【工程實例】 凸焊接頭設計及焊接應用

凸焊搭接接頭的設計與點焊相似。通常凸焊接頭的搭接量比點焊的小。凸點間的間距沒有嚴格限制。

當一個工件的表面質量要求較高時，凸點應沖在另一工件上。在工件凸焊螺母、螺栓等緊固件時，凸點的數量必須足以承受設計載荷。

凸點的作用是將電流和壓力局限在工件的特定位置上，其形狀和尺寸取決於應用的場合和需要焊點強度。不同資料所推薦的焊點尺寸往往相差甚遠。一般情況下建議採用下表規定的凸點尺寸。與沖有凸點的板厚相比，當平板較薄時採用小凸點，較厚時採用大凸點。

凸點形狀有圓球型和圓錐型兩種。後一種可以提高凸點剛度，在電極壓力較高時不致於過早壓潰；也可以減少因電流密度過大而產生飛濺。但通常多採用圓球型凸點。為了防止擠出金屬殘留在凸點周圍而形成板間間隙，有時也採用帶環形溢出槽的凸點。多點凸焊時，凸點高度不一致將引起各點電流的不平衡，使接頭強度不穩定。因此凸點高度誤差應不超過±0.12mm。如採用預熱電流，則誤差可以增大。

凸點也可以做成長形的（近似橢圓形），以增加熔核尺寸，提高焊點強度，此時凸點與平板將為線接觸。

凸焊時，除利用上述幾種形式的凸點形成接頭外，根據凸焊工件種類不同還有多種接頭形式。

用於凸焊的螺栓和螺帽上的凸點和凸環多是在零件鍛壓時一次成形。

3常用金屬的凸焊1.低碳鋼的凸焊

低碳鋼的凸焊應用最廣泛，下表是圓球和圓錐型凸焊的焊接條件。

註：本表選自「推薦的電阻焊實踐」，AWSCI.1。時間欄內周數已按50Hz電源頻率修訂。本表數據僅用於兩板凸焊，厚度比最大為3:1。表中電極接觸面最小直徑為凸焊直徑的兩倍。

下表是低碳鋼螺釘凸焊的焊接條件。凸焊螺帽時應採用較短時間，否則會使螺紋變色、精度降低。電極壓力也不能過低，否則會引起凸點移位，使強度降低並損壞螺紋。

下表是低碳鋼線材交叉凸焊的焊接條件。鍛造比大時需要較大的電極壓力和焊接電流。接頭強度也較大，但外觀較差。

2.鍍層鋼板的凸焊

鍍層鋼板凸焊要比點焊和縫焊遇到的問題少一些，原因是電流集中於凸點，即使接觸處的鍍層金屬首先溶化並蔓延開來，也不會象點、縫焊一樣使電流密度降低。此外，由於凸焊的平面電極接觸面大、電流密度小，因此無論是鍍層的粘附還是電極的變形都比較小。

鍍鋅鋼板凸焊用得較多，下表為這種鋼板凸焊的條件。

3.貼聚氯乙烯塑料面鋼板的凸焊

這種鋼板的一面有絕緣的聚氯乙烯塑料層，只能以單面單點或單面雙點的方式焊接。為了保護粘塑面不被破壞，必須採用較短時間焊接。一般採用半周通電的方式來控制加熱時間和熱量，甚至縮短到1/6周或者使用儲能焊機進行短時間焊接。為了保證貼塑面沒有相同明顯的壓痕，通常採用與貼塑面鋼板相同花紋的鋼板墊板。

可淬硬的高強度合金鋼很少凸焊，但有時會進行線材交叉焊接，由於會產生淬火組織，必須進行電極間回火，並應採用比低碳鋼高的電極壓力。

不鏽鋼凸焊沒有困難，但較易產生熔核移位現象。應注意選用合理的焊接工藝參數，並避免採用過小的點距。

鋁合金強度低，則一通電凸點即被壓饋。起不到集中電流的作用，因此很少採用凸焊。但有時用於螺栓、螺帽的凸焊；銅合金、鈦合金也可以進行凸焊。

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