導(dǎo)線焊接強(qiáng)度提升研究

朱劉佳

摘要：公司某產(chǎn)品主要有焊接式、焊接帶線式、插片式、插片帶線式等多種安裝方式，本文主要闡述如何提升帶線式產(chǎn)品導(dǎo)線焊接牢度。從人、機(jī)、料、法、環(huán)、測等多方面進(jìn)行分析，找到突破口，進(jìn)行完善，目前從生產(chǎn)過程以及市場反映，導(dǎo)線的焊接牢度得到了明顯的提高。

關(guān)鍵詞：導(dǎo)線 ;焊接牢度

一、引言

公司某產(chǎn)品主要有焊接式、焊接帶線式、插片式、插片帶線式等多種安裝方式在生產(chǎn)過程中，本文主要闡述如何提升帶線式產(chǎn)品導(dǎo)線焊接牢度，點(diǎn)焊導(dǎo)線工序（將導(dǎo)線與接線腳組合焊接在一起）使用電阻焊來實(shí)現(xiàn)。

二、電阻焊原理

焊件組合后通過電極施加壓力，利用電流通過接頭的接觸面及鄰近區(qū)域產(chǎn)生的電阻熱進(jìn)行焊接的方法稱為電阻焊。

點(diǎn)焊時(shí)產(chǎn)生的熱量由下式?jīng)Q定：，其中焊接部的電阻為R，焊接電流為I，通電時(shí)間為T，根據(jù)公式焊接部產(chǎn)生熱量、發(fā)熱，因此焊接部的溫度上升，產(chǎn)生融核，將工件焊接在一起。

（一）影響焊接有以下因素：

1、電阻R：材料自身的電阻，上下工件之間的電阻，電極與工件之間的電阻。當(dāng)工件和電極一定時(shí)，工件的電阻取決與它的電阻率。因此，電阻率是被焊材料的重要性能.電阻率高的金屬其導(dǎo)電性差（如不銹鋼）電阻率低的金屬其導(dǎo)電性好（如鋁合金）。因此，點(diǎn)焊不銹鋼時(shí)產(chǎn)熱易而散熱難，點(diǎn)焊鋁合金時(shí)產(chǎn)熱難而散熱易。點(diǎn)焊時(shí)，前者可用較小電流（幾千安培），而后者就必須用很大電流（幾萬安培）。電阻率不僅取決與金屬種類，還與金屬的熱處理狀態(tài)、加工方式及溫度有關(guān)。接觸電阻存在的時(shí)間是短暫，一般存在于焊接初期，由兩方面原因形成：

2、工件和電極表面有高電阻系數(shù)的氧化物或臟物質(zhì)層，會使電流遭到較大阻礙。過厚的氧化物和臟物質(zhì)層甚至?xí)闺娏鞑荒軐?dǎo)通。

3、在表面十分潔凈的條件下，由于表面的微觀不平度，使工件只能在粗糙表面的局部形成接觸點(diǎn)。在接觸點(diǎn)處形成電流線的收攏。由于電流通路的縮小而增加了接觸處的電阻。

（二）焊接電流的影響

從公式可見，電流對產(chǎn)熱的影響比電阻和時(shí)間兩者都大。因此，在焊接過程中，它是一個(gè)必須嚴(yán)格控制的參數(shù)。引起電流變化的主要原因是電網(wǎng)電壓波動和交流焊機(jī)次級回路阻抗變化。阻抗變化是因?yàn)榛芈返膸缀涡螤钭兓蛞蛟诖渭壔芈分幸氩煌康拇判越饘佟τ谥绷骱笝C(jī)，次級回路阻抗變化，對電流無明顯影響。

（三）焊接時(shí)間的影響

為了保證熔核尺寸和焊點(diǎn)強(qiáng)度，焊接時(shí)間與焊接電流在一定范圍內(nèi)可以相互補(bǔ)充。為了獲得一定強(qiáng)度的焊點(diǎn)，可以采用大電流和短時(shí)間（強(qiáng)條件，又稱硬規(guī)范），也可采用小電流和長時(shí)間（弱條件，也稱軟規(guī)范）。選用硬規(guī)范還是軟規(guī)范，取決于金屬的性能、厚度和所用焊機(jī)的功率。對于不同性能和厚度的金屬所需的電流和時(shí)間，都有一個(gè)上下限，使用時(shí)以此為準(zhǔn)。

（四）電極壓力的影響

電極壓力對兩電極間總電阻R有明顯的影響，隨著電極壓力的增大，R顯著減小，而焊接電流增大的幅度卻不大，不能影響因R減小引起的產(chǎn)熱減少。因此，焊點(diǎn)強(qiáng)度總隨著焊接壓力增大而減小。解決的辦法是在增大焊接壓力的同時(shí)，增大焊接電流。

