制桶工艺学
第三章 焊接
第三节 钢桶焊接工艺
3.3.2 缝焊工艺
一、缝焊的特点
用旋转的滚轮电极代替点焊的固定电极，在焊件上产生一连串焊点，即可形成缝焊焊缝。
根据滚轮电极与焊接电流的不同运行配合方式可分为三种，可用图3-50所示的主要缝焊焊接循环加以说明：
图3-50 缝焊焊接循环示意图
（a）连续缝焊；（b）断续缝焊；（c）步进缝焊。
V-缝焊速度；t-电流脉冲时间；t0-脉冲间隔时间
(a)图的连续缝焊是滚轮电极连续旋转，焊件等速移动，焊接电流连续通过，每半个周波形成一个焊点，这种方式下设备较简单，生产率高，由于两滚轮电极始终通以很大电流，所以滚轮电极和焊件表面易过热，电极易损耗，焊接质量较差，焊缝易过热而产生大的压痕。
(b)图的断续缝焊是滚轮电极连续转动，焊件等速移动，焊接电流断续通过，每“通-断”一次形成一个焊点。这种方式适用于黑色金属的气密、水密及油密焊缝，制桶缝焊常采用。
（c）图的步进缝焊是滚轮断续转动，焊件相应断续移动，焊接电流在二者静止时通过，并形成焊点。由于焊接电流间断地接近，滚轮电极和焊件有冷却的机会，所以电极损耗小，焊缝不易过热，焊缝质量好，但缝焊速度较低，需要较复杂的设备，如直流冲击波焊机。这种方式适用于难焊的铝合金、镁合金缝焊。
从上所述缝焊的焊接循环可见，缝焊接头是由局部互相重叠的连续焊点构成，所以缝焊接头的形成机理在本质上与点焊相同。区别于点焊过程主要有两点：其一，由子传递焊接电流、压力的滚轮电极不断转动变换焊接位置，故电流场，温度场的分布，熔核结晶等特点的与位置变动速度有关。 因而加压，加热熔化和冷却结晶三阶段是个动态过程。其中预压及冷却结晶的压力作用不够充分，使缝焊接头质量一般比点焊时差，易出现裂纹、缩孔等缺陷。其二，如第一节3.1.2所述，不可避免的分流使焊接区电流场、温度场的分布有缝焊自己的特点。
总的影响是使缝焊接头质量如熔核尺寸、内部缺陷及材料表面一般比点焊时差，缝焊的规范参数要比点焊时多。
缝焊结构的质量一般应能保证薄壁容器密封性和耐蚀性。由于缝焊接头的应力分布比点焊均匀，而且焊缝截面积大于母材纵截面，所以缝焊接头强度不低于母材金属的强度，很少把接缝的强度作为质量的主要指标。
200升钢桶焊缝有密封及强度的双重要求。常用制桶低碳钢板焊接性良好，只要缝焊接头尺寸设计及工艺参数选择合理，一般是可以保证焊缝的密封及强度的。表3-6为推荐的缝焊接头尺寸。
表3-6 推荐缝焊接头尺寸
薄件厚度
（δ/mm） |
焊接宽度
（c/mm） |
最小搭边宽度(b/mm) |
简图 |
轻合金 |
钢、钛合金 |
0.3 |
2.0+1 |
8 |
6 |
表3-6简图 |
0.6 |
2.5+1 |
10 |
8 |
0.8 |
3.0+1 |
10 |
10 |
1.0 |
3.5+1 |
12 |
12 |
1.2 |
4.5+1 |
14 |
13 |
1.5 |
5.5+1 |
16 |
14 |
2.0 |
6.5+1 |
18 |
16 |
2.5 |
7.5+1 |
20 |
18 |
3.0 |
8.0+1 |
24 |
20 |
注：1.搭边尺寸不包括弯边圆角半径；缝焊双排焊缝或边接三个以上零件时，搭边应增加25～35%。
2.压痕深度c′<0.15δ、焊透率A=30～70%，重叠量l′-f=（15～20）%l可保证气密性，而l′-f=（40～50）%l可获得最高强度。
表3-6简图
