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焊接電極是如何形成的

發布時間:2023-03-19 15:28:22

A. 焊機工作原理

焊機是一種用來加熱並融化金屬材料以進行焊接的設備。不同類型的焊機有不同的工作原理,下面介紹常見的兩種焊機工作原理:

B. 點焊焊接的原理是什麼

電焊機是利用正負兩極在瞬間短路時產生的高溫電弧來熔化電焊條上的焊料和被焊材料,使被接觸物相結合的目的。其結構十分簡單,就是一個大功率的變壓器。電焊機一般按輸出電源種類可分為兩種,一種是交流電源、一種是直流電。他們利用電感的原理,電感量在接通和斷開時會產生巨大的電壓變化,利用正負兩極在瞬間短路時產生的高壓電弧來熔化電焊條上的焊料,來使它們達到原子結合的目的。

點焊機系採用雙面雙點過流焊接的原理,工作時兩個電極加壓工件使兩層金屬在兩電極的壓力下形成一定的接觸電阻,而焊接電流從一電極流經另一電極時在兩接觸電阻點形成瞬間的熱熔接,且焊接電流瞬間從另一電極沿兩工件流至此電極形成迴路,不傷及被焊工件的內部結構。

隨著我國經濟的發展,電焊機和點焊機的發展也共同進步,它們在礦業、工業等領域都有非常重要的作用,電焊機和點焊機有什麼不同和區別這個問題可能會隨著整個產業的進步持續下去,但是相信在良好市場的促進下,這兩種產品都能健康發展。

