一种差厚金属工件的电阻点焊方法技术

本发明专利技术公开了一种差厚金属工件的电阻点焊方法以及用在其中的电阻点焊组件。在该方法的一个步骤中，提供工件堆叠件，所述工件堆叠件包括厚度为t

【技术实现步骤摘要】
一种差厚金属工件的电阻点焊方法
本专利技术涉及电阻点焊领域，更具体地涉及一种差厚金属工件的电阻点焊方法。
技术介绍
近年来，由于环保和节能的需要，汽车的轻量化已经成为世界汽车发展的潮流，高强钢和超高强钢由于其优良的物理性质而受到各大汽车厂商的青睐，但是由于汽车车身结构复杂的影响，往往在不同部位需要用的不同厚度的材料，因此这就涉及到不同厚度的金属材料之间的连接问题。电阻点焊是依靠电流流动通过接触的金属工件并穿过他们之间的接触面电阻来产生热量，进而熔化焊接连接在一起。但是在焊接差厚金属工件时，由于厚度差异，薄板侧和厚板侧距离电极帽的距离不同，造成两工件产热和散热的差别，用于焊核熔化的热量为厚板侧多，薄板侧少，导致在焊接时熔核中心会发生偏移至厚板侧，最终导致焊核强度降低。因此如何更好地控制差厚工件之间的热平衡显得非常重要，从而使熔化金属能够以理想的受控的方式熔化和冷却凝固。因此，本领域迫切需要研究一种差厚金属工件的电阻点焊方法，所述方法可以使得在焊接不同厚度的金属材料时，有效地使得待焊差厚金属工件两侧的热量产生差异并使电流分布更均匀，有效地解决差厚材料焊接时熔核偏移、焊点强度低，焊接性差的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种差厚金属工件的电阻点焊方法，所述方法可以使得不同厚度的金属材料在焊接时，有效地使得待焊差厚金属工件两侧的热量产生差异并使电流分布更均匀，从而差厚金属工件能够以理想的方式熔化和冷却凝固，得到强度高的焊点。本专利技术提供了一种差厚金属工件的电阻点焊方法，所述方法包括：(a)提供工件堆叠件，所述工件堆叠件包括厚度为t1的第一金属工件和厚度为t2的第二金属工件；(b)使所述厚度为t1的第一金属工件与第一焊接电极的第一焊接面接触，以及使得所述厚度为t2的第二金属工件与第二焊接电极的第二焊接面接触；其中，所述第一焊接电极包括电极基体和差厚焊接调控元件，所述电极基体由第一材料制成，并提供用于电阻点焊的第一主焊接接触面；而所述差厚焊接调控元件由第二材料制成，所述第二材料的导电性和/或导热性小于所述第一材料的导电性和/或导热性，并且所述的差厚焊接调控元件提供用于差厚调控的差厚调控焊接接触面；所述电极基体设有第一主焊接接触面，所述第一主焊接接触面具有围绕其中心设置的圆环状凹陷，而所述差厚焊接调控元件设置于所述圆环状凹陷中，并且所述差厚焊接调控元件的一个主表面作为所述的差厚调控焊接面；和/或所述的差厚焊接调控元件围绕所述电极基体，构成一外周型差厚焊接调控元件，并且所述的外周型差厚焊接调控元件的一个主表面作为所述的差厚调控焊接接触面；(c)对所述第一焊接电极和第二焊接电极进行通电，将所述厚度为t1的第一金属工件与所述厚度为t2的第二金属工件，通过电阻点焊法而焊接在一起。在另一优选例中，第二焊接电极包括电极基体但不具有差厚焊接调控元件。在另一优选例中，所述的第二焊接电极的电极基体和所述的第一焊接电极的电极基体是相同或基本相同的。在另一优选例中，所述第一主焊接接触面的面积S1与所述差厚调控焊接接触面的面积St之比S1/St为0.8-10。在另一优选例中，所述围绕电极帽基体焊接接触面中心设置的圆环状凹陷为复数个，且所述差厚调控元件为复数个，分别设置于所述圆环状凹陷中。在另一优选例中，所述厚度t2为0.6-10mm，和/或厚度t2和厚度t1的比值t2/t1为1.5-8。在另一优选例中，所述t2/t1的比值为1.2-8，较佳地1.5-5或2-5。在另一优选例中，所述电极基体的圆环状凹陷的轴向深度为0.5-5mm。在另一优选例中，所述第一焊接电极的基体和第二焊接电极的材料是铜合金，和/或所述差厚调控元件的材料是低碳钢、工具钢、不锈钢、钛或钨。在另一优选例中，所述第一焊接电极的基体和第二焊接电极的材料是铜合金，和/或所述差厚调控元件的材料是缺乏导电能力的电绝缘体，如石英、氧化铝、陶瓷等材料。在另一优选例中，所述电极基体与所述差厚焊接调控元件通过焊接、胶结方式或机械嵌合连接。在另一优选例中，所述电极基体的焊接接触面为平面或曲面。本专利技术还提供了一种用于差厚金属工件的电阻点焊的组件，所述的组件包括：(i)第一焊接电极；和(ii)第二焊接电极；其中，所述第一焊接电极包括电极基体和差厚焊接调控元件，所述电极基体由第一材料制成，并提供用于电阻点焊的第一主焊接接触面；而所述差厚焊接调控元件由第二材料制成，所述第二材料所具有的导电性或导热性均小于所述第一材料的导电性或导热性，并且所述的差厚焊接调控元件提供用于差厚调控的差厚调控焊接接触面；所述电极基体设有第一主焊接接触面，所述第一主焊接接触面具有围绕其中心设置的圆环状凹陷，而所述差厚焊接调控元件设置于所述圆环状凹陷中，并且所述差厚焊接调控元件的一个主表面作为所述的差厚调控焊接面；和/或所述的差厚焊接调控元件围绕所述电极基体，构成一外周型差厚焊接调控元件，并且所述的外周型差厚焊接调控元件的一个主表面作为所述的差厚调控焊接接触面；其中，第二焊接电极为用于电阻点焊的传统的焊接电极；在另一优选例中，所述组件还包括：(iii)厚度为t1的第一金属工件；(iv)厚度为t2的第二金属工件；并且t1＜t2。在另一优选例中，在所述差厚金属工件的电阻点焊的组件中，所述厚度t2为0.6-10mm，厚度t2和厚度t1的比值t2/t1为1.5-8。在另一优选例中，在所述差厚金属工件的电阻点焊的组件中，所述t2/t1的比值为1.2-8，较佳地1.5-5或2-5。本专利技术的有益效果是：在使用本专利技术差厚金属工件的电阻点焊的方法和组件时，当第一焊接工件和第二焊接工件为同种材料但具有厚度差异时，本专利技术通过在薄工件侧设置带有差厚焊接调控元件的第一焊接电极，使形成焊核的温度场偏向薄工件侧，从而使熔核偏向薄工件侧，熔化更多的薄工件，增大结合面处的焊核直径，从而提高焊点接头强度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的可替代的实施方式。图1所示为电阻点焊组件的立体图；图2所示为在工件堆叠件上方的两个焊接电极的侧视图，其中第一焊接电极具有差厚焊接调控元件；图3所示为图2的截面局部放大图；图4所示为差厚焊接调控元件设置在第一焊接电极的电极基体外周的截面局部放大图。各附图标记：1-第一焊接电极基体11-第一主焊接接触面2-差厚焊接调控元件21-差厚调控焊接接触面3-为第一焊接工件(也称为第一金属工件)4-为第二焊接工件(也称为第二金属工件)5-为第二焊接电极51-第二主焊接接触面具体实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种差厚金属工件的电阻点焊方法，其特征在于，包括：/n(a)提供工件堆叠件，所述工件堆叠件包括厚度为t1的第一金属工件和厚度为t2的第二金属工件；/n(b)使所述厚度为t1的第一金属工件与第一焊接电极的第一焊接面接触，以及使得所述厚度为t2的第二金属工件与第二焊接电极的第二焊接面接触；/n其中，所述第一焊接电极包括电极基体和差厚焊接调控元件，所述电极基体由第一材料制成，并提供用于电阻点焊的第一主焊接接触面；而所述差厚焊接调控元件由第二材料制成，所述第二材料的导电性和/或导热性小于所述第一材料的导电性和/或导热性，并且所述的差厚焊接调控元件提供用于差厚调控的差厚调控焊接接触面；/n所述电极基体设有第一主焊接接触面，所述第一主焊接接触面具有围绕其中心设置的圆环状凹陷，而所述差厚焊接调控元件设置于所述圆环状凹陷中，并且所述差厚焊接调控元件的一个主表面作为所述的差厚调控焊接面；和/或所述的差厚焊接调控元件围绕所述电极基体，构成一外周型差厚焊接调控元件，并且所述的外周型差厚焊接调控元件的一个主表面作为所述的差厚调控焊接接触面；/n(c)对所述第一焊接电极和第二焊接电极进行通电，将所述厚度为t1的第一金属工件与所述厚度为t2的第二金属工件，通过电阻点焊法而焊接在一起。/n...

