电阻点焊方法技术

一种电阻点焊方法可用于将聚合物和金属工件连结在一起且包括下列的步骤：(a)将导电涂层置于聚合物工件和金属工件置于，其中金属工件具有面对聚合物工件的带纹理表面；(b)用焊接电极组件的第一和第二导电销穿入聚合物工件；(c)将电能施加到第一和第二导电销，从而电流流过第一导电销、导电涂层和第二导电销，以便至少部分地熔化聚合物工件和导电涂层，由此形成焊接熔池；和将焊接熔池冷却以便形成固态焊核，以便建立固态焊核和带纹理表面之间的机械界面锁合。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
焊接是用于将两个或更多工件(例如金属基板)连结的工艺。通常，焊接可以包括对至少两个工件加热且加压，以便将工件联合。多年来已经开发了许多焊接工艺。
技术实现思路
电阻点焊是一类焊接工艺，其中电流经过两个电极和工件，以在工件中产生局部加热。形成工件的材料熔化且在两个工件之间的界面处结合，由此形成焊接熔池。焊接熔池随后冷却以形成焊核。为了提高生产量，有用的是使得完成电阻点焊过程所花费的时间最小化。为了减轻结构重量，有用的是使用电阻点焊将不同材料制造的工件连结。为此，本专利技术公开一种已经开发出来的。本专利技术公开的可用于将聚合物工件和金属工件连结在一起。在一实施例中，包括下列的步骤:(a)将导电涂层施于聚合物工件和金属工件之间，其中金属工件具有面对聚合物工件的带纹理表面；(b)用焊接电极组件的第一和第二导电销穿入(pierce)聚合物工件；(c)将电能施加到第一和第二导电销，从而电流流过第一导电销、导电涂层和第二导电销，以便至少部分地熔化聚合物工件和导电涂层，由此形成焊接熔池(一些加热源自于对金属工件的焦耳加热)；和(d)将焊接熔池冷却以便形成固态焊核，以便建立固态焊核和带纹理表面之间的机械界面锁合(mechanical interface lock)，其中该机械界面锁合将聚合物工件互连到金属工件。方法另外包括在将导电涂层置于聚合物工件和金属工件之间之后对聚合物工件和金属工件施加夹持力，以便将聚合物工件压抵金属工件。根据本专利技术的一个方面，提出一种，包括:对聚合物工件和金属工件施加夹持力，以便将聚合物工件压抵金属工件，其中金属工件包括面对聚合物工件的带纹理表面，且导电涂层设置在带纹理表面上；用焊接电极组件的第一和第二导电销穿入聚合物工件；将电能施加到第一和第二导电销，使得电流流过第一导电销、导电涂层和第二导电销，以便至少部分地熔化聚合物工件和导电涂层，由此形成焊接熔池；和将焊接熔池冷却以便形成固态焊核，以便建立固态焊核和带纹理表面之间的机械界面锁合，其中该机械界面锁合将聚合物工件互连到金属工件。优选地，其中带纹理表面具有0.001到2000微米范围内的算术平均粗糙度。优选地，其中将夹持力施加到聚合物和金属工件包括让焊接电极组件朝向金属工件前进。优选地，方法进一步包括让第一和第二导电销前进通过聚合物工件直到第一和第二导电销接触设置在聚合物和金属工件之间的导电涂层。优选地，方法进一步包括在形成焊接熔池之后使第一和第二导电销从聚合物工件退出。优选地，其中通过自然对流进行冷却。优选地，其中导电涂层置于聚合物和金属工件之间。优选地，方法进一步包括将导电涂层置于带纹理表面的、限定工件腔室的部分上，使得导电涂层至少部分地设置在工件腔室中。优选地，其中聚合物工件具有约270摄氏度的熔点，金属工件具有大于270摄氏度的熔点，且将电能施加到第一和第二导电销包括向导电涂层供应足够的电流达足够量的时间，以便以大于270摄氏度的温度加热聚合物工件和导电涂层，以便形成焊接熔池。优选地，其中将电能施加到第一和第二导电销包括供应足够的电流到导电涂层达足够量的时间，以便完全熔化导电涂层。在下文结合附图进行的对实施本专利技术的较佳模式做出的详尽描述中能容易地理解上述的本专利技术的特征和优点以及其他的特征和优点。【附图说明】图1是焊接系统的示意性正视截面图；图2是在聚合物工件、金属工件和在聚合物和金属工件之间的导电涂层的示意性正视截面图；图3是图2所示的聚合物工件、金属工件、导电涂层的示意性正视截面图，且焊接电极组件将夹持力施加到聚合物和金属工件；图4是图3所示的聚合物工件、金属工件、导电涂层和焊接电极组件的示意性正视截面图，其中焊接电极组件正对导电涂层施加电能；图5是图4所示的聚合物工件、金属工件、导电涂层和焊接电极组件的示意性正视截面图，其中焊接电极组件从聚合物工件退出且固态焊核连结金属和聚合物工件；和图6是焊接接头的示意性正视截面图。