縫焊

一。按滾盤轉(zhuǎn)動與饋電方式分，縫焊可分為1.連續(xù)縫焊、2.斷續(xù)縫焊和3.步進縫焊。

1.連續(xù)縫焊時，滾盤連續(xù)轉(zhuǎn)動，電流不斷通過工件。這種方法易使工件表面過熱，電極磨損嚴(yán)重，因而很少使用。但在高速縫焊時(4-15m/min)50Hz交流電的每半周將形成一個焊點，交流電過零時相當(dāng)于休止時間，這又近似于下述的斷續(xù)縫焊，因而在制缸、制桶工業(yè)中獲得應(yīng)用。

2.斷續(xù)縫焊時，滾盤連續(xù)轉(zhuǎn)動，電流斷續(xù)通過工件，形成的焊縫由彼此搭迭的熔核組成。由于電流斷續(xù)通過，在休止時間內(nèi)，滾盤和工件得以冷卻，因而可以提高滾盤壽命、減小熱影響區(qū)寬度和工件變形，獲得較優(yōu)的焊接質(zhì)量。這種方法已被廣泛應(yīng)用于1.5mm以下的各種鋼、高溫合金和鈦合金的縫焊。斷續(xù)縫焊時，由于滾盤不斷離開焊接區(qū)，熔核在壓力減小的情況下結(jié)晶，因此很容易產(chǎn)生表面過熱、縮孔和裂紋(如在焊接高溫合金時)。盡管在焊點搭疊量超過熔核長度50%時，后一點的熔化金屬可以填充前一點的縮孔，但最后一點的縮孔是難以避免的。不過目前國內(nèi)研制的微機控制箱，能夠在焊縫收尾部分逐點減少焊接電流，從而解決了這一難題。

3.步進縫焊時，滾盤斷續(xù)轉(zhuǎn)動，電流在工件不動時通過工件，由于金屬的熔化和結(jié)晶均在滾盤不動時進行，改善了散熱和壓固條件，因而可以更有效地提高焊接質(zhì)量，延長滾盤壽命。這種方法多于鋁、鎂合金的縫焊。用于縫焊高溫合金，也能有效地提高焊接質(zhì)量，但因國內(nèi)這種類型的交流焊機很少，因而未獲應(yīng)用。當(dāng)焊接硬鋁。以及厚度為4+4mm以上的各種金屬時，必須采用步進縫焊，以便形成每一個焊點時都能像點焊一樣施加鍛壓力，或同時采用暖冷脈沖。但后一種情況很少使用。

二。按接頭型式分，縫焊可分為1.搭接縫焊、2.壓平縫焊、3.墊箔對接縫焊、4.銅線電極縫焊等。

1. 搭接縫焊同點焊一樣，搭接接頭可用一對滾盤或用一個滾盤和一根芯軸電極進行縫焊。接頭的最小搭接量與點焊相同。

搭接縫焊除常用的雙面縫焊外，還有單面單縫縫焊、單面雙縫縫焊和小直徑圓周縫焊等。小直徑圓周縫焊可采用①偏離加壓軸線的滾盤電極;②橫向縫焊機上附加一定位裝置;③采用環(huán)形電極，電極的工件表面呈錐形，錐尖必須落在小直徑圓周焊縫中心，以消除電極在工件上的滑移。

2.壓平縫焊時的搭接量比一般縫焊時要小得多，約為板厚的1-1.5倍，焊接時同時壓平接頭，焊后的接頭厚度為板厚的1.2-1.5倍。通常采用圓柱形面的滾盤，其寬度應(yīng)全部覆蓋接頭的搭接部分。焊接時要使用較大的焊接壓力和連續(xù)的電流。為了獲得穩(wěn)定的焊接質(zhì)量，必須精確地控制搭接量。通常要將工件牢固夾緊或用定位焊預(yù)先固定。這種方法可以獲得具有良好外觀的焊縫，常用于低碳鋼和不銹鋼制成的食品容器和冷凍機襯套等產(chǎn)品的焊接。

