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发表于 2009-7-20 15:32:11
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铍铜的电阻焊接
+ O2 t: S: h4 F- }电阻焊接是将两块或两块以上的金属永久地连接到一起的一种可靠,低成本、有效的方法。虽然电阻焊接是一种真实的焊接是一种真实的焊接过程,但不用填料金属,不要焊接气体。焊后不存在要去除多余的金属。这一方法适用于大批量生产。焊缝牢固,并且几乎看不出。
. C" ?' ^1 P3 Z' W8 ] 从历史上看,电阻焊接一直有效地用于连接高电阻金属,例如,铁和镍合金,铜合金的导电导热性较高,使其焊接更为复杂,但常规的焊接设备通常具有能够使这些合金有优质的完整焊缝。采用恰当的电阻焊接技术,铍铜能够与自身焊接、与其它铜合金,钢焊接。厚度小于1.00mm的铜合金一般更易于焊接。" m- w( F" `' v7 K! y. U' w l
常用于焊接铍铜元件的电阻焊接工艺,有点焊和凸焊。工件的厚度、合金材料、采用的设备和要求的表面状况来决定适合于各自的工艺。其它常用的电阻焊接技术,例如:火焰焊,对接焊,缝焊等不常用于铜合金,将不予以讨论。铜合金易于钎焊。
1 }% O7 F& Q8 N2 s 电阻焊接中的关键是电流,压力和时间。电极的设计和电极材料的选择对焊接质量的保证是很重要的。由于已有许多资料论述钢的电阻焊接,这里所介绍的焊接铍铜的几点要求以相同厚度作为参考。电阻焊接很难说是一门准确的科学,焊接设备及步骤对焊接质量有很大的影响。因此,在此介绍的仅作为指南,一系列的焊接试验可为每种用途确定最佳的焊接条件。7 `9 E# p: l2 l0 i/ V( h% y
因为大多数工件表面的沾染物有高的电阻,所以应该常规清洗表面,被污染的表面会提高电极的操作温度、降低电极端的寿命,导致表面不能使用,使金属偏离焊接区域,对焊接接头处引起虚焊或者残渣。表面附着一层非常薄的油膜或防腐剂,一般对电阻焊接不存在问题,表面电镀的铍铜,焊接中的问题最少。
1 e8 W6 q" F1 R# s* E 带有过多的没油污或冲洗或冲压润滑剂的铍铜,可以用溶剂清洗。如果表面锈蚀严重或轻热处理表面氧化,需要洗去除氧化物。与极明显的红棕色氧化铜不同,带材表面透明的氧化铍(在惰性气体或还原性气体中热处理产生的)难于觉察,但在焊接前也必须将其除掉。 铍铜合金$ r. q$ g l' @
铍铜合金有两种。高强铍铜合金(合金165、15、190、290)具有比任何铜合金都高的强度,广泛地应用于电连接件,开关和弹簧。这此高强度合金导电导热性约是纯铜的20%;高导铍铜合金(合金3.10和174)有较低的强度,其导电率约为纯铜的、50%,用于电源连接件和继电器。高强度铍铜合金由于导电率较低,(或电阻率较高)较易于电阻焊。
- @0 J+ o% a: ~3 l! B 铍铜经热处理后获得其高强度,两种铍铜合金可以在予先热处理或待热处理的状态供货。焊接操作一般应在热处理的状态供货。焊接操作一般应在热处理后进行,在铍铜的电阻焊中,热影响区通常很小,而且不要求焊后有铍铜工件进行热处理。合金M25是一种易切削铍铜棒制品。由于该合金含铅,不适于电阻焊。# F: d: h, \9 F& @+ t, g& e% a
电阻点焊
: |# c6 K+ G2 Y1 A7 | 铍铜与钢比较具有较低电阻率,较高的导热率和膨胀系数。总的来看,铍铜比钢具有相同的或更高的强度。在使用电阻式点焊(RSW)铍铜自身或铍铜与其它合金时,采用较高的焊接电流,(15%),较低的电压(75%)和较短的焊接时间(50%)。铍铜比其它铜合金承受更高的焊接压力,但问题也能由太低压力引起。0 D# B& Z; B: z$ s3 v) U, d
为了在铜合金中获得一致的结果,焊接设备必须能够精确控制时间和电流,交流焊接设备由于其电极温度较低和成本低而被优先选用。焊接时间为4-8周期的产生较好的结果。要焊接膨胀系数不相近的金属时,倾斜焊和过电流焊接可控制金属的膨胀,以限制焊接裂纹的隐患。铍铜与其它铜合金焊接,不必用倾斜和过电流焊。假如采用倾斜焊和过电流焊的次数取决于工件的厚度。
0 G7 e' W! M, K8 E1 }$ q! z 在电阻式点焊铍铜与钢,或者其它高电阻合金时,通过在铍铜的一侧采用的的接触面小些的电极,可获得较好的热平衡。和铍铜接触的电极材料应比工件更高的导电率,一种RWMA2组级电极是适用的。难熔金属电极(钨和钼)具有非常高的熔点。不存在粘附铍铜的趋势。13和14极电极也可使用。难熔金属的优点是的较长的使用寿命。然而,由于这类合金的硬度,可能损伤表面。水冷电极将有助于控制顶端温度,延长电极的寿命。但在焊接非常薄截面的铍铜时,使用水冷电极,可导致金属急冷。
( P) ~: s% x% U( D 如果铍铜和高电阻率合金之间厚度差大于5,由于难得切实可行的热平衡,应使用凸焊。( k* }# m9 i c& ^
电阻式凸焊
