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壓接

2019-4-11 11:51:11??????點(diǎn)擊:

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壓接的種類及機(jī)理

“壓接”是一種通過摩擦或爆炸加熱金屬接合部,施加壓力以實(shí)現(xiàn)接合的工藝。加壓焊接的簡稱,也被稱為“固態(tài)接合”。壓接是對通過向接合部(焊接焊縫)施加機(jī)械性壓力,實(shí)現(xiàn)焊接的焊法的統(tǒng)稱。
作為通過機(jī)械性壓力實(shí)現(xiàn)的接合,數(shù)值可控,因此被廣泛用于FA(工廠自動化)。
壓接主要包括氣體壓接、摩擦壓接、電阻焊接、擴(kuò)散接合、超聲波壓接、爆炸壓接等。而在摩擦壓接中,在對接合部施加強(qiáng)壓的同時,通過工具的旋轉(zhuǎn)摩擦來攪拌母材,以提高焊縫效率的“摩擦攪拌接合(FSW)”正在受到關(guān)注。

壓接方法 焊接方法
氣體壓接 - -
摩擦壓接 摩擦攪拌接合(FSW) -
電阻焊接 搭接電阻焊接 電阻點(diǎn)焊接
凸焊焊接
焊縫焊接
對頭電阻焊接 電阻對焊
高頻率誘導(dǎo)壓接
對頭凸焊焊接
閃光焊接
對接縫焊
擴(kuò)散接合 - -
超聲波壓接 - -
爆炸壓接 -

氣體壓接

常用于接合建筑物鋼筋的焊接方法。壓合母材的接合面,用乙炔氣體、氧氣加熱。當(dāng)母材受熱開始熔化后,進(jìn)一步壓緊兩片母材。經(jīng)過加熱壓合,母材接合面上的不純物質(zhì)會被排出,實(shí)現(xiàn)接合。

氣體壓接

摩擦壓接

高速摩擦用于接合的金屬、樹脂等母材,依靠此時產(chǎn)生的摩擦熱軟化母材,同時施加壓力實(shí)現(xiàn)接合的接合法。相較于電弧焊接及氣體焊接,“無需借助摩擦熱以外的熱源”、“無需焊接棒及焊劑”、“不產(chǎn)生濺射及氣體”,是一種環(huán)境友好型的接合法。
此外,摩擦壓接借助“摩擦推力(壓力)”、“旋轉(zhuǎn)數(shù)”、“時間”這三要素進(jìn)行。這些條件均可通過數(shù)值來控制,可借助自動控制實(shí)現(xiàn)無人化,因此被廣泛用于FA(工廠自動化)。

在摩擦壓接中,最受關(guān)注的就是“摩擦攪拌接合(FSW)”。在高速旋轉(zhuǎn)圓柱形工具的同時,通過以高壓力將探針(突起部)貫入接合部的方式軟化母材,在借助工具旋轉(zhuǎn)對焊接部周圍實(shí)施塑性變形的同時進(jìn)行混合攪拌,使部材的原子間實(shí)現(xiàn)接合。

摩擦攪拌接合(FSW)
摩擦攪拌接合(FSW)
  1. 探針
  2. 旋轉(zhuǎn)
  3. 接合范圍
  4. 工具的加壓
  5. 對接面
  6. 板的移動
  7. 凸出部

電阻點(diǎn)焊接

疊放焊接材,用連接有焊接用電源的通電用銅電極夾住焊接部分并通電,借助電阻產(chǎn)生的熱量(焦耳熱)進(jìn)行溶融接合的焊法。在FA(工廠自動化)中,電阻點(diǎn)焊接的自動設(shè)備正在被廣泛用于生產(chǎn)線上的接合工序。
連續(xù)連接焊接點(diǎn)的“焊縫焊接”,以及在單側(cè)材料的接合部塑造突起,對突起部集中施加電阻熱的“凸焊焊接”等,都是運(yùn)用電阻點(diǎn)焊接的焊法。

