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摘 要：本文通过对电阻焊原理的学习及应用，从零件材料、焊接设备等方面进行改进、完善，生产过程严格控制，从生产过程以及市场反映，产品电阻焊工序的稳定性得到了明显的提高
关键词：电阻焊 特殊过程控制
一、引言
公司某产品生产过程中，点焊连接片工序（将连接片与接线脚组合焊接在一起）使用电阻焊来实现。电阻焊作为特殊工序，影响因素校对，为了提升产品质量的稳定性，故对此特殊过程进行了专项研究。
二、电阻焊原理
焊件组合后通过电极施加压力，利用电流通过接头的接触面及邻近区域产生的电阻热进行焊接的方法称为电阻焊。
点焊时产生的热量由下式决定：Q=ILRT，其中焊接部的电阻为R，焊接电流为I，通电时间为T，根据公式焊接部产生热量、发热，因此焊接部的温度上升，产生融核，将工件焊接在一起。
（一）影响焊接有以下因素
1、电阻R：材料自身的电阻，上下工件之间的电阻，电极与工件之间的电阻。当工件和电极一定时，工件的电阻取决与它的电阻率。因此，电阻率是被焊材料的重要性能.电阻率高的金属其导电性差（如不锈钢）电阻率低的金属其导电性好（如铝合金）。因此，点焊不锈钢时产热易而散热难，点焊铝合金时产热难而散热易。点焊时，前者可用较小电流（几千安培），而后者就必须用很大电流（几万安培）。电阻率不仅取决与金属种类，还与金属的热处理状态、加工方式及温度有关。接触电阻存在的时间是短暂，一般存在于焊接初期，由两方面原因形成：
2、工件和电极表面有高电阻系数的氧化物或脏物质层，会使电流遭到较大阻碍。过厚的氧化物和脏物质层甚至会使电流不能导通。
3、在表面十分洁净的条件下，由于表面的微观不平度，使工件只能在粗糙表面的局部形成接触点。在接触点处形成电流线的收拢。由于电流通路的缩小而增加了接触处的电阻。
（二）焊接电流的影响
从公式Q=IL可见，电流对产热的影响比电阻和时间两者都大。因此，在焊接过程中，它是一个必须严格控制的参数。引起电流变化的主要原因是电网电压波动和交流焊机次级回路阻抗变化。阻抗变化是因为回路的几何形状变化或因在次级回路中引入不同量的磁性金属。对于直流焊机，次级回路阻抗变化，对电流无明显影响。
1、焊接时间的影响
为了保证熔核尺寸和焊点强度，焊接时间与焊接电流在一定范围内可以相互补充。为了获得一定强度的焊点，可以采用大电流和短时间（强条件，又称硬规范），也可采用小电流和长时间（弱条件，也称软规范）。选用硬规范还是软规范，取决于金属的性能、厚度和所用焊机的功率。对于不同性能和厚度的金属所需的电流和时间，都有一个上下限，使用时以此为准。
2、电极压力的影响
电极压力对两电极间总电阻R有明显的影响，随着电极压力的增大，R显著减小，而焊接电流增大的幅度却不大，不能影响因R减小引起的产热减少。因此，焊点强度总随着焊接压力增大而减小。解决的办法是在增大焊接压力的同时，增大焊接电流。
3、电极形状及材料性能的影响
由于电极的接触面积决定着电流密度，电极材料的电阻率和导热性关系着热量的产生和散失，因此，电极的形状和材料对熔核的形成有显著影响。随着电极端头的变形和磨损，接触面积增大，焊点强度将降低。
4、工件表面状况的影响
工件表面的氧化物、污垢、油和其他杂质增大了接触电阻。过厚的氧化物层甚至会使电流不能通过。局部的导通，由于电流密度过大，则会产生飞溅和表面烧损。氧化物层的存在还会影响各个焊点加热的不均匀性，引起焊接质量波动。因此彻底清理工件表面是保证获得优质接头的必要条件。
三、公司某产品点焊情况
公司某产品为了提高电阻焊质量，对点焊连接片工序进行了系统的分析，并做了对应的改善措施：
（一）改善1：接线脚材料更改为复合材料
接线脚采用复合材料的优点在于：
1、单成分焊接状态差，复合材料焊接性能稳定可靠，强度完全满足规范要求;2、复合材料上的静触点能保持原材料的本色，触点表面洁净平整;3、通过耐久性试验，完全符合设计要求。
（二）改善2：点焊设备由电容储能式改为逆变直流式
点焊设备种类较多，大致可分交流式焊机、电容储能式焊机、晶体管式焊机、逆变直流式焊机。