3.墊箔對接縫焊是解決厚板縫焊的一種方法。因為當(dāng)板厚達(dá)3mm時，若采用常規(guī)搭接縫焊，就必須用很慢的焊接速度，較大的焊接電流和電極壓力，這會引起工件表面過熱和電極粘附，使焊接困難。若用墊箔縫焊，就可以克服這些困難。墊箔對接縫焊簡單介紹:先將面板件邊緣對接，并在接頭通過滾盤時，不斷地將兩條箔帶鋪墊于滾盤和板件之間。箔帶的厚度為0.2-0.3mm，寬度為4-6mm.由于箔帶增加了焊接區(qū)的電阻，并使散熱困難，因而有利于熔核的形成。這種方法的優(yōu)點是:接頭有較平緩的加強高;良好的外觀;不管板厚如何箔帶的厚度均相同;不易產(chǎn)生飛濺，因而對應(yīng)于一定電流的電極壓力均應(yīng)相同;不易產(chǎn)生飛濺，因而對應(yīng)于一定電流的電極壓力均可減小一半;焊接區(qū)變形小。其缺點是:對接精度要求高;焊接時必須準(zhǔn)備地將箔帶鋪墊于滾盤與工件間，增加了自動化的困難。

4.銅線電極縫焊是解決鍍層鋼板縫焊時，鍍層粘著滾盤的有效方法。焊接時，將圓銅線不斷地送到滾盤與板件之間。銅線呈卷狀連續(xù)輸送，經(jīng)過滾盤后又連續(xù)繞在另一繞線盤上。鍍層僅粘附銅線上，而不會污染滾盤。雖然銅線用過后要報廢。但鍍層鋼板、特別是鍍錫鋼板，還沒有別的縫焊方法可以代替它。由于報廢銅線的售價與銅線相差不多，所以焊接成本并不高。這種方法主要用于制造食品罐。

我國最近生產(chǎn)的FHGX-1型罐身電阻焊自動線，是這一方法的最新發(fā)展。銅線在送至滾盤前先扎成扁平線。搭接接頭和壓平縫焊一樣(如圖12-7b)。銅線用完后又自動切成短段回收。這種方法的焊接速度非常高，板厚0.2mm時，焊速可達(dá)15m/min。自動線包括板件的送進、成形、焊接、焊縫的涂漆和烘干。

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縫焊接頭的形成本質(zhì)上與點焊相同，因而影響焊接質(zhì)量的諸晌素也是類似的。主要有焊接電流、電極壓力、焊接時間、休止時扣、焊接速度和滾盤直徑等。

(一)焊接電流

縫焊形成熔核所需的熱量來源與點焊相同，都是利用電流通參過焊接區(qū)電阻產(chǎn)生的熱量。在其他條件給定的情況下，焊接電流的，大小決定了熔核的焊透率和重疊量。在焊接低碳鋼時，熔核平均焊透率為鋼板厚度的300o-70%，以45%-50%為最佳。為了獲得氣密焊縫熔核重疊量應(yīng)不小于15%一20%b

當(dāng)焊接電流超過某一定值時，繼續(xù)增大電流只能增大熔核的焊透率和重疊量而不會提高接頭強度，這是不經(jīng)濟的。如果電流過大，還會產(chǎn)生壓痕過深和焊縫燒穿等缺陷。

縫焊時由于熔核互相重疊而引起較大分流，因此，焊接電流通常比點焊時增大15 0o ^r40%。

(二)電極壓力

縫焊時電極壓力對熔核尺寸的影響與點焊一致。電極壓力過高會使壓痕過深，同時會加速滾盤的變形和損耗。壓力不足則易產(chǎn)生縮孔，并會因接觸電阻過大易使?jié)L盤燒損而縮短其使用壽命。

(三)焊接時間和休止時間

縫焊時，主要通過焊接時間控制熔核尺寸，通過冷卻時間控制重疊量。在較低的焊接速度時，焊接與休止時間之比為1. 25:1 ^}2:1，可獲得滿意結(jié)果。當(dāng)焊接速度增加時，焊點間距增加，此時要獲得重疊量相同的焊縫，就必須增大此比例。為此，在較高焊接速度時，焊接與休止時間之比應(yīng)為3:1或更高。