（五）電極形狀及材料性能的影響

由于電極的接觸面積決定著電流密度，電極材料的電阻率和導(dǎo)熱性關(guān)系著熱量的產(chǎn)生和散失，因此，電極的形狀和材料對熔核的形成有顯著影響。隨著電極端頭的變形和磨損，接觸面積增大，焊點(diǎn)強(qiáng)度將降低。

（六）工件表面狀況的影響

工件表面的氧化物、污垢、油和其他雜質(zhì)增大了接觸電阻。過厚的氧化物層甚至?xí)闺娏鞑荒芡ㄟ^。局部的導(dǎo)通，由于電流密度過大，則會產(chǎn)生飛濺和表面燒損。氧化物層的存在還會影響各個(gè)焊點(diǎn)加熱的不均勻性，引起焊接質(zhì)量波動。因此徹底清理工件表面是保證獲得優(yōu)質(zhì)接頭的必要條件。

三、提升導(dǎo)線焊接強(qiáng)度研究：

根據(jù)公司某產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與特性，從人、機(jī)、料、法、環(huán)、測等多方面進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，尋找突破口，進(jìn)行完善：

（一）人：點(diǎn)焊技能掌握情況

點(diǎn)焊工序?yàn)樘厥饧庸すば颍僮魅藛T需經(jīng)過培訓(xùn)，考試合格，取得上崗證后方可以上崗生產(chǎn)。點(diǎn)焊人員未發(fā)生過人員變動，點(diǎn)焊技能掌握熟練。

（二）機(jī)：設(shè)備穩(wěn)定性

點(diǎn)焊導(dǎo)線工序設(shè)備為儲能點(diǎn)焊機(jī)，由電容充放電實(shí)現(xiàn)能量輸出，隨著電容不斷充放電，電容開始慢慢老化，輸出能力不穩(wěn)定，最終影響焊接質(zhì)量。

點(diǎn)焊設(shè)備種類較多，大致可分交流式焊機(jī)、電容儲能式焊機(jī)、晶體管式焊機(jī)、逆變直流式焊機(jī)。使用逆變直流式點(diǎn)焊機(jī)代替電容儲能式點(diǎn)焊機(jī)，提高設(shè)備的穩(wěn)定性。

1、電容儲能式點(diǎn)焊機(jī)特征：

2、充、放電量不穩(wěn)定;

3、焊接參數(shù)無實(shí)時(shí)監(jiān)控;

4、施加壓力大;

5、易產(chǎn)生飛濺。

6、逆變直流式點(diǎn)焊機(jī)特征：

7、可進(jìn)行精密焊接;

8、輸出焊接能量穩(wěn)定;

9、焊接參數(shù)可實(shí)時(shí)監(jiān)控;

10、施加壓力小;

11、不易產(chǎn)生飛濺。

（三）料：零件材料加工性

統(tǒng)一焊接部位材料，使得焊接過程中材料熔合增大，焊接強(qiáng)度增大。

（四）法：加工方法

加工方法采用點(diǎn)焊方式，加工方式合理，無需進(jìn)行改善。

（五）環(huán)：生產(chǎn)環(huán)境無混料

點(diǎn)焊工序采用流水線作業(yè)形式，不同材料的零件加工使用不同的設(shè)備，做到物理隔離，在且換線、下班時(shí)嚴(yán)格執(zhí)行清線制度，生產(chǎn)環(huán)境合理。

（六）測：檢驗(yàn)方法按文件要求

檢驗(yàn)文件要求：沿引線方向施加拉力至導(dǎo)線與接線腳脫落，要求導(dǎo)線與接線腳焊接牢度≥98N 。文件未發(fā)生改變。

四、實(shí)驗(yàn)對比

（一）破壞性試驗(yàn)： 焊接部位材料相同，焊接強(qiáng)度要大于焊接部位不同材料。

（二）拉力試驗(yàn)：各取10只產(chǎn)品，分別使用逆變直流式點(diǎn)焊機(jī)代替電容儲能式點(diǎn)焊機(jī)進(jìn)行點(diǎn)焊，要求導(dǎo)線與接線腳焊接牢度≥98N。

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果可得，點(diǎn)焊機(jī)使用逆變直流式點(diǎn)焊機(jī)，焊接部位使用同種材料（焊接牢度≥300V）;與電容儲能式點(diǎn)焊機(jī)，焊接部位使用不同材料（焊接牢度≥1300V）。通過焊接后強(qiáng)度對比，前者的焊接質(zhì)量得到明顯提升。

結(jié)語：

通過人、機(jī)、料、法、環(huán)、測等多方面進(jìn)行分析，從機(jī)、料兩個(gè)方面進(jìn)行改善，使得公司某產(chǎn)品的導(dǎo)線焊接牢度得到了明顯提升，同時(shí)降低了生產(chǎn)成本，收到了經(jīng)濟(jì)效益，縮短了生產(chǎn)周期。從生產(chǎn)過程以及市場反映，產(chǎn)品電阻焊工序的穩(wěn)定性得到了明顯的提高，該產(chǎn)品的市場競爭力得到提升。