一种分瓣点焊电极及调控熔核的电阻点焊方法技术

本申请提供一种分瓣点焊电极及调控熔核的电阻点焊方法，其中，所述分瓣点焊电极包括：导电部，所述导电部与待焊材料接触的电极端面包括无缝连接的导电区域和绝缘区域，所述导电区域和所述绝缘区域的顶面齐平。所述调控熔核的电阻点焊方法，包括：将一所述分瓣点焊电极作为上电极，与第一待焊工件接触；将另一所述的分瓣点焊电极或不分瓣点焊电极作为下电极，与第二待焊工件接触；将所述第一待焊工件和所述第二待焊工件连接；向所述上电极和所述下电极施加压力和焊接电流进行电阻点焊。通过设置绝缘区域可以改变上电极和下电极之间的电流流向及电流梯度，诱导熔核长大，改变熔核形状，进而改善接头的力学性能。进而改善接头的力学性能。进而改善接头的力学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种分瓣点焊电极及调控熔核的电阻点焊方法


[0001]本申请涉及电阻点焊
，尤其涉及一种分瓣点焊电极及调控熔核的电阻点焊方法。

技术介绍

[0002]电阻点焊具有焊接效率高、变形小、能量集中、成本低、可靠性高且易于实现机械化和自动化等优点，是汽车车身的主要焊接工艺，也被广泛地应用在航空航天、交通、电子等领域。
[0003]随着航空航天、汽车等工业迅猛发展，对材料、结构及制造工艺等方面提出了更高的要求，对电阻点焊工艺也提出了新的挑战。电极作为点焊机的重要结构组成，可实现焊接电流的传输、电极力的施加以及冷却的作用。由于在点焊金属材料时，极易产生电极粘附、变形、压馈以及磨损等问题，故在点焊时应选用具备一定强度和特定形状尺寸的耐磨损电极。
[0004]目前，在电阻点焊工艺中，根据点焊电极的结构划分，包括整体式电极、分体式电极和复合电极。其中，整体式电极包括标准直电极、弯电极、螺纹电极。分体式电极包括帽式电极、旋转头电极以及盖式电极。点焊时由于电极端部直接与被焊材料接触，形成接触电阻，而接触电阻与接触面积具有一定的关系，故接触区域的面积对焊点强度和表面状态产生直接影响，电极帽形状是影响接触区域的面积及焊点质量的重要因素。
[0005]常见的电极帽形状有尖头、圆锥、球面、弧面以及偏心。其中，球面和弧面电极帽易磨损，电极寿命低，因此最常用的为尖头电极帽和圆锥电极帽。除此之外，还有一些不规则形状的电极如偏心电极和矩形端面电极。采用这些常规的电极点焊时，电流流向均为从上电极向下电极的直线流向，电流梯度较均匀，局部熔化也较均匀，凝固形成的熔核截面形状均为椭圆形，较低热输入条件下获得的熔核直径长度有限。
[0006]随着钢及铝合金电阻点焊工艺在汽车、航空航天等领域的广泛应用，对其点焊质量、接头密闭性以及电极延寿提出了更高的要求。其中，提高点焊质量的关键问题是提高点焊熔核的力学性能，其实质是增加熔核直径，提高接头的熔核面积。