【具体实施方式】参见附图，其中相同的附图标记指示相同的部件，图1示意性地示出了用于连结不同材料制造的两个或更多工件的电阻点焊系统100。在所示实施例中，焊接系统100可用于连结聚合物工件10和金属工件20(图3)。聚合物工件10(图3)完全或部分地用合适的聚合物复合材料制造，例如纤维强化聚合物。作为非限制性的例子，合适的聚合物复合材料包括热朔性复合材料，其具有用聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯并咪唑、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯等制造的基质。聚合物工件10(图3)还可完全或部分地用碳纤维强化的尼龙化合物制造。形成聚合物工件10的聚合物复合材料具有120摄氏度到600摄氏度的熔点。例如，形成聚合物工件10的聚合物复合材料可以具有约270摄氏度的熔点。作为非限制性的例子，金属工件20完全或部分地用含铁的金属(例如钢和不锈钢)或用不含铁的金属(例如招、钛和镁)制造。继续参考图1，焊接系统100包括电连接到电源104的电阻点焊电极组件102，电源例如是直流(DC)电源。焊接电极组件102和电源104是电路106的一部分。电源104包括正端子108和负端子110，且配置为向焊接电极组件102供应电能。换句话说，电源104可供应电流到焊接电极组件102。除了电源104之外，电路106包括串联地电连接到电源104到电开关112。电开关112可在接通(ON)状态(或位置)和断开(OFF)状态(或位置)之间变换。在接通状态下，电开关112允许电流流过电路106。如此，在电开关112处于接通状态时，电流可从电源104流动到焊接电极组件102。相反地，在电开关处于断开状态时，电开关112中断从电源104而来的电流流动。由此，在断开状态下，电开关112中断电路106，且因此电流不能从电源104流动到焊接电极组件102。焊接系统100另外包括串联地电连接到电源104的安培计114。安培计114可测量电路106中的电流。应理解，安培计114可以是动圈式安培计、电动式安培计、动铁式安培计、热线式安培计、数字安培计、积算安培计或适于测量电路106中电流的任何其他类型的安培计。焊接系统100进一步包括用于测量时间间隔的计时器116。在所示实施例中，计时器116并联地电连接到电源104。计时器116可用于测量和监测电源104将电流供应到焊接电极组件102的时间。参见图1和3，焊接电极组件102电连接到电源104且包括壳体118。壳体118限定第一和第二开口 120、122(图1)，所述开口彼此间隔开。作为非限制性的例子，第一和第二开口 120、122可以是一个或多个孔或洞，且基本上平行于彼此。壳体118可以限定壳体腔室119 (图1)。焊接电极组件102进一步包括从壳体118突出的第一和第二导电销124、126。第一和第二导电销124、126可以分别称为第一和第二电极，且每一个至少部分地设置在壳体118中。在所不实施例中，第一导电销124部分地设置在第一开口 120中，且第二导电销126部分地设置在第二开口 122中。换句话说，第一开口 120部分地接收第一导电销124，且第二开口 122部分地接收第二导电销126。第一和第二开口 120、122与壳体腔室119连通，且壳体腔室119部分地接收第一和第二导电销124本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电阻点焊方法，包括：将导电涂层置于聚合物工件和金属工件之间，其中金属工件具有面对聚合物工件的带纹理表面；用焊接电极组件的第一和第二导电销穿入聚合物工件；将电能施加到第一和第二导电销，使得电流流过第一导电销、导电涂层和第二导电销，以便至少部分地熔化聚合物工件和导电涂层，由此形成焊接熔池；和将焊接熔池冷却以便形成固态焊核，以便建立固态焊核和带纹理表面之间的机械界面锁合，其中该机械界面锁合将聚合物工件互连到金属工件。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：G肖，王培中，JF阿林兹，JC西默，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US