对焊

出处：按学科分类—工业技术 河南科学技术出版社《焊接技术手册》第365页（3111字）

对焊是把两工件端部，利用焊接电流加热，然后加压完成焊接过程的电阻焊方法。它分为闪光对焊和电阻对焊两类。

1．闪光对焊

(1)原理：闪光对焊分连续闪光对焊和预热闪光对焊两种。

1)连续闪光对焊是由闪光和顶锻两个阶段组成的，如图7－18(a)所示。焊接开始时，两焊件逐渐接近，由于焊件开始接触面积很小，所以接触部位电流密度很大，接触点附近金属迅速被加热到沸腾状态，部分金属液滴从接口的缝隙以溅渣的形式射出，并使接头的整个表面急剧加热，逐渐在接头部分形成均匀的金属熔化层。然后，立刻进行顶锻，使之产生塑性变形。同时熔融和过热金属被挤出焊口，从而获得高质量接头。

2)预热闪光对焊是在闪光前，通过预热电流将两焊件端面多次接触、分开。可以减小设备功率和闪光量，缩短闪光时间，焊接较大截面工件，如图7－18(b)所示。

图7－18 闪光对焊循环示意图

(a)连续闪光焊 (b)预热闪光焊

I－电流 F－压力 S－位移 Δ－留量 t－时间 下标 P－预热 f－烧化 u－顶锻

(2)闪光对焊规范参数

闪光对焊的规范参数较多，选取往往需要经多次实验才能确定合适的规范参数。

调伸长度l是焊件从夹具中伸出的长度，如图7－19所示。一般根据焊件断面和材料性质选择，圆材，l=0．7～1．0d，板材，l=4～5δ。

图7－19 闪光对焊伸出长度

2Δ－总留量 2Δ_f－烧化留量 2Δ′－有电顶锻留量 2Δ″－无电顶锻留量

闪光速度(v_f)是在稳定闪光条件下，动夹具的进给速度，又称烧化速度。在实际生产中，以动夹具曲线位移予以实现，一般

S=k_f·t^b

式中 S——动夹具位移(mm)；

k_f——系数，对于低碳、低合金钢为0．5～1．5(mm／s)，高合金钢为2．5～3(mm／s)；

t——闪光时间(G)；

b——指数，一般低碳钢为2，铬镍钢为5／2。

注意，通常资料中给出的是平均闪光速度。

顶锻压力，一般与材料的热强性、加热的状态、顶锻速度有关。常用材料顶锻压力见表7－35。

表7－35 闪光对焊推荐的顶锻压力(MPa)

顶锻速度(v_u)是将端面上的液态金属和氧化夹渣排除，使金属端面紧密贴合。常用材料最低顶锻速度见表7－36。

表7－36 闪光对焊推荐的最低顶锻速度(mm／s)

此外，还有空载电压、预热次数等。

闪光对焊是一种高效、高质量的焊接方法，适用于中、大截面工件的对接，最大截面积达100000mm²。可焊接碳钢、合金钢、铝、铜、镍、钛等金属，还可对接异种金属。几种材料的闪光对焊规范表7－37～表7－40。

表7－37 低碳钢棒材闪光对焊的时间和留量

表7－38 锅炉管子闪光对焊规范

表7－39 有色金属及其合金闪光对焊的焊接条件

(2)工艺参数：主要有焊接电流密度、调伸长度、通电时间和压力。

电流密度j：焊件加热的主要参数，一般碳钢取9000～7000A／cm²。截面小时选取较大的值。

通电时间(t)：一般按经验公式

=K×10³确定，K为常数，碳钢取8～10，铝取20，铜取27。

调伸长度(l)：不应小于焊件直径的一半，即l=0．6～2d(d为焊件的直径)。

压力：由焊接压力(p_w)和顶锻压力(p_u)组成。

表7－41给出了几种电阻对焊的规范。

表7－41 电阻对焊规范

3．对焊设备

一般由机身、夹紧机构、进给机构、焊接电源、控制系统五个主要部分组成。通常分为电阻对焊机、连续闪光对焊机、预热闪光对焊机等。

表7－40 铜与铝闪光对焊的焊接条件

2．电阻对焊

(1)过程的特点：电阻对焊是由预压、加热、顶锻、保持、休止等几个阶段组成的，如图7－20所示。开始时，用较小的压力使焊件接触，接触电阻大。通电后，接触部分附近金属被快速加热，随着温度逐渐升高，到整个端面塑性区达到要求时，快速顶锻、形成焊接接头。

图7－20 电阻对焊焊接循环图

(a)变压力式电阻对焊 (b)等压力式电阻对焊

F－压力 I－电流 5－位移

电阻对焊适用于塑性好，截面积小于300mm²的金属工件。工件被焊端面最好是形状简单的实心断面。一般用于丝材、棒材和板条的接长。

表7－42～表7－45给出了几类对焊机型号和技术参数。

表7－42 弹簧顶锻式对焊机技术数据

表7－43 杠杆挤压弹簧顶锻式对焊机技术数据

表7－44 气压顶锻式对焊机技术数据

表7－45 UN2－150－2型电动凸轮顶锻式对焊机技术数据