C. 焊接的概念及焊接機理是什麼

1焊接的概念
焊接,就是用加熱的方式使兩件金屬物體結合起來。如果在焊接的過程中需要熔入第三種物質,則稱之為「釺焊」,所熔入的第三種物質稱為「焊料」。按焊料熔點的高低不同又將釺焊分為「硬釺焊」和「軟釺焊」,通常以450℃為界,低於450℃的稱為「軟釺焊」。電子產品安裝的所謂「焊接」就是軟釺焊的一種,主要是用錫、鉛等低熔點合金作焊料,因此俗稱「錫焊」。
2錫焊的機理
從物理學的角度來看,任何焊接都是一個「擴散」的過程,是一個在高溫下兩個或兩個以上物體表面分子相互滲透的過程。錫焊,就是讓熔化的焊料滲透到兩個被焊物體(比如元器件引腳與印刷電路板焊盤)的金屬表面分子中,然後冷凝而使之結合。
錫焊的機理可以由以下三個過程來表述。
1)浸潤
加熱後呈熔融狀態的焊料(錫鉛合金),沿著工件金屬的凹凸表面,靠毛細管的作用擴展。如果焊料和工件金屬表面足夠清潔,焊料原子與工件金屬原子就可以接近到能夠相互結合的距離,即接近原子引力相互作用的距離,上述過程稱為焊料的浸潤。
2)擴散
由於金屬原子在晶格點陣中呈熱振動狀態,所以在溫度升高時,它會從一個晶格點陣自動地轉移到其他晶格點陣,這種現象稱為擴散。錫焊時,焊料和工件金屬表面的溫度較高,焊料與工件金屬表面的原子相互擴散,在兩者界面形成新的合金。
3)界面層結晶與凝固
焊件或焊點降溫到室溫,在焊接處形成由焊料層和工件金屬表面層組成的結合結構,成為「界面層」或「合金層」。冷卻時,界面層首先以適當的合金狀態開始凝固,形成金屬結晶,而後結晶向未凝固的焊料擴展,最終形成固體焊點。
3錫焊的條件
1)被焊金屬材料必須具有可焊性
可焊性可浸潤性,它是指被焊接的金屬材料與焊錫在適當的溫度和助焊劑作用下形成良好結合的性能。在金屬材料中,金、銀、銅的可焊性較好,其中銅應用最廣,鐵、鎳次之,鋁的可焊性最差。為了便於焊接,常在較難焊接的金屬材料和合金錶面鍍上可焊性較好的金屬材料,如錫鉛合金、金、銀等。
2)被焊金屬表面應潔凈
金屬表面的氧化物和粉塵、油污等會妨礙焊料浸潤被焊金屬表面。在焊接前可用機械方法(用小刀或砂紙刮引線的表面)或化學方法(酒精等)清除這些雜質。
3)正確選用助焊劑
助焊劑的種類繁多,效果也不一樣,使用時必須根據被焊件材料的性質、表面狀況和焊接方法來選取。助焊劑的用量越大,助焊效果越好,可焊性越強,但助焊劑殘渣也越多。助焊劑殘渣不僅會腐蝕元器件,而且會使產品的絕緣性能變差,因此在錫焊完成後應進行清洗除渣。
4)正確選用焊料
錫焊工藝中使用的焊料是錫鉛合金,電子產品的裝配和維修中要用共晶合金。
5)控制好焊接溫度和時間
熱能是進行焊接必不可少的條件。熱能的作用是熔化焊料,提高工件金屬的溫度,加速原子運動,使焊料浸潤工件金屬界面,擴散到金屬界面晶格中去,形成合金層。溫度過低,則達不到上述要求而難於焊接,造成虛焊。提高錫焊的溫度雖然可以提高錫焊的速度,但溫度過高會使焊料處於非共晶狀態,加速助焊劑的分解,使焊料性能下降,還會導致印刷電路板上的焊盤脫落,甚至損壞電子元器件。合適的溫度是保證焊點質量的重要因素。在手工焊接時,控制溫度的關鍵是選用具有適當功率的電烙鐵和掌握焊接時間。根據焊接面積的大小,經過反復多次實踐才能把握好焊接工藝的這兩個要素。焊接時間過短,會使溫度太低,焊接時間過長,會使溫度太高。一般情況下,焊接時間應不超過5s。
4錫焊的質量要求
電子產品的組裝其主要任務是在印刷電路板上對電子元器件進行錫焊。焊點的個數從幾十個到成千上萬個,如果有一個焊點達不到要求,就要影響整機的質量,因此在錫焊時,必須做到以下幾點
1)電氣性能良好
高質量的焊點應是焊料與工件金屬界面形成牢固的合金層,才能保證導電性能。不能簡單地將焊料堆附在工件金屬表面而形成虛焊,這是焊接工藝中的大忌。
2)焊點要有足夠的機械強度
焊點的作用是連接兩個或兩個以上的元器件,並使電氣接觸良好。電子設備有時要工作在振動的環境中,為使焊件不松動或脫落,焊點必須具有一定的機械強度。錫鉛焊料中的錫和鉛的強度都比較低,有時在焊接較大和較重的元器件時,為了增加強度,可根據需要增加焊接面積,或將元器件引線、導線元件先行網繞、絞合、鉤接在接點上再行焊接。
3)焊點上的焊料要適量
焊點上焊料過少,不僅降低機械強度,而且由於表面氧化層逐漸加深,會導致焊點早期失效。焊點上焊料過多,既增加成本,又容易造成焊點橋連(短路),也會掩蓋焊接缺陷,所以焊點上的焊料要適量。印刷電路板焊接時,焊料布滿焊盤呈裙狀展開時最合適,如圖3-7所示。

圖3-7典型焊點的外觀
1—焊錫絲;2—電烙鐵;3—焊點剖面呈「雙曲線」;4—平滑過渡;5—半弓形凹下;6—元器件引線;7—銅箔;8—基板
4)焊點表面應光亮均勻
良好的焊點表面應光亮且色澤均勻。這主要是助焊劑中未完全揮發的樹脂成分形成的薄膜覆蓋在焊點表面,能防止焊點表面氧化。
5)焊點不應該有毛刺、空隙
焊點表面存在毛刺、空隙不僅不美觀,還會給電子產品帶來危害,尤其在高壓電路部分,將會產生尖端放電而損壞電子設備。
6)焊點表面必須清潔
焊點表面的污垢、尤其是助焊劑的有害殘留物質,如果不及時清除,酸性物質會腐蝕元器件引線、接點及印刷電路,吸潮會造成漏電甚至短路燃燒等而帶來嚴重隱患。

