1、電阻焊基本原理電阻焊基本原理 用低溫去焊接不同厚薄和不同物質的材料用低溫去焊接不同厚薄和不同物質的材料o加熱時間短且輸出的能量低加熱時間短且輸出的能量低o有明顯的交接面有明顯的交接面o熔核較少熔核較少o工作的牢固度很高工作的牢固度很高o但易切斷和剝斷但易切斷和剝斷o加熱時間中等而輸出的能量大加熱時間中等而輸出的能量大o有明顯的交接面有明顯的交接面o缺少熔核缺少熔核o切斷力、拉力很強切斷力、拉力很強o但剝斷力很低但剝斷力很低適用於直接焊接不同物質和不同晶體的材料適用於直接焊接不同物質和不同晶體的材料 用於焊接相同與不相同的材料用於焊接相同與不相同的材料,但有相同晶體結構但有相同晶體結構o加熱時間

2、長，輸出的能量大加熱時間長，輸出的能量大o結晶體熔化於交接區面上結晶體熔化於交接區面上o相對於鍛合式焊接和滲透式焊接相對於鍛合式焊接和滲透式焊接熔核較大熔核較大o切斷力、剝斷力和拉力很強切斷力、剝斷力和拉力很強決定電阻焊好壞的主要因素決定電阻焊好壞的主要因素被焊材料被焊材料能量能量好的焊好的焊接接電極壓力電極壓力焊接時間焊接時間電阻焊是一個電熱轉換工藝電阻焊是一個電熱轉換工藝:電流流經工件因而產生熱能電流流經工件因而產生熱能熱能熱能 = (iw2 x rp x t)/a程式程式:iw = 焊接電流焊接電流rp = 工件的電阻工件的電阻t= 焊接時間焊接時間a= 電極面積電極面積iw電阻焊基本原

3、理電阻焊基本原理:成功地進行電阻焊取決於下列因素成功地進行電阻焊取決於下列因素:o 形成單向焊接電流形成單向焊接電流o 維持電流密度穩定維持電流密度穩定:o 焊接電流焊接電流/電極面積電極面積=恆數恆數焊接電流的流向取決于電極與工件的焊接電流的流向取決于電極與工件的相對位置相對位置: 對焊對焊梯級焊梯級焊平行焊平行焊空隙空隙空隙空隙o電流流經電流流經 上下工件上下工件o電流流經上下工件電流流經上下工件o控制兩電極之間控制兩電極之間 的空隙是非常重要的空隙是非常重要o電流流經上下工件電流流經上下工件o控制兩電極之間控制兩電極之間 的空隙是非常重要的空隙是非常重要焊接材料有氧化物焊接材料有氧化物:

4、o污染焊接工件接觸面會造成焊接不污染焊接工件接觸面會造成焊接不穩定穩定o需加大電極壓力止擠破氧化層需加大電極壓力止擠破氧化層o可能要焊接前清理表面可能要焊接前清理表面o可利用雙脈沖式的能量清除氧化層可利用雙脈沖式的能量清除氧化層氧化層氧化層原材料原材料焊接壓力焊接壓力材料有鍍層的焊接問題材料有鍍層的焊接問題:焊接時所產生的問題焊接時所產生的問題o虛焊虛焊o焊接不穩定焊接不穩定o電極和工件被燒損電極和工件被燒損o電極黏附在工件上電極黏附在工件上原因原因:o鍍層厚度不均勻鍍層厚度不均勻o氧化層的多少氧化層的多少o錯誤的電極與電鍍層錯誤的電極與電鍍層鍍層鍍層氧化層氧化層原材料原材料焊接材料的粗糙度焊

5、接材料的粗糙度:粗糙表面會造成粗糙表面會造成:o焊接電流過於集中焊接電流過於集中o因此使金屬熔化濺出因此使金屬熔化濺出o使電極黏附使電極黏附平滑的表面能達到平滑的表面能達到:o焊接電流平均分散焊接電流平均分散o不會造成金屬濺出不會造成金屬濺出o焊點質量穩定焊點質量穩定o焊點牢固焊點牢固電池焊接片之厚度電池焊接片之厚度:最厚最厚0.15mm0.25mmo厚度限於厚度限於0.15mm(.006 in)o薄的工件在上面使焊接時薄的工件在上面使焊接時 易於控制易於控制o焊接電流不能到達下面的工件焊接電流不能到達下面的工件o而增加焊接電流會導致上面的而增加焊接電流會導致上面的 工件燒壞工件燒壞空隙空隙空