【技术特征摘要】
1.一种差厚金属工件的电阻点焊方法，其特征在于，包括：
(a)提供工件堆叠件，所述工件堆叠件包括厚度为t1的第一金属工件和厚度为t2的第二金属工件；
(b)使所述厚度为t1的第一金属工件与第一焊接电极的第一焊接面接触，以及使得所述厚度为t2的第二金属工件与第二焊接电极的第二焊接面接触；
其中，所述第一焊接电极包括电极基体和差厚焊接调控元件，所述电极基体由第一材料制成，并提供用于电阻点焊的第一主焊接接触面；而所述差厚焊接调控元件由第二材料制成，所述第二材料的导电性和/或导热性小于所述第一材料的导电性和/或导热性，并且所述的差厚焊接调控元件提供用于差厚调控的差厚调控焊接接触面；
所述电极基体设有第一主焊接接触面，所述第一主焊接接触面具有围绕其中心设置的圆环状凹陷，而所述差厚焊接调控元件设置于所述圆环状凹陷中，并且所述差厚焊接调控元件的一个主表面作为所述的差厚调控焊接面；和/或所述的差厚焊接调控元件围绕所述电极基体，构成一外周型差厚焊接调控元件，并且所述的外周型差厚焊接调控元件的一个主表面作为所述的差厚调控焊接接触面；
(c)对所述第一焊接电极和第二焊接电极进行通电，将所述厚度为t1的第一金属工件与所述厚度为t2的第二金属工件，通过电阻点焊法而焊接在一起。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一主焊接接触面的面积S1与所述差厚调控焊接接触面的面积St之比S1/St为0.8-10。


3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述厚度t2为0.6-10mm，和/或厚度t2和厚度t1的比值t2/t1为1.5-8。


4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电极基体的圆环状凹陷的轴向深度为0.5-5mm。

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【专利技术属性】
技术研发人员：杨上陆，王艳俊，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31