点焊⽅法和⼯艺
⼀、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如图11-5所⽰。图中a是最常⽤的⽅式，这时⼯件的两侧均有电极压痕。图中b表⽰⽤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。常⽤于装饰性⾯板的点焊。图中c 为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。图中d为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如图11-6所⽰，图中a为单⾯单点点焊，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。图中b为⽆分流的单⾯双点点焊，此时焊接电流全部流经焊接区。图中C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。图中d为当两焊点的间距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（图11-7a)，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（图11-7b).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。
⼆、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。
三、不等厚度和不同材料的点焊
当进⾏不等厚度或不同材料点焊时，熔核将不对称于其交界⾯，⽽是向厚板或导电、导热性差的⼀边偏移，偏移的结果将使薄件或导电、导热性好的⼯件焊透率减⼩，焊点强度降低。熔核偏移是由两⼯件产热和散热条件不相同引起的。厚度不等时，厚件⼀边电阻⼤、交界⾯离电极远，故产热多⽽散热少，致使熔核偏向厚件；材料不同时，导电、导热性差的材料产热易⽽散热难，故熔核也偏向这种材料（见图11-8）
调整熔核偏移的原则是：增加薄板或导电、导热性好的⼯件的产热⽽减少其散热。常⽤的⽅法有：（1）采⽤强条件使⼯件间接触电阻产热的影响增⼤，电极散热的影响降低。电容储能焊机采⽤⼤电流和短的通电时间就能焊接厚度⽐很⼤的⼯件就是明显的例证。
（2）采⽤不同接触表⾯直径的电极在薄件或导电、导热性好的⼯件⼀侧采⽤较⼩直径，以增加这⼀侧的电流密度、并减少电极散热的影响。
（3）采⽤不同的电极材料薄板或导电、导热性好的⼯件⼀侧采⽤导热性较差的铜合⾦，以减少这⼀侧的热损失。
（4）采⽤⼯艺垫⽚在薄件或导电、导热性好的⼯件⼀侧垫⼀块由导热性较差的⾦属制成的垫⽚（厚度为0.2-0.3mm），以减少这⼀侧的散热。
点焊接头的设计
热膨胀监控或能够顺序改变各点电流的控制器时，以及能有效地补偿分流影响的其他装置时，点距可以不受限制。
装配间隙必须尽可能⼩，因为靠压⼒消除间隙将消耗⼀部分电极压⼒，使实际的焊接压⼒降低。间隙的不均匀性⼜将使焊接压⼒波动，从⽽引起各焊点强度的显著差异，过⼤的间隙还会引起严重飞溅，许⽤的间隙值取决于⼯件刚度和厚度，刚度、厚度越⼤，许⽤间隙越⼩，通常为0.1-2mm。
单个焊点的抗剪强度取决于两板交界上熔核的⾯积，为了保证接头强度，除熔核直径外，焊透率和压痕深度也应符合要求，焊透率的表达式为：η=h/δ-c×100%（参见图11-10）。两板上的焊透率只允许介于20-80%之间。镁合⾦的最⼤焊透率只允许⾄
