中频点焊机的焊点是什么形成的
发布时间：2020/05/25
中频点焊机
（一） 焊点形成过程
点焊过程可分为彼此相接的三个阶段：焊件在点焊机电极间预先挤压、焊件的焊接处
加热到所需温度、焊接处在电极压力作用下冷却。
第一阶段的作用是在焊件的焊接处取得紧密的触点，为此，焊机电极压力在焊接电流
接通前即应达到满值。如在电流闭合瞬间的电极压力 P0 不够大（图 3a），则接触电阻很大，
在接触电阻上立刻产生很多热量，接触点处的金属很快熔化，并以火花形式飞溅出来，产
生所谓初期飞溅。这时工件可能被烧穿，电极可能被烧坏。
图 3 点焊时电流 I 及电极压力 P 的变化
（a）电流过早接通； （b）正常情况； （c）采用锻压力
在第二阶段，被挤压在电极之间的焊件，靠电流通过接触电阻及工件本身电阻所产生
的热量加热。点焊加热的时间很短（千分之几秒到几秒），加热的不均匀性很大。中间金属
柱部分加热最为剧烈，因这里的电流密度最大。周围的金属依靠密度较小的电流通过及热
传导而较缓慢地加热。在加热开始阶段，焊件间接触点处的电流密度最大，而在随后的加
热过程中，由于此处的电阻率随温度的升高而增大，析热依然强烈。加上电极的强烈冷却
作用，促使焊点的中部即核心（图 4 中网线部分）加热最快。当加热到一定温度时，在力
P 的作用下，焊件间接触点内开始形成共同晶体，即开始塑性状态的焊接。进一步加热，
焊点核心内的金属熔化，结晶后在两焊件间形成坚固的接合。在实用上只采用核心熔化的
焊接，因为只有在这样的条件下才能保证获得强度稳定的焊点，故点焊的联接机理依然是
熔化状态的焊接。
在核心内的熔化金属被塑性金属环包围，如果这个环不够紧密，部分液体金属会溢出，
形成金属飞溅。飞溅经常在下述两种情况下出现：1.在过程开始时加热过快且电极压力过
小，导致在塑性环形成前金属已开始熔化；2. 在过程终了时，由于熔核直径很大，薄的环
将发生弯曲，熔核中静液压增大而使塑性环破坏（图 5a），或由于熔核厚度过大而发生表面
烧穿（图 5b）。
在合理的点焊过程中，熔核直径随焊件厚度的增大而增大，但要满足下列关系式
dm=2δ+0.003m
式中：δ——两焊件中薄件的厚度（m）。
在电极压力 P 的作用下，工件表面会形成凹陷，其深度要满足Δ=0.1~0.15δ。当核心
金属溢出校多时，凹陷深度将显著增大。
图 4 焊点的图式剖面 图 5 点焊的终期飞溅
（a）熔核直径过大； （b）焊件表面烧穿
第三阶段为锻压阶段，又称冷却结晶阶段。当熔核达到合格的形状与尺寸后，切断焊
接电流。熔核在电极压力作用下冷却结晶。结晶一般从温度较低、散热条件较好、首先达
到结晶温度的熔核周界开始，即从半熔化晶粒表面开始，以枝晶形式沿着与散热相反的方
向生长。树枝状结晶成长过程决定于被焊金属和焊接规范，钢及其它无显著共晶组织的熔
核中，几乎全部是枝晶组织。轻合金熔核中，除了枝晶区外，在中心部分还形成等轴晶区。
当冷却速度极快时，整个熔核几乎同时达到一定的过冷度，将全部形成等轴晶。
熔核动力结晶是在封闭的金属模内进行的，结晶时不能自由收缩，用电极挤压就可使
正在结晶的金属变得致密，使之不易产生缩孔或裂缝。因此，电极压力在焊接电流断开，
熔核金属全部结晶后才能解除。当钢板厚度为 1~8mm 时，锻压时间相应为 0.1~2.5s。
当焊接较厚焊件（厚 1.5~2.0mm 以上的铝合金，厚 5-6mm 以上的钢）时，因熔核周围
的金属模较厚，常采用加大锻压力的焊接循环（参见图 3c），在切断电流经间歇时间 ti=0~0.2s
后加大锻压力。若锻压力加得太早，则会挤出熔化金属而产生飞溅；太迟（ti＞0.2s）则因
熔化金属已凝固而变得无益。
根据不同材料或结构对焊接质量的要求，规范调节是多种多样的。热裂纹倾向较大的
材料可采用附加缓冷脉冲的规范点焊，以降低熔核的凝固速度，同时增强电极的压实作用，
以避免裂纹和缩孔,经调质处理的材料可采用电极间焊后热处理的规范。以改善因快速加
热、冷却而出现的脆性淬火组织。选取用马鞍形、阶梯形、多次阶梯形等不同的电极压力
循环，以满足不同质量要求的零件的焊接。表 3 列出各种规范特点及应用范围。