[發(fā)明專利]一種用于鋁-鋼異種板材焊接的電阻點(diǎn)焊裝置及焊接方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610152843.2
• 申請(qǐng)日: 2016-03-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107199391B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-08-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王銀軍;李永兵;張超群
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海梅山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號(hào): B23K11/11
• 分類號(hào): B23K11/11
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司 32206
• 代理人: 顧進(jìn)

本發(fā)明涉及一種用于鋁?鋼異種板材焊接的電阻點(diǎn)焊裝置及焊接方法，主要解決現(xiàn)有鋁?鋼異種板材電阻點(diǎn)焊存在的鋁板翹曲變形、焊接質(zhì)量差、生產(chǎn)效率低和操作不安全的技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明電阻點(diǎn)焊裝置，包括中心銅電極、絕緣環(huán)、鋼套、下部銅電極和絕緣銷(xiāo)，鋼套與中心銅電極同軸，鋼套的內(nèi)壁和中心銅電極之間設(shè)有與絕緣環(huán)厚度相匹配的間隙，中心銅電極外側(cè)鑲套絕緣環(huán)，鋼套、絕緣環(huán)和中心銅電極通過(guò)絕緣銷(xiāo)固定連接成整體構(gòu)成復(fù)合電極，下部銅電極和中心銅電極同軸，復(fù)合電極和下部銅電極周邊外置有冷卻噴嘴。本發(fā)明裝置制作成本低，焊接效率高，焊接質(zhì)量高，滿足了鋁板和鋼板焊接需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種焊接裝置，特別涉及一種用于鋁-鋼異種板材焊接的電阻點(diǎn)焊裝置及焊接方法，用于解決鋁-鋼異種板材電阻點(diǎn)焊焊接存在焊接質(zhì)量差、生產(chǎn)效率低和操作不安全等問(wèn)題，特別有效解決焊接接頭翹曲變形問(wèn)題。

背景技術(shù)

為了降低能源消耗、減少汽車(chē)尾氣排放，汽車(chē)輕量化是未來(lái)必然的發(fā)展趨勢(shì)。鋁-鋼混合材料車(chē)身是目前車(chē)身輕量化的主要發(fā)展方向之一。點(diǎn)焊是目前車(chē)身制造最重要的連接方法。然而，鋁-鋼異種板材點(diǎn)焊面臨很多挑戰(zhàn)，存在焊接界面脆性金屬間化合物、鋁板翹曲變形大等問(wèn)題。鋁板的翹曲變形是由于點(diǎn)焊加熱時(shí)，焊接區(qū)局部溫度快速上升，鋁板發(fā)生軟化，電極頭壓入鋁板引起較大的塑性變形而導(dǎo)致。焊接變形的控制途徑有焊前剛性固定法、焊后熱處理和隨焊激冷等方法。

剛性固定法是采用強(qiáng)制手段，例如壓鐵法，來(lái)控制焊接變形；車(chē)身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，曲面結(jié)構(gòu)眾多難以實(shí)現(xiàn)焊點(diǎn)周?chē)膭傂怨潭ā?/p>

中國(guó)專利申請(qǐng)CN 104148863A，公開(kāi)了一種防焊接變形夾具,包括支撐平臺(tái)和安裝在支撐平臺(tái)上且與支撐平臺(tái)組成移動(dòng)副的定位平臺(tái)，定位平臺(tái)包括快速夾鉗；焊后熱處理可以消除殘余應(yīng)力，防止薄板的回彈，但車(chē)身整體結(jié)構(gòu)龐大，難以進(jìn)行焊后熱處理，同時(shí)車(chē)身制造要求很高的生產(chǎn)節(jié)拍，焊后熱處理會(huì)嚴(yán)重降低生產(chǎn)效率。

中國(guó)專利申請(qǐng)CN 103205557A，公開(kāi)了一種不銹鋼工件焊后熱處理工藝,其按以下步驟進(jìn)行的：裝爐→加熱→保溫→冷卻→卸裝→熱處理記錄→檢驗(yàn)，隨焊激冷法通過(guò)調(diào)整焊接溫度場(chǎng)，控制焊縫和近縫區(qū)塑性應(yīng)變的發(fā)展，進(jìn)而達(dá)到控制焊接變形的目的。但隨焊激冷法需要使用大量冷卻介質(zhì)，例如水等，這些冷卻介質(zhì)在焊接現(xiàn)場(chǎng)可能會(huì)引發(fā)生產(chǎn)事故，因此不適合在車(chē)身生產(chǎn)線使用。

中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)朇N201210422537.8，公開(kāi)了一種鐵素體不銹鋼的隨焊激冷焊接方法,該方法通過(guò)在焊接過(guò)程中使用液氮進(jìn)行隨焊激冷，并用氬氣進(jìn)行保護(hù)。

現(xiàn)有焊接裝置難以解決鋁-鋼異種板材電阻點(diǎn)焊焊接存在焊接質(zhì)量差、生產(chǎn)效率低和操作不安全等問(wèn)題，因此很有必要開(kāi)發(fā)針對(duì)鋁鋼點(diǎn)焊時(shí)鋁板翹曲變形的焊接變形控制方法或電阻點(diǎn)焊裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種用于鋁-鋼異種板材焊接的電阻點(diǎn)焊裝置及焊接方法，主要解決現(xiàn)有鋁-鋼異種板材電阻點(diǎn)焊存在的鋁板翹曲變形、焊接質(zhì)量差、生產(chǎn)效率低和操作不安全的技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種用于鋁-鋼異種板材焊接的電阻點(diǎn)焊裝置，包括中心銅電極、絕緣環(huán)、鋼套、下部銅電極和絕緣銷(xiāo)，其特征是：鋼套與中心銅電極同軸，鋼套的內(nèi)壁和中心銅電極之間設(shè)有與絕緣環(huán)厚度相匹配的間隙，中心銅電極外側(cè)鑲套絕緣環(huán)，鋼套和絕緣環(huán)上設(shè)有相匹配的定位通孔，中心銅電極上設(shè)有和鋼套、絕緣環(huán)上定位通孔相匹配的定位盲孔，鋼套、絕緣環(huán)和中心銅電極通過(guò)絕緣銷(xiāo)固定連接成整體構(gòu)成復(fù)合電極，絕緣銷(xiāo)依次穿過(guò)鋼套、絕緣環(huán)上的定位通孔固定在中心銅電極上的盲孔內(nèi)，下部銅電極和中心銅電極同軸，復(fù)合電極和下部銅電極周邊外置有冷卻噴嘴。

電阻點(diǎn)焊裝置的中心銅電極與電阻點(diǎn)焊機(jī)的上底座固定連接，電阻點(diǎn)焊裝置的下部銅電極與電阻點(diǎn)焊機(jī)的下底座固定連接。

焊接作業(yè)時(shí)，低溫液態(tài)CO₂或N₂通過(guò)冷卻噴嘴噴出，給復(fù)合電極、下部銅電極、焊件的焊接熱影響區(qū)快速冷卻，為進(jìn)一步抑制鋁板的翹曲變形，優(yōu)選控制復(fù)合電極和下部銅電極溫度≤100℃。