(四)焊接速度

焊接速度與被焊金屬、板件厚度以及對焊縫強度和質(zhì)量的要求等有關(guān)。通常在焊接不銹鋼、高溫合金和有色金屬時，為了避免飛濺和獲得致密性高的焊縫，必須采用較低的焊接速度。有時還采用步進縫焊，使熔核形成的全過程均在滾盤停止的情況下進行。這種縫焊的焊接速度要比常用的斷續(xù)縫焊低得多。

焊接速度決定了滾盤與板件的接觸面積，以及滾盤與加熱部位的接觸時間，因而影響了接頭的加熱和散熱。當(dāng)焊接速度增大時，為了獲得足夠的熱量，必須增大焊接電流。過大的焊接速度會引起板件表面燒損和電極粘附，因此即使采用外部水冷卻，焊接速度也要受到限制。

按滾盤轉(zhuǎn)動與饋電方式分，縫焊可分為連續(xù)縫焊、斷續(xù)縫焊和步進縫焊。

按接頭型式分，縫焊可分為搭接縫焊、壓平縫焊、墊箔對接縫焊、銅線電極縫焊等。

縫焊用的電極是圓形滾輪，滾輪直徑一般為50至600毫米，常用的直徑為180至250毫米。滾輪厚度為10至20毫米，接觸表面形狀有圓柱面和圓弧面兩種，個別情況下采用圓錐面。圓柱面滾輪廣泛用于焊接各種鋼和高溫合金，圓弧面滾輪因易于散熱壓痕過度均勻，常用于輕合金焊接。

滾盤通常采用外部冷卻方式。焊接有色金屬和不銹鋼時，用清潔的自來水即可，焊接一般鋼時，為防止生銹，常用含5%硼砂的水溶液冷卻。滾盤有時也采用內(nèi)部循環(huán)水冷卻，特別是焊接鋁合金的焊機，但其構(gòu)造要復(fù)雜得多。

縫焊的接頭型式、搭邊寬度與點焊類似(壓平縫焊與墊箔對接縫焊的接頭例外)。

滾盤不象點焊電極那樣可以做成特殊形狀，因此設(shè)計縫焊結(jié)構(gòu)時，必須注意滾盤的可達(dá)性。

當(dāng)焊接小曲率半徑工件時，由于內(nèi)側(cè)滾盤半徑的減小受到一定限制，必然會造成熔核向外測偏移，甚至使外側(cè)板件未焊透。為此應(yīng)避免設(shè)計曲率半徑過小的工件。如果在一個工件上既有平直部分，又有曲率半徑很小的部分，如摩托車油箱那樣。為了防止小曲率半徑處的焊接未焊透，可以在焊到此部位時，增大焊接電流。這在微機控制的焊機上尤其容易實現(xiàn)。

1.鍍鋅鋼板的縫焊

鍍鋅鋼板縫焊時，應(yīng)注意防止產(chǎn)生裂紋，破壞焊縫的氣密性。裂紋產(chǎn)生的原因是殘留在熔核內(nèi)和擴散到熱影響區(qū)的鋅使接頭脆化，受應(yīng)力作用引起的。防止裂紋的方法是正確選擇工藝參數(shù)。

各種鍍鋅鋼板縫焊的焊接條件

2.鍍鋁鋼板的縫焊

第一類鍍鋅鋼板縫焊的焊接條件見下表:

鍍鋁鋼板縫焊的焊接條件

對于第二類鍍鋁鋼板，也和點焊一樣，必須將電流增大15-20%。由于粘附現(xiàn)象比鍍鋅鋼板還嚴(yán)重，因此必須經(jīng)常修整滾盤。

3.鍍鋁鋼板的縫焊

鍍鋁鋼板對汽油有耐蝕性，故常用作汽車油箱。鍍鉛鋼板的縫焊與鍍鋅鋼板一樣，主要也是裂紋問題，其工藝參數(shù)可參考下表:

鍍鉛鋼板縫焊的焊接條件

四、不銹鋼和高溫合金的縫焊

不銹鋼縫焊困難較少，通常在交流焊接上進行。下表是不銹鋼縫焊的焊接條件:

不銹鋼(1cr18Ni9Ti)縫焊的焊接條件(HB/Z78-84)