1、电容储能式焊机特征：2、充、放电量不稳定;3、焊接参数无实时监控;4、施加压力大;5、易产生飞溅;6、逆变直流式焊机特征;7、可进行精密焊接;
8、输出焊接能量稳定;9、焊接参数可实时监控;10、施加压力小;11、不易产生飞溅。
（三）改善3：环氧胶使用减少，降低成本，提高生产效率
连接片点焊后，工艺要求在接线脚处进行涂胶，主要目的是防止在点焊时内放炮，导致焊点部位虚焊，肉眼无法识别，进行堆胶加固，其次是为了固定接线脚防止松动。零件材料变更后，涂胶也由2侧更改为只涂内测，降低了輔料、人力成本，提高了生产效率。
四、实验对比
使用逆变直流式焊机，对改善前、后的零件进行焊接牢度试验。取两组产品，单成分接线脚和复合成分接线脚各10只。破坏后，单成分接线脚焊点处有少量材料，复合成分接线脚焊点处有大量接线脚材料（接线脚直至断裂仍未脱离焊点）。由此可见，复合成分接线脚焊接强度较好。
同时采用专用测力夹具，将焊好连接片的基座组合固定在拉/压力测试仪，检测连接片受力情况。
判定标准：沿x、Y、z方向分别施加力，检测焊点所能承受的极限力。保护器产品连接片受力要求：沿端子的x、Y正、反方向慢慢施加力达到98N（10Kgf）。z正、反方向慢慢施加力达到29.4N（3Kgf），并保持1min，端子无松弛，脱落等异常现象。
单成分与复合成分焊接后，均能满足承受规定力1min后端子无松弛，脱落等异常现象。但在承受极限力时，复合成分焊接所能承受的极限力要大于单成分焊接，且焊接稳定性大大提高。
根据试验结果可得，点焊机使用逆变直流式焊机，零件材料使用复合成分材料，连接片焊接质量能够满足焊接要求，焊接质量得到明显改善。
五、生产过程控制
生产过程中，操作人员按要求做好点检工作，同时严格按照QC控制计划表对应的要求进行管控，做好首检、巡检。
1.检验内容包括：2.牢度检查：拉力试验，对比照片观察焊接成份;3.外观检查：目测焊接处点焊状态等点焊外观;4.尺寸检查：保证焊接位置不歪斜。
检验员根据按照抽样频次、抽验数进行检验，并记录结果、归档，确保每批产品的可追溯性。
结语：
通过对公司某产品生产过程中特殊过程控制的研究，对零件材料、焊接设备等方面进行改进、完善，生产过程严格控制，从生产过程以及市场反映，产品电阻焊工序的稳定性得到了明显的提高，该产品的市场竞争力得到提升。
关键词：电阻焊 特殊过程控制
一、引言
公司某产品生产过程中，点焊连接片工序（将连接片与接线脚组合焊接在一起）使用电阻焊来实现。电阻焊作为特殊工序，影响因素校对，为了提升产品质量的稳定性，故对此特殊过程进行了专项研究。
二、电阻焊原理
焊件组合后通过电极施加压力，利用电流通过接头的接触面及邻近区域产生的电阻热进行焊接的方法称为电阻焊。
点焊时产生的热量由下式决定：Q=ILRT，其中焊接部的电阻为R，焊接电流为I，通电时间为T，根据公式焊接部产生热量、发热，因此焊接部的温度上升，产生融核，将工件焊接在一起。
（一）影响焊接有以下因素
1、电阻R：材料自身的电阻，上下工件之间的电阻，电极与工件之间的电阻。当工件和电极一定时，工件的电阻取决与它的电阻率。因此，电阻率是被焊材料的重要性能.电阻率高的金属其导电性差（如不锈钢）电阻率低的金属其导电性好（如铝合金）。因此，点焊不锈钢时产热易而散热难，点焊铝合金时产热难而散热易。点焊时，前者可用较小电流（几千安培），而后者就必须用很大电流（几万安培）。电阻率不仅取决与金属种类，还与金属的热处理状态、加工方式及温度有关。接触电阻存在的时间是短暂，一般存在于焊接初期，由两方面原因形成：
2、工件和电极表面有高电阻系数的氧化物或脏物质层，会使电流遭到较大阻碍。过厚的氧化物和脏物质层甚至会使电流不能导通。
3、在表面十分洁净的条件下，由于表面的微观不平度，使工件只能在粗糙表面的局部形成接触点。在接触点处形成电流线的收拢。由于电流通路的缩小而增加了接触处的电阻。
（二）焊接电流的影响
从公式Q=IL可见，电流对产热的影响比电阻和时间两者都大。因此，在焊接过程中，它是一个必须严格控制的参数。引起电流变化的主要原因是电网电压波动和交流焊机次级回路阻抗变化。阻抗变化是因为回路的几何形状变化或因在次级回路中引入不同量的磁性金属。对于直流焊机，次级回路阻抗变化，对电流无明显影响。
