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浅析电子工业领域电阻焊的电极材料特性与保养

范文

张建江

摘要：电子工业蓬勃发展，电子元器件的焊接在生产中被大量的使用，锡焊、激光焊、电阻焊等焊接方式都有广泛的运用，其中，电阻焊接无需耗材，无需焊条、焊丝等填充金属，其焊接过程耗热小，不会产生烟尘等有害物质，同时也不会产生刺眼的光污染等特性，使得电阻焊在电子工业制造领域占有一席之地，此外，电阻焊本身工作电压小，安全、环保，设备投入成本较低，因此，也深得电子工业制造行业的青睐。

关键词：电子工业制造；电阻焊；特性与保养

中图分类号：TG42 文献标志码：A

1 电阻焊原理

电阻焊就是将工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鄰近区域产生的电阻热进行焊接的方法，电阻焊利用电流流经工件接触面及邻近区域产生的电阻热效应将其加热到熔化或塑性状态，使之形成金属结合的一种方法。电阻热所需的热量公式Q =I 2Rt，其中，I 2是焊接电流的平方，R是电极间的电阻，t是焊接时间。当工件和电极已定时，工件的电阻取决于它的电阻率。因此，电阻率是被焊材料的重要性能。

2 电极材料的选择分析

电阻焊电极是电阻焊中向焊件传输焊接电流、施加焊接力并消散焊接区热量的工具，在焊接过程中，电极在高温和高压下，不断地与工件进行接触，这对电极材料的选择提出了较高的要求，通常情况下，电极材料应满足以下几个要求：

（1）具备较高的高温强度和硬度、抗氧化性和良好的导电性能。

（2）有高的抗氧化能力，与焊件材料形成合金的倾向小。

（3）在常温和高温都有合适的导电、导热性。

（4）具有良好的加工性能。

3 几种常用的电极材料

在电子工业领域，金属件的焊接运用十分广泛，常用的金属板类材料有铜合金、铝合金、不锈钢、镀锌板等，引线类材料有镀锡铜线、CP线、铝线等，不同材质的电阻率和导热性存在一定的差异，为保证电阻焊接的牢固程度达到设计效果，必须通过调整电源电流、焊接压力和选定合适的电极材料，因此，电极材料选择的合适与否至关重要。下面是几种常用的电阻焊接电极材料，通过对这几种材料的特性进行对比，我们可以更清晰的判断这几种电极材料的适应场合，可以为需求者提供一定的参考和借鉴，见表1。

4 电极材料的维护保养事项

4.1 导入冷却系统，降低电极焊头温度：设备连续运行时，电极放电产生的热量如果不能及时导走，焊头温度会随之升高，在与空气接触时易造成电极焊接处氧化，形成一层氧化层，从而降低焊头的使用寿命，同时也影响到焊接效果。在连续焊接的环境下，为保证焊接电极快速冷却，我们建议配置一套水冷却系统，通过冷水的循环，把电极焊接产生的热量带走，这样才能有效增加焊头的使用寿命。

4.2 杜绝空焊：空焊即在没有接触任何金属的情况下进行放电操作，由于点焊头在放电时会产生上千度的高温，如果没有接触到任何金属，焊头则会较长时间处于高温下，同样会使焊头表面产生一层氧化层，影响到焊头的使用寿命。

4.3 定期打磨电极焊头：设备运行时，焊头长时间处于较高的温度下，时间久了，会逐步形成一层氧化层，氧化层过厚甚至会出现电流无法通过的问题，而局部的导通也会导致电流密度过大，甚至会产生飞溅和工件表面烧损的问题，因此定期维护保养电极焊头是设备维护人员必须做好的工作，在打磨电极焊头时，须注意打磨平整，保持表面的光滑。

结语

在电子工业领域里，机械化程度是越来越高，电阻焊技术的运用仍占有很重要的地位。作为电阻焊技术的关键部件，焊接电极材料的选择不仅影响到焊接设备是否能稳定运行，也直接影响到电子产品的性能。因此，在未来一段时间里，电阻焊材料特性的研究分析还将继续。

参考文献

[1]郭瑞鹏，冯毅.电极材料的研究进展[J].机械研究与应用，2015（6）：29.

[2]李美霞，杨涛，郭志猛，电阻焊电极用铜合金材料的研究进展[J].河北工业科技，2008（3）：15.

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