[發明專利]一種超聲振動輔助金屬塑料搭接電阻點焊設備及方法

有效

• 申請號: 202011040170.4
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112139647B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 楊彪;檀財旺;吳來軍;陳波;宋曉國;馮吉才
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（威海）
• 主分類號: B23K11/11
• 分類號: B23K11/11;B23K11/36
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務所(普通合伙) 23209
• 代理人: 李曉敏

一種超聲振動輔助金屬塑料搭接電阻點焊設備及方法，屬于焊接技術領域。本發明包括電阻焊機、波形發生器、超聲振動裝置、空氣壓縮機、水冷裝置和夾持平臺，電阻焊機和超聲振動裝置分別對稱設置在夾持平臺的上下兩側，波形發生器與超聲振動裝置電性連接，空氣壓縮機分別與電阻焊機和超聲振動裝置連接安裝，水冷裝置與電阻焊機連接安裝。本發明采用單側雙層式電極將電阻點焊機中焊接電源的正負極連在待焊工件的同一側，解決了由于塑料側不導電，現有金屬?塑料搭接接頭難以采用電阻點焊技術實現焊接的問題，超聲振動輔助作用有利于減少焊接過程中金屬?塑料界面產生的團聚性氣孔，提高兩者的結合強度。

技術領域

本發明涉及一種超聲振動輔助金屬塑料搭接電阻點焊設備及方法，屬于焊接技術領域。

背景技術

電阻焊是指利用電流通過焊件及接觸處產生的電阻熱作為熱源的一種焊接方法，將工件局部加熱到熔化或塑性狀態，同時加壓實現冶金結合。焊接時，不需要填充金屬，生產率高，焊件變形小，容易實現自動化。電阻點焊非常適用于薄板搭接接頭的連接。隨著航空航天、電子、汽車、家用電器等工業的發展，電阻點焊越加受到廣泛的重視。同時，對電阻點焊的質量也提出了更高的要求。

為了應對汽車、軌道列車等領域日益增長的輕量化要求，有關部門提出了采用CFRP 等高強度塑料代替部分金屬材料的構想，金屬-塑料復合接頭的使用將大大減小各類車體的重量。然而，現有的電阻點焊接技術在焊接金屬-塑料搭接接頭時存在較多問題。由于塑料幾乎不導電，傳統電阻點焊機雙側電極施壓且電流同時流過上下板材產生電阻熱的工作方式不再適用。此外，由于塑料熔點低，在大電流產生的集中電阻熱作用下，金屬-塑料界面會產生大量微氣孔，這些氣孔容易團聚并分布在界面附近，嚴重降低連接強度。

因此，亟需提出一種超聲振動輔助金屬塑料搭接電阻點焊設備及方法，以解決上述技術問題。

發明內容

本發明研發目的是為了解決由于塑料側不導電，現有金屬-塑料搭接接頭難以采用電阻點焊技術實現焊接的問題，在下文中給出了關于本發明的簡要概述，以便提供關于本發明的某些方面的基本理解。應當理解，這個概述并不是關于本發明的窮舉性概述。它并不是意圖確定本發明的關鍵或重要部分，也不是意圖限定本發明的范圍。

本發明的技術方案：

一種超聲振動輔助金屬塑料搭接電阻點焊設備，包括電阻焊機、波形發生器、超聲振動裝置、空氣壓縮機、水冷裝置和夾持平臺，電阻焊機和超聲振動裝置分別對稱設置在夾持平臺的上下兩側，波形發生器與超聲振動裝置電性連接，空氣壓縮機分別與電阻焊機和超聲振動裝置連接安裝，水冷裝置與電阻焊機連接安裝。

優選的：所述電阻焊機包括焊接電源，第一焊接氣缸，電極臂、阻焊壓頭和安裝架，安裝架上端安裝有第一焊接氣缸，安裝架下端安裝有電極臂，第一焊接氣缸與電極臂連接安裝，電極臂與阻焊壓頭連接安裝，焊接電源與電極臂和阻焊壓頭電性連接，第一焊接氣缸與空氣壓縮機連接安裝。

優選的：所述超聲振動裝置包括超聲振動槍和第二焊接氣缸，焊接氣缸底部通過橫梁安裝在夾持平臺下端，超聲振動槍連接安裝在第二焊接氣缸頂部，第二焊接氣缸與空氣壓縮機連接安裝。

優選的：所述夾持平臺上端面加工有焊接孔，夾持平臺上端面焊接孔的兩側安裝有夾緊塊，超聲振動槍的槍頭端安裝在焊接孔內，超聲振動槍與阻焊壓頭的中心豎直軸線設置在同一豎直軸線上。

優選的：所述水冷裝置為機械水泵，水冷裝置通過冷卻水管與阻焊壓頭連通安裝。

優選的：所述阻焊壓頭為雙層式阻焊壓頭，所述阻焊壓頭為雙層式阻焊壓頭，阻焊壓頭包括內側圓柱電極、外側圓柱套筒電極、電極環和密封墊片，外側圓柱套筒電極左右兩端分別加工有進水口和出水口，冷卻水管通過進水口和出水口與外側圓柱套筒電極連通安裝，焊接電源分別與內側圓柱電極和外側圓柱套筒電極電性連接，電極臂通過電極環安裝在外側圓柱套筒電極頂部，內側圓柱電極和外側圓柱套筒電極之間的上下兩端分別安裝有密封墊片。