D. 焊接是怎樣形成的其工作原理是什麼

焊接:也稱作熔接、鎔接,是一種以加熱、高溫或者高壓的方式接合金屬或其他熱塑性材料如塑料的製造工藝及技術。 焊接通過下列三種途徑達成接合的目的:
1、熔焊——加熱欲接合之工件使之局部熔化形成熔池,熔池冷卻凝固後便接合,必要時可加入熔填物輔助;
2、壓焊——焊接過程必須對焊件施加壓力
3、釺焊——採用比母材熔點低的金屬材料做釺料,利用液態釺料潤濕母材,填充間隙,並與母材互相擴散實現鏈接焊件
現代焊接的能量來源有很多種,包括氣體焰、電弧、激光、電子束、摩擦和超聲波等。除了在工廠中使用外,焊接還可以在多種環境下進行,如野外、水下和太空。無論在何處,焊接都可能給操作者帶來危險,所以在進行焊接時必須採取適當的防護措施。焊接給人體可能造成的傷害包括燒傷、觸電、視力損害、吸入有毒氣體、紫外線照射過度等。

電焊的基本工作原理是我們通過常用的220V電壓或者
380V的工業用電通過電焊機里的減壓器降低了電壓,增強了電流,利用電能產生的巨大熱量融化鋼鐵,焊條的融入使鋼鐵之間的融合性更高,還有,電焊條的外
層的葯皮起了非常大的作用,不信你把葯粉敲了看能焊接不:)。當然這種解釋是通俗的。
【電焊的種類】
電焊的種類比較多,目前常用的 有 以下幾種
1.電弧焊

電弧焊是目前應用最廣泛的焊接方法。它包括有:手弧焊、埋弧焊、鎢極氣體保護電弧焊、等離子弧焊、熔化極 氣體保護焊等。
絕大部分電弧焊是以電極與工件之間燃燒的電弧作熱源。在形成接頭時,可以採用也可以不採用填充金屬。所用
的電極是在焊接過程中熔化的焊絲時,叫作熔化極電弧焊,諸如手弧焊、埋弧焊、氣體保護電弧焊、管狀焊絲電
弧焊等;所用的電極是在焊接過程中不熔化的碳棒或鎢棒時,叫作不熔化極電弧焊,諸如鎢極氬弧焊、等離子弧 焊等。
2.手弧焊

手弧焊是各種電弧焊方法中發展最早、目前仍然應用最廣的一種焊接方法。它是以外部塗有塗料的焊條作電極和
填充金屬,電弧是在焊條的端部和被焊工件表面之間燃燒。塗料在電弧熱作用下一方面可以產生氣體以保護電弧
,另一方面可以產生熔渣覆蓋在熔池表面,防止熔化金屬與周圍氣體的相互作用。熔渣的更重要作用是與熔化金
屬產生物理化學反應或添加合金元素,改善焊縫金屬性能。
手弧焊設備簡單、輕便,操作靈活。可以應用於維修及裝配中的短縫的焊接,特別是可以用於難以達到的部位的
焊接。手弧焊配用相應的焊條可適用於大多數工業用碳鋼、不銹鋼、鑄鐵、銅、鋁、鎳及其合金。

E. 焊接的原理是什麼





焊接電弧的產生
焊接電弧的概念
電弧是一種氣體導電(放電)現象。焊接電弧則是兩個電極之間強烈而持久的放電現象。電弧產生的條件就是氣體要成為導電體。通常氣體是不導電的,氣體成為導體則需要兩個條件,即①陰極電子發射和②氣體電離。

