理论教育 快速放电冲击焊技术原理及适用范围

快速放电冲击焊技术原理及适用范围

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:冲击焊也属于对焊,其接头形成于两个零件相对的整个端面,但其热量是通过一个储能电容器快速放电而得到的,在放电的同时或放电后立即施加压力。图16-12 冲击焊原理示意图1—锁闩 2—电容器 3—定夹钳 4—动夹钳 5—弹簧图16-12是说明冲击焊原理的一个示意图。要理解冲击焊过程,必须记住放电时问小于0.001秒,而电弧释放的功率范围在200~300kW之问。因为电弧的放电通路很难控制,冲击焊的焊接面积一般不应大于320mm2且应比较集中。

快速放电冲击焊技术原理及适用范围

冲击焊也属于对焊,其接头形成于两个零件相对的整个端面,但其热量是通过一个储能电容器快速放电而得到的,在放电的同时或放电后立即施加压力。

这种方法与电容储能点焊机的主要不同点在于它不需要焊接变压器,电容器直接对工件放电。

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图16-12 冲击焊原理示意图

1—锁闩 2—电容器 3—定夹钳 4—动夹钳 5—弹簧

图16-12是说明冲击焊原理的一个示意图。电容器直接连接到需焊接的两个工件,通常充电至数千伏的电压。两个工件一个夹在固定夹具上,另一个夹在移动夹具上。锁闩1将移动夹具卡住,阻止其在弹簧力的作用下向固定夹具一侧运动,从而使两个工件保持一定距离。起动焊接时松开锁闩1,在弹簧力的推动下两个工件快速接近。在两个工件相互接触之前,电容器中储存的电能通过工件问的空气放电,形成高频电弧。通过合理设计放电回路的电气机械特性,可使放电在非常短的时问内完成,电弧仅对工件的表层有影响。也就是说,两个工件的端面只有百分之几毫米深度的金属达到了熔化状态。(www.daowen.com)

要理解冲击焊过程,必须记住放电时问小于0.001秒,而电弧释放的功率范围在200~300kW之问。由于所有焊接能量均来自这种电弧,被焊工件的电阻并不影响焊接区热量的产生。这种方法可以容易地焊接特性完全不同的金属,如不锈钢与铝或铜。事实上,在这里工件金属的电阻率或熔点并不重要,只要具有一定的导电性就行了。此外,极短的放电时问使得熔化区局限于工件对接的表面,而且几乎完全没有喷溅。

由于热影响区深度仅为约0.25mm,如淬火的钢和冷加工的不锈钢等,热处理金属不须退火便可焊接。例如,硬质合金头与青铜阀杆、银-石墨触点与纯铜杆均已成功用此法焊接。国内外用冲击焊成功焊接直径为6.3~9.5mm的棒材的不同材料组合,包括低碳钢与硬质合金、低碳钢与纯铜或黄铜、低碳钢与镁、黄铜与纯铜、锌与铝、硬铝与铝镁合金、低碳钢与锌、黄铜与渗碳钢、铸铁与纯铜、低碳钢与球墨铸铁及黄铜与铝镁合金[8]等。直径很小的线材、不同材料的线材,以及线材与冲压件(如电阻器和二极管的端盖与连接线)均可采用此法焊接。

因为电弧的放电通路很难控制,冲击焊的焊接面积一般不应大于320mm2且应比较集中。研究表明,焊接面积较大时,电弧不能均匀分布于整个对接面,从而易形成局部连接。这种方法适合于棒材、管材之问,或它们与其他零件的平面连接。由于更经济的普通对焊也能进行这种连接,所以冲击焊一般用于普通对焊不能焊接的,性质完全不同的金属,或者是焊接过程中不允许产生喷溅的场合。

这种焊接方法的另外一个局限是,被焊零件必须是分离的。也就是说,不能用此法将环形或弯曲零件的两个端头焊接在一起。

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