60%。⽽钛合⾦则允许⾄90%。焊接不同厚度⼯件时，每⼀⼯件上的最⼩焊透率可为接头中薄件厚度的20%，压痕深度不应超过板件厚度的15%，如果两⼯件厚度⽐⼤于2:1，或在不易接近的部位施焊，以及在⼯件⼀侧使⽤平头电极时，压痕深度可增⼤到20-25%。图11-10⽰低倍磨⽚上的熔核尺⼨。
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点焊接头受垂直⾯板⽅向的拉伸载荷时的强度，为正拉强度。由于在熔核周围两板间形成的尖⾓可引
起应⼒集中，⽽使熔核的实际强度降低，因⽽点焊接头⼀般不这样加载。通常以正拉强度和抗剪强度之⽐作为判断接头延性的指标，此⽐值越⼤，则接头的延性越好。
多个焊点形成的接头强度还取决于点距和焊点分布。点距⼩时接头会因为分流⽽影响其强度，⼤的点距⼜会限制可安排的焊点数量。因此，必须兼顾点距和焊点数量，才能获得最⼤的接头强度，多列焊点最好交错排列⽽不要作矩形排列。
常⽤⾦属的点焊
新型广告媒介⼀、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。
不同的⾦属和合⾦，需采⽤不同的清理⽅法。简介如下：
铝及其合⾦对表⾯清理的要求⼗分严格，由于铝对氧的化学亲合⼒极强，刚清理过的表⾯上会很快被氧化，形成氧化铝薄膜。因此清理后的表⾯在焊前允许保持的时间是严格限制的。
铝合⾦的氧化膜主要⽤以化学⽅法去除，在碱溶液中去油和冲洗后，将⼯件放进正磷酸溶液中腐蚀。为了减慢新膜的成长速度和填充新膜孔隙，在腐蚀的同时进⾏纯化处理。最常⽤的纯化剂是重铬酸钾和重铬酸纳（见表1）。纯化处理后便不会在除氧化膜的同时，造成⼯件表⾯的过分腐蚀。
腐蚀后进⾏冲洗，然后在硝酸溶液中进⾏亮化处理，以后再次进⾏冲洗。冲洗后在温度达75℃的⼲燥室中⼲燥，活⽤热空⽓吹⼲。这样清理后的⼯件，可以在焊前保持72h。
铝合⾦也可⽤机械⽅法清理。如⽤0-00号纱布，或⽤电动或风动的钢丝刷等。但为防⽌损伤⼯件表⾯、钢丝直径不得超过0.2mm，钢丝长度不得短于40mm，刷⼦压紧于⼯件的⼒不得超过15-20N，⽽且清理后须在不晚于2-3h内进⾏焊接。
为了确保焊接质量的稳定性，⽬前国内各⼯⼚多在化学清理后，在焊前再⽤钢丝刷清理⼯件搭接的内表⾯。
铝合⾦清理后必须测量放有两铝合⾦⼯件的两电极间总阻值R。⽅法是使⽤类似于点焊机的专⽤装置，上⾯的⼀个电极对电极夹绝缘，在电极间压紧两个试件，这样测出的R值可以最客观地反映出表⾯清理的质量。对于LY12、LC4、LF6铝合⾦R不得超过120微欧姆，刚清理后的R⼀般为40-50微欧，对于导电性更好的LF21、LF2铝合⾦以及烧结铝类的材料，R不得超过28-40微欧。
镁合⾦⼀般使⽤化学清理，经腐蚀后再在铬酐溶液中纯化。这样处理后会在表⾯形成薄⽽致密的氧化膜，它具有稳定的电⽓性能，可以保持10昼夜或更长时间，性能仍⼏乎不变。镁合⾦也可以⽤钢丝刷清理。
铜合⾦可以通过在硝酸及盐酸中处理，然后进⾏中和并清除焊接处残留物。
不锈钢、⾼温合⾦电阻焊时，保持⼯件表⾯的⾼度清洁⼗分重要，因为油、尘⼟、油漆的存在，能增加硫脆化的可能，从⽽使接头产⽣缺陷。清理⽅法可⽤激光、喷丸、钢丝刷或化学腐蚀。对于特别重要的⼯件，有时⽤电解抛光，但这种⽅法复杂⽽且⽣产率低。
钛合⾦的氧化⽪，可在盐酸、硝酸及磷酸钠的混合溶液中进⾏深度腐蚀加以去除。也可以⽤钢丝刷或喷丸处理。
低碳钢和低合⾦钢在⼤⽓中的抗腐蚀能⼒较低。因之，这些⾦属在运输、存放和加⼯过程中常常⽤抗蚀油保护。如果涂油表⾯未被车间的赃物或其它不良导电材料所污染，在电极的压⼒下，油膜很容易被挤开，不会影响接头质量。
钢的供货状态有：热轧，不酸洗；热轧，酸洗并涂油；冷轧。未酸洗的热轧钢焊接时，必须⽤喷砂、喷丸，或者⽤化学腐蚀的⽅法清除氧化⽪，可在硫酸及盐酸溶液中，或者在以磷酸为主但含有硫脲的溶液中进⾏腐蚀，后⼀种成份可有效地同时进⾏涂油和腐蚀。
