一种不等厚铝合金板的电阻点焊结构制造技术

一种不等厚铝合金板的电阻点焊结构，设置有上电极（1）、下电极（2），上铝合金板（4）的厚度为t1，下铝合金板（5）的厚度为t2，半空心铆钉（3）的长度为L，半空心铆钉（3）的长度L与上铝合金板（4）及下铝合金板（5）的关系是：（t1+0.3 t2）≤L≤（t1+ t2）；半空心铆钉（3）的直径D=0.8~2.0t1，在搭接完成的接头上打孔的直径等于半空心铆钉（3）的直径D，孔深h=L。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及压力焊领域，特别是涉及不等厚铝合金板的电阻铆焊技术。
技术介绍
目前随着汽车轻量化的发展，在保证汽车轻量、安全及舒适等的前提下用铝合金代替传统钢结构车身材料已成为越来越多的人关注的热点。现阶段在不断增加铝合金新品种的趋势下，研究开发新型且更可靠的铝合金连接方法已成为当下的热点。经过检索现有技术，中国专利号CN104002004A，一种厚金属板大面积对接钎焊方法。这种方法是先连接处加工一个矩形缺口，在两件金属板对结石形成一个U形槽，然后将箔状钎焊料放入U形槽中并利用夹具夹紧试样置于上、下两电极之间，通电进行焊接且当钎焊料熔化充满焊缝时停止加热并保持恒压一段时间。这种方法虽然解决了厚金属板的大面积对接的焊接，使钎焊层具有良好的钎着率，但是接头的强度并未有太大的提高且焊前需要预制精度要求较高的繁琐工序，在保证汽车车身强度方面仍有所不足。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种不等厚铝合金板的电阻点焊结构。本技术是一种不等厚铝合金板的电阻点焊结构，上铝合金板4厚度为t1，下铝合金板5的厚度为t2，半空心铆钉3的长度为l且t1+0.3t2≦l≦t1+t2；半空心铆钉3的直径D=0.8~2.0t1，在搭接完成的接头上打孔的直径等于半空心铆钉3的直径D，孔深h=l。半空心铆钉3置入搭接区域预制的孔中，半空心铆钉3与上铝合金板4和下铝合金板5无隙接触。本技术的有益效果是：将电阻点焊、铆接有效结合且使用熔点高于铝合金的半空心铆钉使焊接后在搭接界面铝合金发生冶金结合且同时半空心铆钉起到加强筋的作用，使接头强度进一步提高达到更可靠连接；本技术可操作性强，进一步简化焊前对精度要求较高的工序，实现不等厚铝合金板的快速、简便、有效及更可靠连接。附图说明图1为本技术的焊前结构主视图。图2为焊前结构图，附图标记及对应名称为：上电极1，下电极2，半空心铆钉3，上铝合金板4，下铝合金板5，低碳钢垫片6。具体实施方式如图1和图2所示，本专利技术是一种不等厚铝合金板的电阻点焊结构，设置有上电极1、下电极2，上铝合金板4的厚度为t1，下铝合金板5的厚度为t2，半空心铆钉3的长度为l，半空心铆钉3的长度l与上铝合金板4及下铝合金板5的关系是：（t1+0.3t2）≤l≤（t1+t2）；半空心铆钉3的直径D=0.8~2.0t1，在搭接完成的接头上打孔的直径等于半空心铆钉3的直径D，孔深h=l；半空心铆钉3置入搭接区域预制的孔中，半空心铆钉3与上铝合金板4和下铝合金板5无隙接触。焊接过程为恒压方式，其中焊接时间28~32s，焊接电流9.6~9.9kA，电极压力为2.46~2.95kN，设置完成参数进行焊接，焊后取下工件。以上所述的不等厚铝合金板的电阻点焊结构，在搭接接头下电极2处放置低碳钢垫片6。半空心铆钉3为导电材质且其熔点大于铝合金板材的熔点。本技术的工作过程为：第一步，打孔。选择需要连接的塑料板和铝板。上铝合金板4的厚度为t1，半空心铆钉的直径D=0.8~2.0t1，在搭接完成的接头上打孔的直径等于半空心铆钉3的直径D，孔深h=l，同时清理预制的孔周围的残屑等杂质。第二步，装配。上铝合金板4的厚度为t1，下铝合金板5的厚度为t2，半空心铆钉3的长度为l且t1+0.3t2≦l≦t1+t2，将半空心铆钉装配到预制的孔中并同时保证铆钉与铝板充分接触以及铆钉与孔无隙接触。第三步，设置工艺参数及焊接。焊接过程为恒压方式，其中焊接时间28~32s，焊接电流9.6~9.9kA，电极压力为2.46~2.95kN，将其放入电阻点焊机上进行焊接，必须保证搭接区域铆钉与电极头的中心在一条轴线上，焊前结构图主视图如图1所示。