点。运用电流流经工件触摸面及附近区域发生的电阻热效应将其加热到熔化或塑性状况,使之构成金属结合的一种办法。电阻焊办法首要有四种,即点、缝、凸、对。

  电阻焊点的热源是电流经过接区发生的电阻热。电阻焊点时,电流经过件发生的热量可由下式确认:

  上述公式标明决议电阻焊接的热量是焊接电流、两电极之间的电阻及通电时刻三大要素。但其间热量的大部分是用来构成点焊的焊点,而少部分却涣散流失于焊点周围的金属中。构成必定焊点所需的电流与通电时刻有关,若通电时刻很短,则点焊时所需的电流将增大。

  两电极之间的电阻R随电阻焊办法的不同而不同,电阻点焊的电阻R是由两焊件的内部电阻Rw、两焊件之间的触摸电阻Rc和电极与焊件之间的触摸电阻Rcw组成。

  点焊,是运用柱状电极加压通电,在搭接工件触摸面成一个点的接办法。后边会有具体内容。

  缝焊,焊件装配成搭接并置于两滚轮电极之间,滚轮加压焊件并滚动,接连或断续送电,构成一条接连焊缝的电阻焊办法,称为缝焊。缝焊首要用于焊接焊缝较为规矩、要求密封的结构。

  凸焊,在一个工件上有预制的凸点,凸焊时一次可在接头处构成一个或多个熔核。凸焊是点焊的一种变型办法。

  对焊,是使焊件沿整个触摸面焊合的电阻焊办法。除了电阻对焊,相关的还有亮光对焊。

  电阻对焊:将焊件装配成对接接头,使其端面严密触摸,运用电阻热加热至塑性状况,然后断电并敏捷施加顶锻力完结焊接的办法。电阻对焊首要用于截面简略和强度要求不太高的焊件。

  亮光对焊:将焊件装配成对接接头,接通电源,使其端面逐步移近到达部分触摸,运用电阻热加热这些触摸点,在大电流效果下,发生亮光,使端面金属熔化,直至端部在必定深度规模内到达预订温度时,断电并敏捷施加顶锻力完结焊接的办法。

  点焊时,先加压使两个工件严密触摸,然后接通电流。电流流过所发生的电阻热使部分金属被熔化构成液态熔核。断电后,持续坚持压力或加大压力,使熔核在压力下凝结结晶,构成安排细密的点。焊完一个点后,电极(或工件)将移至另一点进行焊接。

  当焊接下一个点时,有一部分电流会流经已焊好的点,称为分流现象。分流将使焊接处电流减小,影响焊接质量,因而两个相邻点之间应有必定间隔。影响焊点质量的首要要素有接电流、通电时刻、电极压力和工件外表整理状况等。点焊首要适用于薄板件,每次一个点或一次多个点。

  一般,电阻点焊进程是由预压、接、坚持和休止四个阶段所组成的,接时刻、接电流以及电极电压是其根本参数。如下图所示为点进程中四个根本阶段的时序图。

  预压阶段:此阶段首要完结了电竭力的施加,在电极与件触摸后,坚持安稳的电极压力加持,以保证电流通道在通电进程中坚持安稳,因而预压阶段需求有必定持续时刻。

  焊接阶段:此阶段作为熔核成型首要阶段,要求有用的接电流坚持根本不变,或在小规模内起浮改动。在此阶段,焊区的温度散布经过非常复杂的改动之后逐步安稳下来。

  起初时,件间输入热量远大于流失热量,因而焊接区温度快速攀升,一起构成高温衔接区,因为此刻外部空气与焊接中心的熔化件处于隔绝状况,因而焊件资料的不会与空气发生氧化反响。必定时刻后,熔化区区域变大,其塑性环也跟从变大,直到输入热量与流失热量到达平衡安稳状况。

  坚持阶段,此阶段中电极仍是坚持和前两个阶段相同的状况,仅仅此刻不再有接电流经过。此阶段首要是完结熔核中热量的流失,以冷却构成可靠点。

  休止阶段:此阶段电流巨细和电极压力均为零。在电极上升的一起,移开被焊物体,开端预备下一个焊接进程。

  点焊按电极与被焊接资料的触摸办法不同可分为:上下对碰法、平行间接法、平行法三类。下图所示为不同触摸办法的点焊示意图。

  图a所示为上下对碰法,一切的通用点焊机均选用这个办法。它从焊件上、下两边馈电,适用于小型零件和大型零件周边各焊点的爆接。

  图b所示为平行法,从一侧馈电时尽可能一起焊两点以进步出产功率。单面馈电会存在分流现象,当点焊距离过小时将无法焊接。有些状况,可在工件下面加设铜垫板,以下降通路的电阻,然后减轻分流;若规划答应,在焊件的上层板两焊点之间冲一窄长缺口,便可使分流电流大幅下降。

  图c所示为平行间接法,在焊件单侧馈电,当零件一侧电极的可达性很差或零件较大、二次回路又过长时可选用这一办法。此办法的缺点是存在分流,为减轻分流可在另一侧加设铜垫并作为单效果支点。

  影响动力电池组点焊质量的要素有许多,电阻点焊的两电极之间的电阻、点焊进程中的电流分流、焊接电流、焊接时刻、电极压力和焊接电源办法的挑选等均会对点焊的质量发生必定的影响。在这之中焊接电流、焊接时刻、电极压力与焊接电源办法的挑选是影响点焊质量的最大影响要素。

