凸焊工藝與方法--凸焊電極 模具和夾具
凸焊主要用于焊接低碳鋼和低合金鋼的沖壓件。凸焊的種類很多，除板件凸焊外，還有螺帽、螺釘類零件的凸焊、線材交叉凸焊、管子凸焊和板材T型凸焊等。
板件凸焊最適宜的厚度為0.5-4mm。焊接更薄的板件時，凸點設計要求嚴格，需要隨動性極好的焊機，因此厚度小于0.25mm的板件更易于采用點焊。
凸焊與點焊相比還具有以下優點：
1）在一個焊接循環內可同時焊接多個焊點。不僅生產率高，而且沒有分流影響。因此可在窄小的部位上布置焊點而不受點距的限制。
2）由于電流密度集于凸點，電流密度大，故可用較小的電流進行焊接，并能可靠地形成較小的熔核。在點焊時，對應于某一板厚，要形成小于某一尺寸的熔核是很困難的。
3）凸點的位置準確、尺寸一致，各點的強度比較均勻。因此對于給定的強度、凸焊焊點的尺寸可以小于點焊。
4）由于采用大平面電極，且凸點設置在一個工件上，所以可最大限度地減輕另一工件外露表面上的壓痕。同時大平面電極的的電流密度小、散熱好，電極的磨損要比點焊小得多，因而大大降低了電極的保養和維修費用。
5）與點焊相比，工件表面的油、銹、氧化皮、鍍層和其他涂層對凸焊的影響較小，但干凈的表面仍能獲得較穩定的質量。
凸焊的不足之處是需要沖制凸焊的附加工序；電極比較復雜；由于一次要焊多個焊點，需要使用高電極壓力、高機械精度的大功率焊機。
由于凸焊有上述多種優點，因而獲得了極廣泛的應用。
凸焊電極、模具和夾具
一、電極材料
凸焊電極通常采用2類電極合金制造，因為這類電極合金在電導率、強度、硬度和耐熱性等方面具有最好的綜合性能。3類電極合金也能滿足要求。
二、電極設計
凸焊電極有三種基本類型：
1）點焊用的圓形平頭電極
2）大平頭棒狀電極
3）具有一組局部接觸面的電極，即將電極在接觸部位加工出凸起接觸面，或將較硬的銅合金嵌塊用釬焊或緊固方法固定于電極的接觸部位。
標準點焊電極用于單點凸焊時。為了減輕工件表面壓痕，電極接觸面直徑應不小于凸點直徑的兩倍。
大平頭棒狀電極用于局部位置的多點凸焊。例如加強墊圈的凸焊，一次可焊4-6點。這種電極的接觸面必須足夠大，要超過全部凸點的邊界，超出量一般應相當于一個凸點的直徑。這種電極一般可裝在大功率點焊機上。
三、焊接模具和夾具
焊接模具用于保持和夾緊工件于適當位置，同時也用作電極，夾具是不導電的輔助定位裝置。對于小工件，電極和定位夾具通常是一體的。橫簧夾的作用是將螺栓固定于上電極中，為防止分流，插入電極的固定銷須用非金屬材料。
其他類型的待焊工件也可用彈簧夾固定在上電極上。在條件許可用真空吸附的方法使工件保持在上電極中。有時也可用一個移動裝置將小工件夾住并送入待焊部位。
大型凸焊構件需要復雜得多的焊接模具和夾具，以滿足定位，加緊和導電的需要。
凸焊的工藝特點和工藝參數
一、凸焊的工藝特點
凸焊是點焊的一種變形，通常是在兩板件之一上沖出凸點，然后進行焊接。由于電流集中，克服了點焊時熔核偏移的缺點，因而凸焊時工件的厚度比可以超過6:1。
凸焊時，電極必須隨著凸點的被壓饋而迅速下降，否則會因失壓而產生飛濺，所以應采用電極隨動性好的凸焊機。
多點凸焊時，如果焊接條件不適當，會引起凸點移位現象，并導致接頭強度降低。實驗證明，移位是由電流通過時的電磁力引起的。
在實際焊接時，由于凸點高度不一致，上下電極平行度差，一點固定一點移動要比兩點同時移動的情況多。
