成组焊接就是电阻焊，感受一下这位成型工艺界的前辈

在动力电池的成组过程中电池镀镍钢带，电阻焊作为一种比较成熟的工艺，在一些场合会用到，例如单体与母线的焊接，电池极耳与平行导电条的连接等。设备简单，成本低，在电池行业发展初期有很多应用。虽然近几年有逐渐被更先进的激光焊接和超声波焊接取代的趋势……总之整理一个文档，了解一下成型技术行业的这位前辈。

电阻焊虽然具有工况好、无需额外焊接材料、操作简单、易于机械化等优点，但也受耗电量大、电极棒更换、焊接材料导电性、接头形式合适等影响，以及可焊工件的厚度（或截面尺寸）等因素的限制。在下面的视频中，里面的组焊是电阻焊，感受一下。

电阻焊原理

电阻焊是将工件置于一定的电极力之间并夹紧，然后通过工件的电流所析出的电阻热使材料熔化，冷却后形成可靠点的方法。

电阻焊的基本形式如下图所示。待连接的材料3夹在两个电极2之间，施加一定的接触压力后，接触变压器1在接触区域释放出大电流，并持续一定时间。在零件的接触面之间出现真正的接触点后，继续加大接触电流，使熔核不断长大。此时，接触材料的接触位置的原子连续活化，形成熔核4。最后接通变压器，停止供电，熔化部分的材料冷却凝固成一个点。一种通过电流流过接触面和工件相邻区域所产生的电阻加热效应将金属加热到熔融或塑性状态而形成金属键的方法。电阻焊主要有四种方法电池镀镍钢带，即点焊、缝焊、凸焊和对焊。

电阻焊点的热源是电流通过结点产生的电阻热。电阻焊时，通过零件的电流产生的热量可由下式确定：

Q=I^2Rt

Q——产生的热量（J）；

I——接通电流（A）；

R——两个电极之间的电阻（Ω）；

T——开机时间（s）。

上式表明，决定电阻焊的热量是焊接电流、两电极间的电阻和通电时间。但大部分热量用于形成点焊点，少部分热量散失在点焊周围的金属中。形成某个焊点所需的电流与通电时间有关。如果通电时间很短，点焊所需的电流就会增加。

两个电极之间的电阻R随电阻焊接方法而变化。电阻点焊的电阻R由两个焊件的内阻Rw、两个焊件之间的接触电阻Rc以及电极与焊件之间的差值决定。它们之间的接触电阻Rcw组成。

电阻焊的基本分类

电阻焊分为点焊、缝焊、凸焊和对焊。其中，点焊是应用最广泛的方法。

点焊是利用柱状电极加压通电，在被研磨工件的接触面上形成一个点的方法。后面会详细介绍。

缝焊，将焊件组装成搭接接头并置于两个滚轮电极之间，滚轮对焊件加压并旋转，连续或间歇地输电，形成连续焊接电阻焊的方法，称为缝焊。缝焊主要用于焊缝比较规则且需要密封的结构的焊接。

1-上焊件； 2-下焊件； 3-上电极； 4-下电极； 5焊机电源

凸焊，在工件上预制凸块，凸焊时可以在接头处一次形成一个或多个熔核。凸焊是点焊的一种变体。

对焊是一种电阻焊方法，将焊件沿整个接触面焊接。除了电阻对焊外，闪光对焊也很重要。

电阻对焊：将焊件组装成对接接头，使其端面紧密接触，通过电阻热加​​热至塑性状态，然后断电快速施加镦锻力完成焊接的方法。焊接。电阻对焊主要用于断面简单、强度要求不高的焊件。

闪光对焊：将焊件组装成对接接头，接通电源，端面逐渐靠拢，实现局部接触，利用电阻热对这些接触点进行加热，在大电流的作用下，产生飞边，端面金属熔化，直至端部在一定深度范围内达到预定温度，切断电源，迅速施加镦粗力，完成焊接。