  二是因为点焊时在两焊件触摸点处会呈现电流会集缩短,导致该处会集加热,首要呈现塑性衔接区,构成点焊时的不均发热进程,为改动这种不利要素,可挑选不同的焊接电流波形、改动电极形状和端面尺度等,都可改动电流场的形状,并操控电流的密度散布,以到达操控溶核形状及方位的意图。

  跟着焊接电流的增大,所发生的电阻热增多,与之相应的点焊溶核和接头的抗剪强度取得进步。但若焊接电流过大,反而会导致母材过热,乃至会使电极端面损耗加剧。

  通电时刻,点焊时,电流经过两电极所发生的热量,一部分用于加热焊接区构成焊点,称为有用热量,关于必定的焊件资料和必定的焊接区金属体积的状况下,这部分的热量是必定的,它与加热时刻的长短无关;另一部分则在加热的一起,被传到电极、焊接区周围冷金属和空气中,称之为丢失热量,它是跟着时刻的延伸而添加的。

  假如瞬时地进行焊接,那么丢失热量将等于零,总热量等于有用热量。所以要添加总热量时,不能选用恣意延伸焊接时刻的办法。

  电极压力,首要,电极压力对两电极间的总电阻影响明显,然后影响点焊进程中焊接热量的多少。其次,电极压力对焊接接头的散热功能有很大影响。当选用过小的电极压力时,两电极之间的电阻增大,发生了更多的焊接热量,而此刻焊接接头的散热性较差,易引发前期飞溅;

  当电极压力过大时,两电极之间电阻较小,电流密度减小,导致焊接热量缺乏,并且接头散热量好转,这些都导致溶核尺度变小,焊透率下降,严峻时形成虚焊。在挑选电极压力时,应挑选不发生飞溅时的最小电极压力,即节能又能保证焊接质量。

  焊接电源,电阻点焊设备一般由主电源,操控设备及机械设备三个首要部分构成。其间,焊接主电源作为其间最重要的一部分,挑选契合需求的可操控的焊接电源是保证焊接质量的要害。

  沟通式焊接电源是运用变压原理将由沟通380V电网的输入经变压后得到低电压的大电流。沟通式焊接电源是一切的电阻焊电源中运用最广泛的一种。其通用性强、经济、易操控、保护简略,被广泛用于碳素钢、奥氏体不锈钢等电阻率较高资料的点焊。

  可是,其功率要素低,仅为0.4-0.5;对电网冲击较大,可能会影响其他用电设备的正常运用;其焊接时最短放电时刻为1/2波,即0.01s,不能完结对爆接的准确操控,不适合特别资料的高标准焊接。

  逆变式焊接电源,作业原理是先将输入的三相沟通电整流成直流电,经滤波后得到的动摇较小的直流电,然后由IGBT将直流电逆变为中频沟通电输入到变压器,再经降压整流取得的直流电供到电极对工件进行焊接。

  逆变式焊接电源具有以下优势:逆变体系受供电体系影响很小,三相负载平衡,对焊接电流的操控和丈量精度都得到了很大提髙;仅仅沟通式焊接电源的1/3的质量和体积,简便方便;运用直流电进行焊接,没有过零现象,热功率得到大大进步,并且比较节能。因而,逆变式焊接电源在高速自动化的出产中得到了广泛运用。

  别的还有两种常见电源,次级整流式焊接电源是在沟通式焊接电源的基础上参加整流器进行改善得来的,温升快,且焊接质量愈加安稳;焊接通用性很强,可用于焊接各类金属资料,且能取得比沟通式电源更好的焊接效果。电容储能式电源是运用电容器的储能效果,开端电容器从电网中吸收能量,当焊接工件时,电容器在短时内完结放电,经变压器变压后向被焊工件放电。现在小功率的电容储能式焊机得到了大规模运用。

  马聪在他的论文《电动汽车动力电池组的点工艺研讨》中,介绍了一种圆柱形电池模组焊接相关研讨成果。

  某类型新能源电动汽车动力体系所运用的动力电池组,该电池组由若干个镀镍钢带壳体18650单体锂离子电池组成,经镀镍衔接片串并联后向电动汽车供电。电池衔接片的厚度0.2mm,锂离子电池外壳的厚度为0.25mm,两者都为薄板。动力电池外壳所用的镀镍深冲钢带镀镍层,要求镀镍层厚度为3-10m。

  鉴定资料的点焊可焊性的目标有:资料的导电性和导热功能,资料电导率小并且热导率越大的金属资料其点焊的焊接性越差;资料的高温强度和可塑性区间温度规模,高温屈从强度大、塑性温度区间窄的资料其焊接功能差;资料与电极粘损倾向,易与电极发生粘附的资料,点焊性较差;资料的热敏理性,易发生与热循环效果有关缺点的资料其点焊性较差。

  影响接质量的首要参数包含电极压力,接时刻,接电流三个。有研讨针对其影响力的巨细进行比照,成果发现:

  1)对接接头的影响巨细依次为接电流>

  接时刻>

  电极压力。即接电流I 对接接头的抗拉强度影响最大,其次是接时刻t,再其次是电极压力p。(2)取得杰出接接头的组合是A1B2C3,即接电极压力最小,接时刻中等,接电流最大的办法。

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