典型工件的对焊

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279页（3193字）

1．小截面工件的对焊

小截面零件包括线材和薄板等。直径d≤5mm的线材多采用电阻对焊，其工艺参数可参考表1－8－44。

表1－8－44 线材电阻对焊的工艺参数^［6］

直径很小的线材、不同材料的线材，以及线材与冲压件(如电阻器和二极管的端盖)可采用电容储能式对焊，其特点在于焊接规范非常硬，加热范围极窄，大大减轻了被焊金属热物理性能对接头形成的影响。

薄板对焊在冶金工业轧制钢板的连续生产线上广泛应用。板材宽度从300～1500mm以上，厚度从小于1mm到十几mm。材料有碳钢、合金钢及有色金属及其合金等。板材对焊后，接头由于将经受轧制，并产生很大的塑性变形，因而不仅要有一定的强度，而且应有很高的塑性。厚度小于5mm的钢板，一般采用连续闪光对焊，用平面电极单面导电，板材较厚时，采用预热闪光对焊，双面导电，以保证沿整个端面加热均匀。

薄板焊接时，因断面的长与宽之比较大，面积分散、接头冷却快，闪光过程中自保护作用较弱，同时，液态过梁细小，端面上液态金属层薄。易于氧化和凝固。因此必须提高闪光和顶锻速度。焊后须趁热用毛刺切除装置切除毛刺。低碳钢和不锈钢板闪光对焊的工艺参数可参考表1－8－45和表1－8－46。

表1－8－45 低碳钢钢板的闪光和顶锻留量的工艺参数^［7］

表1－8－46 不锈钢板闪光对焊的留量(板宽700～900mm)^［6］

2．型材的对焊

钢筋对焊，金属改制工业中的型钢对焊，及金属结构制造中的型材对焊等均属此类。

钢筋对焊比较容易，直径小于10mm用电阻对焊；大于10mm用连续闪光对焊；大于30mm的用预热闪光对焊。直径大于80～100mm的碳钢棒材可用程序降低电压法或脉冲闪光对焊。焊接之前，应先将钢筋端部校直，并清除表面的氧化皮、锈皮和油污等。钢筋端面不允许加工成很大斜面，因为这会引起加热不均匀而影响焊接质量。

碳素钢棒材的焊接工艺参数，根据其截面和直径选择，表1－8－47和1－8－48分别列出棒材电阻对焊和闪光对焊的工艺参数。方钢和长方形截面闪光对焊时，由于四角的散热条件好，加热又不利，因而这里易形成夹杂物缺陷。为改善加热，多采用预热闪光对焊。

表1－8－47 低碳钢棒材电阻对焊的工艺参数^［2］

注：表中参数值对淬火钢电流密度和焊接时间应增加20%～30%，伸出长度增加100%，对于高电阻钢，焊接压强应增加到50MPa。

表1－8－48 棒材闪光对焊留量和时间的参考数值^［3］

注：调伸长度为两焊件伸出长度之和。

3．管材对焊

管材对焊广泛应用于锅炉制造、管道工程及石油设备制造。根据管材的断面和材料选择连续或预热闪光对焊。夹钳电极可以用半圆形或V形。通常当管径与壁厚的比值大于10时选用半圆形电极，以防管材壁被压扁。比值小于10时可选用V形。为避免管材在夹钳电极中滑移，夹钳电极应有适当的工作长度。管径为20～50mm时，工作长度为管径的2～2．5倍；管为200～300mm时为1～1．5倍。低碳钢和合金钢管连续闪光对焊的工艺参数可参考表1－8－49。大直径厚壁低碳钢管一般用预热闪光对焊，其工艺参数可参考表1－8－50。

表1－8－49 20号钢、12Cr1MoV及12Cr18Ni12Ti钢管连续闪光对焊的工艺参数^［6］

表1－8－50 大直径厚壁低碳钢管预热闪光对焊的工艺参数^［2］

由于管材是展开形断面，散热较快，端面液态金属易于冷却，顶锻时难于挤出。面积分散，又使闪光过程中自保护作用减弱。因此，当工艺参数选择不当时，非金属夹杂物会残留在接口中形成灰斑缺陷。保持稳定闪光，提高闪光和顶锻速度，并采用气体保护，能减少或消除灰斑。

管材焊后，需去除内外毛刺，以保证管材外表光洁，内部有一定的通道孔径。去除毛刺需使用专用工具。

4．环形件对焊

环形件对焊常用在汽车轮辋、链环、轴承环及齿轮锒套的制造中。环件对焊的特点是存在分流和变形弹力的影响。分流增加了焊接需用容量。随着环件直径减小，截面增大和材料电阻率减小、分流增大。由于存在分流，需用功率要增大15%～50%。分流随环形件直径的减小，断面的增大，以及材料电阻率的减小而增大。

自行车、摩托车轮辋、汽车轮辋均采用连续闪光对焊，夹钳电极的钳口必须与工件断面相吻合。顶锻时，为了防止反弹力影响接头质量，甚至拉开接头，延长无电流顶锻时间。锚链、传动链等链环多用低碳钢和低合金钢制造，直径d＜20mm可用电阻对焊，d＞20mm时可用预热闪光对焊。预热的目的是为了使接口处加热均匀，顶锻时容易产生一定的塑性变形。小直径链环对焊的工艺参数可参考表1－8－51。

表1－8－51 小直径链环电阻对焊的工艺参数^［6］

5．刀具对焊

刀具对焊是目前刀具制造业中用于制造毛坯的工艺方法之一，主要是高速钢(W₈Cr₄V、W₉Cr₄V₂)和中碳钢的对焊。刀具对焊有如下特点：

(1)高速钢与中碳钢的导热参数(λ)与电阻率(ρ₀)差别大。在常温下，中碳钢λ=0．42W／(cm·℃)，ρ₀=18～22μΩ·cm；高速钢λ=0．23W／(cm·℃)，ρ₀=48μΩ·cm。为了使接合面两侧的温度分布基本一致，高速钢的伸出长度应比中碳钢小30%～50%。一般情况下高速钢的伸出长度为(0．5～1．0)d。为了防止散热过快，伸出长度应不小于10mm。

(2)高速钢淬火倾向大，焊后硬度将大大提高，并可能产生淬火裂纹。为了防止裂纹，可采用预热闪光对焊。预热时，将接口附近5～10mm范围内的金属加热到1100～1200℃。焊后在600～700℃的电炉中保温30min进行退火。

(3)高速钢加热到高温时，会产生晶粒长大或在半熔化晶界上形成莱氏体共晶物，使接头变脆。莱氏体共晶物不能通过热处理消除。因此需要用充分的顶锻来消除这种组织。刀具对焊的工艺参数可参考表1－8－52。

表1－8－52 刀具对焊的工艺参数^［6］