凸焊特點

凸焊是點焊的一種變形，通常是在兩板件之一上沖出凸點，然后進行焊接。由于電流集中，克服了點焊時熔核偏移的缺點，因而凸焊時工件的厚度比可以超過6:1。

凸焊時，電極必須隨著凸點的被壓饋而迅速下降，否則會因失壓而產(chǎn)生飛濺，所以應(yīng)采用電極隨動性好的凸焊機。

多點凸焊時，如果焊接條件不適當(dāng)，會引起凸點移位現(xiàn)象，并導(dǎo)致接頭強度降低。實驗證明，移位是由電流通過時的電磁力引起的。

在實際焊接時，由于凸點高度不一致，上下電極平行度差，一點固定一點移動要比兩點同時移動的情況多。

為了防止凸點移位，除在保證正常熔核的條件下，選用較大的電極壓力，較小的焊接電流外，還應(yīng)盡可能地提高加壓系統(tǒng)的隨動性。提高隨動性的方法主要是減小加壓系統(tǒng)可動部分的質(zhì)量，以及在導(dǎo)向部分采用滾動摩擦。

多點凸焊時，為克服各凸點間的壓力不均衡，可以采用附加預(yù)熱脈沖或采用可轉(zhuǎn)動的電極頭的辦法。二、凸焊的工藝參數(shù)

焊接模具用于保持和夾緊工件于適當(dāng)位置，同時也用作電極，夾具是不導(dǎo)電的輔助定位裝置。對于小工件，電極和定位夾具通常是一體的。橫簧夾的作用是將螺栓固定于上電極中，為防止分流，插入電極的固定銷須用非金屬材料。

其他類型的待焊工件也可用彈簧夾固定在上電極上。在條件許可用真空吸附的方法使工件保持在上電極中。有時也可用一個移動裝置將小工件夾住并送入待焊部位。

大型凸焊構(gòu)件需要復(fù)雜得多的焊接模具和夾具，以滿足定位，加緊和導(dǎo)電的需要。

凸焊的工藝特點和工藝參數(shù)

凸焊存在的缺點:

1)有時為了預(yù)制一個或多個凸點而需要額外工序;

2)在用同一個電極同時焊數(shù)個焊點時，工件的對準和凸點的尺寸(尤其是高度)必須保持高精度公差，以保證均勻的電極力和焊接電流，才能使各焊點質(zhì)量均勻一致;

3)同時焊接多個焊點，需要使用高電極壓力、高機械精度的大功率焊機，其加壓機構(gòu)應(yīng)有較高的隨動性。

凸焊電極通常采用2類電極合金制造，因為這類電極合金在電導(dǎo)率、強度、硬度和耐熱性等方面具有最好的綜合性能。3類電極合金也能滿足要求。

1)點焊用的圓形平頭電極

2)大平頭棒狀電極

3)具有一組局部接觸面的電極，即將電極在接觸部位加工出凸起接觸面，或?qū)⑤^硬的銅合金嵌塊用釬焊或緊固方法固定于電極的接觸部位。

標(biāo)準點焊電極用于單點凸焊時。為了減輕工件表面壓痕，電極接觸面直徑應(yīng)不小于凸點直徑的兩倍。

大平頭棒狀電極用于局部位置的多點凸焊。例如加強墊圈的凸焊，一次可焊4-6點。這種電極的接觸面必須足夠大，要超過全部凸點的邊界，超出量一般應(yīng)相當(dāng)于一個凸點的直徑。這種電極一般可裝在大功率點焊機上。

凸焊與點焊相比還具有以下優(yōu)點:

1)在一個焊接循環(huán)內(nèi)可同時焊接多個焊點。不僅生產(chǎn)率高，而且沒有分流影響。因此可在窄小的部位上布置焊點而不受點距的限制。

2)由于電流密度集于凸點，電流密度大，故可用較小的電流進行焊接，并能可靠地形成較小的熔核。在點焊時，對應(yīng)于某一板厚，要形成小于某一尺寸的熔核是很困難的。

