[發明專利]電阻點焊系統和方法

有效

• 申請號: 201510202284.7
• 申請日: 2015-04-24
• 公開（公告）號: CN104999662B
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: G.肖;王培中;J.F.阿林茲;J.C.西默
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: B29C65/24
• 分類號: B29C65/24
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 賀紫秋,陳茜

技術領域

本發明涉及電阻點焊系統和方法。

背景技術

焊接是用于將兩個或更多工件(例如金屬基板)連結的工藝。通常，焊接可以包括對至少兩個工件加熱且加壓，以便將工件聯合。多年來已經開發了許多焊接工藝。

發明內容

電阻點焊是一類焊接工藝，其中電流經過兩個電極和工件，以在工件中產生局部加熱。形成工件的材料熔化且在兩個工件之間的界面處結合，由此形成焊接熔池。焊接熔池隨后冷卻以形成焊核。有用的是使得完成電阻點焊過程所花費的時間最小化，且使得使用電阻點焊工藝形成的焊接接頭的強度和質量最大化。為此，本發明公開一種已經開發出來的電阻點焊系統和方法。

本發明公開的電阻點焊系統可用于連結兩個或更多聚合物工件。在一實施例中，電阻點焊系統包括配置為供應電能的電源。電源具有正端子和負端子。電阻點焊系統進一步包括電連接到電源的焊接電極組件。焊接電極組件包括殼體、第一導電銷，和第二導電銷。第一和第二導電銷兩者從殼體突出。第一導電銷電連接到電源的正端子，且第二導電銷電連接到電源的負端子。第二導電材料與第一導電銷電絕緣且兩個銷與殼體電絕緣。第一和第二導電銷至少部分地用按照Rockwell C度量具有50HRC到70HRC范圍的硬度的材料制造。本發明還涉及焊接電極組件。此外，本發明涉及電阻點焊方法。電阻點焊方法至少包括下列的步驟：(a)將導電涂層置于第一聚合物工件和第二聚合物工件之間；(b)用焊接電極組件的第一和第二導電銷穿入第一聚合物工件；和(c)將電能施加到第一和第二導電銷，使得電流流過第一導電銷、涂層和第二導電銷，以便至少部分地熔化第一聚合物工件、第二聚合物工件和涂層，由此在接合界面處形成焊接熔池。

根據本發明的一個方面，提出一種電阻點焊電極組件，包括：

殼體；

第一導電銷，從殼體突出，其中第一導電銷配置為電連接到電源的正端子；

第二導電銷，從殼體突出，其中第二導電銷配置為電連接到電源的負端子且與第一導電銷電絕緣；和

其中第一和第二導電銷至少部分地用硬度范圍為50HRC到70HRC的材料制造。

優選地，其中第一和第二導電銷每一個具有錐形末端。

優選地，其中殼體限定分別接收第一和第二導電銷的第一和第二開口。

根據本發明的另一方面，提出一種電阻點焊方法，包括：

將導電涂層置于第一聚合物工件和第二聚合物工件之間；

用焊接電極組件的第一和第二導電銷穿入第一聚合物工件；和

將電能施加到第一和第二導電銷，從而電流流過第一導電銷、涂層和第二導電銷，以便至少部分地熔化第一聚合物工件、第二聚合物工件和涂層，由此形成焊接熔池。

優選地，方法進一步包括將夾持力施加到第一和第二聚合物工件，以便將第一聚合物工件壓抵涂層和第二聚合物工件。

優選地，方法進一步包括讓第一和第二導電銷前進通過第一聚合物工件，直到第一和第二導電銷部分地刺入第二聚合物工件。

優選地，方法進一步包括在形成焊接熔池之后將第一和第二導電銷從第一聚合物工件取出。

優選地，方法進一步包括冷卻焊接熔池直到焊接熔池固化。

優選地，其中第一和第二聚合物工件的每一個具有約270攝氏度的熔點，且將電能施加到第一和第二導電銷包括將足夠的電流供應到涂層達到足夠量的時間，以便以大于270攝氏度的溫度加熱第一聚合物工件、第二聚合物工件和涂層。

優選地，其中涂層至少部分地用導電且導熱的材料制造。

在下文結合附圖進行的對實施本發明的較佳模式做出的詳盡描述中能容易地理解上述的本發明的特征和優點以及其他的特征和優點。

附圖說明

圖1是焊接系統的示意性正視截面圖；

圖2是在兩個聚合物工件之間的兩個聚合物工件和涂層的示意性正視截面圖；

圖3是圖2所示的兩個聚合物工件、涂層的示意性正視截面圖，且焊接電極組件將夾持力施加到聚合物工件；

圖4是圖3所示的兩個聚合物工件、涂層和焊接電極組件的示意性正視截面圖，其中焊接電極組件正對涂層施加電能；

圖5是圖4所示的兩個聚合物工件、涂層和焊接電極組件的示意性正視截面圖，其中焊接電極組件從工件取出；

圖6是插入件和焊接熔池的截面圖。

具體實施方式