电阻焊实验.docx

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电阻焊实验

电阻焊实验

电阻焊课程实验

指

导

书

重庆科技学院

材控教研室焊接实验室

二00八年十月九日

实验一点焊规范参数对接头质量的影响

一、实验目的

1．研究规范参数对接头强度的影响；

2．掌握选择点焊规范参数的—般原则和方法；

二、实验装置及实验材料

1．交流点焊机（DN—63型）

2．手动砂轮

3．试片100×20×1mm，冷轧低碳钢

三、实验原理

点焊的基本参数有焊接电流I（kA）、通电时间t（周）、焊接压力FW（N）、电极端面形状和尺寸等。

其中前三个参数是形成点焊接头的三大要素。

点焊时合理地选择这些参数，并使这些参数保持稳定，是获得优质接头的重要条件。

1、焊接电流

焊接电流是最重要的点焊参数。

点焊时产生的热量，当其他参数不变时，Q与I的平方成正比。

当焊接电流较小时，加热量不足，不能形成熔核或熔核尺寸很小。

随着焊接电流的增加，熔核尺寸迅速扩大。

但焊接电流过大，加热过于强烈，熔核扩展速度大于塑性环扩展速度时．将会产生严重飞溅，使焊接质量下降。

因此焊接电流的选择应以不产生飞溅为前提。

2、焊接时间

焊接时间的影响与焊接电流相类似。

由于温度场的建立要有一个过程。

当焊接时间过短时，不能形成熔核。

增长焊接时间，焊接区中心部位首先出现熔核。

随着焊接时间的增加，熔核尺寸不断扩大。

当熔核尺寸扩大到一定值以后，由于接触面积的增加，工件内部电阻及电流密度降低，散热加强，熔核扩展速率减缓．最终达到熔核尺寸的饱和值。

如果在熔核尺寸饱和后继续加热，一般不会产生飞溅。

这时由于塑性环还有一定扩大，拉剪强度略有增加，但强度分散性增大，正拉强度有所下降。

3、电极压力

电极压力主要影响焊接区金属的塑性变形及接触面积，从而影响焊接区的电阻、电流密度及散热。

当焊接压力过小时，由于焊接区金属的塑性变形范围及变形程度不足，造成电流密度过大，加热速度大于塑性环扩展速度，从而产生飞溅。

随着焊接压力的增加，焊接区接触面积增大，工件的总电阻及电流密度减小，特别是焊透率下降更快。

如果在增大焊接压力的同时，相应增大焊接电流，则可保证焊点核心尺寸及接头强度基本不变。

此外，电极压力的大小，对焊接区的塑性变形有重大影响。

提高电极压力，将能有效地防止飞溅、裂纹、缩孔等缺陷的产生。

四、实验内容

1．了解点焊机的结构和工作原理

点焊机的总体结构如图1.