有镀层的钢板，除了少数例外，⼀般不⽤特殊清理就可以进⾏焊接，镀铝钢板则需要⽤钢丝刷或化学腐蚀清理。带有磷酸盐涂层的钢板，其表⾯电阻会⾼到在低电极压⼒下，焊接电流⽆法通过的程度。只有采⽤较⾼的压⼒才能进⾏焊接。
⼆、镀锌钢板的点焊
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镀锌钢板⼤致分为电镀锌钢板和热浸镀锌钢板，前者的镀层⽐后者薄。
点焊镀锌钢板⽤的电极，推荐⽤2类电极合⾦。相对点焊外观要求很⾼时，可以采⽤1类合⾦。推荐使⽤锥形电极形状，锥⾓
120度-140度。使⽤焊钳时，推荐采⽤端⾯半径为25-50mm的球⾯电极。
为提⾼电极使⽤寿命，也可采⽤嵌有钨极电极头的复合电极，以2类电极合⾦制成的电极体，可以加强钨电极头的散热。
下表是⽇本焊接学会第3委员会推荐的镀锌钢板点焊的焊接条件
镀锌钢板点焊的焊接条件
三、低碳钢的点焊
低碳钢的含碳量低于0.25%。其电阻率适中，需要的焊机功率不⼤；塑性温度区宽，易于获得所需的塑性变形⽽不必使⽤很⼤的电极压⼒；碳与微量元素含量低，⽆⾼熔点氧化物，⼀般不产⽣淬⽕组织或夹杂物；结晶温度区间窄、⾼温强度低、热膨胀系数⼩，因⽽开裂倾向⼩。这类钢具有良好的焊接性，其焊接电流、电极压⼒和通电时间等⼯艺参数具有较⼤的调节范围。
钢具有良好的焊接性，其焊接电流、电极压⼒和通电时间等⼯艺参数具有较⼤的调节范围。
下表为美国RWMA推荐的低碳钢点焊的焊接条件，可供参考：
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低碳钢点焊的焊接条件
四、淬⽕钢的点焊
由于冷却速度极快，在点焊淬⽕钢时必然产⽣硬脆的马⽒体组织，在应⼒较⼤时会产⽣裂纹。为了消
除淬⽕组织、改善接头性能，通常采⽤电极间焊后回⽕的双脉冲点焊⽅法，这种⽅法的第⼀个电流脉冲为焊接脉冲，第⼆个为回⽕处理脉冲，使⽤这种⽅法时应注意两点：
（1）两脉冲之间的间隔时间⼀定要保证使焊点冷却到马⽒体转变点Ms温度以下；
（2）回⽕电流脉冲幅值要适当，以避免焊接区的⾦属重新超过奥⽒体相变点⽽引起⼆次淬⽕。
淬⽕钢的双脉冲点焊⼯艺参数实例，⽰于下表可供参考：
装配自动流水线25C r M nSiA、30C r M nSiA钢双脉冲点焊的焊接条件
五、镀铝钢板的点焊sip网关
镀铝钢板分为两类，第⼀类以耐热为主，表⾯镀有⼀层厚20-25微⽶的Al-Si合⾦（含有Si6-8.5%），可耐640度⾼温。第⼆类以耐腐蚀为主，为纯铝镀层，镀层厚为第⼀类的2-3倍。点焊这两类镀锌钢板时都可以获得强度良好的焊点。
由于镀层的导电、导热性好，因此需要较⼤的焊接电流。并应采⽤硬铜合⾦的球⾯电极。下表为第⼀类镀铝钢板点焊的焊接条件。对于第⼆类，由于镀层厚，应采⽤较⼤的电流和较低的电极压⼒。
耐热镀铝板点焊的焊接条件
六、不锈钢的点焊
不锈钢⼀般分为：奥⽒体不锈钢、铁素体不锈钢和马⽒体不锈钢三种。由于不锈钢的电阻率⾼、导热性差，因此与低碳钢相⽐，可采⽤较⼩的焊接电流和较短的焊接时间。这类材料有较⾼的⾼温强度，
必须采⽤较⾼的电极压⼒，以防⽌产⽣缩孔、裂纹等缺陷。不锈钢的热敏感性强，通常采⽤较短的焊接时间、强有⼒的内部和外部⽔冷却，并且要准确地控制加热时间、焊接时间及焊接电流，以防热影响区晶粒长⼤和出现晶间腐蚀现象。
点焊不锈钢的电极推荐⽤2类或3类电极合⾦，以满⾜⾼电极压⼒的需要。下表为不锈钢点焊焊接条件：
不锈钢点焊的焊接条件
七、铝合⾦的点焊
铝合⾦的应⽤⼗分⼴泛，分为冷作强化和热处理强化两⼤类。铝合⾦点焊的焊接性较差，尤其是热处理强化的铝合⾦。其原因及应采取的⼯艺措施如下：
