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电阻焊接:帮助制造的偶然发现

焊接历史和方法图标"src=在历史上的偶然发明中,有一项发明似乎不为人知。我们认为许多日常生活中理所当然的事情,如果不是因为一个过程:电阻焊接,就不会像预期的那样。

电阻焊接的起源可追溯到130多年前,并广泛应用于汽车、航空航天和工业应用。

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电阻点焊"src=“电阻焊接”一词来源于金属的电阻特性,即当电流在两个电极之间流动时产生热量。

电阻焊接工艺通过将电极压在两个金属块的表面,创造良好的接触点来连接它们。电流在电极之间传递,产生足够的热量使接触点的金属熔化。每一块熔化的金属混合在一起,切断电流就会形成固态的金属连接。

电阻焊的优势

作者在weldguru.com突现电阻焊的优缺点:

优势

  • 更高的速度,<。汽车点焊1秒,加工时间短
  • 适用于小于1/4英寸的钣金应用
  • 不需要填充金属或消耗品
  • 由于低电压要求,相对安全
  • 环保清洁工艺
  • 接头成型可靠

缺点

  • 功率要求
  • 无损检测
  • 低疲劳和抗拉强度
  • 不是可移植的
  • 电极磨损严重

伊莱胡·汤姆森,电阻焊接之父

伊利胡汤姆森-电阻焊接之父"id=他是美国最多产的发明家之一,他毕生致力于电力事业的灵感来自一本关于魔术的书。年轻的Elihu Thomson读了《魔术师自己的书》(The Magician's Own Book),为谜题和戏法提供了基本的解释。一章引起了他的注意

…电子章让我吃惊,告诉我如何做一个电机的酒瓶,我立即开始工作,我做了这台机器,开始运行,得到了我的第一个观点的电气火花机,我的第一个知识的发电机器。推荐我做了很多的设备,如闪电的罐子和小事情吸引和排斥,舞蹈人物等等,我和整个设备以及粪便由瓶子和董事会为了使人想要起诉。这个父亲foo-food整个事情的大小,我想跟他不知怎么的,所以我做了一个电池五瓶,并付诸行动,让他的冲击后,我从来没有听说过他冲击(sic)评论我的装置。

美国最多产的发明家之一生了电阻焊接事故。

在准备一个演讲电力(5)的一门课程之一富兰克林研究所费城,早在1877年,我胆敢莱顿电池的放电通过感应的细线二次感应线圈,虽然很粗的初级线圈线终端休息在一起接触。因为兰可夫是我自己的,是我自己做的,所以我可以冒着打破隔热层的风险。在大约35毫米长的电容器火花的通道上,一个明亮的闪光出现在重型初级接触的末端,我后来发现他们牢固地焊接在一起。
这个建议我电焊的可能性,和之后,大约1885,只要机会,我建造了第一电焊机使用变压器下台很短和重型二级终端之间,通过合适的夹子,部分是焊接在并列或联系举行。这种装置的第一次试验非常成功,不仅在同一金属块(条)之间进行了焊接,而且许多不同的金属被这样连接在一起。

电阻焊

连接两块或多块金属有五种主要方式:

  • 螺栓
  • 铆接
  • 焊接
  • 电弧焊
  • 电阻焊

这五种方法中唯一不需要额外材料来连接金属的方法是电阻焊。简单地说,电阻焊接需要两块金属和电。

不同类型的电阻焊接

电阻焊"src=尽管电阻焊接早在1885年就被引入世界,但在今天的世界上它仍然是一种非常常见的焊接。在当今的制造业中,电阻焊接主要有几种类型。这些类型包括点焊、缝焊、凸焊、闪光焊和凸焊。让我们来看看它们的区别。

电阻缝焊

焊缝是沿着接头的一种无止境的焊缝。你可以看到,在当今世界,缝焊用于制造气体或液体接头,主要用于钣金制造。焊缝焊缝非常坚固。

到2020年,仍然可以看到钢桶、散热器和锡罐的制作等物体使用缝焊。任何时候你注意到一个直焊缝或弯焊缝,这些都是通过缝焊过程产生的。

电阻点焊

点焊是将两片或多片金属片在两个电极之间重叠而连接起来的。一个电极是可调的,另一个是静电的。高电流通过电极,而顶部电极施加向下运动的压力。图1举例说明电阻点焊是如何进行的。

电阻点焊"src=点焊的优势

  • 初始成本很低
  • 生产率较高
  • 不需要太多的训练
  • 不需要边缘准备
  • 自动或半自动操作

点焊的缺点

  • 需要更多厚度的工作不能进行点焊
  • 最初,设备的成本很高
  • 维护设备需要更高程度的培训
  • 点焊应用程序
  • 飞机和汽车工业
  • 容器制造
  • 钢家居家具