4 M: \" G1 f: Z/ G* c# p! W- L 铍铜在电阻式点焊中的许多问题利用电阻凸焊(RPW)可以得到解决。由于其较小的热影响区,可以进行多次操作。不同厚度的不同金属易于焊接。在电阻式凸焊采用更宽截面的电极和各种电极形状,可以减少变形和粘附。电极导电性的问题比电阻式点焊中的问题少些。常用的是2、3、4极电极;电极越硬则寿命越长。
( b3 r! f5 t2 Z0 T 较软的铜合金不进行电阻式凸焊,铍铜的强度强度很高,足以防止早过的凸起部破裂,并能提供非常完整的焊缝。铍铜在厚度低于0.25mm的情况下也能进行凸焊.同电阻式点焊一样,通常使用交流设备。
: K2 ?1 g1 } n5 i0 f# r* ^焊接不同的金属时,凸起点位于较高导电合金。铍铜具有足够的延展性,能冲或压出几乎任一凸出的形状。包括很尖锐的形状。铍铜工件进行热处理之前就应该完成凸出成形,以避免开裂。. W" f( r; j( S8 I
如同电阻式点焊,铍铜的电阻式凸焊工艺常规要求较高的电流强度。必须瞬时通电,而且电流大得足以在凸起部开裂前导致其熔化。调整好焊接压力和时间以控制住凸起部位的破裂,焊接压力和时间也取决于凸起部位的几何形状。在焊接前后,突增压力将减少焊缝缺陷。# Y) |: ]$ f. a2 y1 k
铍铜的安全操作
4 R5 ]- {/ N, m( e1 L h 像许多工业材料一样,铍铜仅在操作不当时,产生健康危害。铍铜在其通常的固体形状,加工成品件,以及大多数制造操作中完全是安全的。然而,少数面百分率的个别人,吸入了细微颗粒以后,可能导致其肺部状况变差。采用简单易行的工程控制方法,例如:对产生微细尘埃的操作进行排风,可将其危害性降低到最小程度。
5 ^/ B5 j( j; a! Z% s- @! E# G( @8 G 由于焊接熔非常小,而且不是敞开式的,所以铍铜电阻焊接过程采取了控制后,不存在特殊的危险。如是焊接后要求进行机械清洗工序,则必须采用工作曝露在微细颗粒环境中的方法进行。
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, ]) b+ A' W2 Q% Z( N, S* a 电阻焊接的质量问题
) p1 u9 F( H5 ^9 @: Z2 w 电阻焊接合金时出现一些常见的困难可及可能的解决方法 ,列于下表: 问题2 z1 _; `' A" g, C% n
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解决方法5 [' r; A9 J9 L. I& K) w
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$ o: f" @% q% a% t4 Y) x( ]电极粘附% ~ a6 m4 p' B; q5 ?- X" g
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' H. J; N6 {) |5 Q 使用高导电率的电极
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清洗工件和电极表面- i7 g$ G! j9 R! }- {, d
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# O! y& F$ c% [8 [增加压力
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焊缝不完整+ v* j) q3 \$ P$ F/ v" T( Q; e
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加大电流或延长时间
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减小压力 O0 s1 N. p; y: i: H6 y
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) m# n3 _9 Q9 I ?6 D4 i5 R
3 E6 f E8 Y# K$ e5 l+ [2 T
调节至适当的热不衡
# U7 l6 U3 m5 g) _6 n, H. q X1 `( W( A$ L9 s
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检查定位* J$ g6 \& j0 l$ \6 Q
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$ g7 h* @1 P4 r0 t1 l1 \
3 u2 W/ ~+ g% P7 P" N$ E清洗工件表面5 ~0 z& z, h! [0 Y9 G
9 Y6 w& H4 m2 n ?. l. g4 B3 x0 z# R% h6 M4 t2 N