3)凸點的位置準確、尺寸一致，各點的強度比較均勻。因此對于給定的強度、凸焊焊點的尺寸可以小于點焊。

4)由于采用大平面電極，且凸點設(shè)置在一個工件上，所以可最大限度地減輕另一工件外露表面上的壓痕。同時大平面電極的的電流密度小、散熱好，電極的磨損要比點焊小得多，因而大大降低了電極的保養(yǎng)和維修費用。

5)與點焊相比，工件表面的油、銹、氧化皮、鍍層和其他涂層對凸焊的影響較小，但干凈的表面仍能獲得較穩(wěn)定的質(zhì)量。

由于凸焊有上述多種優(yōu)點，因而獲得了極廣泛的應(yīng)用。

凸焊的不足之處是需要沖制凸焊的附加工序;電極比較復(fù)雜;由于一次要焊多個焊點，需要使用高電極壓力、高機械精度的大功率焊機。

板件凸焊最適宜的厚度為0.5-4mm。焊接更薄的板件時，凸點設(shè)計要求嚴格，需要隨動性極好的焊機，因此厚度小于0.25mm的板件更易于采用點焊。

電極壓力、焊接時間和焊接電流。

凸焊的電極壓力取決于被焊金屬的性能，凸點的尺寸和一次焊成的凸點數(shù)量等。電極壓力應(yīng)足以在凸點達到焊接溫度時將其完全壓饋，并使兩工件緊密貼合。電極壓力過大會過早地壓饋凸點，失去凸焊的作用，同時因電流密度減小而降低接頭強度。壓力過小又會引起嚴重飛濺。

對于給定的工件材料和厚度，焊接時間由焊接電流和凸點剛度決定。在凸焊低碳鋼和低合金鋼時，與電極壓力和焊接電流相比，焊接時間時次要的。在確定合適的電極壓力和焊接電流后，在調(diào)節(jié)焊接時間，以獲得滿意的焊點。如想縮短焊接時間，就要相應(yīng)增大焊接電流，但過分增大焊接電流可能引起金屬過熱和飛濺，通常凸焊的焊接時間比點焊長，而電流比點焊小。

凸焊的每一焊點所需電流比點焊同樣一個焊點時小。但在凸點完全壓潰之前電流必須能使凸點溶化，推薦的電流應(yīng)該是在采用合適的電極壓力下不至于擠出過多金屬的最大電流。對于一定凸點尺寸，擠出的金屬量隨電流的增加而增加。采用遞增的調(diào)幅電流可以減小擠出金屬。和點焊一樣，被焊金屬的性能和厚度仍然是選擇焊接電流的主要依據(jù)。

多點凸焊時，總的焊接電流大約為每個凸點所需電流乘以凸點數(shù)。但考慮到凸點的公差、工件形狀。以及焊機次級回路的阻抗等因素，可能需要做一些調(diào)整。

凸焊時還應(yīng)做到被焊兩板間的熱平衡，否則，在平板未達到焊接溫度以前便已溶化，因此焊接同種金屬時，應(yīng)將凸點沖在較厚的工件上，焊接異種金屬時，應(yīng)將凸點沖在電導(dǎo)率較高的工件上。但當(dāng)在厚板上沖出凸點有困難時，也可在薄板上沖凸點。

電極材料也影響兩工件上的熱平衡，在焊接厚度小于0.5mm的薄板時，為了減少平板一側(cè)的散熱，常用鎢-銅燒結(jié)材料或鎢做電極的嵌塊。

凸焊搭接接頭的設(shè)計與點焊相似。通常凸焊接頭的搭接量比點焊的小。凸點間的間距沒有嚴格限制。

當(dāng)一個工件的表面質(zhì)量要求較高時，凸點應(yīng)沖在另一工件上。在工件凸焊螺母、螺栓等緊固件時，凸點的數(shù)量必須足以承受設(shè)計載荷。

凸點的作用是將電流和壓力局限在工件的特定位置上，其形狀和尺寸取決于應(yīng)用的場合和需要焊點強度。不同資料所推薦的焊點尺寸往往相差甚遠。一般情況下建議采用下表規(guī)定的凸點尺寸。與沖有凸點的板厚相比，當(dāng)平板較薄時采用小凸點，較厚時采用大凸點。