陰極電子發射
陰極的金屬表面連續地向外發射電子的現象叫做陰極電子發射。一般情況下,電子是不能離開金屬表面向外發射的。如果陰極電子獲得一定能量後,就可以克服金屬內部正電荷對它的引力而向外發射。這種能量可以是熱能、電能或者運動能量,即陰極在高溫狀態下,電子運動速度加快,當其能量大於正電荷對其的靜電引力,即可有電子發射;或者當兩極間的電場強度達到一定程度後,電場對陰極表面電子的吸引力大於正電荷的靜電引力時,也可發生電子發射。同時,在電場作用下,陰離子的運動速度加快,撞擊陰極表面,將能量傳遞給陰極,也可使電子發射。

氣體電離
中性的氣體原子在受到電場或熱能作用時,氣體原子中電子獲得足夠的能量,克服原子核對電子的引力,而成為自由電子。中性原子因失去帶負電荷的電子而成為帶正電荷的正離子的過程,就叫做氣體電離。當有陰極電子發射,電子高速運動與氣體原子相互碰撞,如果撞擊的能量大於氣體原子核與電子間的引力時,則發生氣體電離;或者在高溫下,氣體原子的運動速度加快,原子間相互碰撞,也會引起氣體電離。
焊接電弧的引燃
焊條與焊件之間是有電壓的,當它們相互接觸時,相當於電弧焊電源短接。由於接觸點很大,短路電流很大,則產生了大量電阻熱,使金屬熔化,甚至蒸發、汽化,引起強烈的電子發射和氣體電離。這時,再把焊絲與焊件之間拉開一點距離(3~4㎜),這樣,由於電源電壓的作用,在這段距離內,形成很強的電場,又促使產生電子發射。同時,加速氣體的電離,使帶電粒子在電場作用下,向兩極定向運動。弧焊電源不斷的供給電能,新的帶電粒子不斷得到補充,形成連續燃燒的電弧。
焊條(或焊絲)的加熱和熔化
熔化極電弧焊時,焊條具有兩個作用:一方面作為電弧焊的一個電極;另一方面作為填充金屬形成焊縫。焊條的熔化主要是靠焊接電流通過焊條所產生的電阻熱,而焊接電弧產生的熱量對焊條熔化屬次要作用(大部分熱量是用來熔化母材、葯皮和焊劑)。
電阻熱的大小決定於焊條伸出長度、電流密度和焊條本身的電阻率。焊條伸出長度越大,則通電的時間增長,電阻熱增大;電流密度增加,電阻熱也增大;同種材料焊條直徑約大,電阻率越小,則產生的電阻熱越小。但是過高的電阻熱會給焊接過程帶來不利的影響,將使焊條的葯皮在進入熔化區前發紅變質,失去保護和冶金作用。在自動焊時,過高的電阻熱將使焊絲崩斷,影響焊接質量。為此,在焊接過程中要控制焊條伸出長度

F. 點焊的基本原理是什麼主要工藝參數有哪些

一、 點焊基本原理:

1、 定義

焊接是通過加熱或者加壓,或者兩者並用;用或不用填充材料;使兩分離的金屬表面達到原子間的結合,形成永久性連接的一種工藝方法。

2、 基本原理

1) 點焊的熱源:電流通過焊接區產生的電阻熱——Q=I2Rt

電極

ew

w

總Rc

w

ew被焊工件

電極

圖中:R總——焊接區總電阻

Rew——電極與焊件之間接觸電阻

Rw——焊件內部電阻

Rc——焊件之間接觸電阻

2) 點焊的基本循環:預壓、焊接、維持、休止。

一個完整的點焊形成過程包括預壓程序,焊接程序,維持程序,休止程序。在預壓階段沒有電流通過,只對母材金屬施加壓力。在焊接程序和維持程序中,壓力處於一定的數值下,通過電流,產生熱量熔化母材金屬,從而形成熔核。在休止程序中,停止通電,壓

