一种用于热成型钢电阻点焊的电极帽制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于热成型钢电阻点焊的电极帽和焊接方法。所述焊接电极帽具有端面直径，端面具有穹顶状，穹顶圆弧半径大于50mm，且所述端面直径超过6mm；相比传统电极具有更大的端面直径和圆弧半径，使用该电极帽可解决高强钢，特别是带镀层的热成型高强钢电阻点焊时焊点表面飞溅严重，焊接窗口小，焊接质量差的问题，有助于提升焊点质量，并降低由于表面飞溅而需要增加清理工序的成本费用，降低制造成本。制造成本。制造成本。

【技术实现步骤摘要】
一种用于热成型钢电阻点焊的电极帽


[0001]本技术涉及电阻点焊领域，更具体地涉及两层或多层热成型钢工件之间进行电阻点焊时使用的焊接电极帽。

技术介绍

[0002]随着全球变暖、能源枯竭问题的逐渐加剧，汽车的尾气排放及能源消耗越来越严重，实验证明汽车质量降低一半，燃料消耗也会降低将近一半，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。使用高强钢材料代替传统钢板，结构重量可减轻50％以上，是实现汽车轻量化最为有效的手段之一，被广泛应用于汽车车身制造中。目前汽车制造中主要依靠电阻点焊的方法来实现部件的连接。电阻点焊利用工件本身及相互之间的电阻产热来熔化材料实现连接，由于其在连接过程中不需要填充材料，生产效率高且容易实现自动化，所以该方法被广泛应用在汽车车身制造中。
[0003]热成型钢的屈服度达1000Mpa之高，每平方厘米能承受10吨以上的压力，把这种材料用在车身上，在车身重量几乎没有太大变化情况下，承受力提高了30％，在欧洲NCAP 碰撞测试中达到五星级标准。但是热成型钢在使用时为了满足防腐蚀、抗氧化等性能要求，往往需要在表面添加涂层，目前主要以铝硅涂层为主；由于热成型钢本身电阻率高、导热性差，并且表面铝硅涂层熔点低，在进行电阻点焊时存在诸多问题；例如焊接窗口小，同时极易在焊点表面附近产生飞溅毛刺，影响美观，往往需要在焊后增加清理工序，将表面毛刺去除，这无疑会增加制造成本以及降低生产效率。
[0004]CN110369848A公开了一种中心带有凹陷的焊接电极，其通过由外向内的形核方式来抑制焊接飞溅，但是其在进行焊接时由于外侧先接触，导致在某些非理想情况下无法保证电极与工件的准确定位，进而影响焊接质量；同时其针对带有表面涂层的钢工件时由于外圈接触面积小且应力集中，容易在电极与工件间过热而造成该位置飞溅粘连。
[0005]因此，本领域迫切需要一种针对镀层热成型钢能够获得大的焊接窗口、表面质量良好，成本低，效率高的电阻点焊电极帽及焊接方法。

技术实现思路

[0006]为克服上述现有技术的不足，经过广泛而深入的研究，提供一种电阻点焊电极帽及焊接方法，具有特定焊接面形状尺寸，能够解决镀层钢板热成型钢电阻点焊时焊接窗口小，飞溅严重，表面质量差的问题，进而可以提升焊接质量，降低制造成本并提升制造效率。
[0007]为了解决上述问题，本技术的技术解决方案如下：
[0008]一种电阻点焊电极帽，包括：
[0009]呈圆柱状的电极帽本体，该电极帽本体具有穹顶状焊面和侧面；
[0010]所述穹顶状焊面具有外径为d的圆周；
[0011]所述侧面为电极帽本体到接触面的过渡区域，侧面的形状为弧面或锥面；
[0012]所述圆周外径d大于6mm，所述焊面截面半径R大于50mm，焊面顶点相比圆周所在平
面高度差h为0.1
‑
0.3mm。
[0013]在一优选例中，所述焊面截面半径R大于75mm；
[0014]在一优选例中，所述焊面截面半径R为100mm；
[0015]在一优选例中，所述圆周外径范围为：6＜d＜8mm；
[0016]在一优选例中，所述圆周外径d为7mm；
[0017]在一优选例中，所述圆周外径范围为：8＜d＜10mm；
[0018]在一优选例中，所述圆周外径d为9mm；
[0019]一种电阻点焊的方法，所述方法包含以下步骤：
[0020](a)提供待焊接的工件堆叠层，和用于热成型钢电阻点焊的电极帽；
[0021](b)使所述焊接电极帽的焊接面与所述工件堆叠层的至少一个外表面相接触；
[0022](c)在所述焊接电极帽和所述工件堆叠层之间通以焊接压力和一段或多段的焊接电流脉冲，产生电阻热而使所述部分材料熔化形成电阻点焊熔核；
[0023]所述堆叠层工件至少包含一个为热成型高强钢，且所述热成型高强钢表面具有涂层。
[0024]在一优选例中，所述涂层为铝涂层。
[0025]在一优选例中，所述每一个焊接电流脉冲具有时间t以及间隔t1，t不小于50ms， t1不小于20ms，且满足2＜t/t1＜8。
[0026]本技术的有益效果为：
[0027]本技术中的电极极帽焊接表面相比传统电极具有更大的外圆周直径和曲率半径，在执行电阻点焊时有助于焊接电极与工件更快接触，而增加焊接接触面积，减小电极与工件间接触电阻，减小产热，并增加界面间的散热，使电极与工件间热量积累减少，从而减少飞溅的产生，提高焊接表面质量。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本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。
[0029]图1表示本技术中的一个电极帽实施例的三维整体示意图。
[0030]图2表示本技术中的一个电极帽实施例电极帽的侧视图。
[0031]图3表示本技术中的另一个实施例电极帽的的侧面示意图。
[0032]图4所示为本技术中电极帽的顶视图示意图。
[0033]图5所示为本技术中电阻点焊的示意图。
[0034]附图标记：1
‑
电极帽本体，2
‑
第二焊接电极帽，3
‑
靠近第一焊接电极帽侧的待焊工件；4
‑
靠近第二焊接电极侧的待焊工件；5
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第一焊接电极臂；6
‑
第二焊接电极臂；7
‑
焊接工件熔核区；11
‑
焊接面；12
‑
焊接电极侧面；111
‑
焊接面外圆周；d
‑
焊接面外圆周直径；R
‑
焊接面曲面半径；
具体实施方式
[0035]下面结合具体实施例，进一步阐述本技术。应理解，这些实施例仅用于说明本技术而不用于限制本技术的范围。此外，附图为示意图，因此本技术装置和设备的并不受所述示意图的尺寸或比例限制。
[0036]需要说明的是，在本专利的权利要求和说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0037]实施例1...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于热成型钢电阻点焊的电极帽，其特征在于包括：呈圆柱状的电极帽本体(1)，该电极帽本体(1)具有穹顶状焊面(11)和侧面(12)；所述穹顶状焊面(11)具有外径为d的圆周(111)；所述侧面(12)为电极帽本体(1)到焊面(11)的过渡区域，侧面(12)的形状为弧面或锥面；所述圆周(111)外径d大于6mm，所述焊面截面半径R大于50mm，焊面(11)顶点相比圆周(111)所在平面高度差h为0.1
‑
0.3mm。2.根据权利要求1所述的一种用于热成型钢电阻点焊的电极帽，其特征是所述焊面截面半径R大于75...

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