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闪光对焊机 产品介绍与概况知识

发布日期:2014-07-27 |
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(3)闪光流量δf选择闪光流量,应知足在闪光结束时整个工件端面有一熔化金属层,同时在一定深度上达到塑性变形温度。假如δf过小,则不能知足上述要求,会影响焊接质量。δf过大,又会铺张金属材料、降低出产率。
电流的大小取决于焊接变压器的空载电压U20。因此,在实际出产中一般是给定次级空载电压。选定U20时,除应考虑焊机回路的阻抗,阻抗大时,U20应相应进步。焊接大断面工件时,有时采用分级调节次级电压的方法,开始时,用较高的U20来激发闪光,然后降低到适应值。
(2)闪光电流If和顶锻电流IuIf取决于工件的断面积和闪光所需要的电流密度jf。jf的大小又与被焊金属的物理机能、闪光速度、工件断面的面积和外形,以及端面的加热状态有关。在闪光过程中,跟着vf的逐渐进步和接触电阻Rc的逐渐减小,jf将增大。顶锻时,Rc迅速消失,电流将急剧增大到顶锻电流Iu。当焊接大截面钢件时,为增加工件的加热深度,应采用较小的闪光速度,所用的均匀jf一般不超过5A/mm2。表2为断面积200-1000mm2工件闪光对焊时jf和ju的参考值。
不同金属对焊时,为了使两工件上的温度分布一致,通常是导电性和导热性差的金属l0应较小。表1是不同金属闪光对焊时的l0参考值。
对于薄板(δ=1-4mm)为了顶锻时不失稳,一般取l0=(4-5)δ。
(1)伸长长度l0和电阻对焊一样,l0影响沿工件轴向的温度分布和接头的塑性变形。此外,跟着l0的增大,使焊接回路的阻抗增大,需用功率也要增大。一般情况下,棒材和厚臂管材l0=(0.7-1.0)d,d为圆棒料的直径或方棒料的边长。
闪光对焊的主要参数有:伸出长度、闪光电流、闪光流量、闪光速度、顶锻流量、顶锻速度、顶锻压力、顶锻电流、夹钳夹持力等。图14-8是连续闪光对焊各流量和伸出长度的示意图。下面先容各工艺参数对焊接质量的影响及选用原则:
2、工艺参数
闪光对焊的焊接轮回14-7所示,图中复位时间是指动夹钳由松开工件至回到原位的时间。预热方法有两种:电阻预热和闪光预热,图中(b)采用的是电阻预热。
1、焊接轮回
三、闪光对焊机的焊接轮回、工艺参数和工件预备
因为Rc大并且存在整个闪光阶段,所以闪光对焊时接头的加热主要靠Rc。
闪光对焊的Rc比电阻对焊大得多,并且存在于整个闪光阶段,固然其电阻值逐渐减小,但始终大于工件的内部电阻,直到顶锻开始瞬间Rc才完全消失。图14-5是闪光对焊时Rc、2Rω和R变化的一般规律。Rc逐渐减小是因为在闪光过程中,跟着端面温度的升高,工件接近速度逐渐增大,过梁的数量和尺寸都随之增大的缘故。
闪光对焊时的接触电阻Rc即为两工件端面间液体金属过梁的总电阻,其大小取决于同时存在的过梁数及其横断面积。后两项又与工件的横断面积、电流密度和两工件的接近速度有关。跟着这三者的增大,同时存在的过梁数及其横截面积增大,Rc将减小。
二、闪光对焊的电阻和加热
(3)预热控制较难题。预热程度若不一致,就会降低接头质量的不乱性。
(2)使过程的自动化更加复杂;
(1)延长了焊接周期,降低了出产率;