图1点焊机结构

2.焊接电流对焊点质量的影响

A、根据板厚，确定电极端面尺寸；

B、根据生产效率和设备情况，确定焊接时间；

C、根据材质和设备情况，确定电极压力；

D、取两板搭接量为20mm左右，在4-12kA电流之间，选择3—5个不同的值。

所选的最小电流值进行焊接应出现末焊透，最好此时仅有很小的核心，但又不产生脱焊。

最大电流值焊成的焊点，应产生较严重飞溅。

每改变一次焊接电流值，焊3对试片。

电流（kA）

I1=

I2=

I3=

I4=

I5=

拉剪力（N）

或熔核尺寸（mm）

1

2

3

平均

焊接现象

其中材料为钢，板厚δ=mm；电极压力Fw=KN；焊接时间t=cyc。

3.焊接时间

A、根据板厚，确定电极端面尺寸；

B、根据生产效率和设备情况，确定焊接电流；

C、根据材质和设备情况，确定电极压力；

D、取两板搭接量为20mm左右。

选择3-5个不同的焊接时间值，最短焊接时间可选3—4周波，最长焊接时间应选26周波以上。

最短焊接时间的实验焊点，必须保证出现未焊透，最好只有很小核心，但不应出现脱焊。

另外，应有二个实验点使熔核直径达饱和值。

每改变一次焊接时间值，焊3对试片。

焊接时间（cyc）

t1=

t2=

t3=

t4=

t5=

拉剪力（N）

或熔核尺寸（mm）

1

2

3

平均

焊接现象

其中材料为钢，板厚δ=mm；电极压力Fw=KN；焊接时间I=kA。

4.电极压力

A、根据板厚，确定电极端面尺寸；

B、固定焊接电流；

C、固定焊接时间；

D、取两板搭接量为20mm左右，采用不同电极（3-5个）压力进行施焊，最小电极压力值可选780N左右。

最大电极压力应选9800N以上。

采用最小电极压力应能产生较大的飞溅，而最大电极压力的实验焊点，应产生未焊透，最好只有很小的核心。

每改变一次电极压力值，焊3对试片。

电极压力（KN）

Fw1=

Fw2=

Fw3=

Fw4=

Fw5=

拉剪力（N）

或熔核尺寸（mm）

1

2

3

平均

焊接现象

其中材料为钢，板厚δ=mm；焊接电流I=KA；焊接时间t=cyc。

五、思考题

1.如何根据实验结果来判断最佳规范点？

2.根据焦耳定律，产生的焦耳热与电流的平方成正比。

但实验结果表明，当焊接电流较小时随着焊接电流的增加，熔核尺寸增加比较快，但进一步增大焊接电流，熔核的扩展速率又逐步减缓，这是否与焦耳定律有矛盾？

为什么？

3.比较软规范与硬规范的特点。

实验报告的撰写

一、　概述

实验报告是显示并保存实验成果的依据，所以，在整个实验过程中，实验报告所起的作用是相当重要的。

有的实验研究工作做得很出色，取得了重大的成果，而且在实验过程花费了大量的时间和精力，但是如果据此实验而撰写的论文或报告的质量很差，则势必极大地降低实验的价值，不利于扩大报告的影响，无形中湮没了实验的成果。

为此，如同重视实验过程一样，也应重视实验报告的撰写。

按照实验的目的，实验报告有学生实验报告和学术实验报告两种。

后一种报告多数是针对某一项目科研所进行的试验研究或论证，往往包含有新的探索或创造性的成果。

而学生实验报告则以培养学生实验技能，验证某一理论等为主。

技术报告的读者，不一定只限于从事本学科、本专业工作的有关人员，如果实验研究的结果比较重要，也有可能被具有某种专业知识的其他方面人员所利用。

因此实验报告的文字应该简洁易懂，对于所作的结论应明确指出其适用范围或局限性等。

如果有的实验在某一方面取得了新的成果或有新的发现，则应作为失重点加以较详细的阐述。

这样，当有关读者认为有参考价值时，可以从中了解实验的具体过程和方法，以便结合自身的任务进行验证，并在此基础上进一步应用和发展作者所介绍的成果或方法。

实验报告除写明实验取得的结果和结论外，也可写一些实验的经验和教训，为后续的实验者提供借鉴，避免重复或走弯路。

实验报告的表达方式和文学作品不同，应该采取直叙式，力求以简短的文句将作者的意图和研究结果完整而明白地告诉读者。

为此，要注意用辞、标点，避免冗长或含糊不清的文句，特别要注意避免采用一些易被误解的词句，尽量做到用词准确，含义确切。

为了正确地表达报告的内容和说明事实，在实验报告中应严格做到所用名词术语必须使用国家标准规定的名词术语，或按国家统一使用的名词。

例如各有关工业部门审订使用的国家标准专业名词术语、中国科学院编辑出版委员会名词室编定的名词术语。

实验报告中所用的计量单位的名称、代号亦应按照国家规定的统一的计量名称。

为了吸引读者，使作者的实验报告广泛传播，并被较多的实验研究者所采用，作为一份写得比较好的报告，特别要注意报告的开头部分的编写，这是因为多数读者首先总是从开头部分了解报告的内容，然后才决定是否需要进行仔细阅读报告全文。