（1）电导率和热导率较⾼必须采⽤较⼤电流和较短时间，才能做到既有⾜够的热量形成熔核；⼜能减少表⾯过热、避免电极粘附和电极铜离⼦向纯铝包复层扩散、降低接头的抗腐蚀性。
（2）塑性温度范围窄、线膨胀系数⼤必须采⽤较⼤的电极压⼒，电极随动性好，才能避免熔核凝固时，因过⼤的内容拉应⼒⽽引起的裂纹。对裂纹倾向⼤的铝合⾦，如LF6、LY12、LC4等，还必须采⽤加⼤锻压⼒的⽅法，使熔核凝固时有⾜够的塑性变形、减少拉应⼒，以避免裂纹产⽣。在弯电极难以承受⼤的定锻压⼒时，也可以采⽤在焊接脉冲之后加缓冷脉冲的⽅法避免裂纹。对于⼤厚度的铝合⾦可以两种⽅法并⽤。
（3）表⾯易⽣成氧化膜焊前必须严格清理，否则极易引起飞溅和熔核成形不良（撕开检查时，熔核形状不规则，凸台和孔不呈圆形），使焊点强度降低。清理不均匀则将引起焊点强度不稳定。
基于上述原因，点焊铝合⾦应选⽤具有下列特性的焊机：
1）能在短时间内提供⼤电流；
2）电流波形最好有缓升缓降的特点；
3）能精确控制⼯艺参数，且不受电⽹电压波动影响；
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4）能提供价形和马鞍形电极压⼒；
5）机头的惯性和摩擦⼒⼩，电极随动性好。
当前国内使⽤的多为300-600KVA的直流脉冲、三相低频和次级整流焊机，个别的达到1000KVA，均具有上述特性。也有采⽤单相交流焊机的，但仅限于不重要⼯件。
点焊铝合⾦的电极应采⽤1类电极合⾦，球形端⾯，以利于压固熔核和散热。
由于电流密度⼤和氧化膜的存在，铝合⾦点焊时，很容易产⽣电极粘着。电极粘着不仅影响外观质量，还会因电流减⼩⽽降低接头强度。为此需经常修整电极。电极每修整依次后可焊⼯件的点数与焊接条件、被焊⾦属型号、清理情况、有⽆电流波形调制，电极材料及其冷却情况等因素有关。通常点焊纯铝为5-10点，点焊LF6，LY12时为25-30点。
防透铝LF21强度低，延性后，有较好的焊接性，不产⽣裂纹，通常采⽤固定不变电极压⼒。硬铝（如LY11、LY12），超硬铝（如LC4、LC5）强度⾼、延性差，极易产⽣裂纹，必须采价形曲线的压⼒。但对于薄件，采⽤⼤的焊接压⼒或具有缓冷脉冲的双脉冲加热，裂纹也不是不可避免的。
采⽤价形压⼒时，锻压⼒滞后于断电的时刻⼗分重要，通常是0-2周。锻压⼒加得过早（断电前），等于增⼤了焊接压⼒，将影响加热，导致焊点强度降低和波动。锻压⼒加得过迟，则熔核冷却结晶时已经形成裂纹，加锻压⼒已⽆济于事。有时也需要提前于断电时刻施加锻压⼒，这是因为电磁⽓阀动作延迟，或⽓路不畅通造成锻压⼒提⾼缓慢，不提前施加不⾜以防⽌裂纹的缘故。
在直流脉冲点焊机上焊接铝合⾦的焊接条件见下表：
⼋、铜和铜合⾦的点焊
铜合⾦与铝合⾦相⽐，电阻率稍⾼⽽导热性稍差，所以点焊并⽆太⼤困难。厚度⼩于1.5mm的铜合⾦，尤其是低电导率的铜合⾦在⽣产中⽤的最⼴泛。纯铜电导率极⾼，点焊⽐较困难。
通常需要在电极与⼯件间加垫⽚，或使⽤在电极端头嵌⼊钨的复合电极，以减少向电极的散热。钨极直径通常为3-4mm。
焊接铜和⾼导电率的黄铜和青铜时，⼀般采⽤1类电极合⾦做电极，焊接低导电率的黄铜、青铜和铜
镍合⾦时，采⽤2类电极合⾦。也可以⽤嵌⼊钨极的复合电极焊接铜合⾦。由于钨的导热性差，故可使⽤⼩得多的焊接电流，在常⽤的中等功率的焊机上进⾏点焊，但钨电极容易和⼯件粘着，影响⼯件的外观。下⾯两表为点焊黄铜的焊接条件。
黄铜点焊的焊接
⽤复合电极点焊黄铜的焊接条件
铜和⾼电导率的铜合⾦因电极粘附严重，很少采⽤点焊，即使⽤复合电极也只限与点焊薄铜板。低碳钢螺母凸焊的焊接条件
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