高溫合金縫焊時，由于電阻率高和縫焊的重復(fù)加熱，更容易產(chǎn)生結(jié)晶偏析和過熱組織，甚至使工件表面擠出毛刺，為此應(yīng)采用很慢的焊接速度、較長的休止時間以利于散熱。下表為高溫合金縫焊的焊接條件:

高溫合金(GH33、GH35、GH39、GH44)縫焊的焊接條件

高溫合金縫焊時，由于電阻率高和縫焊的重復(fù)加熱，更容易產(chǎn)黔結(jié)晶偏析和過熱組織，甚至使工件表面擠出毛刺。為此應(yīng)采用慢的焊接速度、較長的休止時間以利于散熱。高溫合金的電阻率和高溫強度比不銹鋼高，焊接電流比不銹鋼還可以減小，但電極壓力必須加大，又是需采用階梯加壓方式，以保證熔核冷卻凝固和周圍金屬必要的塑性變形。焊接時應(yīng)避免重復(fù)加熱，加強內(nèi)、外部水冷卻，以減少晶界熔化、胡須和裂紋高溫合金焊接時，必須采用大電極壓力、短時間、小電流的焊接工藝參數(shù)，注意焊前表面清理。為了防止焊點過熱，焊接時應(yīng)加強水冷卻，縫焊時速度要低、間歇時間要長。

2.鍍鋁鋼板的縫焊

鍍鋁鋼板縫焊和點焊一樣，必須將電流增大1500^20%。由于粘附現(xiàn)象比鍍鋅鋼板還嚴(yán)重，因此必須經(jīng)常修整滾盤。

3.鍍鉛鋼板的縫焊

認(rèn)鍍鉛鋼板對汽油有耐蝕性，故常用作汽油油箱。鍍鉛鋼板的縫褥與鍍鋅鋼板一樣，主要是裂紋問題。

低碳鋼是焊接性最好的縫焊材料。低碳鋼搭接縫焊根據(jù)使用月的和用途可采用高速、中速和低速三種方案。手動移動工件時，為便于對準(zhǔn)預(yù)定的焊縫位置，多采用中速。自動焊接時，如焊機的容量足夠，可以采用高速或更高的速度。如焊機容量不夠，不降低速度就不能保證足夠大的熔寬和熔深時，就只能采用低速。

下面兩表為連續(xù)通電的低碳鋼壓平縫焊和墊箔縫焊的焊接條件。

低碳鋼縫焊的焊接條件

低碳鋼墊箔縫焊的焊接條件

駁不銹鋼縫焊困難較少，通常在交流焊機上進行。高溫合金縫焊時，由于電阻率高和縫焊的重復(fù)加熱，更容易產(chǎn)黔結(jié)晶偏析和過熱組織，甚至使工件表面擠出毛刺。為此應(yīng)采用慢的焊接速度、較長的休止時間以利于散熱。

可淬硬合金鋼縫焊時，為消除淬火組織，也需要采用焊后回火的雙脈沖加熱方式。在焊接和回火時，工件應(yīng)停止移動，即應(yīng)在步進縫焊機上進行。如果缺少這種設(shè)備，只能在斷續(xù)縫焊機上進行時，建議采用焊接時間較長，弱條件。

低合金鋼縫焊的焊接條件

注:滾盤直徑為150-200mm

1.鋁合金的縫焊

鋁合金縫焊時，由于電導(dǎo)率高、分流嚴(yán)重，焊接電流要比點焊時提高1500^'50%，電極壓力提高500^10%。又因大功率單相交流縫焊機會嚴(yán)重影響電網(wǎng)三相負(fù)荷的均衡性，因此國內(nèi)鋁合金縫焊均采用三相供電的直流脈沖或次級整流步進縫焊機。

鋁合金縫焊的焊接條件

為了加強散熱，鋁合金縫焊應(yīng)盡量采用球形端面滾盤，并必須用外部水冷

2.銅和銅合金的縫焊

銅和銅合金由于電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率高，幾乎不能采用縫焊。對于電導(dǎo)率低的銅合金，如磷青銅、硅青銅和鋁青銅等可以縫焊，但需要采用比低碳鋼高的電流和較低的電極壓力。

3.欽及其合金的縫焊

欽及其合金縫焊時沒有太大困難，其焊接條件與不銹鋼大致相同，但電極壓力要低一些。