電阻焊機(jī)由電源、電極及其加壓機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)構(gòu)成。電極用高強(qiáng)度銅合金制成，內(nèi)部(或外部)通水冷卻。加壓機(jī)構(gòu)可以是手動(dòng)、氣壓或液壓機(jī)構(gòu)。控制系統(tǒng)復(fù)雜程度依所要求的焊接質(zhì)量而定。采用電子或微處理機(jī)控制時(shí)，能自動(dòng)精確控制整個(gè)焊接過(guò)程，并提高其穩(wěn)定性。用50赫交流電源的交流電阻焊機(jī)一般用降壓變壓器，次級(jí)空載電壓約1～36伏，電流從幾千到幾萬(wàn)安，電功率可達(dá)1000千伏安以上。電阻焊機(jī)主要用于焊接鋼鐵材料。使用較低頻率電源的焊機(jī)稱(chēng)為低頻電阻焊機(jī)，可焊接鋼鐵材料和有色金屬。用直流脈沖、電容儲(chǔ)能和次級(jí)整流電源的焊機(jī)稱(chēng)為直流電阻焊機(jī)，用于焊接有色金屬和鋼鐵材料。
電阻焊機(jī)焊接方法
通過(guò)電極對(duì)焊件施加壓力，同時(shí)利用電流通過(guò)接觸點(diǎn)產(chǎn)生的電阻熱進(jìn)行焊接的方法，又稱(chēng)接觸焊。電阻焊的形式有點(diǎn)焊、凸焊、縫焊和對(duì)焊。電阻焊生產(chǎn)率高，容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，但所需焊機(jī)復(fù)雜而且耗用電功率大，主要用于大批量生產(chǎn)。
點(diǎn)焊 將工件搭接在上、下兩個(gè)電極之間并壓緊，通電后工件局部熔化，冷卻后凝固形成焊點(diǎn)。焊點(diǎn)直徑通常為單個(gè)工件厚度的2倍加3毫米，焊點(diǎn)高度為工件總厚度的30～70%。焊點(diǎn)的數(shù)目和電流大小，根據(jù)接頭所需要的強(qiáng)度選擇。點(diǎn)焊常用于飛機(jī)、汽車(chē)、鐵路車(chē)輛和電器等薄壁構(gòu)件的聯(lián)接，也可用于鋼筋、棒材或金屬絲網(wǎng)的交叉聯(lián)接。適合采用點(diǎn)焊的最大厚度：低碳鋼一般為3毫米，鋼筋和棒材直徑可達(dá)25毫米。焊接兩個(gè)厚度不等的工件時(shí)厚度比應(yīng)小于 1:3。單點(diǎn)焊的生產(chǎn)率一般可達(dá)每分鐘 100點(diǎn)。大量生產(chǎn)中往往采用專(zhuān)用的多點(diǎn)焊機(jī)。
凸焊 將被焊工件之一在焊前沖出或壓出凸點(diǎn)或凸環(huán)，用平板電極焊接。焊接過(guò)程與點(diǎn)焊相同。焊時(shí)凸點(diǎn)被壓平，形成接頭，可同時(shí)焊接許多點(diǎn)或一個(gè)環(huán)。凸焊適用于大量生產(chǎn)和焊接厚度相差較大的工件，如飛機(jī)的孔蓋、加強(qiáng)板、晶體管的管殼等。
縫焊 又稱(chēng)滾焊，采用旋轉(zhuǎn)的圓盤(pán)形電極。它能加壓、通電并帶動(dòng)工件前進(jìn)，形成一連串的焊點(diǎn)， 焊接電流可以是連續(xù)的或斷續(xù)的。焊縫要求密封時(shí)，焊點(diǎn)間重疊30%以上�？p焊主要用于直線、環(huán)狀或圓形焊縫的焊接，如油箱、氣瓶、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的火焰筒，以及殼體和安裝邊等，板厚一般在2毫米以下，焊接速度約0.5～3米/分。
對(duì)焊 把整個(gè)工件接觸面對(duì)接焊合。低碳鋼接頭強(qiáng)度可達(dá)到母材強(qiáng)度。對(duì)焊包括閃光對(duì)焊和電阻對(duì)焊。①閃光對(duì)焊：將兩個(gè)工件接上電源，并使其接觸面移近直至接觸，產(chǎn)生的電阻熱使金屬?gòu)?qiáng)烈加熱而燒化，并以火花形式從接口中射出，當(dāng)加熱到一定程度時(shí)，迅速施加壓力完成焊接。閃光對(duì)焊可將熔化的金屬、渣和氧化物從接口中擠出。因此，工件不需要焊前清理。閃光對(duì)焊在工業(yè)中應(yīng)用較廣，可用于焊接棒材、板材、管子、鋼軌、鏈條和刀具，以及汽車(chē)和自行車(chē)輪圈等。②電阻對(duì)焊：將兩工件接觸面壓緊，通電加熱達(dá)到熱塑性狀態(tài)時(shí)，迅速施加頂鍛力完成焊接。接頭外形比較勻稱(chēng)，沒(méi)有毛刺，但焊前端面清理要求較高，僅適用于焊接小斷面的工件，例如直徑為20毫米以下的棒材或管子。
電阻焊機(jī)的影響因素
一、焊接熱的產(chǎn)出及影響因素
點(diǎn)焊時(shí)產(chǎn)生的熱量由下式?jīng)Q定：Q=IIRt(J)————(1)
式中：Q——產(chǎn)生的熱量(J)、I——焊接電流(A)、R——電極間電阻(歐姆)、t——焊接時(shí)間(s)
1.電阻R及影響R的因素
電極間電阻包括工件本身電阻Rw，兩工件間Rc，電極與工件間接觸電阻Rew.即R=2Rw+Rc+2Rew
