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这类材料主要通过冷作变形方法达到其硬度 要求
发布时间:2020-05-23 01:35    文章作者:365bet

  点焊电极和电极夹头 点焊电极是保证点焊质量的重要零件,他的主要功能有: 1)向工件传导电流; 2)向工件传递压力; 3)迅速导散焊接区的热量; 一.电极材料 基于电极的上述功能就要求制造电极的材料应具有足够高的电导率,导热率和高温硬度, 电极的结构必须具有足够的强度和刚度,以及充分冷却的条件。此外,电极与工件间的接触 电阻应足够低,以防工件表面熔化或电极与工件表面之间的合金化。 电极材料按我国 HB/T5420-1989 的标准分为 4 类,但常用的是前三类。 1 类 高电导率,中等硬度的铜及铜合金。这类材料主要通过冷作变形方法达到其硬度 要求。适用于制造焊铝及铝合金的电极,也可用于镀层钢板的点焊,但性能不如 2 类合金。 1 类合金还常用于制造不受力或低应力的导电部件。 2 类 具有较高的电导率,硬度低于 1 类合金。这类合金可通过冷作变形与热处理相结 合的方法达到其性能要求,与 1 类合金相比,它具有较高的力学性能,适中的电导率,在中 等程度的压力下,它具有较强的抗变形能力,因此是最通用的电极材料,广泛的用于点焊低 碳钢,低合金钢,不锈钢,高温合金,电导率低的铜合金,以及镀层钢等,2 类合金还适于 制造轴,夹钳,台板,电极夹头,机臂等电阻焊机中各种导电机构。 3 类 电导率低于 1 类和 2 类,硬度高于 2 类的合金。这类合金可通过热处理或冷作变 形与热处理相结合的方法达到其性能要求。这类合金具有更高的力学性能,耐磨性好,软化 温度高,但电导率较低,因此适用于点焊电阻率和高温强度高的材料,如不锈钢,高温合金 等。这类合金也适用于制造各种受力的导电构件。 三类合金中锆铌铜, 铬锆铌铜和钴铬硅铜的性能较优已被广泛使用, 其商业牌号分别为 DJ70,DJ85h 和 DJ100。 最近在相对于 DJ70,DJ85h,DJ100 基础上研制成功的 DZ-I,DZ-II,DZ-III 增强铜合金,在综 合性能上有了显著改进。 此外,还有一种钨-铜混合烧结材料,这种材料适用于热量高,焊接时间长。冷却不足 或压力场高的场合。如用铜板点焊的复式电极,凸焊用镶嵌电极或线材料交叉电极等。随着 含钨量的增加,材料的强度和硬度提高,但导电性和导热性均降低。 除上述电极材料外, 最近国内外研制一种氧化铝弥散强化铜电极 (Cu-Al2O3) 强度较高, 可以大大减轻电极的蘑菇状变形, 用于点焊镀锌钢和普通钢, 电极寿命可达 2 类电极的 4~10 倍,但因目前价格昂贵,尚未在生产中推广应用。 二.电极结构 点焊电极由 4 部分组成:端部,主体,尾部和冷却水孔。标准电极(即直电极)有 5 种形式,见图 1。 电极的端面直接与高温的工件表面接触,在焊接生产中反复承受高温和高压,因此,粘 附, 合金化和变形是电极设计中应着重考虑的问题。 而电极和工件材料之间的亲和力是粘附 和合金化的主要原因。 抗变形能力取决于电极的强度和硬度, 但端头的尺寸和形状也有显著 影响,通常锥形电极的顶角大于 120° 。以利于端面散热和增强抗变形能力 ;. 边缘要倒圆 (R0.75mm),。使焊点压痕边缘能圆滑过渡,以提高接头的疲劳强度。电极的端面直径 d 和 球面电极的球面半径 R 取决于工件厚度和需要的熔核尺寸。 为了满足特殊形状工件点焊的要求,有时需要设计特殊形状的电极(弯电极) 。图 2a 为普通弯电极; 图 2b 为尾部和 主体上刻有水槽的弯电极, 目的是使冷却水流到电极的外表 面,以加强电极的冷却,这种电极常用于不锈钢和高温合金钢的点焊;图 2c 为增大横断面 的电极,目的是加强电极端面向水冷部分散热。 为了节约铜合金的消耗,可以采用图 3 所示的帽状电极,当电极磨损之后,只需更换其 中的一小部分。 也有将杆形电极头压接于电极主体上的杆状电极, 但这种形式的电极散热太 差,非不得已,不宜采用。必要时可以采用外部水冷却。电极的水冷却孔应尽可能延伸到接 近端面的部位,冷却水孔的尺寸应能容纳一个进水管,并能使水沿管子的外围流出。水管的 端头应切斜(防止顶端堵死) ,并应接近水孔底部以增强冷却效果。在多数情况下,进水管 是电极夹头的一个构件。 对于不能插入水管的弯电极, 可以在电极的外面钎焊上冷却水管或 采用外部水冷却的方法。 电极与电极夹头之间多采用锥体连接,锥度为 1:20。个别情况下,也有用螺纹连接的。 拆卸电极时,只能用专用工具或管子钳将电极旋转后取出,而不能用左右敲击的办法, 以免损坏锥形座,造成接触不良或漏水。 三. 电极夹头 电极夹头用夹持电极,导电和传递压力,故应由良好的力学性能和导电性。大多数电极 夹头的结构都能向电极通冷却水, 有的还装有頂锥机构以便于拆卸电极。 在使用特殊电极时, 夹头的锥形部分需要承受相当大的力矩。 为避免锥形座变形和配合不紧密, 锥形的端面壁厚 不得小于 5mm.必要时可采用末端加粗的电极夹头。图 4 为电极夹头的典型结构。为了适应 特殊形状工件的点焊,需要设计特殊形状的电极夹头。 数据来源: 《焊接手册》


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