电阻点焊工艺的四个阶段

点焊时先按一下，使两个工件紧密接触，然后通电。电流产生的电阻热导致局部金属熔化形成液态熔核。关闭电源后，继续保持压力或增加压力，使熔核在压力下凝固结晶，形成致密点。焊接一个点后，电极（或工件）将移动到另一个点进行焊接。焊接下一个点时，一部分电流会流过焊接点，称为分流现象。分流器会降低焊接电流，影响焊接质量，因此相邻两点之间应有一定距离。影响焊点质量的主要因素是连接电流、通电时间、电极压力和工件表面的清洁度。点焊主要适用于薄板件，一次一点或一次多点。

通常，电阻点焊过程由四个阶段组成：预压、连接、维护和休息。连接时间、连接电流和电极电压是其基本参数。下图是点流程中四个基本阶段的时序图。

预加载阶段：该阶段主要完成电极力的施加。电极与元件接触后，保持恒定的电极压力，以确保电流通道在通电过程中保持稳定。因此，预加载阶段需要有一定的持续时间。时间。

焊接阶段：该阶段作为熔核成型的主要阶段，要求有效连接电流基本保持不变，或在小范围内波动。在这个阶段，焊接区的温度分布经过非常复杂的变化后逐渐趋于稳定。起初，零件之间的热输入远大于散热，因此焊接区温度迅速升高，同时形成高温连接区。由于此时外界空气和焊接中心的熔化部分处于阻塞状态，焊接材料不会随空气发生。氧化反应。一定时间后，熔化区变大，其塑环也变大，直到热量输入和散热达到稳定的平衡状态。

在维护阶段，这个阶段的电极还是和前两个阶段一样的状态，只是此时已经没有电流通过了。这个阶段主要是完成熔核内的热量散失冷却，形成可靠点。

静止阶段：此阶段电流大小和电极压力均为零。在电极上升的同时，取下待焊物，开始准备下一道焊接工序。

点焊电极的常见布局

点焊按电极与被焊材料的接触方式可分为三类：上下碰撞法、平行间接法、平行法。下图为不同接触方式的点焊示意图。

图a显示了上下方法，所有通用点焊机都使用这种方法。它从焊件的上下两侧供电，适用于各焊接点周围小零件和大零件的爆炸连接。

图b显示了并行方法。从一侧送料时，尽量同时焊接两点，以提高生产效率。单面送料会出现分流现象，点焊距离过小，无法焊接。在某些情况下，可以在工件下方增加一块铜背板，以降低路径的电阻，从而减少分流；如果设计允许，可以在焊件上板的两个焊点之间做一个窄而长的间隙，使分流电流很大。拒绝。

图 c 显示了平行间接方法，它在焊件的一侧进料。当零件一侧电极的可达性较差或零件较大且二次回路过长时，可采用此方法。这种方法的缺点是有分流。为减少分流，可在另一侧加铜垫，作为单作用支点。

点焊参数对焊接效果的影响

影响动力电池包点焊质量的因素很多。电阻点焊的两个电极之间的电阻、点焊时的分流、焊接电流、焊接时间、电极压力和焊接电源的选择等都会对点焊质量产生一定的影响。其中，焊接电流、焊接时间、电极压力和焊接电源方式的选择是影响点焊质量的最重要因素。

焊接电流可以通过以下方式影响点焊的加热过程：一是调整焊接电流的有效值，可以显着改变内部电源的热量；该点会出现集中电流收缩，导致该点集中加热。首先会出现塑料连接区，形成点焊时受热不均匀的过程。大小等，可以改变电流场的形状，控制电流密度分布，以达到控制原子核形状和位置的目的。

随着焊接电流的增加，产生的电阻热增加，相应的点焊核和接头的剪切强度增加。但如果焊接电流过大，会导致母材过热，甚至会增加电极端面的损耗。

通电时间，点焊时，电流通过两个电极产生的热量部分用于加热焊接​​区域形成焊点，称为有效热量。对于一定的焊接材料和一定焊接面积的金属体积，这部分的热量是一定的，与加热时间的长短无关；另一部分在加热的同时传递给焊条、冷金属和焊接区周围的空气，称为热损失。通过扩展增加。

