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发表于 2009-7-20 15:32:11
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铍铜的电阻焊接
% E' j' P. T, f* X7 m( }: t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。
6 W7 O+ B% Q6 l. d7 L( F 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。
; K4 x# O; [; 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。
( p7 C( I/ w) W5 T0 ~: l6 W7 i 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。
0 p1 g5 w7 A. s( ` 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。7 o R! d# u* h1 [' ]4 o
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+ f6 ]9 Y4 Z* b! A
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。
9 P) D' {: h* o. I& ~1 v- q' _ 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。
/ L" y5 f/ {3 E7 r电阻点焊
* m) v D- h8 f 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。
1 _1 r8 b( A7 I* h1 b) t 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。. J# W7 J, q% g. F; x
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。4 |7 r$ i* O: a. Q" I) |3 [2 U
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。4 l5 @& c. a G j W7 f+ r' f
电阻式凸焊
9 G9 \8 h! i; [3 W6 S' p 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。
! J' V6 u9 X+ {- z! c 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。( ^9 I2 ?3 D( x
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。+ J) u" \. n; u* E, y. q% [
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。3 F7 H8 c3 R5 P p9 E7 u
铍铜的安全操作" w8 j: |( }7 E% ?
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 f. V1 c6 X5 l
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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# m0 S6 L; M; U7 b 电阻焊接的质量问题$ U8 s f0 Z, ~2 S2 o
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" z6 c2 U0 N. X8 Y) G! m# k0 V+ k: d
& m8 w2 p' [5 b' \! B
( F% z2 u4 S' \) W 解决方法, Q$ l; w' A! U; P* O) A" o
0 u% z/ l. {3 J( Q, p( u# \1 P1 F: W& [* x
% y% K/ I: d, v" X
电极粘附
2 r; a, X: ~1 @2 Q1 I& r- Z/ o0 W. C
% M/ u- H7 T1 w* h 使用高导电率的电极
5 g4 Q" j$ p7 E, ]2 e. P
3 b7 g2 o7 U, C9 C1 J3 \. P/ l `6 Q- r5 v; B1 I) N
+ c: @! ^$ H) _) b. D# |- e" I清洗工件和电极表面
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0 Y$ ~" @4 C4 X
8 R6 z7 a$ T" P. e, X1 c+ C
9 _" [" Q0 K& S) S5 _3 j增加压力# V3 K+ p! [! p( @4 m k& @" L
7 r4 x4 v- B: M* L$ o0 M+ c; @" o6 V
8 Z; T5 w9 D$ \/ C: ~/ K4 l
# N+ i$ J9 W; }" P* x# L8 l焊缝不完整: q' W: Q( @5 \7 c
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加大电流或延长时间
# N! K" y% N% W( O# D: R
5 p" y4 V+ S! Q4 j" v B
8 K( X7 H& u+ Q' v- T
1 j3 M7 k" [1 ?, O! Z% P7 ^" T- ~减小压力3 m& A& Q* G! q# n% F0 B
) v& t% C, o7 S' C* c
7 m/ l, y# j' r4 k x0 Q
' v; ^6 K; B( C, Y9 v1 u4 m4 y3 {4 @调节至适当的热不衡
7 A M0 E8 ~% b4 G8 z' w& G
: F: ^2 E1 `/ h7 F0 C3 ]' Z2 y4 O
8 Z/ z# c# f+ A8 I( Y! c- M( L. Z6 n2 | 0 e& N8 W2 c/ H" ^* F4 c$ ]7 a
检查定位* a" y1 U/ x; x, @0 V
. [) R5 ~ ~. Q" s6 |6 m+ q9 U7 m2 H0 o( ~3 v6 [% [+ X; y
5 z$ C* g6 B k0 E* o1 ~清洗工件表面
8 W) {) k% n8 q$ } [- Q2 _# P6 f' Q: t! C; n
3 W; u# e4 _' w' o7 B9 s y q( S, C. H U
表面溶化(烧穿)
) T: ^" y( O4 V- ]" U8 ?3 B+ E: l. n7 W# L% o$ z. S
5 N4 Q* _" {; H2 B, c 减小电流
2 d* K O9 q$ }# G) s9 I9 u& Z! ~+ z! R3 S' h. T6 B
( x$ z" Z- o3 v, V. s" Z % e6 ~6 l9 z/ \- O) g
加大压力: ~. D6 w+ C" S9 O
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缩短焊接时间
2 J2 v% _4 \( v7 m
& _. [5 W6 t9 q/ i& A) u: m/ b/ H' S* o8 t+ h1 G: T. X0 x
1 m5 J! m6 p7 G( p# E使用义流或冷却式电极; l' Z4 ]6 Y. K, M2 x4 I
$ Y& C4 l% _: m5 ~' m! Q6 Z. F7 e% @( Z2 T- F5 C5 q
# o9 p7 c8 v( `' F0 H5 ^焊缝开裂
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; K X# |+ V, {# k
( H, @9 F$ E$ }6 H6 \3 I- G 延长倾斜和过电流焊时间/ q/ C+ \$ r. \" Y. N4 U
5 g, T1 H, k; R# H4 S; U7 D
) Y# S2 C. W; R9 V& v' \
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增大压力, c% b2 e4 v" m0 \. i
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缩短焊接时间
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9 M4 R# `: {# |+ ?& C/ @焊缝气孔6 S6 d1 {' d* B+ i, F6 P( C5 L
5 s5 g& ]! n/ D) m7 C8 J7 @- g( w1 z. U9 j
清洗工件表面
# b) q t( @$ W7 \& x& J5 t/ a* i M# g, Q8 }' b; A$ d
+ i" a5 k/ M; M6 ]
3 j! X1 \7 }) I+ B9 T/ [$ A' H" E
增大压力
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1 Z# d. s+ n! R, P- N! x0 G- t
- }2 _$ F- F0 ^% T2 M9 K
$ V; b# ]' H% }( ~8 z& L3 w减小电流
2 u* X5 y [7 f" @6 H, B) B
! Q1 y# C( i# R2 U( d) ]
, M+ H7 H1 J' a& q8 v0 q/ B
/ e) ^' _5 [2 s( J表面磨损
; F5 B+ t8 e- z2 r4 L
2 Q3 {) i8 D2 ?! H/ P4 [& y( k
( P$ Y3 v% J- H9 a% ^2 i 减小压力、焊接时间或电流8 a x6 U6 z4 O
H" R4 ~! v# q' R! y$ c7 T+ f! J3 ~6 h/ _) o8 J
! s! `( o. ~; b3 t' n6 d/ ]0 C9 T, x
增加电极头部面积
, _ g5 s, d% m% j H+ N$ w0 e3 o( i D v I$ z9 s6 O% u# w
( p* r- L D! I# r* Y
" r1 n/ H: a1 i& l
换用较软的电极3 w. }* F5 p( R/ n/ Q/ O
. W) _4 D' P1 _9 q+ P# C) }1 S
" @1 ]! L; i4 F
( Y$ W6 c% N2 W! v金属喷溅! y3 Z1 g% a* V. y3 f
: d) w' G1 `) g9 _$ p# W0 } F3 c
清洗工件表面
) z: N7 V V$ k5 X8 S$ ^% Z8 Z0 g! E$ w2 Z( n2 @
7 D A5 u# l! e
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增加压力
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7 Y, Q/ R% ]1 Z( c0 b7 s4 s N4 D
) ^; B/ X; R$ O+ c% {
& \# F N. m5 p/ W& Q' U减少焊接时 " P A# E5 T" Y4 o# K# m: P
间或电流 |
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