6、隙空隙材料的特性材料的特性-幾何設計對電流的轉軌幾何設計對電流的轉軌:o電極位置不正確電極位置不正確o金屬線金屬線/金屬管的導性金屬管的導性不佳不佳o金屬線直徑太大金屬線直徑太大o金屬管壁太厚金屬管壁太厚o不協調的焊接壓力不協調的焊接壓力金屬線金屬線外的電外的電流流內管電內管電流流焊接電流的轉軌的主要因素焊接電流的轉軌的主要因素:材料的特性材料的特性-幾何設計對電流的轉軌幾何設計對電流的轉軌:電流的電流的路徑路徑絕綠物絕綠物o 適當的電極位置適當的電極位置o 幫助焊接有絕綠物幫助焊接有絕綠物的金屬線的金屬線消除焊接電流的轉軌消除焊接電流的轉軌:材料的特性材料的特性 - 對電流的影響對電流的影響

7、:設計不佳的夾具對焊接電流的影響設計不佳的夾具對焊接電流的影響鋁鋁絕綠材料絕綠材料銅銅電流四散電流四散 =焊接不穩定焊接不穩定單向電流單向電流 =焊接質量穩定焊接質量穩定材料的特性材料的特性 - 熱能不平衡熱能不平衡:o 防止有熱能流失防止有熱能流失o 熱能不平衡是材料與幾何設熱能不平衡是材料與幾何設計的功能計的功能o 工件有凸點可集中電流以增工件有凸點可集中電流以增加熱量加熱量o 凸點的設計不適用於鐳射焊凸點的設計不適用於鐳射焊接接鋼鋼銅銅熱能流失熱能流失凸點凸點不同材料對熱平衡的影響不同材料對熱平衡的影響: 焊接高電阻值工件的法焊接高電阻值工件的法:o 熱力在鋼片內產生熱力在鋼片內產生o

8、低電阻的電極去焊接高低電阻的電極去焊接高 電阻的材料電阻的材料銅質電極銅質電極銅質電極銅質電極鋼鋼鋼鋼焊接低電阻值工件的法焊接低電阻值工件的法:o 熱力在銅的外面產生熱力在銅的外面產生o 高電阻的電極去焊接低高電阻的電極去焊接低 電阻的材料電阻的材料不同材料對熱平衡的影響不同材料對熱平衡的影響:鉬質電極鉬質電極鉬質電極鉬質電極銅銅銅銅焊接高電阻與低電阻值焊接高電阻與低電阻值的方法的方法:o 混合內在和外在所產的混合內在和外在所產的 熱力熱力o 低電阻的電極應在高電低電阻的電極應在高電 阻的材料一面阻的材料一面o 高電阻的電極應在低電高電阻的電極應在低電 阻的材料一面阻的材料一面不同材料對熱平衡

9、的影響不同材料對熱平衡的影響:銅質電極銅質電極鉬質電極鉬質電極鋼鋼銅銅電阻焊接的不同電源技朮電阻焊接的不同電源技朮蓄能蓄能 (直流直流)直能直能(交流交流)高頻整流高頻整流時間時間蓄能型號蓄能型號:開開/關閘關閘 = 能量控制能量控制桶的大小桶的大小=總能量總能量流放的速度流放的速度放至某一放至某一個水位個水位倒的時間倒的時間=脈沖的寬度脈沖的寬度蓄能型號的特性蓄能型號的特性:o 焊接前蓄能焊接前蓄能o 焊接速度較慢焊接速度較慢o 焊接時間的控制是取決於脈沖的寬度焊接時間的控制是取決於脈沖的寬度o 總能量總能量 = 變壓器的大小變壓器的大小+蓄電電容的大小蓄電電容的大小o 多種功能焊接多種功能

10、焊接o 能量不會受電源電壓的影響能量不會受電源電壓的影響蓄能型號蓄能型號-不同脈沖寬度特性不同脈沖寬度特性:ti em poti em poti em po短脈沖短脈沖:用於焊接紫銅和黃銅用於焊接紫銅和黃銅, 而它需要在最短的時間內提升熱力而它需要在最短的時間內提升熱力(1.6 to 6.7 ms)中脈沖中脈沖:用於焊接純鎳用於焊接純鎳 , 鋼和其它低電阻的材料鋼和其它低電阻的材料 (4.5 to 7.8 ms)長脈沖長脈沖:用途是減低燒壞電極和黏附用途是減低燒壞電極和黏附 (3.2 to 11.0 ms)蓄能型號的焊接功能蓄能型號的焊接功能:單脈沖單脈沖:用於平滑工件用於平滑工件雙脈沖雙脈沖

