一种用于制造工件的电阻点焊的系统和方法技术方案

一种用于在金属工件的电阻点焊中增加接头强度和降低脆性的系统，包括第一金属工件和第二金属工件的层叠件，以及设置在第一金属工件和第二金属工件之间的接合件。接合件包括限定中空内部的周壁。周壁具有延伸到第二开口端的第一开口端。第一开口端与第一金属工件接触，在其上限定第一焊接部分。第二开口端与第二金属工件接触，在其上限定第二焊接部分。系统还包括第一电极，配置成接触第一金属工件以在第一焊接部分处加热周壁并且将第一金属工件与周壁的第一开口端接合。系统还包括第二电极，配置成接触第二金属工件以在第二焊接部分处加热周壁并且将第二金属工件与周壁的第二开口端接合以限定焊接接头。开口端接合以限定焊接接头。开口端接合以限定焊接接头。

【技术实现步骤摘要】
一种用于制造工件的电阻点焊的系统和方法


[0001]本专利技术涉及用于汽车部件或其他工业部件的金属工件的接合，尤其涉及一种用于制造脆性降低和接合强度增加的金属工件的电阻点焊的系统和方法。

技术介绍

[0002]许多汽车车身部件或其它工业部件都是由通过电阻点焊接合的工件制造。一些现有的电阻点焊系统和方法可能给工件带来不希望的张力和机械应力。一些现有系统和方法还可具有相对较大的操作热影响区(HAZ)。因此，这样的系统和方法可能在工件接头上引起表面裂纹，并使得工件中的元素，例如锌，引起液态金属脆化(LME)，从而导致工件弱化。由此产生的进一步的张力可能会把工件拉裂。