凸點形狀有圓球型和圓錐型兩種。后一種可以提高凸點剛度，在電極壓力較高時不致于過早壓潰;也可以減少因電流密度過大而產(chǎn)生飛濺。但通常多采用圓球型凸點。為了防止擠出金屬殘留在凸點周圍而形成板間間隙，有時也采用帶環(huán)形溢出槽的凸點。多點凸焊時，凸點高度不一致將引起各點電流的不平衡，使接頭強度不穩(wěn)定。因此凸點高度誤差應(yīng)不超過±0.12mm。如采用預(yù)熱電流，則誤差可以增大。

凸點也可以做成長形的(近似橢圓形)，以增加熔核尺寸，提高焊點強度，此時凸點與平板將為線接觸。

凸焊時，除利用上述幾種形式的凸點形成接頭外，根據(jù)凸焊工件種類不同還有多種接頭形式。

用于凸焊的螺栓和螺帽上的凸點和凸環(huán)多是在零件鍛壓時一次成形。

下表是低碳鋼螺釘凸焊的焊接條件。凸焊螺帽時應(yīng)采用較短時間，否則會使螺紋變色、精度降低。電極壓力也不能過低，否則會引起凸點移位，使強度降低并損壞螺紋。

低碳鋼螺母凸焊的焊接條件

螺帽的螺紋直徑(mm)

平板厚度(mm)

A

電極壓力(KN)

焊接時間(周)

焊接電流(KA)

低碳鋼線材交叉凸焊的焊接條件

鍛造比(10%)

線徑(mm)

級別A

電極壓力(KN)

焊接時間(周)

焊接電流(KA)

鍍層鋼板凸焊要比點焊和縫焊遇到的問題少一些，原因是電流集中于凸點，即使接觸處的鍍層金屬首先溶化并蔓延開來，也不會象點、縫焊一樣使電流密度降低。此外，由于凸焊的平面電極接觸面大、電流密度小，因此無論是鍍層的粘附還是電極的變形都比較小。

鍍鋅鋼板凸焊用得較多，下表為這種鋼板凸焊的條件:

凸點所在板厚(mm)

平板板厚(mm)

凸點尺寸(mm)

電極壓力(KN)

焊接時間(KA)

焊接電流(KN)

抗剪強度(N)

熔核直徑(mm)

直徑d

高度h

這種鋼板的一面有絕緣的聚氯乙烯塑料層，只能以單面單點或單面雙點的方式焊接。為了保護粘塑面不被破壞，必須采用較短時間焊接。一般采用半周通電的方式來控制加熱時間和熱量，甚至縮短到1/6周或者使用儲能焊機進行短時間焊接。為了保證貼塑面沒有相同明顯的壓痕，通常采用與貼塑面鋼板相同花紋的鋼板墊板。

可淬硬的高強度合金鋼很少凸焊，但有時會進行線材交叉焊接，由于會產(chǎn)生淬火組織，必須進行電極間回火，并應(yīng)采用比低碳鋼高的電極壓力。

不銹鋼凸焊沒有困難，但較易產(chǎn)生熔核移位現(xiàn)象。應(yīng)注意選用合理的焊接工藝參數(shù)，并避免采用過小的點距。

鋁合金強度低，則一通電凸點即被壓饋。起不到集中電流的作用，因此很少采用凸焊。但有時用于螺栓、螺帽的凸焊。

銅合金、鈦合金也可以進行凸焊。

貼塑鋼板圓球形凸點凸焊的焊接條件

板厚(mm)

凸點尺寸(mm)

電極壓力(KN)

焊接時間(ms)

交流半波電流峰值(KA)

抗剪強度(KN)

貼塑鋼板

凸點所在鋼板

直徑d

高度h

貼塑鋼板環(huán)形凸點的凸焊規(guī)范

板厚(mm)

凸點尺寸(mm)

交流半波式

電容貯能式

抗剪強度(KN)

貼塑鋼板

凸點所在鋼板

d1

d2

h

電極壓力(KN)

焊接時間(周)

電流峰值(KA)

電容量(uF)

電壓(V)