对焊是指把两工件端部相对放置,利用焊接电流加热,然后加压完成焊接的电阻焊方法,包括电阻对焊及闪光对焊两种。


一、电阻对焊


  将焊件装配成对接接头,使其端面紧密接触,利用电阻加热至塑性状态,然后迅速施加顶锻力完成焊接的方法称为电阻对焊。电阻对焊时,获得优质接头的关键在于保证焊件端面加热均匀和彻底挤出接口内的氧化物。前者由端面焊前准备来保证,如机械清理、化学清洗或机械加工;后者由加热时防止氧化及增加塑性变形量保证。通常端面的焊接温度应达到0.8~0.9Tm(被焊金属熔点),对口及其邻近区域必须产生足够的塑性变形。


  电阻对焊主要用于对接截面较小(一般<250m㎡)、形状紧凑(例如棒料、厚壁管等)、氧化物易于挤出(例如碳钢、紫铜、铝等)的工件对焊。电阻对焊的优点是接头外形光滑无毛刺,工件焊后缩短量较小。其缺点是对焊件的准备工作要求较高,接头机械性能较低,尤其是冲击韧性差,目前仅局限于焊接延伸率较好的小截面金属型材。


二、闪光对焊


  闪光对焊是指焊件装配成对接接头,接通电源,并使其端面逐渐移近达到局部接触,利用电阻热加热这些接触点(产生闪光),使端面金属熔化,直到端部在一定深度范围内达到预定温度时,迅速施加顶锻力完成焊接的方法。闪光对焊包括连续闪光对焊和预热闪光对焊两种。


1. 闪光对焊工艺过程


  连续闪光对焊焊接循环由闪光、顶锻、保持、休止等程序组成。由闪光与随后顶锻两阶段形成接头,而保持、休止等程序则是对焊操作中所必需的。预热闪光对焊则还有预热阶段。


 ①. 闪光过程


  接通焊接电源并使两焊件端面轻微接触,对口间将形成许多具有很大电阻的小触点,在大电流密度的加热下,瞬间熔化而形成连接对口两端面的液体过梁。在强大电流继续加热时,过梁被迅速加热到沸点而蒸发,形成过梁爆炸。由于受到焊接回路的电磁斥力的作用,爆炸过梁的微粒从缝隙中以很高的初速度(约50m/s)向着焊接变压器的相反方向抛射出来,形成火花急流-闪光。闪光过程的稳定进行,对接头质量有很大影响。一方面闪光过程也是加热焊件的过程;另一方面在闪光过程中,烧掉焊件端面上的脏物和不平,因而降低了对焊前端面准备的要求,金属蒸气及抛射出来的金属微粒的强烈氧化和过梁爆炸,所造成的高压气体阻隔了空气的进入,使焊缝中的含氧量降低,闪光后期在端面上所形成的液体金属层,为锻压时排除氧化物和过热金属提供了有利条件。


 ②. 顶锻过程


  闪光对焊后期,工件快速靠拢,把液体金属及氧化物在凝固前挤出焊口。并在顶锻力作用下,局部产生较大的塑性变形,使结合面上形成共同晶粒,从而获得牢固接头。顶锻过程的关键在于快速合拢。能否使工件从闪光时的进给速度(3~10mm/s)在几十毫秒内提高到顶锻速度(30~300mm/s),是衡量闪光焊机优劣的一项重要指标。


  顶锻过程由有电顶缎和无电顶锻两阶段组成。有电顶锻是使端面液态金属不至于过早冷却,这样有利于排除接缝中杂质及液态金属,以减少接头氧化,随后的无电顶锻为的是使焊件产生足够的塑性变形。


 ③. 预热过程


   预热闪光焊时,为了易于激发闪光过程,减少烧化量和比功率,调节工件的轴向温度分布,往往采用预热。预热方式有两种:一是当焊接电源合上时,把两焊件交替地接触和分开,每次接触都激起短暂的闪光,称为闪光预热法;二是将两焊件交替地压紫与分开,每次压紧时通电,利用电阻预热,称为电阻预热法。


 预热闪光焊与连续闪光焊比较,有下列特点:


   ①. 可用功率较小的焊机焊接大断面焊件。


  ②. 加热区域较宽,顶锻时易产生朔性产形能路低焊后的冷却速度,适宜焊接易淬硬的材料。


  ③. 缩短闪光加热时间,减小闪光量,不仅可节约金属,对管材尚能减小内毛刺。


  ④. 其缺点是焊接周期加长,过程控制复杂,过热区宽和接头质量稳定性较差。


 2. 应用范围


  闪光对焊主要用于中、大截面的各种实心棒料(圆形或方形)和展开形件(管料或带料)的对接。例如,连续闪光对焊可焊接断面1000m㎡左右的闭合工件的拼口(车圈、铝窗等),预热闪光对焊可焊接5000~10000m㎡大型截面钢材工件(钢轨的接长),新发展的脉冲闪光对焊可焊接截面100000m㎡的输气管道。不但可对接同种材料,还可对接异种材料,例如,铜和铝、铜和钢、碳钢和镍合金、碳钢和不锈钢等。