熔焊方法及设备第四章详解.ppt

* * 第4章　对　　焊 4.1　闪光对焊4.1.1　闪光对焊基本原理4.1.2　闪光对焊一般工艺4.1.3　常用金属材料的闪光对焊4.2　典型工件的闪光对焊4.2.1　棒材闪光对焊4.2.2　管子闪光对焊4.2.3　板材闪光对焊4.2.4　环形件闪光对焊4.3　电阻对焊 图４-１　对焊应用举例ａ)钢轨　ｂ)管道　ｃ)汽车轮辋　ｄ)链环　ｅ)万向轴壳　ｆ)汽车后桥壳体ｇ)连杆　ｈ)拉杆　ｉ)特殊形状零件　ｊ)排气阀　ｋ)刀具 4.1.1　闪光对焊基本原理 1.闪光对焊接头的形成2.闪光对焊的热源及加热特点 图４-２　闪光对焊原理1—焊件　2—夹钳电极　3—阻焊变压器—夹紧力　—顶锻力　—闪光速度 图４-３　闪光对焊时、２、ｒ的变化 图４-４　闪光进行时沿焊件的温度分布ａ)连续闪光对焊　ｂ)预热闪光对焊　ｃ)连续闪光终了时的温度分布Δｆ—闪光留量　Δｆ′、Δｆ″—刚到达准稳态时的闪光留量　—预热温度 图４-５　闪光对焊焊接循环ａ)连续闪光对焊　ｂ)预热闪光对焊(电阻预热)Ｉ—电流　Ｆ—压力　Ｓ—行程(位移)—预压力　—顶锻力 4.1.2　闪光对焊一般工艺 1.闪光对焊焊接循环2.闪光对焊焊接参数及选择3.焊件准备 1.闪光对焊焊接循环 (1)闪光阶段结束时　①对口处金属尽量不被氧化，这就要求闪光应进行得稳定而又激烈，尤其应控制好从闪光后期至顶锻开始瞬间闪光不能中断和应有更高频率的过梁爆破。(2)顶锻阶段结束时　应使对口及其邻近区域获得适当的塑性变形，该变形量将使闪光阶段氧化了的金属尽量排挤到毛刺中去，并促进焊缝再结晶过程。(3)预热阶段结束时　沿整个焊件端面(尤其是展开形焊件，例如板材等)应得到均匀的预热，并达到所需的温度值(例如，对于钢为１０７３～１１７３Ｋ)。 2.闪光对焊焊接参数及选择 (1)调伸长度ｌ　焊件从静夹具或活动夹具中伸出的长度，又称调置长度。(2)闪光留量Δｆ　闪光对焊时，考虑焊件因闪光而减短的预留长度，又称烧化留量。(3)闪光速度ｖｆ　在稳定闪光条件下，即为零件的瞬时接近速度，亦是动夹具的瞬时进给速度，又称烧化速度。(4)闪光电流密度ｊｆ(或二次空载电压Ｕ２０)　ｊｆ对加热有重大影响，在实际生产中是通过调节Ｕ２０来实现的，Ｕ２０一般在１.５～１４Ｖ之间。(5)顶锻留量Δｕ　闪光对焊时，考虑两焊件因顶锻缩短而预留的长度称顶锻留量。(6)顶锻速度ｖｕ　闪光对焊时，顶锻阶段动夹具的移动速度称顶锻速度，它是获得优质接头的重要参数。(7)顶锻力Ｆｕ　闪光对焊时，顶锻阶段施加给焊件端面上的力，常用单位面积上压力ｐｕ来表示。(8)夹紧力Ｆｃ　Ｆｃ是为防止焊件在夹钳电极中打滑而施加的力。 (9)预热温度Ｔｐｒ　Ｔｐｒ与材料性质、焊件断面尺寸等因素有关。(10)预热时间ｔｐｒ　ｔｐｒ与材料性质、焊件截面尺寸、焊机功率等因素有关，其取值大小所带来的影响与预热温度Ｔｐｒ相似。 图４-６　铝合金接头弯曲角ａ与顶锻速度的关系 图４-７　铝合金(美国，ＡＡ７００３-Ｔ４)优质接头宏观组织形貌(金属纤维流线形态) 图４-８　闪光对焊的接头形式ａ)合理　ｂ)不合理 图４-９　大断面工件端部的倒角尺寸 4.1.3　常用金属材料的闪光对焊 1.低碳钢的闪光对焊2.可淬硬钢的闪光对焊3.铝合金的闪光对焊 1.低碳钢的闪光对焊 图４-１０　钢筋(Ｑ２３５)闪光对焊接头金相照片ａ)接头外观　ｂ)焊缝区　ｃ)热影响区(过热区)　ｄ)热影响区(正火区) 2.可淬硬钢的闪光对焊 (1)中碳钢和高碳钢　这类可淬硬钢闪光对焊焊接性稍好，因为氧化物ＦｅＯ熔点低于母材，顶锻时易被排出等。(2)合金钢　这类可淬硬钢闪光对焊焊接性较差，并随着合金元素含量的增加使淬硬倾向增大，接头中难熔氧化夹杂增加；另外，高温强度大，结晶温度区间宽，将使塑性下变形困难和易于生成疏松等。 图４-１１　顶锻模式示意图ａ)、ｂ)、ｃ)对口强迫成形顶锻　ｄ)对口自由顶锻 05KB1.eps 4.3　电阻对焊 1)电阻对焊过程中电阻及其变化，如图４-１２所示。2)电阻对焊加热结束时，工件沿轴向的温度分布与闪光对焊时相比如图所示。3)电阻对焊时有两种焊接循环：等压式和加大锻压力式，如图４-１４所示。4)焊接参数主要有：调伸长度ｌ、焊接电流Ｉｗ和焊接时间ｔ、焊接压力Ｆｗ与顶锻力Ｆｕ，有时也给出焊接留量(焊件缩短量)。① 焊接淬火钢时，增加２０％～３０％。② 对于淬火钢增加１００％。5)焊前工件对口端面和与夹钳电极接触表面必须严格进行清理；对焊接质量要求高的金属(稀有金属、某些合金钢和有色金属等)常采用氩、氦等保护措施。 图４-１２　电阻对焊焊接区ａ)等效电路　ｂ)电阻、２和ｒ的变化