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對焊方法及工藝

2019-01-29

一、閃光對焊的兩個階段
1、閃光階段
閃光的主要作用是加熱工件。在此階段中,先接通電源,并使兩工件端面輕微接觸,形成許多接觸點。電流通過時,接觸點熔化,成為連接兩端面的液體金屬過梁。由于液體過梁中的電流密度極高,使過梁中的液體金屬蒸發、過梁爆破。隨著動夾鉗的緩慢推進,過梁也不斷產生與爆破。在蒸氣壓力和電磁力的作用下,液態金屬微粒不斷從接口間噴射出來。形成火花急流--閃光。
在閃光過程中,工件逐漸縮短,端頭溫度也逐漸升高。隨著端頭溫度的升高,過梁爆破的速度將加快,動夾鉗的推進速度也必須逐漸加大。在閃光過程結束前,必須使工件整個端面形成一層液體金屬層,并在一定深度上使金屬達到塑性變形溫度。
由于過梁爆破時所產生的金屬蒸氣和金屬微粒的強烈氧化,接口間隙中氣體介質的含氧量減少,其氧化能力可降低,從而提高接頭的質量。但閃光必須穩定而且強烈。所謂穩定是指在閃光過程中不發生斷路和短路現象。斷路會減弱焊接處的自保護作用,接頭易被氧化。短路會使工件過燒,導致工件報廢。所謂強烈是指在單位時間內有相當多的過梁爆破。閃光越強烈,焊接處的自保護作用越好,這在閃光后期尤為重要。
2、頂鍛階段
在閃光階段結束時,立即對工件施加足夠的頂端壓力,接口間隙迅速減小過梁停止爆破,即進入頂鍛階段。頂鍛的作用是密封工件端面的間隙和液體金屬過梁爆破后留下的火口,同時擠出端面的液態金屬及氧化夾雜物,使潔凈的塑性金屬緊密接觸,并使接頭區產生一定的塑性變形,以促進再結晶的進行、形成共同晶粒、獲得牢固的接頭。閃光對焊時在加熱過程中雖有熔化金屬,但實質上是塑性狀態焊接。
預熱閃光對焊是在閃光階段之前先以斷續的電流脈沖加熱工件,然后在進入閃光和頂鍛階段。預熱目的如下:
(1)減小需用功率 可以在小容量的焊機上焊接斷面面積較大的工件,因為當焊機容量不足時,若不先將工件預熱到一定溫度,就不可能激發連續的閃光過程。此時,預熱是不得已而采取的手段。
(2)降低焊后的冷卻速度 這將有利于防止淬火鋼接頭在冷卻時產生淬火組織和裂紋。
(3)縮短閃光時間 可以減少閃光余量,節約貴重金屬。
預熱不足之處是:
(1)延長了焊接周期,降低了生產率;
(2)使過程的自動化更加復雜;
(3)預熱控制較困難。預熱程度若不一致,就會降低接頭質量的穩定性。
二、閃光對焊的電阻和加熱
閃光對焊時的接觸電阻Rc即為兩工件端面間液體金屬過梁的總電阻,其大小取決于同時存在的過梁數及其橫斷面積。后兩項又與工件的橫斷面積、電流密度和兩工件的接近速度有關。隨著這三者的增大,同時存在的過梁數及其橫截面積增大,Rc將減小。
閃光對焊的Rc比電阻對焊大得多,并且存在于整個閃光階段,雖然其電阻值逐漸減小,但始終大于工件的內部電阻,直到頂鍛開始瞬間Rc才完全消失。圖14-5是閃光對焊時Rc、2Rω和R變化的一般規律。Rc逐漸減小是由于在閃光過程中,隨著端面溫度的升高,工件接近速度逐漸增大,過梁的數目和尺寸都隨之增大的緣故。

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