為了防止凸點移位，除在保證正常熔核的條件下，選用較大的電極壓力，較小的焊接電流外，還應盡可能地提高加壓系統的隨動性。提高隨動性的方法主要是減小加壓系統可動部分的質量，以及在導向部分采用滾動摩擦。
多點凸焊時，為克服各凸點間的壓力不均衡，可以
采用附加預熱脈沖或采用可轉動的電極頭的辦法。
二、凸焊的工藝參數
凸焊的主要工藝參數是：電極壓力、焊接時間和焊接電流。
1、電極壓力
凸焊的電極壓力取決于被焊金屬的性能，凸點的尺寸和一次焊成的凸點數量等。電極壓力應足以在凸點達到焊接溫度時將其完全壓饋，并使兩工件緊密貼合。電極壓力過大會過早地壓饋凸點，失去凸焊的作用，同時因電流密度減小而降低接頭強度。壓力過小又會引起嚴重飛濺。
2、焊接時間
對于給定的工件材料和厚度，焊接時間由焊接電流和凸點剛度決定。在凸焊低碳鋼和低合金鋼時，與電極壓力和焊接電流相比，焊接時間時次要的。在確定合適的電極壓力和焊接電流后，在調節焊接時間，以獲得滿意的焊點。如想縮短焊接時間，就要相應增大焊接電流，但過份增大焊接電流可能引起金屬過熱和飛濺，通常凸焊的焊接時間比點焊長，而電流比點焊小。
3、焊接電流
凸焊的每一焊點所需電流比點焊同樣一個焊點時小。但在凸點完全壓潰之前電流必須能使凸點溶化，推薦的電流應該是在采用合適的電極壓力下不至于擠出過多金屬的最大電流。對于一定凸點尺寸，擠出的金屬量隨電流的增加而增加。采用遞增的調幅電流可以減小擠出金屬。和點焊一樣，被焊金屬的性能和厚度仍然是選擇焊接電流的主要依據。
多點凸焊時，總的焊接電流大約為每個凸點所需電流乘以凸點數。但考慮到凸點的公差、工件形狀。以及焊機次級回路的阻抗等因素，可能需要做一些調整。
凸焊時還應做到被焊兩板間的熱平衡，否則，在平板未達到焊接溫度以前便已溶化，因此焊接同種金屬時，應將凸點沖在較厚的工件上，焊接異種金屬時，應將凸點沖在電導率較高的工件上。但當在厚板上沖出凸點有困難時，也可在薄板上沖凸點。
電極材料也影響兩工件上的熱平衡，在焊接厚度小于0.5mm的薄板時，為了減少平板一側的散熱，常用鎢-銅燒結材料或鎢做電極的嵌塊。
凸焊接頭和凸點設計
一、凸焊接頭設計
凸焊搭接接頭的設計與點焊相似。通常凸焊接頭的搭接量比點焊的小。凸點間的間距沒有嚴格限制。
當一個工件的表面質量要求較高時，凸點應沖在另一工件上。在工件凸焊螺母、螺栓等緊固件時，凸點的數量必須足以承受設計載荷。
二、凸點設計
凸點的作用是將電流和壓力局限在工件的特定位置上，其形狀和尺寸取決于應用的場合和需要焊點強度。不同資料所推薦的焊點尺寸往往相差甚遠。一般情況下建議采用下表規定的凸點尺寸。與沖有凸點的板厚相比，當平板較薄時采用小凸點，較厚時采用大凸點。凸點形狀有圓球型和圓錐型兩種。后一種可以提高凸點剛度，在電極壓力較高時不致于過早壓潰；也可以減少因電流密度過大而產生飛濺。但通常多采用圓球型凸點。為了防止擠出金屬殘留在凸點周圍而形成板間間隙，有時也采用帶環形溢出槽的凸點。多點凸焊時，凸點高度不一致將引起各點電流的不平衡，使接頭強度不穩定。因此凸點高度誤差應不超過±0.12mm。如采用預熱電流，則誤差可以增大。
凸點也可以做成長形的（近似橢圓形），以增加熔核尺寸，提高焊點強度，此時凸點與平板將為線接觸。
凸焊時，除利用上述幾種形式的凸點形成接頭外，根據凸焊工件種類不同還有多種接頭形式。
用于凸焊的螺栓和螺帽上的凸點和凸環多是在零件鍛壓時一次成形。