铍铜的电阻焊接
2006-10-27 19:06:13| 分类： 电阻焊 |字号 订阅
电阻焊接是将两块或两块以上的金属永久地连接到一起的一种可靠，低成本、有效的方法。虽然电阻焊接是一种真实的焊接是一种真实的焊接过程，但不用填料金属，不要焊接气体。焊后不存在要去除多余的金属。这一方法适用于大批量生产。焊缝牢固，并且几乎看不出。
从历史上看，电阻焊接一直有效地用于连接高电阻金属，例如，铁和镍合金，铜合金的导电导热性较高，使其焊接更为复杂，但常规的焊接设备通常具有能够使这些合金有优质的完整焊缝。采用恰当的电阻焊接技术，铍铜能够与自身焊接、与其它铜合金，钢焊接。厚度小于1.00mm的铜合金一般更易于焊接。
常用于焊接铍铜元件的电阻焊接工艺，有点焊和凸焊。工件的厚度、合金材料、采用的设备和要求的表面状况来决定适合于各自的工艺。其它常用的电阻焊接技术，例如：火焰焊，对接焊，缝焊等不常用于铜合金，将不予以讨论。铜合金易于钎焊。
电阻焊接中的关键是电流，压力和时间。电极的设计和电极材料的选择对焊接质量的保证是很重要的。由于已有许多资料论述钢的电阻焊接，这里所介绍的焊接铍铜的几点要求以相同厚度作为参考。电阻焊接很难说是一门准确的科学，焊接设备及步骤对焊接质量有很大的影响。因此，在此介绍的仅作为指南，一系列的焊接试验可为每种用途确定最佳的焊接条件。
因为大多数工件表面的沾染物有高的电阻，所以应该常规清洗表面，被污染的表面会提高电极的操作温度、降低电极端的寿命，导致表面不能使用，使金属偏离焊接区域，对焊接接头处引起虚焊或者残渣。表面附着一层非常薄的油膜或防腐剂，一般对电阻焊接不存在问题，表面电镀的铍铜，焊接中的问题最少。
带有过多的没油污或冲洗或冲压润滑剂的铍铜，可以用溶剂清洗。如果表面锈蚀严重或轻热处理表面氧化，需要洗去除氧化物。与极明显的红棕色氧化铜不同，带材表面透明的氧化铍（在惰性气体或还原性气体中热处理产生的）难于觉察，但在焊接前也必须将其除掉。
铍铜合金
铍铜合金有两种。高强铍铜合金（合金165、15、190、290）具有比任何铜合金都高的强度，广泛地应用于电连接件，开关和弹簧。这此高强度合金导电导热性约是纯铜的20%；高导铍铜合金（合金3.10和174）有较低的强度，其导电率约为纯铜的、50%，用于电源连接件和继电器。高强度铍铜合金由于导电率较低，（或电阻率较高）较易于电阻焊。
铍铜经热处理后获得其高强度，两种铍铜合金可以在予先热处理或待热处理的状态供货。焊接操作一般应在热处理的状态供货。焊接操作一般应在热处理后进行，在铍铜的电阻焊中，热影响区通常很小，而且不要求焊后有铍铜工件进行热处理。合金M25是一种易切削铍铜棒制品。由于该合金含铅，不适于电阻焊。
电阻点焊
铍铜与钢比较具有较低电阻率，较高的导热率和膨胀系数。总的来看，铍铜比钢具有相同的或更高的强度。在使用电阻式点焊（RSW）铍铜自身或铍铜与其它合金时，采用较高的焊接电流，（15%），较低的电压（75%）和较短的焊接时间（50%）。铍铜比其它铜合金承受更高的焊接压力，但问题也能由太低压力引起。
为了在铜合金中获得一致的结果，焊接设备必须能够精确控制时间和电流，交流焊接设备由于其电极温度较低和成本低而被优先选用。焊接时间为4-8周期的产生较好的结果。要焊接膨胀系数不相近的金属时，倾斜焊和过电流焊接可控制金属的膨胀，以限制焊接裂纹的隐患。铍铜与其它铜合金焊接，不必用倾斜和过电流焊。假如采用倾斜焊和过电流焊的次数取决于工件的厚度。
在电阻式点焊铍铜与钢，或者其它高电阻合金时，通过在铍铜的一侧采用的的接触面小些的电极，可获得较好的热平衡。和铍铜接触的电极材料应比工件更高的导电率，一种RWMA2组级电极是适用的。难熔金属电极（钨和钼）具有非常高的熔点。不存在粘附铍铜的趋势。13和14极电极也可使用。难熔金属的优点是的较长的使用寿命。然而，由于这类合金的硬度，可能损伤表面。水冷电极将有助于控制顶端温度，延长电极的寿命。但在焊接非常薄截面的铍铜时，使用水冷电极，可导致金属急冷。
如果铍铜和高电阻率合金之间厚度差大于5，由于难得切实可行的热平衡，应使用凸焊。
电阻式凸焊
铍铜在电阻式点焊中的许多问题利用电阻凸焊（RPW）可以得到解决。由于其较小的热影响区，可以进行多次操作。不同厚度的不同金属易于焊接。在电阻式凸焊采用更宽截面的电极和各种电极形状，可以减少变形和粘附。电极导电性的问题比电阻式点焊中的问题少些。常用的是2、3、4极电极；电极越硬则寿命越长。
较软的铜合金不进行电阻式凸焊，铍铜的强度强度很高，足以防止早过的凸起部破裂，并能提供非常完整的焊缝。铍铜在厚度低于0.25mm的情况下也能进行凸焊.同电阻式点焊一样，通常使用交流设备。
焊接不同的金属时，凸起点位于较高导电合金。铍铜具有足够的延展性，能冲或压出几乎任一凸出的形状。包括很尖锐的形状。铍铜工件进行热处理之前就应该完成凸出成形，以避免开裂。
如同电阻式点焊，铍铜的电阻式凸焊工艺常规要求较高的电流强度。必须瞬时通电，而且电流大得足以在凸起部开裂前导致其熔化。调整好焊接压力和时间以控制住凸起部位的破裂，焊接压力和时间也取决于凸起部位的几何形状。在焊接前后，突增压力将减少焊缝缺陷。
铍铜的安全操作
像许多工业材料一样，铍铜仅在操作不当时，产生健康危害。铍铜在其通常的固体形状，加工成品件，以及大多数制造操作中完全是安全的。然而，少数面百分率的个别人，吸入了细微颗粒以后，可能导致其肺部状况变差。采用简单易行的工程控制方法，例如：对产生微细尘埃的操作进行排风，可将其危害性降低到最小程度。
由于焊接熔非常小，而且不是敞开式的，所以铍铜电阻焊接过程采取了控制后，不存在特殊的危险。如是焊接后要求进行机械清洗工序，则必须采用工作曝露在微细颗粒环境中的方法进行。
电阻焊接的质量问题
电阻焊接合金时出现一些常见的困难可及可能的解决方法 ，列于下表：
问题
解决方法
电极粘附
使用高导电率的电极
清洗工件和电极表面
增加压力
焊缝不完整
加大电流或延长时间
减小压力
调节至适当的热不衡
检查定位
清洗工件表面
表面溶化（烧穿）
减小电流
加大压力
缩短焊接时间
使用义流或冷却式电极
焊缝开裂
延长倾斜和过电流焊时间
增大压力
缩短焊接时间
焊缝气孔
清洗工件表面
增大压力
减小电流
表面磨损
减小压力、焊接时间或电流
增加电极头部面积
换用较软的电极
金属喷溅
清洗工件表面
增加压力
减少焊接时
间或电流