電阻點(diǎn)焊接
  1. 加壓力
  2. 電流的流向
  3. 電極
  4. 焊接材

凸焊焊接

用于在鋼板上焊接螺栓、螺母的焊法。用電阻點(diǎn)焊接的電極抵住單側(cè)母材上的突起,進(jìn)行焊接的焊法。通過將熱量集中在突起部,軟化母材,開始壓接。隨著壓接的進(jìn)展,電阻點(diǎn)將會增大。此時,電流密度將降低,溫度則會升高,電阻隨之增大,可維持易于發(fā)熱的狀態(tài),實(shí)現(xiàn)焊接。因此,與不借助突起的焊法相比,能夠獲得更加優(yōu)質(zhì)的焊接部分。

凸焊焊接可大致分為“浮凸型凸焊”和“固體型凸焊”2種。
“浮凸型凸焊”通過加工母材、形成突起部,并將電流集中至突起部,實(shí)現(xiàn)焊接。塑造多個突起,就能夠同時對多個焊接點(diǎn)進(jìn)行焊接。具體用例包括汽油槽罐加固材料、減震器支架、濾油器的焊接等。而“固體型凸焊”則不同于浮凸型凸焊,不是在平板上塑造突起,而是利用板材邊角、圓棒交點(diǎn)等原本就存在的突起。具體用例包括螺母、螺栓的焊接、剎車鼓的焊接等。

浮凸型凸焊

焊接前

浮凸型凸焊 - 焊接前

焊接后

浮凸型凸焊 - 焊接后
固體型凸焊

焊接前

固體型凸焊 - 焊接前

焊接后

固體型凸焊 - 焊接后

焊縫焊接

用圓盤電極夾住焊接材,在旋轉(zhuǎn)圓盤電極的同時通電,通過電阻加熱,對焊接材進(jìn)行連續(xù)接合的焊法。也被稱為“搭接縫焊”。
可進(jìn)行線形焊接,實(shí)現(xiàn)氣密性。同時具有焊接速度快、不使用氣體進(jìn)行焊接等成本方面的優(yōu)點(diǎn)。此外,由于在焊接時不產(chǎn)生閃光等現(xiàn)象,不存在安全問題,無需使用護(hù)具。

具體用例包括燃料槽罐等要求氣密性的部件、要求防水性的部位等。除了搭接縫焊外,焊縫焊接還包括“對接縫焊”(連續(xù)進(jìn)行邊向?qū)用婕訅?,邊接通焊接電流加熱的工序,進(jìn)行焊接)、“壓平縫焊”(略微疊搭母材板端,用輥式電極通電并加壓壓扁,同時進(jìn)行連續(xù)焊接)等。

焊縫焊接
  1. 輥式電極
  2. 焊接部
  3. 焊接電極

此外,對于小型水晶振子、陀螺儀傳感器等對象,必須通過在真空中進(jìn)行蓋子的縫焊,提升產(chǎn)品性能,減少經(jīng)年性能劣化。此時,就會用到在真空中依靠輥式電極進(jìn)行氣密密封的“真空縫焊裝置”。

電阻對焊

對準(zhǔn)合放焊縫端面,施加壓力并通電,依靠電阻產(chǎn)生的熱量(焦耳熱)進(jìn)行接合的焊法。
相對于電阻點(diǎn)焊接用電極夾住2片母材的焊法,電阻對焊則是通過對準(zhǔn)合放焊縫端面進(jìn)行焊接。焊接部發(fā)生鐓壓(upset)。
這種焊法適用于截面面積小的金屬線材及棒材的焊接。

閃光焊接

輕觸焊縫端面并通電,依靠電阻產(chǎn)生的熱量(焦耳熱)進(jìn)行接合的焊法。不同于電阻對焊,在通電瞬間不對母材施加壓力。通電后,在焦耳熱升高溫度并達(dá)到接合溫度后施加壓力,進(jìn)行壓接。
與電阻對焊一樣,適用于金屬線材及棒材的焊接。

電阻對焊及閃光焊接的機(jī)理
電阻對焊及閃光焊接的機(jī)理
  1. 加壓
  2. 電極
  3. 接合部