铝合金的电阻点焊是在两个重叠的焊件件施加压力,同时通译大电流,借助电阻热熔化两电极间的金属,断电后熔融金属在压力的作用下迅速凝固而实现焊接。这种焊接方法广泛用于航空航天等领域。
由于铝及铝合金具有良好的导电性和导热性,适宜点焊的厚度为0.04~4mm,焊前必须严格清洗焊件表面,清理范围为焊点及其周围。因为铝合金的导电性高,焊接时电极和焊件接触部位的金属容易过热,而使电极与焊件黏合在一起。为此,常常在电极与焊件之间放置厚度约0.2~0.5mm的不锈钢垫片,这种垫片不会焊合在焊件上。
点焊铝合金是应采用短时间、大电流、阶梯形压力的强规范,要求点焊铝合金的焊机电流具有缓慢上升和缓慢下降的特性,具有便压力的加压机构。点焊机应有精确的控制线路,保证通电和休止时间恒定。由于铝合金导热性好,不宜采用多脉冲工艺参数,常用交流焊机的工艺参数。焊前装配的焊件应紧密配合,每100mm长之间的间隙不能超过0.3mm。
点焊铝合金的电流密度一般大于100A/mm2,是低碳钢的2~3倍,通常根据焊材牌号和总厚度来确定焊接参数,对于质量要求不高的铝合金接头,可用普通的单相交流点焊机,器焊接参数见图1。
对于硬铝、高强度铝合金等热处理强化铝合金点焊时,热影响区强度明显降低,焊点处往往因内应力而产生裂纹。为此,经过反复试验表明,采用直流冲击波点焊机,并选用大电流,高电极压力进行点焊效果好。具体焊接参数见图2,图3。
为了最大限度减少分流的影响,铝合金的焊点最小间距不小于板厚的8~10倍,推荐的参数见图4。
在铝合金点焊中,影响焊点质量的因素有:铝合金材料的均匀性和表面清洁度;电极的外形和清洁度;电机压力;焊接电流。在实际生产中出现的焊接缺陷怎么来预防呢:
裂纹
在铝合金点焊中产生裂纹的因素有:焊点内部过高的温度;过快的冷却速度;不适当的电极压力等。对于某些强度合金的点焊,如果焊接电流太高或电极压力太小,就会产生裂纹;裂纹也可能是由于切断、电流后迅速冷却引起的。调整电流下降的斜率或使用含后加热,可以消出裂纹。在双重压力的设备中调整锻压延迟时间,使在焊接周期内的锻压作用保持适当的时间也可以消除裂纹。
飞溅
过热或不正确的电极压力,常常引起熔融金属从焊接熔核中间向外飞溅。这是由于焊点处不干净、电流大小不合适、通电时间不当等引起的。稍见小焊接电流或稍增加焊接压力,一般可以消除。如果变化焊接参数不能完全消除飞溅现象,应磨光清洗材料。注意清洗干净的焊件立马焊接,不宜放置过久。
未焊透
铝合金点焊焊透情况取决于焊接电流和电极的外形,增大电流就会增加焊透;而电极球面半径增大,则会减低焊透。焊透率在整个长度的20~80%之间是比较好的。
焊疤
点焊焊疤不规则形状是由于零件的装配不正确、电极不对中、不适当的表面准备、不规则的电极外形应起的。
黏着
对于所有形式的电焊设备,都会出现电极黏着现象,它是由于电极顶部和工件之间的界面过热引起的。也可能是焊件不清洁、电极冷却不合适、电极滑动、电极压力不合理、通电时间过长等因素。严重时,会使工件表面熔化或烧穿。应根据具体情况适当调整。另外在包覆板点焊中,溶化不足的焊点,可能形不成焊接熔核,此时应当适当增加焊接电流来解决。