如果焊接是瞬时进行的，则热损失为零，总热量等于有效热量。因此，当要增加总热量时，不能采用任意延长焊接时间的方法。

电极压力，首先，电极压力对两个电极之间的总电阻有显着影响，从而影响点焊过程中的焊接热量。其次，电极压力对焊接接头的散热性能影响很大。当电极压力过小时，两个电极之间的电阻增加，从而产生更多的焊接热量。此时焊接接头散热性差，易引起早期飞溅；当电极压力过大时，两个电极之间的电阻变小，电流密度降低，导致焊接热量不足，接头散热得到改善，都导致晶核尺寸变小，穿透率下降，严重时会出现虚焊。选择焊条压力时，应选择无飞溅的最小焊条压力，既节能又保证焊接质量。

焊接电源，电阻点焊设备通常由三个主要部分组成：主电源、控制装置和机械装置。其中焊接主电源是最重要的部分，选择符合需要的可控焊接电源是保证焊接质量的关键。

交流焊接电源利用变压原理，对交流380V电网的输入进行变压，获得低电压大电流。交流焊接电源是所有电阻焊接电源中应用最广泛的电源。通用性强、经济、控制方便、维护简单，广泛用于碳钢、奥氏体不锈钢等高电阻率材料的点焊。但是它的功率因数很低，只有0.4-0.5；对电网影响较大，可能影响其他用电设备的正常使用；焊接时最短放电时间为1/2 Waves，即0.01s，无法实现爆裂接头的精确控制，不适合特殊材料的高标准焊接。

逆变焊接电源，工作原理是将输入的三相交流电整流为直流电，经滤波后得到波动较小的直流电，再由IGBT将直流电转换为中频交流电并输入到变压器，再通过IGBT降压整流得到的直流电供给电极，焊接工件。

逆变焊接电源具有以下优点：逆变系统受供电系统影响小，三相负载均衡，焊接电流的控制和测量精度得到很大提高；它只是交流焊接电源的一种。 /3 质量和体积，轻便快捷；采用直流电焊接，无过零现象，热效率大大提高，更节能。因此，逆变焊接电源在高速自动化生产中得到了广泛的应用。

还有另外两种常见的电源。二次整流焊接电源是在交流焊接电源的基础上增加整流器改进而成。升温快，焊接质量更稳定；焊接通用性极强，可用于各种金属材料的焊接，能获得比交流电源更好的焊接效果。电容储能式电源利用电容的储能功能，开始从电网中吸收能量。焊接工件时，电容器在短时间内放电，经变压器变压后放电至焊接工件。目前，小功率电容储能焊机已得到广泛应用。

电阻焊常见问题

焊点烧穿

焊点压痕过大

焊点太小或不够牢固

焊点有烧痕或划痕

焊接时飞溅大

焊点开裂

外壳，圆柱形模块母线连接

马聪在论文《电动汽车动力电池组点技术研究》中介绍了圆柱电池模组焊接相关的研究成果。

用于某型新能源电动汽车动力系统的动力电池组。电池组由多节镀镍钢带壳18650单节锂离子电池组成，通过镀镍连接片串并联为电动汽车供电。 电池连接片厚度0.2mm，锂离子电池壳厚度0.25mm，均为薄板。用于动力电池外壳的镀镍深冲钢带要求镀镍层厚度为3-10μm。

评价材料点焊可焊性的指标有：材料的导电性和导热性。导电率低、导热率高的金属材料点焊焊接性较差；材料的高温强度和塑性温度范围，高温屈服强度高而塑性温度范围窄的材料焊接性能较差；材料和电极易发粘，易粘电极的材料点焊性差；材料对热敏感，容易产生与热循环相关的缺陷的材料的点焊性较差。

影响连接质量的主要参数包括电极压力、连接时间和连接电流。一些研究比较了它们的影响大小，发现：

1）对接的影响顺序为连接电流>连接时间>电极压力。即对接接头的抗拉强度受连接电流I的影响最大，其次是连接时间t，其次是电极压力p。 (2）获得良好连接的组合为A1B2C3，即电极压力最小、连接时间中等、连接电流最大的形式。

本文由《动力电池技术》整理自乔勇的文章《新能源汽车动力电池组电阻点焊机的研制》、马聪的文章《电动汽车动力电池组的点焊工艺研究》、李林和的文章《锂电池组“极耳焊的焊接质量提升》，焊接技术，钢桶包装网，其余图片来源于网络公开资料。仅供学习交流，转发时请注明出处。