电阻缝焊

点焊与缝焊密切相关。这两种方法的主要区别在于,在焊缝焊接中,电动机驱动的车轮移动电极。

通常,缝焊用于生产水密或连续的气体接头,如气罐。指图2以说明焊缝焊接过程。

电阻缝焊"src=缝焊的优势

  • 比其他方法重叠更少
  • 产生多个平行缝的能力
  • 创造液体或气体密封接头的能力

缝焊的缺点

  • 设备比点焊更贵
  • 任何厚度超过3毫米就会出现问题
  • 缝焊只能在直线上进行
  • 缝焊的应用
  • 用于铝、不锈钢、镍合金

电阻凸焊

电阻凸焊是点焊的改进形式,用于制造多个单独的点接触。这用于集中在整个过程中使用的电流。在大多数情况下,它会在要焊接的材料上形成各种各样的小凸起。

一些最常见的凸出物可以是圆形的酒窝、圆形或细长的隆起。当这些突起产生热量时,它们会随着熔核的形成而坍塌。在冷却过程发生后,你会注意到多个焊块将焊缝固定在一起。图3说明了凸焊的工艺过程。

一些典型的使用凸焊的制造将在电气、汽车和建筑领域。一般来说,这是因为这个焊缝产生的要塞。

电阻凸焊"src=凸焊的优势

  • 很容易获得适当的热量平衡
  • 比点焊更接近空间焊缝的能力
  • 均匀性和外观优于点焊
  • 便于点焊无法到达的区域焊接
  • 一次焊接多个点的能力

凸焊的缺点

  • 任何不能支撑凸起的金属都会导致不良的焊接
  • 添加投影需要额外的操作
  • 昂贵的初始设备成本
  • 凸焊的应用
  • 小的紧固件焊接到大的部件上
  • 十字丝焊接格栅、制冷冷凝器
  • 不锈钢

电阻闪光焊

闪焊是一种不需要填充材料的焊接形式。它直接将电流施加到金属上,使两部分之间的间隙形成电弧,熔化金属,形成焊接。

他们经常对较厚的工件使用闪光焊。想想制造沉重的锚链、铁轨和管道之类的产品。钢是电阻闪焊最常用的材料。他们也可以将其用于镍、铝和钛。

闪光对接焊

闪光焊和对焊完成相同的任务,但方式不同。这两种方法连接电线、棒、管或薄板的两端。闪光焊与对焊的区别是电弧:闪光焊在两种材料之间的间隙产生电弧;对接焊接是由两个表面的电阻造成的。图4说明闪光/对接焊接方法。

闪光对接焊"src=Flash /对接焊的优势

  • 这个过程更快也更便宜
  • 无需焊接表面准备工作
  • 减少电力需求
  • 能够连接不同类型的金属与不同的熔化温度

Flash /对接焊的缺点

  • 更大的火灾危险
  • 在闪光和镦粗过程中,金属会丢失
  • 使这两块金属保持平行是很困难的
  • Flash /对接焊的应用程序
  • 汽车及飞机产品
  • 家用电器
  • 焊接棒材、棒材配件和金属片

金属类型

具体的电阻焊接工艺是由金属的类型、厚度和接头设计决定的。

贱金属后可采用电阻焊焊接:

  • 铬镍铁合金
  • 低合金钢
  • 低碳钢
  • 蒙乃尔
  • 镍银
  • 贵金属
  • 不锈钢

以下金属可以焊接,但不常用:

  • 高碳
  • 中碳
  • 钢合金
  • 电极

电阻焊条几何形状"src=电极的选择对于改善电、热、机械性能至关重要。

电极接触面积的直径是一个考虑因素;如果面积过小,会造成焊缝尺寸过小,强度不够;如果焊条直径过大,会造成焊缝生长特性不一致、不稳定。

电极必须能够:

  • 将电流传导到工件
  • 机械约束工件
  • 从工件传导热量

用于构建电极的材料必须在高温下承受高负荷,同时保持足够的电导率和导热性。”

通过电极的高电流最终会导致两个重要的问题:几何和冶金变化。

几何的变化:电极尖端的直径因磨损和变形而增大。例子包括去核和蘑菇生长。

冶金变化:电阻焊接过程中,焊头表面附近材料的性能会发生变化。电极与涂层和薄片材料混合,当过热时,尖端软化。

总而言之

Elihu Thomson的偶然发明改善了制造过程。无论手动还是自动,方法都有变化,但电阻焊证明了它的价值。生产这种类型的电阻焊并不昂贵。质量稳定,制作速度快。

对这类焊缝的需要只有电阻焊才能提供,而且永远不会消失。技术进步不断提高其生产效率和价值。

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