一种金属零部件的热压焊焊接工艺制造技术

本发明专利技术公开的一种金属零部件的热压焊焊接工艺，使用改型电极端面头，选用合金铜基电极或高融点、大电阻率电极，使预热电流为０．６～０．８倍焊接电流，分别根据交流焊或直流焊确定焊接工艺参数，焊接电源在３０～５０毫秒内连续控制，通过电极夹持两焊件完成点焊、凸焊、缝焊、对焊。采用本发明专利技术进行焊接，操作简单、成本低廉、节约电能、电极消耗低、焊接强度高、生产效率高，最适用于提高难焊金属焊接处的强度，根除同种金属、同种金属不同厚度、异种金属板材及线材的焊接的虚焊、粘焊、熔核不良、焊接裂纹等焊接不良。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电阻焊
，具体涉及一种金属零部件之间的热压焊焊接工艺。
技术介绍
现在的金属零部件的电阻焊接技术，是将两焊件夹持在两电极中间，通以大电流使焊件自身电阻、接触电阻发热，利用产生的热量使焊件间形成熔化核心，在一定的压力下冷却形成冷凝核心，达到焊接目的。这种技术在工业生产中广泛采用，但在很多场合下，采用这种技术难以获得良好的焊接效果，其不足主要表现为(1)当焊接同种难焊金属、不同厚度或异种金属板材、线材时，难以均匀加热，不能够保证焊接压接处的温度为最高，不能保证焊核的最大直径分布在压接处，容易发生焊核偏移；(2)由于不能使焊件均匀加热，在焊接压接处的未熔化固相金属不能实现固相焊接，容易产生焊接裂缝；(3)这种电阻焊接技术通常需要很大的焊接功率、很高的焊接压力、等于或高于所要求的电流，在电源功率小、普通交流和直流焊焊接机中受到限制；(4)压接处的热量仅利用了最大板材发热量的30％，大量的热量由电极消耗掉，电极的氧化磨损严重，寿命缩短，消耗成本高；(5)当焊接有些金属材质时，需要增大压力、加大电流或时间，以维持焊接处的加热温度不变，通常是在焊接设备上对焊接参数进行调整，往往在焊接压接处温度未上升之前，电极与焊件就先熔粘在一体、无法实现预定焊接，或使焊件的表面先遭到破坏，所以一次焊接合格率低，用于焊接强度检验剥离的成本高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种金属零部件的热压焊焊接工艺，通过改变电极端面的形状来控制电阻焊的工艺参数，从而解决了现有技术中的上述缺点。本专利技术所采用的技术方案是一种金属零部件的热压焊焊接工艺，通过电极夹持两焊件完成点焊、凸焊、缝焊、对焊，选用高融点、大电阻率电极，电极的端面头使用改型端面头，预热电流为0.6～0.8倍焊接电流，分别根据交流焊或直流焊确定焊接工艺参数，焊接电源在30～50毫秒内连续控制。电极改型端面头，为棒状杆半球型端面电极、板状电极、棒状杆的后端锥台连接前端半球型端面构成的组合型端面电极、端面沟槽型电极、平端面中间环形电极、棒状多台阶变直径电极或棒状偏心杆偏心端面电极。高融点、大电阻率电极为钨、钼、铜基或银基组成的电极。低导电率材质电极选择GrCu、Ni-Be-Cu或BeCu，高导电率材质电极选W、CuW、AgW或CuMo。本专利技术的有益效果是1.尤其是同种难焊金属之间、不同厚度或异种金属板材、线材之间，克服了通常电阻焊接技术虚焊、脆断、晶间断裂纹、粘焊、熔核不良等的焊接不良现象；2.通过有效调控焊接工艺参数，使电阻的发热温度均匀提高，解决了焊核偏移的问题，实现了焊核液相焊接或固相焊接；3.降低了焊接功率，节约能源，电极消耗低，焊接强度高，生产效率高。具体实施例方式下面结合具体实例对本专利技术作详细说明。本专利技术的金属零部件的热压焊焊接工艺，通过有效调控电阻和电阻的发热温度、使得金属在一定温度的塑性状态下，实现液态焊接或固态焊接的焊接方法。其特点在于使用改型电极端面头，选用高融点、大电阻率如钨、钼、铜基或银基组成的电极，以提高焊接压接处的电阻发热温度，使预热电流为0.6～0.8倍焊接电流，分别根据交流焊或直流焊确定焊接工艺参数，焊接电源在30～50毫秒内连续控制，实现均匀提高电阻的发热温度，通过电极夹持两焊件完成点焊、凸焊、缝焊、对焊。焊接连接时的温度选择低碳钢600℃～1530℃、不锈钢900℃～1430℃、Ai200℃～660℃、Ti700℃～1530℃、Zr800℃～1750℃、Ta1200℃～2850℃、Mo1100℃～2620℃、Ag300℃～960℃、Ni500℃～1452℃、Pb100℃～327.5℃、铜200℃～1033℃、H62 400℃～1033℃。