凸焊工艺过程及其参数

出处：按学科分类—工业技术 河北科学技术出版社《实用焊接技术手册》第265页（1675字）

1．凸焊工艺过程

凸点焊接循环与点焊、缝焊类似，可划分为预压、通电加热和冷却结晶三个阶段。

(1)预压阶段 在电极压力作用下，凸点与下板贴合面增大，使焊接区的导电通路面积稳定，破坏了贴合面上的氧化膜，形成良好的物理接触。

(2)通电加热阶段 该阶段由两个过程组成：压溃过程和成核过程。凸点压溃、两板贴合后形成较大的加热区，随着加热的进行，由个别接触点的熔化逐步扩大，形成足够尺寸的熔化核心和塑性区。

(3)冷却结晶阶段 切断焊接电流后，熔核在压力作用下开始结晶，其过程与点焊熔核的结晶过程基本相同。

2．凸焊工艺参数

凸焊时，由于电极工作面尺寸远大于熔核直径，电极尺寸对电流场分布和焊接过程的进行无明显影响，因此电极尺寸不作为凸焊的工艺参数。凸焊的主要工艺参数是：电极压力、焊接时间和焊接电流。

(1)电极压力 凸焊的电极压力取决于被焊金属的性能、凸点的尺寸以及一次焊成的凸点数量等。电极压力应足以在凸点达到焊接温度时将其全部压溃，并使两工件紧密贴合。电极压力过大会过早地压溃凸点，失去凸焊的作用，同时因电流密度减小而降低接头强度。压力过小又会引起严重飞溅。电极压力的大小，同时影响吸热和散热。在其他参数不变时，电极压力增大，焊接熔核尺寸与接头强度减小。为了保持一定的熔核尺寸与接头强度，在提高电极压力的同时，需要相应增大焊接电流或通电时间。熔核上的电极压力应在允许调节的范围内。一般比点焊窄得多。电极压力小于允许值，产生喷溅；压力过大，不但破坏焊接过程的稳定性，也使凸点瞬间压溃，破坏了正常的焊接过程。为此，电极压力与压下的速度应大小合适，又平稳而无冲击。

(2)焊接时间 对于给定的工件材料和厚度，焊接时间由焊接电流和凸点刚度决定。在凸焊低碳钢和低合金钢时，与电极压力和焊接电流相比，焊接时间是次要的。在确定合适的电极压力和焊接电流后，再调节焊接时间，以获得满意的焊点。如想缩短焊接时间，就要相应增大焊接电流，但过分增大焊接电流可能引起金属过热和飞溅，通常凸焊的焊接时间比点焊长，而电流比点焊小。

多点凸焊的焊接时间稍长于单点凸焊，以减少因凸点高度不一致而引起各点加热的差异。采用预热电流或电流斜率控制(通过调幅使电流逐渐增大到需要值)，可以提高焊点强度的均匀性并减少飞溅。

(3)焊接电流 凸焊每一焊点所需电流比点焊同样一个焊点时小。但在凸点完全压溃之前必须能使凸点熔化。推荐的电流应该是采用合适的电极压力下不致于挤出过多金属的最大电流。对于一定凸点尺寸，挤出的金属量随电流的增加而增加。采用递增的调幅电流可以减小挤出金属，和点焊一样，被焊金属的性能和厚度仍然是选择焊接电流的主要依据。

多点焊时，总的焊接电流大约为每个凸点所需电流乘以凸点数，但考虑到凸点的公差、工件形状，以及焊机次级回路的阻抗等因素，可能需要做一些调整。

凸焊时还应做到被焊两板间的热平衡，否则，在平板未达到焊接温度以前凸点便已熔化。因此焊接同种金属时，应将凸点冲在较厚的工件上；焊接异种金属时，应将凸点冲在电导率较高的工件上。但在厚板上冲有困难时，也可在薄板上冲凸点。

电极材料也影响两工件上的热平衡，在焊接厚度小于0．5mm的薄板时，为了减少平板一侧的散热，常用钨－铜烧结材料或钨做电极的嵌块。