點(diǎn)焊，也稱為電阻點(diǎn)焊（Resistance Spot Welding），是一種利用電流通過工件接觸面產(chǎn)生電阻熱來實(shí)現(xiàn)金屬連接的焊接方法。一個(gè)世紀(jì)以來，點(diǎn)焊技術(shù)一直是金屬制造業(yè)的核心工藝之一，廣泛應(yīng)用于汽車制造、家電、五金、電子、航空等各個(gè)行業(yè)。這篇文章將深入講解點(diǎn)焊的工作原理及應(yīng)用，幫助大家全面了解這一看似簡單卻極具技術(shù)含量的焊接工藝。

點(diǎn)焊的基本原理

點(diǎn)焊的原理基于焊接電流通過導(dǎo)體時(shí)，因電阻而發(fā)熱”的物理定律（焦耳定律）。在焊接過程中，兩塊或多塊金屬板疊放在一起，電極上下施加壓力，并在極短時(shí)間內(nèi)輸出大電流，由于金屬之間的接觸面存在一定的接觸電阻，電流通過時(shí)在這一小區(qū)域瞬間產(chǎn)生高溫，金屬產(chǎn)生朔性變形形成一個(gè)焊點(diǎn)，稱為“焊核”（Weld Nugget）。

焊接工藝三要素是：壓力、電流和通電時(shí)間。 這三者的精準(zhǔn)控制直接決定了焊接質(zhì)量。焊接需要的熱量和這三個(gè)要素密切相關(guān)，他們之間的聯(lián)系可用以下公式表示：

Q=I2Rt

where:

Q= heat generated

I= welding current

R= resistance in the electrode

T= duration of current flow

當(dāng)你設(shè)置參數(shù)的時(shí)候，這幾個(gè)要素是需要提前考慮的。由公式可以看出，焊接電流對熱量產(chǎn)生的影響最大，電流越大，熱量會隨著電流增加而平方倍增長，因此在設(shè)置電流的時(shí)候要慎重。你可以將電流從小到大開始測試，如果一開始的電流設(shè)置過大，可能會導(dǎo)致工件變形嚴(yán)重或者將接頭熔化產(chǎn)生大量飛濺。其次就是壓力和通電時(shí)間，壓力可以增強(qiáng)工件接觸面的貼合程度，輔助形成牢固接頭，通電時(shí)間要設(shè)置到可以讓接觸面完全形成塑性狀態(tài)為止。

適用于點(diǎn)焊的材料

在實(shí)際生產(chǎn)中，并不是所有金屬都適合進(jìn)行點(diǎn)焊。點(diǎn)焊適用于：

低碳鋼（最理想的材料，焊接無難點(diǎn)）

鍍鋅鋼板（鋅層容易沾電極，工藝要求高）

不銹鋼（需控制焊接熱量輸入）

鋁合金（導(dǎo)電率高，需更大電流與壓力）

鎳、鈦等特殊金屬（用于航空領(lǐng)域，精度要求更高）

高碳鋼、高合金鋼等材料，這些金屬碳含量高在焊接過程中易產(chǎn)生硬化組織，導(dǎo)致焊點(diǎn)脆裂，所以需要特殊焊接工藝回火處理，來達(dá)到焊接工藝要求！

點(diǎn)焊的典型應(yīng)用領(lǐng)域

點(diǎn)焊是工業(yè)中最常見、最經(jīng)濟(jì)的焊接方式之一。我們接觸最多的主要有以下幾大行業(yè)：

1.汽車制造

一輛普通汽車上往往有數(shù)千個(gè)焊點(diǎn)。點(diǎn)焊機(jī)器人在汽車白車身焊接線上批量工作，既保證了焊接強(qiáng)度，又提升了生產(chǎn)效率。

2.家電行業(yè)

如洗衣機(jī)、冰箱、空調(diào)、微波爐等金屬外殼的拼接，大量采用點(diǎn)焊工藝，既美觀又結(jié)實(shí)。

3.電池行業(yè)

鋰電池、電池組裝中，電極片與鎳帶連接常用微型點(diǎn)焊機(jī)，尤其是新能源電動(dòng)車領(lǐng)域。近年來新能源汽車行業(yè)的電池線束焊接也大量用到大功率的電阻點(diǎn)焊機(jī)，用于線束的壓方成型和銅片釬焊焊接。

4. 鈑金制造

如電氣控制柜、鈑金外殼、工具箱等結(jié)構(gòu)件，點(diǎn)焊可大幅簡化加工工序。這個(gè)行業(yè)一般對外觀要求極高，廣泛用到一種平臺式點(diǎn)焊機(jī)，可以帶來平整的外觀。

點(diǎn)焊的優(yōu)點(diǎn)

為什么點(diǎn)焊能夠廣泛應(yīng)用？它具有以下幾點(diǎn)突出優(yōu)勢：

高效率：單個(gè)焊點(diǎn)僅需0.1~0.5秒即可完成。

無需焊料：節(jié)省材料，工藝簡潔，操作簡單。

易于自動(dòng)化：與PLC、工業(yè)機(jī)器人、流水線無縫集成。

操作簡便：培訓(xùn)周期短，適合規(guī)?；a(chǎn)。

清潔環(huán)保：無煙塵、廢料少、無氣體污染。

點(diǎn)焊的局限性

當(dāng)然，點(diǎn)焊也有其局限性，需要在設(shè)計(jì)和使用中加以注意：

焊接厚度有限
一般焊接板厚在0.1~5mm之間，超出此范圍需采用其他焊接方式（如氣體保護(hù)焊、弧焊等）。

接頭形式受限
點(diǎn)焊僅適合搭接（lap joint），不適合對接或角接結(jié)構(gòu)。這些復(fù)雜的結(jié)構(gòu)通常可通過弧焊或者激光焊等工藝完成。