低导电率材质电极选GrCu、Ni-Be-Cu或BeCu，高导电率材质电极选W、CuW、AgW或CuMo。改型电极端面头，为棒状杆半球型端面电极、板状电极、棒状杆的后端锥台连接前端半球型端面构成的组合型端面电极、端面沟槽型电极、平端面中间环形电极、棒状多台阶变直经电极或棒状偏心杆偏心端面电极端面用于焊接压接处调控电阻、增大电流密度、增大压应力。交流焊的工艺参数确定为，电极前端直径ΦD=5δ;]]>焊接电流焊接电流＝板材电流密度×电极端面工作面面积；焊接压应力焊接压应力＝σ0.2×5；焊接电极压力焊接电极压力＝电极端面工作面积×焊接压应力；必要加压必要加压＝5～10KGF×电极前端面积；加压力加压力＝dcm2×0.785×Pkg/cm2总压力总压力＝P×A+G±Fa-Fch，Fch＝4.5×I2×(L/H)2×10-7；焊接时间＝7.5×(δ1+δ2)；直流焊的工艺参数确定为，电极前端直径ΦD＝2.54+(δ1+δ2)；焊接电流焊接电流＝1875×(δ1+δ2)；焊接压应力焊接压应力＝σ0.2×5；焊接电极压力焊接电极压力＝876×(δ1+δ2)； 必要加压必要加压＝5～10KGF×电极前端面积；加压力加压力＝dcm2×0.785×Pkg/cm2总压力总压力＝P×A+G±Fa-Fch，Fch＝4.5×I2×(L/H)2×10-7；焊接时间＝80ms×(δ1+δ2)；上式中，D-电极前端直径，δ、δ1、δ2-焊件的厚度σ0.2-焊件的加热蠕变屈服极限，d-活塞直径，P-设定压强，A-活塞面积，G-机头重量，Fa-导轨摩擦力，Fch-电磁力，I-电流，L-机臂间距，H-两机臂间距。交流焊或直流焊中，根据导电率选择电流密度，选择焊接电流，推荐低碳钢200-600A/毫米2，不锈钢300-400A/毫米2。实施例1异种金属不同厚度之间焊接交流焊接，设有20KVA的交流焊接设备，自身带有变压器，由固体电路程序焊控制系统供电，调定好一个点焊程序使其焊核直径大于(彩色显象管用板材料文件所要求的最低值)1.5mm。所用材料是冷轧制后的彩色显象管框架用钢带、属低碳钢，厚度1.2mm，其化学成分为(质量分数)C0.03％、S0.04％、Si0.03％、Mn0.5％，AL0.03％，把料片冷冲压切成285mm×219mm×348mm的矩形试样，把截面40mm×30mm的面作为焊接面，该面在焊接前要求一次去油、喷砂粗化处理，二次去灰清洗表面。另一个所焊材料是冷轧制后的彩色显象管弹簧片，用不锈弹簧钢带，厚度为0.65其化学成分为(质量分数)C0.15％、S0.03％、P0.04％、Si0.03％、Mn2.00％、Ni8-10％、Gr17-19％，材料经过滚磨、清洗、退火处理材料冲去成型80mm×30mm的矩形试样，截面为30mm×50mm作为压接接合面，所用设备为常规的交流焊接设备，使用常规的焊接方法；根据以上低碳钢和弹簧钢料片的厚度值得出具体的电极、电流、压力、时间等参数。(1)底碳钢框架内侧电极，确定电极前端直径，电极选棒状前端选择球面交流焊焊ΦD=5δ=5.47mm,]]>δ1＝1.2mm，弹簧钢弹簧片厚度δ＝0.65mm，则弹簧片侧压紧用外电极，电极选φ10mm棒状；前端选择球面交流焊ΦD=5δ=4.03mm.]]>焊接电极工作端面直径控制范围为框架侧φ5.47mm为最大值，球面形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属零部件的热压焊焊接工艺，通过电极夹持两焊件完成点焊、凸焊、缝焊、对焊，其特征在于：选用高融点、大电阻率电极，电极的端面头使用改型端面头，预热电流为０．６～０．８倍焊接电流，分别根据交流焊或直流焊确定焊接工艺参数，焊接电源在３０～５０毫秒内连续控制。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄和平，冉宏昌，张博，
申请(专利权)人：彩虹集团电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：61[中国|陕西]