用于将铝焊接到钢的多梯级电极焊接面的几何形状.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CN107520550A(43)申请公布日2017.12.29(21)申请号201710456866.7B23K11/11(2006.01)(22)申请日2017.06.16B23K11/30(2006.01)(30)优先权数据62/3511102016.06.16US15/6162522017.06.07US(71)申请人通用汽车环球科技运作有限责任公司地址美国密执安州(72)发明人D.R.西格勒B.E.卡尔森H-P.王N.陈(74)专利代理机构中国专利代理(香港)有限公司72001代理人李晨安文森(51)Int.Cl.B23K35/06(2006.01)权利要求书2页说明书20页附图8页(54)发明名称用于将铝焊接到钢的多梯级电极焊接面的几何形状(57)摘要本发明涉及用于将铝焊接到钢的多梯级电极焊接面的几何形状，更具体地涉及一种利用电极对包括铝工件和相邻的重叠钢工件的工件叠堆进行电阻点焊的点焊电极和方法。该点焊电极包括具有多梯级锥形几何形状的焊接面，该多梯级锥形几何形状包括以焊接面轴线为中心的一系列梯级。这一系列梯级包括：采用中心凸台形式的最内部的第一梯级、以及环绕中心凸台且从中心凸台朝向焊接面的外周缘径向地向外层叠的一个或多个环形梯级。焊接面具有锥形剖面轮廓，其中中心凸台的凸台上表面的周界和一个或多个环形梯级中的每个的环形梯级上表面的周界被包含在锥形截面区内。CN107520550ACN107520550A权利要求书1/2页1.一种点焊电极，包括：主体；被支撑在所述主体的端部上的焊接面，所述焊接面具有包括一系列梯级的多梯级锥形几何形状，所述一系列梯级以焊接面轴线为中心并且被包含在所述焊接面的外周缘内，所述一系列梯级包括形式为中心凸台的最内部的第一梯级、以及环绕所述中心凸台并且从所述中心凸台朝向所述焊接面的所述外周缘径向地向外层叠的一个或多个环形梯级，所述中心凸台具有凸台上表面并且所述一个或多个环形梯级中的每个具有环形梯级上表面，其中所述焊接面具有锥形剖面轮廓，其中所述中心凸台的所述凸台上表面的周界和所述一个或多个环形梯级中的每个的所述环形梯级上表面的周界被包含在由上线性边界线和下线性边界线所限定的锥形截面区内部，所述上线性边界线和下线性边界线在所述凸台上表面的所述周界处相交，并且从自所述凸台上表面的所述周界延伸出的水平面向下和向外延伸至自所述焊接面的所述外周缘延伸出的水平面，并且其中，所述上线性边界线相对于自所述凸台上表面的所述周界延伸出的所述水平面以5°的角度倾斜，并且所述下线性边界线相对于自所述凸台上表面的所述周界延伸出的所述水平面以15°的角度倾斜。2.如权利要求1所述的点焊电极，其中，所述中心凸台的所述凸台上表面与所述一个或多个环形梯级中的每个的所述环形梯级上表面的所述周界沿具有恒定斜度的线性切线对准，所述切线相对于自所述凸台上表面的所述周界延伸出的所述水平面以在5°至15°范围内的角度倾斜。3.如权利要求2所述的点焊电极，其中，所述焊接面的所述外周缘也与所述中心凸台的所述凸台上表面的所述周界和所述一个或多个环形梯级中的每个的所述环形梯级上表面的所述周界在具有恒定斜度的所述线性切线上对准。4.如权利要求1所述的点焊电极，其中，利用过渡凸头部使所述焊接面从所述主体的所述端部向上位移。5.如权利要求1所述的点焊电极，其中，所述焊接面轴线与所述主体的轴线共线地对准。6.如权利要求1所述的点焊电极，其中，所述一个或多个环形梯级包括在2个和6个之间的环形梯级。7.如权利要求1所述的点焊电极，其中，所述凸台上表面在平面视图中呈圆形并且具有在2mm至8mm范围内的直径，并且其中环绕所述凸台上表面并且从所述凸台上表面向下延伸的所述中心凸台的凸台侧表面具有在30μm至300μm范围内的高度并且从所述凸台上表面以在5°至60°范围内的倾斜角度径向地向外张开。8.如权利要求7所述的点焊电极，其中，凸台上表面呈平面状或凸穹顶形。9.一种点焊电极，包括：主体；被支撑在所述主体的端部上的焊接面，所述焊接面具有包括一系列梯级的多梯级锥形几何形状，所述一系列梯级以焊接面轴线为中心并且被包含在所述焊接面的外周缘内，所述一系列梯级包括形式为中心凸台的最内部的第一梯级、以及环绕所述中心凸台并且从所述中心凸台朝向所述焊接面的外周缘径向地向外层叠的一个或多个环形梯级，所述中心凸台具有凸台上表面和从所述凸台上表面向下延伸且从所述凸台上表面径向地向外张开的2CN107520550A权利要求书2/2页凸台侧表面，并且所述一个或多个环形梯级中的每个具有环形梯级上表面及从所述环形梯级上表面向下延伸且从所述环形梯级上表面径向地向外张开的梯级侧表面，并且其中所述焊接面具有锥形剖面轮廓，其中所述中