《钢桶制造技术》
杨文亮 辛巧娟 编著
第八章 钢桶桶身焊接工艺
第二节 电阻焊焊接工艺
三、不同材料钢桶点焊、缝焊的特殊性
钢桶的材料多为低碳钢。低碳钢因电阻率比铜大8～10倍，要求焊机功率不很大，塑性温度区宽，易于获得应有塑性变形，不需要很高的电极压力，结晶温度区窄，高温塑性良好，线膨胀系数不很高，因而热裂纹倾向小，碳元素与微量元素低，无高熔点氧化物，一般不会出现淬火组织或夹杂物。因此，点焊、缝焊中不需要采用复杂工艺措施，焊接质量良好。但对冷轧低碳钢薄板，在用软规范点焊时，会因长时间加热使核心周围热影响区扩大，晶粒长大及软化区变明显，所以当接头强度要求较高时，不宜采用过长的脉冲时间加热。热轧低碳钢表面有较厚的氧化皮，若清理不良时，易使电极与桶件表面粘连，在材料加热膨胀中，可能形成深压坑，焊后抬起电极时，可能因粘连而拔松电极头，使冷却水渗出，并严重影响钢桶表面质量与电极寿命，故应认真清理氧化皮（磨边）。冷轧钢板表面的防锈油在点焊中可以挤出焊接点之外，一般不影响焊接质量，可以不清理。但涂油过厚时也应擦净，以免因油内杂质进入焊接区或增加电极损耗。缝焊时应进行表面清理（磨边），否则会出现气孔、裂纹、影响焊缝气密性。
低碳钢薄板点焊、缝焊规范如表8-2、表8-3。
表中焊点直径按板厚决定，即
，系数a按所用规范的软硬程度分别为5、5.6、6（软规范选用大的直径系数）。电极多用圆锥形，工作端面直径与核心直径接近。
缝焊前定位点焊的规范小于正式点焊的规范，定位点焊偏离焊缝轴线不超过1mm。
低碳钢缝焊焊速一般在1.5m/min左右，如焊接过程全自动化，不需要手动控制焊缝位置，而且焊机容量足够时，也可采用2～3m/min的焊速。当钢桶材料厚度增大时，焊速应降低，以保证核心质量及焊透率。
钢桶材料也常采用镀锌钢板，马口铁等，点焊时主要问题是表面层易破坏，失去原有涂覆层的作用；电极易与材料表面层粘连，电极寿命短；缝焊时不易保证气密性等。
因锌的熔点仅为419℃，点焊时，板件间接触表面上锌层熔化范围比板间原接触范围宽，焊接区涂覆层熔化而挤出的锌与焊接区周围超过419℃地带熔融的锌同时挤于板缝内，形成两板间良好的导电条件，电流场被扩大，接触面上电流密度大为降低。当核心直径处于临界状态时，电流略有波动则出现未焊透。从这一点出发，点焊涂覆层钢板时，应增大Iw。而镀层熔点越低，Iw应越大。为了能冲破涂覆层使点焊时各接触面有良好接触，并将已熔化的涂层挤于接触面之外，所以电极压力比低碳钢点焊时应提高20～25%，国际焊接学会推荐镀锌钢板点焊规范见表8-4。当焊机功率不足时，也可采用小电流、低压力进行镀锌板的焊接，但必须避免出现压力与电流的分流现象。
表8-4 镀锌钢板点焊规范
| 板厚（mm） |
电极直径（mm） |
焊接压力（N） |
时间（周） |
电流（kA） |
0.5 |
4.8 |
1400 |
6 |
9 |
1.0 |
5.2 |
2900 |
14 |
12.5 |
1.5 |
6.4 |
4500 |
20 |
15.5 |
涂覆钢板缝焊的问题与点焊相似，因镀层熔化范围宽，分流严重，要求更大的电流方能焊接。当焊接接头温度超过900℃时，锌蒸发（沸点为906℃），但因焊轮压紧的结果，使锌元素向热影响处扩散，接头组织脆性增加，一定条件下便形成由核心延伸到热影响区的裂纹。板件表面熔化锌层，与铜焊轮形成铜锌合金，增大了焊轮表面电阻，使散热更加恶化，粘连严重；而表面层的过热进一步加强锌元素向热影响区的扩散，扩大了形成裂纹的机会。当核心内锌的蒸气由固熔的金属中析出时，便形成气孔。虽然气孔对焊缝气密性影响较小，但对裂纹的影响很大，是目前涂覆层钢桶缝焊的主要问题。为了减少裂纹首先需要改善规范。试验证明，焊透率较小（10～20%）裂纹等缺陷越少。而焊速高则表面过热、熔深大，易于出现裂纹。一般在满足因涂覆层熔化使分流增大的条件下，尽量选用小电流；焊接速度应低些，并使用强烈外部水冷。焊轮用压花滚轮带动，以随时修正并清理滚轮表面，保持预定的滚轮宽度。镀锌板缝焊规范可参考表8-5。
其它镀覆层钢板焊接时，出现的问题及采取措施与镀锌板类似。
表8-5 镀锌板缝焊规范
板材厚度
（mm） |
焊轮宽度
（mm） |
焊接速度
（m/min） |
焊接电流
（kA） |
电极压力
（N） |
焊接时间（周） |
通 |
断 |
0.6 |
4.5 |
2.5 |
16 |
3700 |
3 |
2 |
1.0 |
5.0 |
2.5 |
18 |
4300 |
3 |
2 |
1.6 |
6.5 |
2.0 |
21 |
5000 |
4 |
1 |
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