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力也在逐漸減小。

預壓的作用:在電極壓力的作用下清除一部分接觸表面的油污和氧化膜,形成物理接觸點。為以後焊接電流的順利通過及表面原子的結合作好准備。

焊接、維持的作用:其作用是在熱和機械(力)的作用下形成塑性環、熔核,並隨著通電加熱的進行而長大,直到獲得需要的熔核尺寸。

休止的作用:其作用是是液態金屬(熔核)在壓力作用下更好的冷卻結晶。

F

I

0 1 2 3 4

1、加壓程序 2、焊接程序 1、 工藝參數的匹配及影響因素

3.1 點焊工藝參數及其選擇 3、維持程序 4、休止程序 1)點焊焊接參數:焊接電流,焊接時間,焊接壓力,電極端面直徑。

a焊接電流:焊接時流經焊接迴路的電流稱焊接電流。對點焊質量影響最大,電流過大產生噴濺,焊點強度下降。

b焊接時間:電阻焊時的每一個焊接循環中,自電流接通到停止的持續時間,稱焊接通電時間。時間長短對點焊質量影響也很大,時間過長,熱量輸入過多也會產生噴濺,降低焊點強度。焊接電流和焊接時間是通過控制箱進行控制的,可以利用編程器進行設定。

c電極壓力:通過電極施加在焊件上的壓力。當壓力過小,易產生噴濺;壓力過大時,使焊接區接觸面積增大,電流密度減小,熔核尺寸下降,嚴重時會出現未焊透的缺陷。一般認為,在增大電極壓力的同時,適當加大焊接電流或焊接時間以維持焊接加熱程度不變。焊接壓力是通過壓縮空氣產生的,所以點焊時的氣壓值決定了焊接壓力,一般要求的氣壓

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為:0.4——0.6Mpa

d電極頭端面尺寸:電極頭是指點焊時與焊件表面相接觸的電極端頭部分。電極頭端面尺寸增大時,由於接觸面積增大,電流密度減小,散熱效果增強,均使焊接區加熱程度減弱,因而熔核尺寸減小,,使焊點承載能力降低。電極頭端面尺寸的增大?D,15%D。端面直徑一般要求在ф6——8mm,超過8mm就需要及時進行修磨

2)根據工件的材料、板厚按下表的工藝參數選擇。

板厚(mm) 電極直(mm) 焊接壓力(N) 通電時間(s) 焊接電流(A)

1.0 5 1000--2000 0.2—0.4 6000--8000

1.2 5 1000--2500 0.25—0.5 7000--10000

1.3 6 1500--3500 0.25-0.5 8000--12000

2.0 8 2500--5000 0.35—0.6 9000--14000

3.0 10 5000--8000 0.6—1.00 14000--18000

4.0 11 6000--9000 0.8—1.2 15000--20000

5.0 13 8000--10000 0.9—1.5 17000--24000

6.0 15 1000--14000 1.2—2.00 20000--26000

3)根據工藝參數修整電極直徑到確定尺寸。

電極的端面直接與高溫的工件表面接處,在焊接過程中反復承受高溫、高壓,端面變形是著重考慮的問題。通常電極的頂角α?120?,以利於端面散熱和增強抗變形能力;邊緣需要倒圓(R0.75mm),焊點壓痕邊緣能圓滑過渡,以提高接頭的抗疲勞強度。具體見圖示:

d

R0.75

電極的端面直徑d最大值:4.8mm(0.8mm板件)、6.4mm(1.0mm板件)、6.4mm(1.2mm板件)、6.4mm(1.5mm板件)、8.0mm(2.0mm板件)。

4)利用與被焊件相同材料及板厚的試板進行試焊,檢查質量合格後方可進行焊接生產 3.2 點焊產熱的影響因素

1)電阻的影響

R=2Rew+2Rw+Rc

2)焊接電流和焊接時間的影響

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焊接電流和焊接時間的適當配合,以反映焊接區加熱速度快慢為主要特徵,分為硬規范(採用大焊接電流、小焊接時間參數)和軟規范(採用小焊接電流、適當長焊接時間參數)。

