在工业生产中,点焊机作为关键的焊接设备,广泛应用于汽车制造、电子电器、五金加工等众多领域。然而,要想获得高质量的焊接效果,正确设置焊接参数至关重要。其中,电流、时间、压力被称为点焊机的三要素,它们相互关联、相互影响,任何一个参数设置不当,都可能导致焊接质量出现问题。接下来,让我们深入了解这三要素的调节技巧,轻松玩转点焊机。
1、焊接电流:焊接效果的核心影响因素
焊接电流是决定焊接过程中热量产生的关键参数。根据焦耳定律,电阻点焊产生的热量 Q 与电流 I 的平方成正比。这意味着,电流的微小变化都会显著影响焊接热量。
当电流较小时,产生的热量不足以使焊件接触点达到足够温度,导致熔核无法形成或不完整,出现脱焊、虚焊等问题。例如,在焊接薄金属板材时,过小的电流仅在板材表面留下轻微加热痕迹,无法实现有效连接。
随着电流增大,焊点热量增加,熔核形成并逐渐增大,焊点强度提高。但电流过高时,焊点过热,熔核可能超出预期范围,机械性能下降,还会引发飞溅现象,影响焊接外观、造成材料浪费,甚至威胁操作人员安全。
调节焊接电流可通过点焊机上的电流调节旋钮或控制面板实现,分为粗调和细调。粗调通过改变变压器绕组匝数进行大幅度调节,适用于初步确定电流范围;细调通过改变电路中的电阻或电感等元件进行精确微调,以达到最佳焊接效果。操作人员需密切观察焊接效果,逐步调整电流值,直至获得理想的焊点质量。
不同焊接材料对焊接电流的要求因导电性、熔点等物理性质差异而不同。例如,导电性良好的铜、铝等金属需要较大的焊接电流,而不锈钢、碳钢等金属所需电流相对较小。此外,焊接材料厚度与电流大小密切相关,较厚材料需要更高电流实现深层焊接,较薄材料则需避免过大电流导致烧穿。因此,焊接前务必根据材料类型和厚度确定合适的电流范围,并通过实际调试优化。
2、焊接时间:热量积累的关键控制因素
焊接时间指电流通过焊件的持续时长,与焊接电流一样,对焊接效果起着至关重要的作用。
当焊接时间较短时,电流作用时间不足,产生的热量有限,无法使焊件接触部位充分加热达到焊接所需温度,导致熔核无法形成或形成不良,造成焊接不牢固。随着焊接时间延长,输入热量增加,熔核形成并逐渐长大,焊点强度提高。然而,焊接时间并非越长越好。过长的焊接时间会使焊点周围金属过度受热,热影响区扩大,金属组织结构变化,导致机械性能下降,还可能引发焊件变形,特别是对于形状复杂、尺寸精度要求高的焊件,变形可能导致产品报废。
在现代点焊机中,焊接时间可通过控制器精确设置,我国常用周波数计量(一个周波为 0.02s),部分焊机采用计算机控制器可进行更精细的设置。实际操作中,需综合焊接材料性质、厚度及焊接电流等因素确定合适的焊接时间。例如,较厚金属材料或导电性好的材料可能需要适当延长焊接时间;较薄材料或焊接电流较大时则应缩短焊接时间,避免过度加热。
连续焊接多个焊点时,前一焊点的余热会影响后一焊点的焊接时间。前焊点余热大时,需适当缩短后焊点焊接时间;余热散失快时,则需适当增加后焊点焊接时间,以保证每个焊点的质量一致性。
3、电极压力:影响接触电阻与散热的重要因素
电极压力是点焊机在焊接过程中电极施加在焊件上的压力,虽不像焊接电流和时间直接决定热量产生,但对焊接过程有不可忽视的影响,主要体现在影响焊件接触电阻和散热情况两方面。
从接触电阻角度看,电极压力大小直接关系到焊件之间及焊件与电极之间的接触紧密程度。电极压力小,接触电阻大,同等条件下产生的热量增加。但过大的接触电阻会使热量集中在接触点局部区域,引发局部过热和飞溅现象,降低焊点质量。例如,焊接镀锌板时,电极压力过小会导致镀锌层蒸发,产生大量飞溅。随着电极压力增大,接触电阻减小。适当减小接触电阻有助于使焊接热量均匀分布在焊件接触面上,形成良好焊点。但电极压力过大,接触电阻过小,热量不足,会导致焊接不牢固,出现虚焊,还可能对焊件表面造成压痕,影响外观质量。
从散热角度看,电极压力影响焊件向电极的散热情况。较大电极压力会加快焊件向电极的散热速度。焊接过程中,散热过快可能导致焊点热量不足,影响熔核形成和长大;散热过慢则可能导致热量过度积累,引发各种问题。
实际操作中,通过点焊机上的压力调节装置调节电极压力,常见的有机械调节式和气动调节式。调节电极压力需综合考虑焊接材料性质、厚度以及焊接电流、时间等参数。例如,较薄材料需较小电极压力,避免过度散热和表面压痕;较厚材料则需适当增大电极压力。同时,需根据焊接过程中出现的飞溅、虚焊等现象及时调整电极压力,以获得最佳焊接效果。
三要素的相互关系与综合调节
焊接电流、时间、压力这三个要素并非孤立存在,它们之间相互关联、相互影响,共同决定了点焊机的焊接质量。在实际焊接过程中,需要综合考虑这三个要素,进行合理的调节。
例如,当焊接电流增大时,如果保持焊接时间不变,产生的热量会迅速增加,此时可能需要适当增大电极压力,以减小接触电阻,避免因热量过多而产生飞溅;同时,也可以适当缩短焊接时间,防止热量过度积累导致焊点质量下降。反之,当焊接电流减小时,为了保证足够的热量输入以形成良好的焊点,可能需要适当延长焊接时间或减小电极压力,但要注意避免因电极压力过小而产生虚焊或因焊接时间过长而导致焊件变形。
在调节这三个要素时,通常需要采用试焊的方法。首先,根据焊接材料的类型、厚度以及以往的经验,初步设定一组焊接参数,包括焊接电流、时间和压力。然后进行试焊,观察焊点的外观质量,如是否有飞溅、压痕,焊点的大小、形状是否均匀等;同时,还可以通过对焊点进行破坏性试验,如拉伸试验、剪切试验等,来检测焊点的强度是否符合要求。根据试焊的结果,对焊接参数进行调整,再次试焊,直到获得满意的焊接效果为止。
此外,不同的点焊机设备可能在性能和参数调节范围上存在差异,因此在使用新的点焊机或对不同类型的焊件进行焊接时,都需要重新摸索和确定合适的焊接参数组合。在长期的生产实践中,积累不同材料、不同厚度焊件的最佳焊接参数数据,并建立相应的参数数据库,对于提高焊接效率和保证焊接质量的稳定性具有重要意义。
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