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发表于 2009-7-20 15:32:11
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铍铜的电阻焊接& h2 q: ~/ @# v: Z
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。) } F; a3 d0 N$ v2 h! I
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。4 J3 a1 C; V$ `! K
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。
* v# g' O. G% [4 c" J/ q; @, c 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。
' Z* p5 c B0 u- \$ [ 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。
- ?' O |( }. f. @4 W 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! A5 k, k( u {
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。
, {) q; ~. q2 e5 t1 i, P$ C9 W 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。3 g- f' J8 j0 J0 q9 I2 \
电阻点焊
% g) W: F' X5 q' p$ [3 F2 e* l6 J- [ 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。
; h# k4 a- S2 t8 { 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。9 x: d* z! W8 g" |( G3 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。9 q# v" a: p3 d) ?" e
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。
& a& D: b( \: {$ F' h7 O电阻式凸焊. K' S0 r3 O! C" o
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。
! K& l# f9 w3 t8 c6 t a( _ 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。2 |5 H' `( r( q% u& H! U
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。
+ k2 @; w2 g7 X% U4 }% n7 C8 }, S! E 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。
5 X0 a* f7 j, I7 | Q3 h1 i1 Z铍铜的安全操作( p) F" V* @5 s8 x! Q7 B7 [9 X
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。1 f; a5 j, ?. r# p- j, ? Z3 j
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。) X! x$ \2 b# D2 }* u Q6 W
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电阻焊接的质量问题8 }3 i% L1 Y: B" s
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
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解决方法
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电极粘附7 f$ b/ t# M. p, q% r' A
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" s8 X( F( E c5 P 使用高导电率的电极 Y, D8 t& s' E6 Z' k: c. p* h
" S c, L0 V. k( Q, L+ S! i* P
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清洗工件和电极表面
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, `9 B' H* a x' U增加压力6 o( D( H; W, _4 w6 X2 a
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. I8 \! m, z( E7 }! \7 C; w焊缝不完整( Z$ t8 s# J) L
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加大电流或延长时间
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% g! Y# n |# u) c减小压力
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" b2 Z! \8 m5 b6 l; Q1 r; N* J * O4 {4 l! Q& z5 a: G* U
调节至适当的热不衡
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检查定位- @, F% ?8 U) s+ J# i
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清洗工件表面
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1 ^/ H6 W# i1 |) B( i
( O/ G- }0 z6 R0 l: v - L3 i3 v. u( K3 f; H1 J
表面溶化(烧穿); v( v6 M" Z$ Y8 K/ j: \8 t
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9 ?& d& M5 i0 G& |1 T/ ]
减小电流
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$ V7 c# A0 r0 P: y# m8 {2 } 5 f- d* t; {) `# S+ m
加大压力, Q* |6 s8 i) ? r2 S5 i8 P
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2 B1 B! K; i6 z缩短焊接时间
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" T4 J" y4 ~3 y! d7 T r1 M. e0 U
使用义流或冷却式电极
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) C7 `! }" H' l( Z
2 s9 l9 w) s7 g- L2 r
1 Q7 [8 N7 }# x+ ~& O. Y7 e+ V! a焊缝开裂
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! v( y7 V+ n' ^' R1 T* z9 s 延长倾斜和过电流焊时间
( b( e% v0 U' z& y
; ?& O, \4 f) @' ~, U: Z6 q: O
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增大压力! G, ?1 U- `/ `; X$ a2 M2 M
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缩短焊接时间
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5 O1 N8 H) k+ T# m2 D: r% y. V" `9 ^2 O; I& b3 m% k
8 h/ X8 {! B/ H" r1 ^ u; G焊缝气孔( x+ o' U3 B2 w8 E2 U
+ Q& G; @* l; u% g4 l1 m! Q# P5 U7 X% L- v6 ~% e5 [
清洗工件表面
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- X' [6 g6 V2 F, ^. f; {4 ]. ` y% x
0 r o$ R5 r% I \* |增大压力, J# R* G% @, u" T/ S
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减小电流
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表面磨损 g! E3 Q) R( W* P8 ~9 x$ L
( B# ` o( r" D: {
+ n& T& x3 U. Y' a7 H" x
减小压力、焊接时间或电流+ f b4 ]3 r7 U& E* D* Q5 s* U8 D/ Q
* l/ ` D; h+ G' l* Q
5 H, a% \/ h/ R' ?- H. |3 H- J : [7 g: [1 S/ |7 H
增加电极头部面积( h( ~4 i* W8 p3 ~7 [+ _
, c$ E7 d( @* r* r$ T/ h" ^
4 f. ~0 x% j& U1 B ' G4 |: I) |9 {! O( x4 \
换用较软的电极
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' J6 d0 B: S; U; @& }: g
! a5 H5 n# f; w$ l. i! R+ a ; g& V, S: y8 T0 T
金属喷溅
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6 Q9 k" Q) x' ]# Q" ~2 y; r: H# @+ `& I
清洗工件表面
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! u6 e# |- U8 M/ K/ Q- Q+ S7 N
6 c5 w) g2 D. X W ; n/ ?0 ?! t5 o2 V0 X0 v& v0 `' ^2 m
增加压力$ J+ ]# c) }- ~( t
( |+ [7 K& Z. \/ B' e3 _# N0 v, H$ M, S! j* v0 I1 ~
- l8 [9 _, ^2 a, Z/ ?减少焊接时 0 ?- P, z7 L. ^; G
间或电流 |
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