電極壽命
電極屬于易損件使用過程中會磨損、變形，需定期更換或修磨。

對表面要求
表面油污、氧化膜會影響電阻，導(dǎo)致焊接不良。

焊點(diǎn)融核不可見
內(nèi)部熔核難以目視檢驗(yàn)，需依賴剝離試驗(yàn)、超聲檢測等手段確認(rèn)焊接質(zhì)量。現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出實(shí)時(shí)焊點(diǎn)質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，可以部分代替破壞性檢測。

點(diǎn)焊設(shè)備

點(diǎn)焊機(jī)的主要組成

點(diǎn)焊設(shè)備看似簡單，但其實(shí)各個(gè)系統(tǒng)環(huán)環(huán)相扣，缺一不可。一般包括以下幾個(gè)主要部分：

電極系統(tǒng)
通常采用銅合金材料制造，（如鉻鋯銅，氧化鋁銅，鈹銅等）除了具有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性外，還可以承受很大的壓力。電極依據(jù)焊接產(chǎn)品不同形狀來選擇不同電極頭的形狀，如圓錐形、球面形、平面形等。

變壓器
電阻焊變壓器初級繞組接入電源后，會在鐵芯中產(chǎn)生交變磁場，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，交變磁場會在次級繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，由于次級匝數(shù)比較少，且與被焊接工件形成回路，所以在回路中產(chǎn)生大電流。變壓器點(diǎn)焊的核心部件之一，一般需要通水冷卻，以滿足長時(shí)間連續(xù)工作。

控制器
焊接控制器能夠精準(zhǔn)的控制焊機(jī)電流大小、通電時(shí)間、焊接壓力等關(guān)鍵焊接參數(shù)。現(xiàn)代點(diǎn)焊控制器大多為觸摸屏控制，具備預(yù)熱.焊接.回火.多段脈沖、恒流控制、恒壓控制.記憶存儲、電流監(jiān)測.氣壓.水壓報(bào)警等功能。

加壓系統(tǒng)
通過氣動(dòng)、液壓或伺服電機(jī)向電極施加壓力，確保金屬板緊密貼合，提升導(dǎo)電性能。加壓系統(tǒng)要求穩(wěn)定和高追隨性，以適應(yīng)通電瞬間電極的快速追隨下壓。

冷卻系統(tǒng)
由于點(diǎn)焊時(shí)瞬間的電流會生成熱量，隨著焊接頻率的增加，焊機(jī)的也會產(chǎn)生溫度，所以必須對電極和焊接部位進(jìn)行水冷，同時(shí)要對可控硅、IGBT、變壓器等進(jìn)行水冷，以延長設(shè)備壽命并提高焊接穩(wěn)定性。

點(diǎn)焊設(shè)備的類型

根據(jù)我多年對點(diǎn)焊機(jī)的接觸，可以按結(jié)構(gòu)與用途將其分為以下幾類：

1.便攜式點(diǎn)焊機(jī)

輕便靈活，適用于維修或小型工件。

2.臺式點(diǎn)焊機(jī)

安裝在操作臺上，適合小批量精密焊接，如電池.小的電氣元器件的焊接。

3.立式點(diǎn)焊機(jī)

常見于汽車配件.五金、家電行業(yè)的中厚板焊接。

4. 多頭點(diǎn)焊機(jī)

一次完成多個(gè)點(diǎn)焊，適用于網(wǎng)片、鐵絲、門板加強(qiáng)筋加工。

5. 機(jī)器人點(diǎn)焊系統(tǒng)

集成于自動(dòng)化生產(chǎn)線中，效率極高，主要用于汽車行業(yè)。

設(shè)備規(guī)格通常按輸出功率（如25KVA、50KVA、160KVA等）、電極壓力、最大電流等參數(shù)劃分，需根據(jù)工件材料與厚度選型。

點(diǎn)焊技術(shù)的發(fā)展趨勢

近年來，點(diǎn)焊技術(shù)已逐漸向智能化、數(shù)字化、綠色環(huán)保方向發(fā)展：

伺服電機(jī)加壓系統(tǒng)取代傳統(tǒng)氣動(dòng)加壓系統(tǒng)，控制更精準(zhǔn)；

焊接質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與實(shí)時(shí)報(bào)警；

MES系統(tǒng)對接實(shí)現(xiàn)產(chǎn)線追溯與質(zhì)量管控。

總結(jié)

點(diǎn)焊是一門“看似簡單卻極需經(jīng)驗(yàn)”的技術(shù)，盡管現(xiàn)在新型焊接技術(shù)層出不窮，但就性價(jià)比、生產(chǎn)效率、應(yīng)用廣度而言，點(diǎn)焊依然是金屬制造中不可替代的重要工藝。如果您用到點(diǎn)焊機(jī)，是一位制造業(yè)新人，建議從點(diǎn)焊工藝入門，應(yīng)該可以很快找到焊接的訣竅；如果你是一位工程師，建議理論結(jié)合實(shí)際，不斷優(yōu)化參數(shù)與工藝，以提高焊接效率和質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。