[發明專利]用于鋁工件膠接點焊的電極帽及其焊接方法

在審

• 申請號: 202310164116.8
• 申請日: 2023-02-24
• 公開（公告）號: CN116213903A
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 王艷俊;楊上陸;白瑾瑜;陳雙建
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: B23K11/30
• 分類號: B23K11/30;B23K11/11;B23K11/00
• 代理公司: 上海一平知識產權代理有限公司 31266
• 代理人: 徐迅;崔佳佳

1.一種用于鋁工件膠接點焊的電極帽，其特征在于，所述電極帽包括：

位于所述電極帽的中心并圍繞中心軸線向所述電極帽的外側凸出的整體呈穹頂狀的第一表面；

環繞所述第一表面外側的第二表面；以及

設置在所述第二表面上具有圍繞所述中心軸線回轉凸出或凹陷的多個環形脊，所述環形脊的數量為2-5個；

其中，單個所述環形脊的截面中心軸線垂直于所述第二表面；所述第一表面的高度超過所述環形脊的高度不小于0.02mm；

其中，以所述電極帽的中心為中心，直徑為的圓柱側曲面與所述第二表面的交匯處上的一點p距離所述第一表面最高點的高度為h0，滿足h0≤0.15T，其中T為所述鋁工件的厚度。

2.根據權利要求1所述的電極帽，其特征在于，所述第一表面的外徑d1為3-8mm，且其中T為所述鋁工件的板厚。

3.根據權利要求1所述的電極帽，其特征在于，所述第一表面上凸起的高度h1為0.02-0.6mm。

4.根據權利要求1所述的電極帽，其特征在于，所述第一表面為弧面，其曲率半徑R為15-100mm；且其中T為所述鋁工件的板厚。

5.根據權利要求1所述的電極帽，其特征在于，所述第二表面為平面，或曲率半徑r在20-100mm之間的曲面。

6.根據權利要求1所述的電極帽，其特征在于，所述第二表面的外徑d2為8-15mm。

7.根據權利要求1所述的電極帽，其特征在于，每個所述環形脊的高度為20-300μm；所述環形脊的底部寬度為0.1-0.5mm。

8.根據權利要求7所述的電極帽，其特征在于，最內側所述環形脊的高度為50-200μm。

9.根據權利要求1所述的電極帽，其特征在于，所述第二表面外徑處距離第一表面最高點的高度為h2,其中h2不超過板厚的0.3倍。

10.根據權利要求1所述的電極帽，其特征在于，多個所述環形脊的頂點在一個球面上，所述球面的球心與所述第二表面所在球面的球心為同一個。

11.一種電阻點焊方法，其特征在于，所述方法包括：

(a)提供一對如權利要求1-10中任一項所述的電極帽；

(b)預壓階段：將一對所述電極帽分別置于堆疊的所述鋁工件兩側，執行預壓，施加的電極壓力為2000-8000N，持續時間為200-1500ms，使所述電極帽的最中心穹頂面首先與所述鋁工件接觸；在所述鋁工件之間包含一層用于膠接的膠層；

(c)通電焊接階段：將所述電極帽導通一段或多段焊接電流，所述焊接電流的有效值為22KA-65KA，隨著時間的進行，所述鋁工件與所述第一表面接觸區域逐漸向外擴展并使所述第二表面上的所述環形脊由內向外逐漸接觸；電流首先由電極中心通過并逐漸向外擴展至所述環形脊部位，隨著焊接時間的進行，所述鋁工件中心接觸部位熔化形成焊接熔池；

(d)冷凝階段：停止焊接電流，維持所述電極帽和所述鋁工件的狀態持續30-300ms，熔化金屬凝固形成完整焊點。