二、　学生实验报告的编写

学生的实验是培养学生掌握实验技能和实验方法的一种重要训练。

这种实验虽然与以实验研究获得成果为主要目的实验不完全相同，但是却为学生将来进入社会，参加科研实验创造条件，打好基础。

因此对实验报告的编写，必须认真负责，切忌潦草马虎，那种不重视实验报告编写的观点是错误的。

应该懂得，撰写文件、报告等都是进入工作岗位后的工作内容之一。

例如设计说明书、工作计划、科研报告、试验报告等，这些技术文件的撰写质量，往往会对今后工作的开展有着重要影响。

学生实验报告的内容，一般包括实验名称、实验目的、实验原理、实验装置、实验步骤、数据处理、实验结果、分析与结论、回答问题和附录等。

对于某一项具体的实验，根据实际情况，对以上内容可以作适当的合并或删减。

（一）实验名称

学生所进行的实验有指定实验名称的实验，也有根据学生自己学习需要，自行独立设计的实验，后者如有些学校开设的综合实验。

对于后一类实验，应按实验内容，精心推敲，拟定实验名称，以简洁的标题概括该实验的特性，使读者一目了然。

（二）实验目的

任何实验都应有明确的目的，并应在实验报告的形状部分写明。

如实验目的可分成几点时，则宜用分行形式写出，务求简明扼要，以使读者一看就知道为什么要进行这一实验。

对于自行设计的实验，要注意根据实验的目的合理确定实验的内容。

（三）实验原理

在这一部分里，应扼要地叙述报告作者所进行实验的理论依据、实验的方案及重要的数学表达式。

考虑到一般读者都具有基本的专业知识，因此对一些众所周知的原理宜简略，把重点放在叙述与本实验直接有关的原理。

必要时，除文字说明外，还应给出本实验的原理框图或简图，例如简化的试验原理模型图、测量原理图等。

数学表达式作为实验原理的一部分，一般只须列出结果，避免繁琐的推导过程，如有必要，则可放在附录中。

（四）实验装置及实验步骤

本节应包括介绍实验所用的主要仪器设备以及说明测量方法等内容。

介绍仪器设备时应简要说明该设备或仪器的型号、结构与特点、主要组成部分、使用方法和操作程序等。

说明方式可根据具体情况决定，可以采用文字说明，也可用文字与图形结合的方式来说明。

（五）数据处理和实验结果

实验测量所得的各种数据，由于受到各种因素的影响，不可避免地存在着一定的误差，所以即使名义上实验条件不变，测量的数据不可能完全重复一致，总存在着一定的离散性。

为此，要对测量数据进行适当的加工处理。

实验数据处理正确与否，关系到能否得出精确可信的结果和正确的结论，因此必须认真对待。

有关数据处理的一般原理见本书的第一部分。

用曲线表示实验结果具有直观、明了等优点，它能表明某一参数变化的趋势，而且便于与各种分析方法联系起来，并有助于得出经验公式。

所以常作为数据的一种表达方式（有关数据的表达方式详见下文）。

把实验数据表格化，也是最常用的一种表达形式，表格的设计和表格中数据的排列既要有科学性，又要符合读者的逻辑思维，使读者能从试验数据的演变中，易于自然地得出某种科学的结论。

这里有必要重复强调的是，对数据的处理，应本着科学的实事求是的态度，不能无根据地、有意地掩盖有代表性的异常数据，更不能糊凑数据来“证明”理论的正确性。

（六）分析和结论

对实验的结果进行分析，找出某一物理量的变化趋势或规律，从而得出正确的结论，这是实验的成果，也是实验报告的核心，同时也体现出学生综合运用自己所学知识的能力。

为此，要对实验结果进行反复分析研究，以期得出正确的判断和推理。

在对实验结果进行分析的基础上所作出的实验结论，必须是十分明了而清楚，不能似是而非。

例如当读者看过本实验报告后，马上明白实验所验证的理论是成立还是被否定；实验中所采用的方案是成功的还是失败的。

此外，还应注意指出本实验所提供的结论的适用场全和局限性。

此外，对于实验中一些难以解释的现象，也可在此提出，以便作进一步的分析研究。

如果实验中走过的弯路或教训具有一定的普遍意义，亦可写出，以代借鉴。

在本节中还可提出对本实验的改进意见或设想。

为了帮助学生思考，进一步加深对实验内容的理解，巩固掌握实验的原理和步骤，常常有针对性地提出若干问题供学生分析思考，学生应认真地以书面形式回答问题，写在附录的前面。

（七）附录

对于一些在实验报告正文中不便列入、而对读者进一步了解实验细节的内容和资料，例如实验的原始数据，数学公式的推导，计算程序等项，都可编排在附录中。