11、:用於有鍍層工件及焊接電線用於有鍍層工件及焊接電線交流整流模式交流整流模式:開開/關制關制 = 時間及流量控制時間及流量控制管道大小管道大小= 總能量總能量末經整流的水流末經整流的水流 =末經整流的電流末經整流的電流整流後的流整流後的流 =整流後的電流整流後的電流交流整流的特性交流整流的特性:o 能直接使用於焊接電流能直接使用於焊接電流o 焊接速度快焊接速度快o 用電源電壓週期控制時間用電源電壓週期控制時間o 總能量總能量 = 變壓器大小變壓器大小o 多種焊接用途多種焊接用途o 能量很容易受到電源電壓的高低影響能量很容易受到電源電壓的高低影響直能直能 (交流交流) - 焊接功能焊接功能:程式一

12、程式一 :用於焊接平滑工件用於焊接平滑工件程式二程式二 :用於焊接有鍍層工件及電線用於焊接有鍍層工件及電線程式三程式三 :用於焊接堅硬用於焊接堅硬, 彎曲或鋁質之工件彎曲或鋁質之工件高頻整流模式高頻整流模式:穩定的電壓穩定的電壓 (cv)= 水壓水壓穩定的功率穩定的功率 (cp)cp = cv x ci= 管嘴衝力管嘴衝力穩定的電流穩定的電流 (ci)= 水流水流高頻整流高頻整流 -反饋控制反饋控制:反饋控制反饋控制:o 動態地調節焊接的程序動態地調節焊接的程序o 減少工件的廢棄率減少工件的廢棄率o 幫助去肯定每一次的焊接成功率幫助去肯定每一次的焊接成功率高頻整流高頻整流-應用於穩定焊接電流應

13、用於穩定焊接電流o 有良好焊接上的用途有良好焊接上的用途o 用於焊接有小量改變厚度的工件用於焊接有小量改變厚度的工件o 用於焊接工件與工件，電極與工件的接觸是連貫用於焊接工件與工件，電極與工件的接觸是連貫o 焊接兩件或多件重疊的工件，焊接兩件或多件重疊的工件， 而不用改變焊接電流而不用改變焊接電流相同的相同的焊接電流焊接電流相同的相同的焊接拉力焊接拉力高頻整流高頻整流-可輸出穩定的電流可輸出穩定的電流:o 當轉變電纜的長度當轉變電纜的長度,直徑與電阻值直徑與電阻值 也不會影響焊接的電流也不會影響焊接的電流o 多重的焊接也可用相同的焊接電流多重的焊接也可用相同的焊接電流, 就算焊頭或電纜的電阻值

14、有小許的改變就算焊頭或電纜的電阻值有小許的改變o 易於調校和安裝易於調校和安裝:o不需要測試電極的電壓不需要測試電極的電壓電壓信號電壓信號高頻整流高頻整流 -應用於穩定電壓應用於穩定電壓o當工件的接觸面積細小時，可以防止燒壞工件當工件的接觸面積細小時，可以防止燒壞工件o用於補償工件與工件、電極與工件的接觸點面積的不協調用於補償工件與工件、電極與工件的接觸點面積的不協調不平滑的工件不平滑的工件電線與電線電線與電線接觸點面積接觸點面積電壓電壓反饋信號反饋信號電壓電壓反饋信號反饋信號接觸點面積接觸點面積高頻整流高頻整流 - 穩定的電壓輸出穩定的電壓輸出:不同的接觸面積不同的接觸面積也不會影響焊接的穩

15、定性也不會影響焊接的穩定性當電極的直徑改變當電極的直徑改變也不會影響焊接的穩定性也不會影響焊接的穩定性平均的平均的焊接熱力焊接熱力平均的平均的焊接熱力焊接熱力電極完全電極完全落在工件上落在工件上電極一半電極一半落在工件上落在工件上電極面積細電極面積細電極面積大電極面積大高頻整流高頻整流-應用於穩定能量應用於穩定能量o 當焊接以下材料時可以減少電極的黏附當焊接以下材料時可以減少電極的黏附:o 鎢與鎢鎢與鎢o 鉬與鉬鉬與鉬o 鉬與鎢鉬與鎢o 用於補償工件電阻值的改變用於補償工件電阻值的改變高頻整流高頻整流-熱量簡介熱量簡介:焊接焊接焊接焊接上上下下程序一程序一:o 用於焊接平滑的工件用於焊接平滑的

