一种用于铝-钢异种板材焊接的电阻点焊装置及焊接方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107199391A(43)申请公布日2017.09.26(21)申请号201610152843.2(22)申请日2016.03.17(71)申请人上海梅山钢铁股份有限公司地址210039江苏省南京市雨花台区中华门外新建(72)发明人王银军李永兵张超群(74)专利代理机构南京众联专利代理有限公司32206代理人顾进(51)Int.Cl.B23K11/11(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种用于铝-钢异种板材焊接的电阻点焊装置及焊接方法(57)摘要本发明涉及一种用于铝-钢异种板材焊接的电阻点焊装置及焊接方法，主要解决现有铝-钢异种板材电阻点焊存在的铝板翘曲变形、焊接质量差、生产效率低和操作不安全的技术问题。本发明电阻点焊装置，包括中心铜电极、绝缘环、钢套、下部铜电极和绝缘销，钢套与中心铜电极同轴，钢套的内壁和中心铜电极之间设有与绝缘环厚度相匹配的间隙，中心铜电极外侧镶套绝缘环，钢套、绝缘环和中心铜电极通过绝缘销固定连接成整体构成复合电极，下部铜电极和中心铜电极同轴，复合电极和下部铜电极周边外置有冷却喷嘴。本发明装置制作成本低，焊接效率高，焊接质量高，满足了铝板和钢板焊接需求。CN107199391ACN107199391A权利要求书1/1页1.一种用于铝-钢异种板材焊接的电阻点焊装置，包括中心铜电极、绝缘环、钢套、下部铜电极和绝缘销，其特征是：钢套与中心铜电极同轴，钢套的内壁和中心铜电极之间设有与绝缘环厚度相匹配的间隙，中心铜电极外侧镶套绝缘环，钢套和绝缘环上设有相匹配的定位通孔，中心铜电极上设有和钢套、绝缘环上定位通孔相匹配的定位盲孔，钢套、绝缘环和中心铜电极通过绝缘销固定连接成整体构成复合电极，绝缘销依次穿过钢套、绝缘环上的定位通孔固定在中心铜电极上的盲孔内，下部铜电极和中心铜电极同轴，复合电极和下部铜电极周边外置有冷却喷嘴，钢套底部用高温硬钎料钎焊3-6只硬质耐磨钢球，硬质耐磨钢球组成的底部平面高于中心铜电极的下表面0.1～0.5mm。2.如权利要求1所述的一种用于铝-钢异种板材焊接的电阻点焊装置，其特征是，所述中心铜电极、下部铜电极与焊件接触的端部均为圆锥台端面或者均为球面，中心铜电极和下部铜电极均采用耐高温、耐磨弥散Zr/Al2O3强化铜合金制作。3.一种对铝-钢异种材料进行焊接的方法，采用权利要求1所述的电阻点焊装置进行焊接，其特征是，所述的方法包括以下步骤：1)将待焊钢板水平固定在电阻点焊机的焊接工作台上，将待焊铝板平置在待焊钢板的上表面并固定，使待焊铝板和待焊钢板充分接触；2)操控复合电极从电阻点焊机的初始工位转动向下移动直至与待焊铝板上表面接触；同时，操控下部铜电极从电阻点焊机的初始工位向上移动直至与待焊钢板下表面接触；当待焊钢板下表面与下部铜电极接触后，操控复合电极转动向下移动向待焊铝板施加压力至设定压力值；3)当复合电极与待焊铝板间压力达设定压力值时，操控复合电极保持对待焊铝板施加的压力为设定压力值并保持复合电极转动，操控冷却喷嘴喷射液态CO2或N2至复合电极、下部铜电极和焊件的焊接热影响区；4)接通焊接电流按设定时间对待焊铝板和对待焊钢板进行焊接，焊接过程中操控复合电极保持对待焊铝板施加的压力为设定压力值并保持复合电极转动；5)断开焊接电流，操控复合电极在焊接区域保持对铝板施加的压力为设定压力值并保持复合电极转动0.1-1秒后卸压；6)操控复合电极和下部铜电极复位至电阻点焊机的初始工位，关闭冷却喷嘴，完成一个焊接工序。4.如权利要求3所述的一种对铝-钢异种材料进行焊接的方法，其特征是，焊接过程中，控制复合电极的温度≤100℃，控制下部铜电极的温度≤100℃。2CN107199391A说明书1/5页一种用于铝-钢异种板材焊接的电阻点焊装置及焊接方法技术领域[0001]本发明涉及一种焊接装置，特别涉及一种用于铝-钢异种板材焊接的电阻点焊装置及焊接方法，用于解决铝-钢异种板材电阻点焊焊接存在焊接质量差、生产效率低和操作不安全等问题，特别有效解决焊接接头翘曲变形问题。背景技术[0002]为了降低能源消耗、减少汽车尾气排放，汽车轻量化是未来必然的发展趋势。铝-钢混合材料车身是目前车身轻量化的主要发展方向之一。点焊是目前车身制造最重要的连接方法。然而，铝-钢异种板材点焊面临很多挑战，存在焊接界面脆性金属间化合物、铝板翘曲变形大等问题。铝板的翘曲变形是由于点焊加热时，焊接区局部温度快速上升，铝板发生软化，电极头压入铝板引起较大的塑性变形而导致。焊接变形的控制途径有焊前刚性固定法、焊后热处理和随焊激冷等方法。[0003]刚性固定法是采用强制手段，例如压铁法，来控制焊接变形；车身结构复杂，曲面结构众多难以实现焊点