[發(fā)明專利]用于使用直流微脈沖的電阻點(diǎn)焊的方法和系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201080042869.2
• 申請(qǐng)日: 2010-05-25
• 公開（公告）號(hào): CN102858486A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: W·侯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安賽樂米塔爾研究與發(fā)展有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): B23K11/11
• 分類號(hào): B23K11/11;B23K11/24
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 侯海燕

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用和對(duì)于優(yōu)先權(quán)的要求

本申請(qǐng)要求在2009年8月14日提交的發(fā)明名稱為“Micro?Pulsing?Resistance?Spot?and?Seam?Welding?Method?for?Sheet?Metal?Jointing”的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)系列No.61/234019的權(quán)益，在此加入其全部公開作為參考并且要求其作為優(yōu)先權(quán)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及焊接，更特別地，涉及用于使用直流微脈沖的電阻點(diǎn)焊的方法和系統(tǒng)；包括電阻點(diǎn)焊，包括可用于以延長(zhǎng)的電極壽命、增強(qiáng)的焊接電流范圍、大的焊接尺寸(高的焊接接點(diǎn)強(qiáng)度)和焊接熔核中的最精細(xì)的微結(jié)構(gòu)焊接相同或不同的板材的電阻點(diǎn)焊方法。該方法特別適于(但不限于)接合諸如USIBOR、熱浸鍍鋅鋼板等的具有不同(重度、氧化)涂層的板材金屬。

背景技術(shù)

在電阻點(diǎn)焊的典型的例子中，一對(duì)電極通過預(yù)定的力將兩個(gè)或更多個(gè)材料段塊夾在一起，并且在電極的尖端之間使焊接電流通過材料段塊。當(dāng)焊接電流流過材料的段塊時(shí)，材料對(duì)于電流的電阻導(dǎo)致材料加熱到它們的固有的熔點(diǎn)。得到的熔融的材料在預(yù)定的夾緊力下凝固以形成焊接接點(diǎn)或熔核。

常規(guī)的用于將兩個(gè)或更多個(gè)板材段塊焊接在一起的電阻點(diǎn)焊工藝可施加交流電流(AC)或直流電流(DC)。操作電流范圍被定義為用于設(shè)計(jì)的最小焊接尺寸的焊接電流(最小焊接電流)和沖出(expulsion)焊接電流(最大焊接電流)之間的焊接電流值。輸入的焊接電流可以是一個(gè)或更多個(gè)脈沖。每個(gè)焊接電流脈沖的時(shí)間的范圍可以為從每秒1個(gè)循環(huán)到每秒60或更多個(gè)循環(huán)。

焊接電流范圍被定義為產(chǎn)生最小焊接熔核尺寸所需要的下限(即，最小)焊接電流與導(dǎo)致熔融金屬噴濺的上限(即，最大)焊接電流之間的差值。電阻點(diǎn)焊(RSW)可焊接性測(cè)試揭示，當(dāng)使用DC焊接電流模式時(shí)，對(duì)于細(xì)規(guī)格(0.91mm)不存在穩(wěn)定的焊接電流范圍，并且對(duì)于1.52mm存在非常窄的焊接電流范圍。RSW可焊接性測(cè)試還表示，當(dāng)使用AC焊接電流時(shí)，存在穩(wěn)定的焊接電流范圍。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表示DC的電極尖端面的劣化速度遠(yuǎn)比AC高。使用較高的焊接力、較長(zhǎng)的焊接時(shí)間和較大尺寸的電極可放大DC焊接的焊接電流范圍。但是，實(shí)驗(yàn)結(jié)果還發(fā)現(xiàn)，從焊接參數(shù)優(yōu)化方面，電極壽命的提高非常有限。

低頻直流(DC)電阻焊接設(shè)備和中頻直流(MFDC)電阻焊接設(shè)備均對(duì)于焊接產(chǎn)生恒定的次級(jí)DC電流輸出。中頻直流(MFDC)電阻焊接設(shè)備利用400～2500Hz的頻率脈沖而不是基本交流的頻率(50或60Hz)，以將初級(jí)電流轉(zhuǎn)換成次級(jí)電流。因此，與AC和低頻DC焊接設(shè)備相比，MFDC焊接設(shè)備的尺寸明顯減小。MFDC電阻焊接設(shè)備的輸出焊接電流保持恒定。并且，MFDC焊接設(shè)備不導(dǎo)致電源線擾動(dòng)，電源線擾動(dòng)是低頻率DC和AC焊接設(shè)備的情況。

MFDC電阻點(diǎn)焊設(shè)備由于其小的尺寸、輕的重量和可控制性被廣泛用于汽車、器具和航空器制造業(yè)，并且，它特別適于機(jī)器人應(yīng)用。另一方面，AC?RSW設(shè)備的尺寸、重量和/或控制不適于相同的應(yīng)用。因此，開發(fā)新型的電阻點(diǎn)焊方法以獲得具有更大的焊接電流范圍、延長(zhǎng)的電極壽命、焊接熔核中的精細(xì)微結(jié)構(gòu)、優(yōu)異的焊接接點(diǎn)強(qiáng)度或這些特征的任意組合的穩(wěn)健的電阻點(diǎn)焊工藝會(huì)是有利的。

發(fā)明內(nèi)容

這里公開的實(shí)施例提供用于使用直流微脈沖的電阻點(diǎn)焊的方法和系統(tǒng)。

例如，用于使用直流微脈沖的電阻點(diǎn)焊的方法和系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例包括通過經(jīng)由第一電極和第二電極向至少兩個(gè)材料段塊施加多個(gè)直流微脈沖形成焊接接點(diǎn)的步驟。用于使用直流微脈沖的電阻點(diǎn)焊的方法和系統(tǒng)的另一實(shí)施例包括包括被配置為通過向至少兩個(gè)材料段塊施加多個(gè)直流微脈沖形成將至少兩個(gè)材料段塊接合在一起的焊接接點(diǎn)的第一電極和第二電極的系統(tǒng)。

閱讀示例性實(shí)施例的以下的詳細(xì)的描述并觀看附圖，包括構(gòu)成本發(fā)明的一部分的裝置、系統(tǒng)、方法、套件、物品和組件等的本發(fā)明的各種方面的其它實(shí)施例和其它細(xì)節(jié)將變得更加明顯。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明在其應(yīng)用上不限于在以下的描述、附圖和權(quán)利要求中闡述的細(xì)節(jié)，而能夠體現(xiàn)為其它的實(shí)施例并以各種方式被實(shí)現(xiàn)或?qū)嵤?/p>

附圖說(shuō)明

當(dāng)參照附圖閱讀以下的具體實(shí)施方式時(shí)，可以更好地理解本發(fā)明的這些和其它特征、方面和優(yōu)點(diǎn)。其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的使用直流微脈沖的電阻點(diǎn)焊的第一方法的流程圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的使用直流微脈沖的電阻點(diǎn)焊的第二方法的流程圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的使用直流微脈沖的電阻點(diǎn)焊的系統(tǒng)的框圖；