技术实现思路

[0003]因此，虽然当前的系统和方法实现了它们的预期目的，但是需要一种新的并且改善的用于制造脆性降低和接合强度增加的金属工件的电阻点焊的系统和方法。
[0004]根据本专利技术的一方面，提供用于制造脆性降低和接合强度增加的金属工件的电阻点焊的方法。该方法包括提供包括第一金属工件和第二金属工件的层叠件，第一金属工件包含第一材料，第二金属工件包含第二材料，层叠件还包括设置在第一金属工件和第二金属工件之间的接合件，该接合件包括限定作为空隙的中空内部的周壁，该周壁具有延伸到第二开口端的第一开口端，第一开口端与第一金属工件接触，在其上限定第一焊接部分，第二开口端与第二金属工件接触，在其上限定第二焊接部分。
[0005]在此方面，该方法还包括加热接合件的周壁。在第一焊接部分处加热周壁以将第一金属工件与第一开口端接合，并且在第二焊接部分处加热周壁以将第二金属工件与第二开口端接合。第一金属工件与第一开口端的接合以及第二金属工件与第二开口端的接合限定具有内部空隙的焊接接头，由此降低工件脆性并且增强焊接强度。
[0006]在一示例中，第一金属工件和第二金属工件中的一个是具有至少780MPa的拉伸强度的钢板。在此示例中，第一金属工件和第二金属工件中的每一个包括设置在其周围的锌基涂层，锌基涂层为30g/m2至120g/m2的锌。
[0007]在另一示例中，接合件包括8重量百分比至100重量百分比的镍。在又一示例中，接合件包括0.13重量百分比的碳、1.7重量百分比的锰、0.04重量百分比的铝、0.5重量百分比的硅、0.02重量百分比的磷和0.002重量百分比的硫。
[0008]在此方面的又一示例中，加热周壁的步骤包括向第一金属工件的第一焊接部分和第二金属工件的第二焊接部分施加预载荷。此外，该加热步骤还包括在第一焊接部分和第二焊接部分处传递电流以加热周壁。另外，加热步骤包括熔化周壁以将第一金属工件与第一开口端接合，并且将第二金属工件与第二开口端接合。进一步地，加热步骤包括向第一焊接部分和第二焊接部分施加镦粗力以限定焊接接头。
[0009]在又一实施例中，加热步骤包括用第一电极和第二电极加热周壁，第一电极被配
置成接触第一焊接部分并且第二电极被配置成接触第二焊接部分以加热周壁，第一电极具有接触第一焊接部分的第一扁平端，第二电极具有接触第二焊接部分的第二扁平端。
[0010]在此方面的另一示例中，周壁具有圆周面积，其等于或小于第一扁平端和第二扁平端中的每一个的表面面积。在又一示例中，周壁的外径在4毫米和20毫米之间。在又一示例中，周壁在第一开口端和第二开口端之间的厚度为0.1毫米至3毫米。在此方面的又一示例中，周壁在第一开口端和第二开口端之间的厚度为0.4毫米至0.8毫米。在又一示例中，周壁在第一开口端和第二开口端的厚度为0.5毫米。
[0011]在本专利技术的另一方面，提供用于制造脆性降低和接合强度增加的金属工件的电阻点焊的系统。该系统包括第一金属工件和第二金属工件的层叠件。第一金属工件包含第一材料，第二金属工件包含第二材料。
[0012]在此方面，该系统还包括设置在第一金属工件和第二金属工件之间的接合件。接合件包括限定作为空隙的中空内部的周壁。在此方面，该周壁具有延伸到第二开口端的第一开口端。第一开口端与第一金属工件接触，在其上限定第一焊接部分。第二开口端与第二金属工件接触，在其上限定第二焊接部分。
[0013]并且，该系统包括第一电极，其被配置成与第一金属工件接触以在第一焊接部分加热周壁，并将第一金属工件与周壁的第一开口端接合。该系统还包括第二电极，其被配置成与第二金属工件接触以在第二焊接部分加热周壁，并将第二金属工件与周壁的第二开口端接合，以限定具有内部空隙的焊接接头用来降低工件脆性并且增强焊接强度。
[0014]另外，在此方面，系统包括电源，其被配置成向第一电极和第二电极供电，和控制器，其被配置成控制第一电极和第二电极的电源以加热该周壁。
[0015]在此方面的一个实施例中，第一金属工件和第二金属工件中的一个是具有至少780MPa的拉伸强度的钢板。在此示例中，第一金属工件和第二金属工件中的每一个包括设置在其周围的锌基涂层，锌基涂层为30g/m2至120g/m2的锌。
[0016]在另一个实施例中，接合件包括8重量百分比至100重量百分比的镍。在又一示例中，接合件包括0.13重量百分比的碳、1.7重量百分比的锰、0.04重量百分比的铝、0.5重量百分比的硅、0.02重量百分比的磷和0.002重量百分比的硫。
[0017]在此方面的又一个实施例中，加热步骤包括用第一电极和第二电极加热周壁，第一电极被配置成接触第一焊接部分且第二电极被配置成接触第二焊接部分以加热周壁，第一电极具有接触第一焊接部分的第一扁平端，第二电极具有接触第二焊接部分的第二扁平端。
[0018]在此方面的另一个实施例中，周壁具有等于或小于第一扁平端和第二扁平端中的每一个的表面面积的圆周面积。在一个实施例中，周壁的外径在4毫米和20毫米之间。在又一个实施例中，周壁在第一开口端和第二开口端之间的厚度为0.1毫米至3毫米。在又一个实施例中，周壁在第一开口端和第二开口端之间的厚度为0.4毫米至0.8毫米。在又一个实施例中，周壁在第一开口端和第二开口端的厚度为0.5毫米。
[0019]在本专利技术的另一方面，提供一种接合强度增加和脆性降低的电阻点焊层叠件。该层叠件包括第一金属工件和第二金属工件。第一金属工件包含第一材料，并且第二金属工件包含第二材料。
[0020]层叠件还包括设置在第一金属工件和第二金属工件之间的焊接接合件。焊接接合
件包括限定作为空隙的中空内部的焊接周壁，焊接周壁具有延伸到第二开口端的第一开口端。第一开口端与第一金属工件接触，在其上限定第一焊接部分。第二开口端与第二金属工件接触，在其上限定第二焊接部分。
[0021]根据本文提供的描述，其它应用领域将变得显而易见。应当理解，说明书和具体实施例仅用于说明的目的，而不旨在限制本专利技术的范围。
附图说明
[0022]在此描述的附图仅用于说明的目的并且不旨在以任何方式限制本专利技术的范围。
[0023]图1A是根据本专利技术的一个实施例的用于制造接合强度增加和脆性降低的金属工件的电阻点焊的系统的示意图。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于制造脆性降低和接合强度增加的金属工件的电阻点焊的方法，所述方法包括：提供包括第一金属工件和第二金属工件的层叠件，所述第一金属工件包含第一材料，所述第二金属工件包含第二材料，所述层叠件还包括设置在所述第一金属工件和所述第二金属工件之间的接合件，所述接合件包括限定作为空隙的中空内部的周壁，所述周壁具有延伸到第二开口端的第一开口端，所述第一开口端与所述第一金属工件接触，在其上限定第一焊接部分，所述第二开口端与所述第二金属工件接触，在其上限定第二焊接部分；以及在所述第一焊接部分处加热所述接合件的周壁以将所述第一金属工件与所述第一开口端接合，并且在所述第二焊接部分处加热所述接合件的周壁以将所述第二金属工件与所述第二开口端接合，从而限定具有内部空隙的焊接接头，由此降低工件脆性并且增强焊接强度。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一金属工件和所述第二金属工件中的一个是具有至少780MPa的拉伸强度的钢板，并且其中所述第一金属工件和所述第二金属工件中的每一个包括设置在其周围的锌基涂层，所述锌基涂层为30g/m2至120g/m2的锌。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述接合件包括8重量百分比至100重量百分比的镍。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述加热所述周壁的步骤包括：向所述第一金属工件的所述第一焊接部分和所述第二金属工件的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李华新，石明峰，J，
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：