16、工件程序二程序二:o 用於焊接圓形與圓形用於焊接圓形與圓形 或圓形與扁平的工件或圓形與扁平的工件o 用於焊接有厚鍍層和有氧化層的工件用於焊接有厚鍍層和有氧化層的工件o 減小焊接時的火花飛濺減小焊接時的火花飛濺高頻整流高頻整流 -熱量簡介熱量簡介:焊接焊接2焊接焊接1預焊的判斷預焊的判斷:o 用焊接用焊接1去測試電極與工件的位置去測試電極與工件的位置 o 停止焊接停止焊接2如果焊接如果焊接1的數值超出了預定的數值的數值超出了預定的數值o 繼續完成焊接繼續完成焊接2如果焊接如果焊接1的數值在預定的數值內的數值在預定的數值內控制焊接壓力的重要性控制焊接壓力的重要性:焊頭的壓力會直接影響焊頭的壓力會直

17、接影響:o 減低工件與電極減低工件與電極 的電阻值的電阻值o 使工件與電極使工件與電極 有良好的熱平衡有良好的熱平衡o 保持良好的焊接質量保持良好的焊接質量焊接壓力焊接壓力電極接觸面電極接觸面工件工件接觸面接觸面工件工件電極接觸面電極接觸面焊接時的溫度焊接時的溫度壓力控制不良對成品的影響壓力控制不良對成品的影響:拉力變數很大拉力變數很大金屬飛濺金屬飛濺(壓力太小壓力太小)工件凹陷工件凹陷(壓力過大壓力過大)能量能量拉力拉力f1f2焊接過程中所需的壓力焊接過程中所需的壓力:清除氧清除氧 化層化層開始加熱開始加熱 迅速迅速熔熔化化冷卻冷卻焊接過程中壓力的變化焊接過程中壓力的變化:進一步進一步的壓力

18、的壓力焊接壓力焊接壓力時間時間清清除除氧化層氧化層開始開始加熱加熱冷卻冷卻焊接過程焊接過程迅速迅速熔化熔化電極位置與時間的關係電極位置與時間的關係:在焊接過程中電極的位置在焊接過程中電極的位置1.000.950.90d2d1d3d410 msec時間時間冷卻冷卻迅速熔化迅速熔化開始加熱開始加熱清清除除氧化層氧化層控制焊接壓力的技術控制焊接壓力的技術 - 彈簧彈簧:焊接壓力焊接壓力:o 壓力是由彈簧產生壓力是由彈簧產生o 同時會改變電極的位置同時會改變電極的位置o 彈簧成彈簧成 “s” 形狀形狀o 提供最低的焊接壓力提供最低的焊接壓力 小於小於(2 lbs)彈簧彈簧焊接壓力焊接壓力電極夾子電極夾

19、子電極電極控制焊接壓力的技術控制焊接壓力的技術 - 直接的氣動頭直接的氣動頭焊接壓力焊接壓力:o 直接由氣壓控制直接由氣壓控制o 微調壓力的幅度很小微調壓力的幅度很小o 沒有電極的進一步跟進沒有電極的進一步跟進氣筒氣筒活塞活塞主軸主軸電極夾子電極夾子電極電極鎢線鎢線/鉬薄片鉬薄片- 焊接應用焊接應用:鎢線鎢線鉬薄片鉬薄片材料的形狀材料的形狀:o 鉬薄片鉬薄片: 0.025mm (.001 in.) 厚厚 2.41 mm (.095 in.) 闊闊o 鎢線鎢線: 0.25mm (.010 in.) 直徑直徑材料特性材料特性:o 當快速加熱時鉬與鎢很容易碎當快速加熱時鉬與鎢很容易碎o 鎢是很硬的材

20、料鎢是很硬的材料o 只限於用鍛合焊接方法只限於用鍛合焊接方法鎢線鎢線/鉬薄片鉬薄片-最佳焊接程序最佳焊接程序:焊接壓力焊接壓力8.0壓力壓力(lbs)焊接能量焊接能量1.50能量能量(kw)101019時間時間 (msec)鎢線鎢線/鉬薄片鉬薄片-切斷力測試結果切斷力測試結果:magnetic: avg=208gmf, s=23gmf, total failures= 0 weldscoil spring: avg=122gmf, s=78gmf, total failures=19 welds磁力磁力: avg=208gmf, s=23gmf, total failures= 0 welds彈簧彈簧: avg=122gmf, s=78gmf, total failures=19 welds焊接例子焊接例子:測量焊接效果測量焊接效果:當要找出理想的焊接效果當要找出理想的焊接效果,先要收集每一次的先要收集每一次的焊接以下的數據焊接以下的數據:o焊接電流與電極電壓的最高值焊接電流與電極電壓的最高值o焊片的移位焊片的移位 (set-down)o熔核的直徑熔核的直徑o熔核的穿透性熔核的穿透性o切斷力切斷力,拉力拉力焊接效果的界限焊接效果的界限:焊接程序的依據焊接程序的依據:o材料材料:o 合金合金o 面積面積o 電源供應器電源供應器:o 型號型號