闪光对焊原理和要求

闪光对焊原理和要求

闪光对焊焊接过程的本质就是通过适当的物理-化学过程，使两个分离表面的

金属连为一体，达到焊接目的。焊接装配面为对接接头，接通电源并使其断面逐渐

移近达到局部接触，利用电阻加热这些接触点(产生闪光)使其断面金属融化，直到

端面部位在一定深度范围内达到预定温度时，迅速施加顶锻力完成焊接的方法，包

括连续闪光对焊与预热闪光对焊。一、对焊过程分析连续闪光对焊焊接循环由闪

光、顶锻、保持、休止等程序组成。闪光、顶锻二个连续阶段组成连续闪光对焊接

头形成过程。而保持、休止等程序则是对焊操作过程中所必须的。预热闪光对焊则

对其焊接循环中(闪光之前)设有预热阶段。闪光的形成实质:接通电源并使两焊件

端面轻微接触。对口间将形成许多具有很小电阻的小触点，在很大电流密度的加热

下，瞬间融化而形成连接对口两端的液体过梁。同时在液体表面张力径向电磁压缩

效应力，电磁斥力，电磁引力作用下，再加上强烈的加热。过梁内部其他的表面之

间形成巨大的压力差。例如:再低碳钢闪光对焊中，资料表明，过梁中的电流密度

在爆破瞬间可高达3000A/mm2，爆破瞬间金属蒸气压力可达数百大气压，而它的温

度高达6000-8000?，液态金属微滴以超过60m/s的温度从对口间隙抛射出来，形

成火花急流-闪光。闪光对焊时，为了获得优质接头，闪光阶段结束时必须满足以

下三个要求:1.对口金属尽量不被氧化。这就要求闪光进行的稳定而又激烈，尤其

要控制好闪光过程中焊件不应该短路，否则，将使端面局部过热。2.在对口及其附

近区域获得合适的温度分布。其标志沿对口端面加热均匀，沿焊件长度获得合适的

温度分布，端面上有一层厚的液态金属层。3.顶锻是闪光对焊后期阶段，是对焊件

施加顶锻力，使烧化端面紧紧接触，并使其实现优质结合所必须的操作。闪光对焊

时，为了获得优质接头，顶锻结束时必须满足下面基本要求:即对口及临近区域获

得足够而又适当的塑性变形。实践证明，要保证闪光结束时端面完全不被氧化是难

以办到的，而安全可靠的途径是使那些在闪光节段氧化了的金

属，利用顶锻随液体金属尽量排撞挤到毛刺中去。顶锻阶段又由有电顶锻和无

电顶锻两部分组成。有电顶锻是使端面液态金属不致于过在早冷却，致使对口加热

区保持一定深度。预热阶段:在焊机上，通过预热而将焊件端面温度提高到一合适

值(对于链条一般为800?-900?)在进行闪光和顶锻过程。预热过程有两种:电阻预

热和闪光预热。预热也存在不足之处，即生产率较低，过程控制复杂，达热区宽和

接头质量稳定性较差。所以近来一般也采用强规范焊接工艺，省掉了预热阶段。

二、对焊接头形成特点1.闪光对焊接头连接的实质属固相连接。闪光结束时，在

断面上已形成液体金属层，顶锻时，端面金属首先在液相下联合成一体，随着顶锻

的进行，对口中的液体不断被挤除，对口端面必将在液相下消失。2.对口处加热温

度高，范围窄。因此顶锻时塑形集中，变形程度相对增加，可产生较高的局部为错

差值，促进接头形成中的再结晶发生，同时，当顶锻参数合适时，不仅可以挤出液

态金属和氧化物，还可以挤出部分过热金属，获得较致密的热锻找造组织形式，提

高接头质量。三、闪光对焊规范参数选择闪光对焊的重要工艺参数有:伸出长度、

闪光留量、闪光速度、闪光电流密度、顶锻留量、顶锻速度、顶锻电流、顶断压

力、夹紧力等。1.焊件的伸出长度:焊件伸出长度是焊件从静夹具和动夹具中伸出

的长度，可根据焊件和材料性质选择。一般应大于焊件直径的一半，取p=0.7-

1.0d(d为棒料直径)。2.闪光留量:考虑焊件因为闪光而减短的预留长度，又称烧

化量，可根据材料性质、焊件断面尺寸和是否预热等因素来选择。3.闪光速度:闪

光速度是在稳定闪光条件下，焊件的瞬时接近速度。亦称动夹具的瞬时给进速度，

又称烧化速度。增大二次空截电压，减小焊件断面尺寸，适当提高预热温度，采用

预热(与连续闪光焊比较)焊接小断面链条(与大断面链条比较)，焊接易氧化及导热

性好的材料，均可选用较高的闪光速度。当闪光阶段后期因闪光速度小经常出现中

断是，接头中易产生危险的氧化膜夹层缺陷;而不恰当提高闪光速度会使加热区变

窄，温度梯度增大，则所需焊机功率增大和引起过梁爆破后火口深度的增加。应注

意:一般资料给出的闪光速度为平均闪光速度。4.闪光电流密度(次级空载电压):闪

光电流密度(次级空截电压)对

焊件的加热有重大影响。它与焊接方法、材料性质和焊件断面尺寸等有关。通

常在较宽的范围内变化。连续闪光对焊导电，采热性能好的焊件时，电流密度应取

高值。预热闪光对焊大断面的焊件时，应取低值。闪光电流密度是通过调节次级电

压(空载)来获得的。次级空载电压的选择原则是在保证稳定闪光条件下，尽量选择

较低的空载电压，还应尽量减少焊机的短路阻抗，尤其是电阻量，所以，保持焊接

回路的清洁至关重要。5.顶锻留量顶锻留量是闪光对焊时，考虑焊件因顶锻缩短而

预留的长度。它影响着液态金属、氧化物的排除及塑性变形程度，通常略大一点对

达到焊接要求有利。6.顶锻速度:顶锻速度是闪光对焊时，顶锻阶段动夹具的移动

速度。通常顶锻速度大些对获得优质接头有利。7.顶锻压力:(1)顶锻留量大，则顶

锻压力响应大。(2)顶锻速度增大，则顶锻压力应减小。(3)增大对口端面温度梯

度，顶锻力应小些。(4)高温强度大的金属材料，则顶锻压力响应大。(5)导电、导

热性能良好的金属材料，则顶锻压力响应大。8.夹紧力:夹紧力是防止焊件在钳口

与电极中打滑而施加的力。综上所述，闪光对焊规范参数的选择，应从技术条件出

发，结合材料性质、端面形状尺寸、设备条件和生产规模等因素综合考虑。一般先

确定工艺方法，然后参照推荐的有关数据及实验试验材料初步选定规范参数，最后

由工艺试验并结合接头性能分析予以确定