# v) L: c1 R" V3 r7 a% E, j表面溶化(烧穿)
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; p, I7 w2 r' [. D3 N
减小电流, x9 `/ @1 i k7 ~+ c" c
1 o' P6 x2 D- |& L( }% K/ o
# \8 u8 r- }% j- @* I/ ~
0 \& u L, |- E加大压力" w+ Z% x- Z2 m! L' V1 H2 U A
8 r. E# u5 e1 x6 u
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5 r( H4 M. O1 E- |缩短焊接时间
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/ N; J {: M+ R5 v: R8 R
, V$ I2 B) R" T3 f0 ?( ?使用义流或冷却式电极
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3 x" o, B r6 P' z8 @# `3 O
, J% ^% h$ }; [& _* s) I. {" m焊缝开裂
4 @( b) b6 w" }' }+ t- ~. ^2 L* P9 @8 k) K7 |" i- l- ^, r
$ Q* [- u% x8 a# p
延长倾斜和过电流焊时间
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( Q5 P2 B* f2 A. t( u; d
) T" Y$ h4 m% }$ _
增大压力6 ~3 O8 c# Y/ j# t" h! X
/ E0 }1 T& ~, f# n+ c: y
% R. u/ [, }8 n6 ^6 v+ r5 p9 L/ M
9 j. J( p$ a1 [2 Y3 i' W7 {3 n/ V, R缩短焊接时间+ K' O& t% U* V- a4 V/ s
' U" s' d1 l1 x" ]6 C
1 h0 F4 u5 g0 d) j! N
5 x. F2 f( a) ~+ u- |$ k
焊缝气孔
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8 z0 q! e* b4 i' N 清洗工件表面
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0 A% x# ^2 X9 R3 a
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增大压力1 w4 i4 n8 R0 n/ M. K1 F, K
9 P3 c2 g a6 d+ |# G J. |" s- {
8 ~. }( E; Z6 [0 o* M 0 Q( t7 E' I6 j6 L- G3 t
减小电流0 n* e+ W2 z5 W5 G8 a
2 I6 \/ s" N% O4 [' i/ S1 o% l" ]4 A2 M' P, M/ x k
* T4 e& `7 g" t: U; f表面磨损
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减小压力、焊接时间或电流2 n6 V* d) i$ t3 i" ~; y) k$ R9 V; h
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增加电极头部面积- ~3 q! ^/ S3 h1 V* J: {
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0 r8 Z& U6 o8 m1 Q5 Z
- ]5 Y1 D, L$ ]& K换用较软的电极
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2 Y5 f; {8 l7 p6 d7 h" [金属喷溅1 J9 u% U, \; I. u2 ~8 ?
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; {* C# f, p$ O( D$ u 清洗工件表面4 z* D# a$ w; f [% p
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" U1 v, X' p( e3 h F增加压力( t# G! \* D7 m# O \3 J
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) g* t/ i+ Y" {* [ A
1 V. {/ q- C* B. s' D" P减少焊接时 3 P9 j q. v7 ]. ?6 A
间或电流 |
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