技术实现思路

[0007]有鉴于此，本申请的目的在于提出一种分瓣点焊电极及调控熔核的电阻点焊方法。
[0008]基于上述目的，本申请第一方面提供了一种分瓣点焊电极，包括：导电部，所述导电部与待焊材料接触的电极端面包括无缝连接的导电区域和绝缘区域，所述导电区域和所述绝缘区域的顶面齐平。
[0009]其中，所述导电区域和所述绝缘区域的顶面齐平，使得所述电极端面的表面为平面，更有利于与待焊工件紧密接触。
[0010]进一步地，所述电极端面包括依次交替设置的多个导电区域和多个绝缘区域。
[0011]其中，多个所述导电区域的面积可以相同，也可以不同；多个所述绝缘区域的面积可以相同，也可以不同。
[0012]进一步地，所述分瓣电极的电极端面为圆形、长方形、梯形或多边型。
[0013]进一步地，所述分瓣电极的电极端面的面积不超过分瓣电极总面积的1/3。
[0014]进一步地，当所述分瓣电极的电极端面为圆形时，所述电极端面的半径为6
‑
7mm。
[0015]进一步地，所述分瓣电极的电极帽需进行抛光。
[0016]进一步地，所述导电区域的面积大于所述绝缘区域的面积。
[0017]进一步地，所述导电区域和所述绝缘区域的面积比为2:1。
[0018]进一步地，所述导电区域和所述导电部均由导电金属或导电合金材料制成，所述绝缘区域由绝缘材料制成。
[0019]进一步地，所述导电区域和所述导电部均由CuCrZr合金材料制成，所述绝缘区域由环氧树脂材料制成。
[0020]进一步地，所述的环氧树脂由固化剂和胶粉在室温下混合，混合时间为5
‑
10分钟。
[0021]进一步地，所述绝缘区域为扇形结构或正三角形结构。
[0022]进一步地，当所述绝缘区域为扇形结构时，所述扇形的圆心角为60
‑
180
°
。
[0023]进一步地，所述导电部内设有水冷通道，所述水冷通道被配置为与外部供水装置连接。
[0024]基于同一专利技术构思，本申请第二方面提供了一种调控熔核的电阻点焊方法，包括：
[0025]将一上述第一方面任一项所述的分瓣点焊电极作为上电极，与第一待焊工件接触；
[0026]将另一上述第一方面任一项所述的分瓣点焊电极或不分瓣点焊电极作为下电极，与第二待焊工件接触；
[0027]将所述第一待焊工件和所述第二待焊工件连接；
[0028]向所述上电极和所述下电极施加压力和焊接电流进行电阻点焊。
[0029]进一步地，所述第一待焊工件和所述第二点焊工件之间的连接方式为搭接或对接。
[0030]进一步地，当所述第一待焊工件和所述第二点焊工件之间的连接方式为搭接时，所述向所述上电极和所述下电极施加压力和焊接电流进行电阻点焊，包括：
[0031](1)向所述上电极和所述下电极施加第一压力和第一焊接电流进行第一电阻点焊；
[0032](2)将所述上电极转动一定角度，继续向所述上电极和所述下电极施加第二压力和第二焊接电流进行第二电阻点焊；
[0033](3)循环进行所述步骤(2)，直至所述上电极转动360
°
，则完成点焊。
[0034]进一步地，所述循环进行所述步骤(2)的循环次数与所述上电极的绝缘区域的面积呈负相关。
[0035]进一步地，当所述上电极的绝缘区域仅有一个且为扇形结构时，所述循环次数的计算方式为N＝360
°
/θ，其中，N表示循环次数，θ表示扇形的圆心角。
[0036]进一步地，当所述上电极的绝缘区域仅有一个且为正三角形结构时，所述循环次数的计算方式为N＝360
°
/β，其中，N表示循环次数，β表示正三角形的顶角。
[0037]进一步地，当所述第一待焊工件和所述第二点焊工件之间的连接方式为对接时，对接的坡口角度为10～60
°
。
[0038]从上面所述可以看出，本申请提供的分瓣点焊电极及调控熔核的电阻点焊方法，分瓣点焊电极的电极端面包括无缝连接的导电区域和绝缘区域，在分瓣点焊电极通电后，通过设置绝缘区域可以改变上电极和下电极之间的电流流向及电流梯度，诱导熔核长大，改变熔核形状，进而改善接头的力学性能。
[0039]通过多次采用分瓣点焊电极进行电阻点焊后，熔核形貌由长椭圆逐渐向圆锥台形过渡，熔核直径和熔核面积都增大，接头的拉伸剪切值逐渐增大，最大位移也增加，最终使得点焊熔核的力学性能提高，点焊质量也提高。
[0040]此外，还可实现两个待焊工件之间的对接连接，在对接的坡口处可获得较大熔核直径，在施加较小焊接电流的情况下实现厚板的焊接。
附图说明
[0041]为了更清楚地说明本申请或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分瓣点焊电极，其特征在于，包括：导电部，所述导电部与待焊材料接触的电极端面包括无缝连接的导电区域和绝缘区域，所述导电区域和所述绝缘区域的顶面齐平。2.根据权利要求1所述的分瓣点焊电极，其特征在于，所述电极端面包括依次交替设置的多个导电区域和多个绝缘区域；所述导电区域和所述导电部均由导电金属或导电合金材料制成，所述绝缘区域由绝缘材料制成。3.根据权利要求1所述的分瓣点焊电极，其特征在于，所述绝缘区域为扇形结构或正三角形结构。4.根据权利要求1所述的分瓣点焊电极，其特征在于，所述导电部内设有水冷通道，所述水冷通道被配置为与外部供水装置连接。5.一种调控熔核的电阻点焊方法，其特征在于，包括：将一权利要求1至4任一项所述的分瓣点焊电极作为上电极，与第一待焊工件接触；将另一权利要求1至4任一项所述的分瓣点焊电极或不分瓣点焊电极作为下电极，与第二待焊工件接触；将所述第一待焊工件和所述第二待焊工件连接；向所述上电极和所述下电极施加压力和焊接电流进行电阻点焊。6.根据权利要求5所述的电阻点焊方法，其特征在于，所述第一待焊工件和所述第二点焊工件之间的连接方式为搭接或对接。7.根据权利要求6...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗震，杨越，郭璟，毕元波，张熠轩，苏杰，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：