當(dāng)工件和電極一定時(shí)，工件的電阻取決與它的.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(wàn)安培)。電阻率不僅取決與金屬種類(lèi)，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：
1)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(huì)使電流遭到較大阻礙。過(guò)厚的氧化物和臟物質(zhì)層甚至?xí)闺娏鞑荒軐?dǎo)通。
2)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。電極與工件間的電阻Rew與Rc和Rw相比，由于銅合金的電阻率和硬度一般比工件低，因此很小，對(duì)熔核形成的影響更小，我們較少考慮它的影響。
2.焊接電流的影響
從公式(1)可見(jiàn)，電流對(duì)產(chǎn)熱的影響比電阻和時(shí)間兩者都大。因此，在焊接過(guò)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(dòng)和交流焊機(jī)次級(jí)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?jí)回路中引入不同量的磁性金屬。對(duì)于直流焊機(jī)，次級(jí)回路阻抗變化，對(duì)電流無(wú)明顯影響。
3.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(chēng)硬規(guī)范)，也可采用小電流和長(zhǎng)時(shí)間(弱條件，也稱(chēng)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(duì)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)。
4.電極壓力的影響
電極壓力對(duì)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。
5.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(duì)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。
6.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(guò)厚的氧化物層甚至?xí)闺娏鞑荒芡ㄟ^(guò)。局部的導(dǎo)通，由于電流密度過(guò)大，則會(huì)產(chǎn)生飛濺和表面燒損。氧化物層的存在還會(huì)影響各個(gè)焊點(diǎn)加熱的不均勻性，引起焊接質(zhì)量波動(dòng)。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。
二、熱平衡及散熱
點(diǎn)焊時(shí)，產(chǎn)生的熱量只有一小部分用于形成焊點(diǎn)，較大部分因向臨近物質(zhì)傳導(dǎo)或輻射而損失掉了，其熱平衡方程式：
Q=Q1+Q2————(3)其中：Q1——形成熔核的熱量、Q2——損失的熱量
有效熱量Q1取決與金屬的熱物理性能及熔化金屬量，而與所用的焊接條件無(wú)關(guān)。Q1=10%-30%Q，導(dǎo)熱性好的金屬(鋁、銅合金等)取下限;電阻率高、導(dǎo)熱性差的金屬(不銹鋼、等)取上限。損失熱量Q2主要包括通過(guò)電極傳導(dǎo)的熱量(30%-50%Q)和通過(guò)工件傳導(dǎo)的熱量(20%Q左右)。輻射到大氣中的熱量5%左右。
三、焊接循環(huán)
點(diǎn)焊和凸焊的焊接循環(huán)由四個(gè)基本階段(如圖點(diǎn)焊過(guò)程)：
1)預(yù)壓階段——電極下降到電流接通階段，確保電極壓緊工件，使工件間有適當(dāng)壓力。
2)焊接時(shí)間——焊接電流通過(guò)工件，產(chǎn)熱形成熔核。
3)維持時(shí)間——切斷焊接電流，電極壓力繼續(xù)維持至熔核凝固到足夠強(qiáng)度。
4)休止時(shí)間——電極開(kāi)始提起到電極再次開(kāi)始下降，開(kāi)始下一個(gè)焊接循環(huán)。
為了改善焊接接頭的性能，有時(shí)需要將下列各項(xiàng)中的一個(gè)或多個(gè)加于基本循環(huán)：
1)加大預(yù)壓力以消除厚工件之間的間隙，使之緊密貼合。
2)用預(yù)熱脈沖提高金屬的塑性，使工件易于緊密貼合、防止飛濺;凸焊時(shí)這樣做可以使多個(gè)凸點(diǎn)在通電焊接前與平板均勻接觸，以保證各點(diǎn)加熱的一致。
3)加大鍛壓力以壓實(shí)熔核，防止產(chǎn)生裂紋或縮孔。
4)用回火或緩冷脈沖消除合金鋼的淬火組織，提高接頭的力學(xué)性能，或在不加大鍛壓力的條件下，防止裂紋和縮孔。