预热不足之处是:
(3)缩短闪光时间可以减少闪光余量,节约珍贵金属。
(2)降低焊后的冷却速度这将有利于防止淬火钢接头在冷却时产生淬火组织和裂纹。
(1)减小需用功率可以在小容量的焊机上焊接断面面积较大的工件,由于当焊机容量不足时,若不先将工件预热到一定温度,就不可能激发连续的闪光过程。此时,预热是不得已而采取的手段。
预热闪光对焊是在闪光阶段之前先以断续的电流脉冲加热工件,然后在进入闪光和顶锻阶段。预热目的如下:
在闪光阶段结束时,立刻对工件施加足够的顶端压力,接口间隙迅速减小过梁休止爆破,即进入顶锻阶段。顶锻的作用是密封工件端面的间隙和液体金属过梁爆破后留下的火口,同时挤出端面的液态金属及氧化夹杂物,使洁净的塑性金属紧密接触,并使接头区产生一定的塑性变形,以促进再结晶的进行、形成共同晶粒、获得牢固的接头。闪光对焊时在加热过程中虽有熔化金属,但实质上是塑性状态焊接。
2、顶锻阶段
因为过梁爆破时所产生的金属蒸气和金属微粒的强烈氧化,接口间隙中气体介质的含氧量减少,其氧化能力可降低,从而进步接头的质量。但闪光必需不乱而且强烈。所谓不乱是指在闪光过程中不发生断路和短路现象。断路会减弱焊接处的自保护作用,接头易被氧化。短路会使工件过烧,导致工件报废。所谓强烈是指在单位时间内有相称多的过梁爆破。闪光越强烈,焊接处的自保护作用越好,这在闪光后期尤为重要。
在闪光过程中,工件逐渐缩短,端头温度也逐渐升高。跟着端头温度的升高,过梁爆破的速度将加快,动夹钳的推进速度也必需逐渐加大。在闪光过程结束前,必需使工件整个端面形成一层液体金属层,并在一定深度上使金属达到塑性变形温度。
闪光的主要作用是加热工件。在此阶段中,先接通电源,并使两工件端面稍微接触,形成很多接触点。电畅通流畅过期,接触点熔化,成为连接两端面的液体金属过梁。因为液体过梁中的电流密度极高,使过梁中的液体金属蒸发、过梁爆破。跟着动夹钳的缓慢推进,过梁也不断产生与爆破。在蒸气压力和电磁力的作用下,液态金属微粒不断从接口间喷射出来。形成火花急流--闪光。
1、闪光阶段
一、闪光对焊的两个阶段
闪光对焊可分为连续闪光对焊和预热闪光对焊。连续闪光对焊由两个主要阶段组成:闪光阶段和顶锻阶段。预热闪光对焊只是在闪光阶段前增加了预热阶段。
闪光对焊
电阻对焊虽有接头光滑、毛刺小、焊接过程简朴等长处,但其接头的力学机能较低,对工件端面的预备工作要求高,因此仅用于小断面(小于250mm2)金属型材的对接。
电阻焊接头中易产生氧化物夹杂。对于焊接质量要求高的稀有金属、某些合金钢和有色金属时,常采用氩、氦等保护氛来解决。
清理工件可以用砂轮、钢丝刷等机械手段,也可以用酸洗。
电阻对焊时,两工件的端面外形和尺寸应该相同,以保证工件的加热和塑性变形一致。工件的端面,以及与夹钳接触的表面必需进行严格清理。端面的氧化物和赃物将会直接影响到接头的质量。与夹钳接触的工件表面的氧化物和赃物将会增大接触处电阻,使工件表面烧伤、钳口磨损加剧,并增大功率损耗。
3、工件预备
(3)焊接压力Fω与顶锻压力Fu,Fω对接头处的产热和塑性变形都有影响。减小Fω有利于产热,但不利于塑性变形。因此,易用较小的Fω进行加热,而以大得多的Fu进行顶锻。但是Fω也不能过低,否则会引腾飞溅、增加端面氧化,并在接口四周造成松散。