在上述工艺步骤一、二中，必须在塑料板预钻孔后及时清理孔周围的残屑等杂质；将半空心铆钉装配到塑料板上预钻的孔时必须同时保证铆钉与铝板表面接触以及铆钉与孔无隙接触，以使焊接过程中保证母材金属绕半空心铆钉熔化且发生冶金结合。在上述工艺的步骤三中，设定的工艺参数由所选取的上铝合金板4，下铝合金板5的厚度决定。下面结合更为具体的实施例进行说明。实施例1：（1）打孔。选取厚度为3mm的2024铝合金板4和厚度为5mm的6068铝合金板5，半空心铆钉为铁铆钉，其直径为3mm，长度为6mm；在铝合金板4的搭接区域中心处打孔，孔的直径为3mm，深度6mm，并清理孔周围的残屑等杂质；（2）装配。将半空心铁铆钉装配到预制的孔中并保证铁铆钉与孔无隙接触；（3）设置焊接参数。焊接时间28s，焊接电流9.6kA，电极压力为2.46kN；（4）焊接。打开冷却水阀，将装配好的焊件放置在点焊机上、下电极间，保证焊件搭接区域中心铆钉与两电极处于同一条轴线上；通电进行焊接。焊前结构主视图及焊前结构图分别如图1和图2所示。对焊接后得到的试样在岛津万能试验机上进行室温力学拉伸实验，结果表明试样在搭接面断裂；通过观察试样的宏观拉伸端口发现断裂发生在铝合金绕铆钉周围的冶金结合部分。实施例2：（1）打孔。选取厚度为3mm的2024铝合金板4和厚度为5mm的6068铝合金板5，半空心铆钉为铁铆钉，其直径为3mm，长度为6mm；在铝合金板4的搭接区域中心处打孔，孔的直径为3mm，深度6mm，并清理孔周围的残屑等杂质；（2）装配。将半空心铁铆钉装配到预制的孔中并保证铁铆钉与孔无隙接触；（3）设置焊接参数。焊接时间32s，焊接电流9.9kA，电极压力为2.95kN；（4）焊接。打开冷却水阀，将装配好的焊件放置在点焊机上、下电极间，保证焊件搭接区域中心铆钉与两电极处于同一条轴线上；通电进行焊接。焊前结构主视图及焊前结构图分别如图1和图2所示。对焊接后得到的试样在岛津万能试验机上进行室温力学拉伸实验，结果表明试样在搭接面铆钉中间断裂；通过观察拉伸试样的宏观断口发现绕铆钉周围铝合金的冶金效果较显著。实施例3：（1）打孔。选取厚度为3mm的2024铝合金板4和厚度为5mm的6068铝合金板5，半空心铆钉为铁铆钉，其直径为3mm，长度为6mm；在铝合金板4的搭接区域中心处打孔，孔的直径为3mm，深度6mm，并清理孔周围的残屑等杂质；（2）装配。将半空心铁铆钉装配到预制的孔中并保证铁铆钉与孔无隙接触；（3）设置焊接参数。焊接时间30s，焊接电流9.8kA，电极压力为2.71kN；（4）焊接。打开冷却水阀，将装配好的焊件放置在点焊机上、下电极间，保证焊件搭接区域中心处的不锈钢铆钉与两电极处于同一条轴线上；通电进行焊接。焊前结构主视图及焊前结构图分别如图1和图2所示。对焊接后得到的试样在岛津万能试验机上进行室温力学拉伸实验，结果表明试样在搭接面铆钉中间断裂；通关观察并分析载荷-位移曲线，开始阻碍断裂的是搭接界面铝合金冶金结合部分且最大抗拉强度为铆钉断裂时的载荷值。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种不等厚铝合金板的电阻点焊结构，设置有上电极（1）、下电极（2），其特征在于上铝合金板（4）的厚度为t1，下铝合金板（5）的厚度为t2，半空心铆钉（3）的长度为L，半空心铆钉（3）的长度L与上铝合金板（4）及下铝合金板（5）的关系是：（t1+0.3 t2）≤L≤（t1+ t2）；半空心铆钉（3）的直径D=0.8~2.0t1，在搭接完成的接头上打孔的直径等于半空心铆钉（3）的直径D，孔深h=L；半空心铆钉（3）置入搭接区域预制的孔中，半空心铆钉（3）与上铝合金板（4）和下铝合金板（5）无隙接触。

【技术特征摘要】
1.一种不等厚铝合金板的电阻点焊结构，设置有上电极（1）、下电极（2），其特征在于上铝合金板（4）的厚度为t1，下铝合金板（5）的厚度为t2，半空心铆钉（3）的长度为L，半空心铆钉（3）的长度L与上铝合金板（4）及下铝合金板（5）的关系是：（t1+0.3t2）≤L≤（t1+t2）；半空心铆钉（3）的直径...

【专利技术属性】
技术研发人员：张昌青，吕广明，杨黎东，靳少龙，刘雄波，
申请(专利权)人：兰州理工大学，
类型：新型
国别省市：甘肃;62