硬規范——大焊接電流、短的焊接時間

軟規范——小焊接電流,適當延長焊接時間參數

兩種規范在調節I、T使之組成不同的硬、軟規范時,必須相應改變電極壓力Fw。硬規范電極壓力大,軟規范反之。

3)電極壓力的影響

焊接電流I和電極壓力Fw適當配合的特徵:

A 焊接過程中不產生噴濺;

B 規范選擇在噴濺臨界曲線附近(無飛濺區內)可獲得最佳焊接質量。

4)電極形狀及材料性能的影響

電極的功能:向工件傳導電流、向工件傳遞壓、迅速導散焊接區的熱量力。 向工件傳導電流、向工件傳遞壓、迅速導散焊接區的熱量力。

合格的電極頭

5)工件表面狀況的影響

在焊接前對板件表面的油污、灰塵進行處理,以保證焊點質量。

二、操作要領:

1、 安全規范

1)正確佩戴勞保用品,專用手套、勞保鞋、面罩、圍裙、防護眼睛。

2)現場危險源識別。

2、焊接設備檢測

1)焊接壓力一般不予檢測,但必須檢查氣壓表,氣壓表范圍0.3~0.6Mpa,當氣壓,0.3Mpa時,嚴禁使用焊鉗(焊接加油口座焊鉗除外);

2)焊裝車間定期對焊接設備、工裝進行維護保養,如實填寫設備、工裝點檢紀錄卡;

3)電極頭修磨標准:每焊接300焊點修磨依次,焊接6000焊點更換一次電極頭(允許10%的標准點數偏差)

3、 焊點保護

1)增加銅片

2)電極頭修磨

A:電極修磨頻次規定

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?在焊接點數達到400~500點時要求修磨電極一次;

?對於特殊電極、三層板以上的焊接電極、安全焊點焊接電極應300點修磨電極一次;

?焊接6000焊點更換一次電極頭(允許10%的標准點數偏差); 當電極使用出現以下情況時,必須停止焊接,立即修磨電極:

?電極邊沿發毛或端面直徑超過8mm

?極接觸端直徑小於6m m

?電極面不平,有明顯凹坑或者太尖

?上下電極錯位,修磨電極無法達到理想效果時,可調整電極

不合格的電極頭

電極的磨損會使接觸表面直徑增大,使焊接電流密度減小,形成加熱不足及焊不牢。因此對電極直徑增加規定了范圍,見下表。超過規定范圍,必須進行修整或更換,然後方可焊接。

現場工程師、巡檢人員根據焊點質量現場情況,可要求員工立即進行電極修磨。

電極直徑范圍要求

電極接觸表面直徑(mm) 4 5 6 8 10 11 12 13

電極接觸表面最大直徑5 7 8 10 12 14 15 16 (mm)

3)焊鉗姿態:焊接時,電極頭與板件垂直,保證焊接壓力,確保焊接質量。

4)車間穩定特殊工序、關鍵工位操作人員的穩定,避免因人員流動造成質量問題。 4、 吹水

環境溫度低於零下4度時,必須對焊鉗水管(機器人內部焊鉗)進行吹水。 5、電極帽管理

焊裝車間實行電極帽統一修磨,所有焊鉗的電極帽分規格型號,在規定的時間點實行統一更換,送庫房由專業維修工統一修磨。

G. 焊接裡面的電極是什麼意思

問的有點籠統,焊接設備上的電源輸入與輸出的接頭都可以叫電極,插在焊鉗上的焊條也可以叫電極,手工鎢極氬弧焊的鎢極也可以叫電極,可以放電的極端都可稱電極。

H. 什麼是焊接電弧其形成特點如何

建立在焊接電極與被焊工件之間的電弧稱為「焊接電弧」;
焊接電弧具有電壓低(10-40v),電流大(20-1000A)的基本特點。
焊接電弧的一個重要特點是:與焊絲的熔滴過渡相關。

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