1、焊接时间的影响
为了保证熔核尺寸和焊点强度，焊接时间与焊接电流在一定范围内可以相互补充。为了获得一定强度的焊点，可以采用大电流和短时间（强条件，又称硬规范），也可采用小电流和长时间（弱条件，也称软规范）。选用硬规范还是软规范，取决于金属的性能、厚度和所用焊机的功率。对于不同性能和厚度的金属所需的电流和时间，都有一个上下限，使用时以此为准。
2、电极压力的影响
电极压力对两电极间总电阻R有明显的影响，随着电极压力的增大，R显著减小，而焊接电流增大的幅度却不大，不能影响因R减小引起的产热减少。因此，焊点强度总随着焊接压力增大而减小。解决的办法是在增大焊接压力的同时，增大焊接电流。
3、电极形状及材料性能的影响
由于电极的接触面积决定着电流密度，电极材料的电阻率和导热性关系着热量的产生和散失，因此，电极的形状和材料对熔核的形成有显著影响。随着电极端头的变形和磨损，接触面积增大，焊点强度将降低。
4、工件表面状况的影响
工件表面的氧化物、污垢、油和其他杂质增大了接触电阻。过厚的氧化物层甚至会使电流不能通过。局部的导通，由于电流密度过大，则会产生飞溅和表面烧损。氧化物层的存在还会影响各个焊点加热的不均匀性，引起焊接质量波动。因此彻底清理工件表面是保证获得优质接头的必要条件。
三、公司某产品点焊情况
公司某产品为了提高电阻焊质量，对点焊连接片工序进行了系统的分析，并做了对应的改善措施：
（一）改善1：接线脚材料更改为复合材料
接线脚采用复合材料的优点在于：
1、单成分焊接状态差，复合材料焊接性能稳定可靠，强度完全满足规范要求;2、复合材料上的静触点能保持原材料的本色，触点表面洁净平整;3、通过耐久性试验，完全符合设计要求。
（二）改善2：点焊设备由电容储能式改为逆变直流式
点焊设备种类较多，大致可分交流式焊机、电容储能式焊机、晶体管式焊机、逆变直流式焊机。
1、电容储能式焊机特征：2、充、放电量不稳定;3、焊接参数无实时监控;4、施加压力大;5、易产生飞溅;6、逆变直流式焊机特征;7、可进行精密焊接;
8、输出焊接能量稳定;9、焊接参数可实时监控;10、施加压力小;11、不易产生飞溅。
（三）改善3：环氧胶使用减少，降低成本，提高生产效率
连接片点焊后，工艺要求在接线脚处进行涂胶，主要目的是防止在点焊时内放炮，导致焊点部位虚焊，肉眼无法识别，进行堆胶加固，其次是为了固定接线脚防止松动。零件材料变更后，涂胶也由2侧更改为只涂内测，降低了輔料、人力成本，提高了生产效率。
四、实验对比
使用逆变直流式焊机，对改善前、后的零件进行焊接牢度试验。取两组产品，单成分接线脚和复合成分接线脚各10只。破坏后，单成分接线脚焊点处有少量材料，复合成分接线脚焊点处有大量接线脚材料（接线脚直至断裂仍未脱离焊点）。由此可见，复合成分接线脚焊接强度较好。
同时采用专用测力夹具，将焊好连接片的基座组合固定在拉/压力测试仪，检测连接片受力情况。
判定标准：沿x、Y、z方向分别施加力，检测焊点所能承受的极限力。保护器产品连接片受力要求：沿端子的x、Y正、反方向慢慢施加力达到98N（10Kgf）。z正、反方向慢慢施加力达到29.4N（3Kgf），并保持1min，端子无松弛，脱落等异常现象。
单成分与复合成分焊接后，均能满足承受规定力1min后端子无松弛，脱落等异常现象。但在承受极限力时，复合成分焊接所能承受的极限力要大于单成分焊接，且焊接稳定性大大提高。
根据试验结果可得，点焊机使用逆变直流式焊机，零件材料使用复合成分材料，连接片焊接质量能够满足焊接要求，焊接质量得到明显改善。
五、生产过程控制
生产过程中，操作人员按要求做好点检工作，同时严格按照QC控制计划表对应的要求进行管控，做好首检、巡检。
1.检验内容包括：2.牢度检查：拉力试验，对比照片观察焊接成份;3.外观检查：目测焊接处点焊状态等点焊外观;4.尺寸检查：保证焊接位置不歪斜。
检验员根据按照抽样频次、抽验数进行检验，并记录结果、归档，确保每批产品的可追溯性。
结语：
通过对公司某产品生产过程中特殊过程控制的研究，对零件材料、焊接设备等方面进行改进、完善，生产过程严格控制，从生产过程以及市场反映，产品电阻焊工序的稳定性得到了明显的提高，该产品的市场竞争力得到提升。