(2)焊接电流Iω和焊接时间tω在电阻对焊时,焊接电流常以电流密度jω来表示。jω和tω是决定工件加热的两个主要参数。二者可以在一定范围内相应地调配。可以采用大电流密度、短时间(强前提),也可以采用小电流密度、长时间(弱前提)。但前提过强时,轻易产生未焊透缺陷;过软时,会使接口端面严峻氧化、接头区晶粒粗大、影响接头强度。
(1)伸出长度l0即工件伸出夹钳电极端面的长度。选择伸出长度时,要考虑两个因素:顶锻时工件的不乱性和向夹钳的散热。假如l0过长,则顶锻时工件会失稳旁弯。l0过短,则因为向钳口的散热增强,使工件冷却过于强烈,会增加塑性变形的难题。对于直径为d的工件,一般低碳钢:l0=(0.5-1)d,铝和黄铜:l0=(1-2)d,铜:l0=(1.5-2.5)d。
电阻对焊的主要工艺参数有:伸出长度、焊接电流(或焊接电流密度)、焊接通电时间、焊接压力和顶锻压力。
2、工艺参数
电阻对焊时,两工件始终压紧,当端面温升高到焊接温度Tω时,两工件端面的间隔小到只有几个埃,端面间原子发生相互作用,在接合上产生共同晶粒,从而形成接头。电阻对焊时的焊接轮回有两种:等压的和加大锻压力的。前者加压机构简朴,便于实现。后者有利于进步焊接质量,主要用于合金钢,有色金属及其合金的电阻对焊,为了获得足够的塑性变形和进一步改善接头质量,还应设置电流顶锻程序。
1、焊接轮回
二、电阻对焊的焊接轮回、工艺参数和工件预备
所采用的焊接前提越硬(即电流越大和通电时间越短),工件的压紧力越小,接触电阻对加热的影响越显著。
和点焊一样,对焊时的热源也是由焊接区电阻产生的电阻热。电阻对焊时,接触电阻存在的时间极短,产生的热量小于总热量的10-15%。但因这部门热量是接触面四周很窄的区域内产生的。所以会使这一区域的温度迅速升高,内部电阻迅速增大,即使接触电阻完全消失,该区域的产热强度仍比其他地方高。
和点焊时一样,电阻对焊时的接触电阻取决于接触面的表面状态、温度及压力。当接触电阻有显著的氧化物或其他赃物时,接触电阻就大。温度或压力的增高,都会因实际接触面积的增大而使接触电阻减小。焊接刚开始时,接触点上的电流密度很大;端面温度迅速升高后,接触电阻急剧减小。加热到一定温度(钢600度,铝合金350度)时,接触电阻完全消失。
工件的内部电阻与被焊金属的电阻率ρ和工件伸出电极的长度l0成正比,与工件的断面积s成反比。
工件与电极之间的接触电阻因为阻值小,且离接合面较远,通常忽略不计。
Rω--工件与电极间的接触电阻(Ω);
Rc--两工件间的接触电阻(Ω);
式中Rω--一个工件导电部门的内部电阻(Ω);
R=2Rω+RC+2Reω
对焊时的电阻分布如图14-2所示。总电阻可用下式表示:
一、电阻对焊的电阻和加热
电阻对焊是将两工件端面始终压紧,利用电阻热加热至塑性状态,然后迅速施加顶锻压力(或不加顶锻压力只保持焊接时压力)完成焊接的方法。
电阻对焊
对焊分为电阻对焊和闪光对焊两种。[1]
闪光对焊是广泛用于钢筋纵向连接及预应力钢筋与螺丝端杆的焊接。钢筋闪光对焊机的原理是利用对焊机使两端钢筋接触,通过低电压的强电流,待钢筋被加热到一定温度变软后,进行轴向加压顶锻,形成对焊接头。钢筋闪光对焊工艺常用的连续闪光焊、预热闪光焊和闪光-预热-闪光焊。对Ⅳ级钢筋有时在焊接后还进行通电热处理。
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