缝焊是用一对滚盘电极代替点焊的圆柱形电极,与工件作相对运动,从而产生一个个熔核相互搭叠的密封焊缝的焊接方法。按滚盘转动与馈电方式可分为连续缝焊、断续缝焊和步进缝焊。连续缝焊是滚盘连续转动,电流不断通过工件。这种方法易使工件表面过热,电极磨损严重,因而很少使用。
断续缝焊时,滚盘连续转动,电流断续通过工件,形成的焊缝由彼此搭叠的熔核组成。由于电流断续通过,在休止时间内,滚盘和工件得以冷却,因而可以提高滚盘寿命、减小热影响区宽度和工件变形,获得较优的焊接质量。这种方法已被广泛应用于1.5mm以下的各种钢、高温合金和钛合金的缝焊。断续缝焊时,由于滚盘不断离开焊接区,熔核在压力减小的情况下结晶,因此很容易产生表面过热、缩孔和裂纹(如在焊接高温合金时)。尽管在焊点搭叠量超过熔核长度50%时,后一点的熔化金属可以填充前一点的缩孔,但最后一点的缩孔是难以避免的。现在能够在焊缝收尾部分逐点减小焊接电流,从而解决了这一难题。步进缝焊时,滚盘断续转动,电流在工件动时通过工件。
按接头型式分,缝焊可分为搭接缝焊、压平缝焊、垫箔对接缝焊、铜线电极缝焊等。搭接缝焊同点焊一样,搭接接头可用一对滚盘或用一个滚盘和一根芯轴电极进行缝焊。接头的最小搭接量与点焊相同。搭接缝焊除常用的双面缝焊外,还有单面单缝缝焊、单面双缝缝焊和小直径圆周缝焊等。
缝焊接头的形成本质上与点焊相同,因而影响焊接质量的诸因素也是类似的。主要有焊接电流、电极压力、焊接时间、休止时间、焊接速度和滚盘直径等。缝焊形成熔核所需的热量来源与点焊相同,都是利用电流通过焊接区电阻产生的热量。在其他条件给定的情况下,焊接电流的大小决定了熔核的焊透率和重叠量。缝焊时由于熔核互相重叠而引起较大分流,因此,焊接电流通常比点焊时增大15%~40%。
缝焊时电极压力对熔核尺寸的影响与点焊一致。电极压力过高会使压痕过深,同时会加速滚盘的变形和损耗。压力不足则易产生缩孔,并会因接触电阻过大易使滚盘烧损而缩短其使用寿命。
缝焊主要通过焊接时间控制熔核尺寸,通过冷却时间控制重叠量。在较低的焊接速度时,焊接与休止时间之比为1.25:1~2:1,可获得满意结果。
焊接速度与被焊金属、板件厚度,以及对焊缝强度和质量的要求等有关。通常在焊接不锈钢,高温合金和有色金属时,为了避免飞溅和获得致密性高的焊缝,必须采用较低的焊接速度。有时还采用步进缝焊,使熔核形成的全过程均在滚盘停止的情况下进行。这种缝焊的焊接速度要比常用的断续缝焊低得多。
与点焊相似,缝焊工艺参数主要是根据被焊金属的性能、厚度、质量要求和设备条件来选择的。通常可参考已有的推荐数据初步确定,再通过工艺试验加以修正。滚盘尺寸的选择与点焊电极尺寸的选择原则一致。为减小搭边尺寸,减轻结构重量,提高热效率,减少焊机功率,近年来多采用接触面宽度为3~5mm的窄边滚盘。