[其他]鋁的電阻焊

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 86107783
• 申請日: 1986-11-14
• 公開（公告）號: CN86107783A
• 公開（公告）日: 1987-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬克·威廉·普德爾;奈杰爾·克利頓·戴維斯;彼得·邁克爾·布利萬特-克拉克
• 申請（專利權(quán)）人: 艾爾坎國際有限公司
• 主分類號: B23K11/10
• 分類號: B23K11/10;B23K11/30;B23K35/04
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 羅才希

在進行鋁的電阻焊時，用銅電極時在兩個或多個接觸鋁板施加壓力，同時在兩個電極之間通上強電流。電加熱使加壓點上的焊板界面形成一種熔核。這種技術(shù)是連接鋁件最實用的方法之一，這是因為這種方法可成批生產(chǎn)，降低單價。大部分的鍛鋁合金，無論是熱處理型的的或者是非熱處理型的，都可以進行電阻焊。

電阻焊中最重量的方式就是點焊，包括應(yīng)用兩個相對小電極。已知的和使用中的其他有關(guān)技術(shù)，包括多點焊（同時有多個電極）;凸焊（包括利用焊件的凸出部分）;滾點焊例如縫焊（輪狀電極，在壓力下在焊件上移動）。

本發(fā)明特別與（雖然不是唯一的）自動化大批生產(chǎn)有關(guān)，包括例如汽車車身的電阻點焊。在這方面和其他方面應(yīng)用時，最重要的是要考慮電極壽命問題。點焊鋁和鋁合金所用的一種電極的使用壽命比點焊鋼所用的同類電極要短得多。尤其重要的是，還發(fā)現(xiàn)鋁比鋼的焊接質(zhì)量更不穩(wěn)定。其原因主要有兩個：鋁是一種優(yōu)良的導(dǎo)熱體和導(dǎo)電體（約為鋼體電阻的1/3）;而且鋁表面的氧化膜可作為電極和焊件之間的一種高電阻界面和多變電阻界面。所以，一般地說，用于軟鋼的點焊電極，其予期壽命約為4000焊點，而用于鋁的則低到400焊點。

電阻點焊最重要的問題是電極和焊件之間的電阻（界面電阻）和焊件之間的電阻（接觸電阻或結(jié)合電阻）。在強電流的短脈沖所產(chǎn)生的熱的作用下，結(jié)合面上形成熔核。在這個過程中界面的不同電阻成為控制因素，結(jié)合面要產(chǎn)生焊點需要高電阻，但是高的外界面電阻會由于電極導(dǎo)電頭表面受到破壞，而引起電極和焊件間的界面過熱。精軋鋁合金因這種問題而受到損害。由于氧化膜的性質(zhì)不穩(wěn)定，〔特別是對Aluminium????Association????Inc.公司（以下簡稱AA或AA公司）的注冊商標的5000系列合金〕，使界面電阻變化和引起焊接質(zhì)量不穩(wěn)定。

有人建議，生產(chǎn)一種其兩面具有不同表面電阻（即一種低界面電阻和一種高結(jié)合電阻）的鋁合金。這些建議包括：磨光外表面，外表面的電弧凈化（參閱美國專利3，278，720）;在界面上和結(jié)合面上形成不同厚度的陽極氧化膜（參閱歐洲專利申請153149）。雖然這些方法可以延長電極壽命，但是還不能實際的應(yīng)用在自動化的大批生產(chǎn)中。

英國專利1，554，297敘述了其他延長電極壽命的方法。這種方法包括兩種方式處理電極表面。首先，把表面用噴丸處理成為具有大量相當尖銳的凸脊分割的微細凹槽。然后在粗糙面涂上一層由鎳、鈹、鈷、鐵或其高熔點合金組成的涂層。該篇專利說明書指出，上述兩種處理方式是共同起作用的，但是噴丸處理本身實際上并不提高電極壽命。

當焊接質(zhì)量開始降低時，把電極從焊機上拆下并在個別位置上再修整。對于一個常規(guī)的銅基電極來說，再修整工作僅僅包括應(yīng)用切削刀或者沿適當車徑回轉(zhuǎn)的研磨盤，放在電極之間進行再修整。對于有藥皮的電極，如英國專利1，554，297所敘述的，再修整工作包括了重新涂敷藥皮，這是費時費錢的，何況原始的藥皮電極已經(jīng)不便宜。

英國專利公開說明書A2，139，540敘述了一種鋁元件結(jié)構(gòu)件的制法，其步驟是，將鋁板進行予處理，使面上產(chǎn)生一種含有至少5%（重量）鉻的表面層;把予處理后的鋁板做成元件;元件上應(yīng)用粘合劑;把它組組裝成所需的結(jié)構(gòu);把元件點焊，使結(jié)構(gòu)件具有新的強度;固化粘合劑。這種點焊和粘合劑粘接的綜合技術(shù)稱為焊接一粘接。上述予處理的目的在于改進粘合劑粘接的持久性。但是點焊步驟沒有做詳細介紹。

按照本發(fā)明，延長鋁焊件電阻焊用的電極的使用壽命，可綜合采取下列各種步驟：

a）使電極頭形成一種粗糙表面;

b）在鋁焊件的予定焊接位置的表面上，人工地涂上一種強粘附性涂層;

c）可選擇地使初始焊接的熔核直徑調(diào)定為大于容許的最小直徑，其增大值不大于15%。

上述特性是協(xié)同起作用的，它比任何單一性能更加能延長電極的使用壽命。

這里所說的“鋁”，其定義不僅包括純金屬，也包括富鋁合金，特別是包括AA公司為車輛結(jié)構(gòu)設(shè)想的注冊的那些品種，例如2000，5000和6000系列產(chǎn)品。點焊金屬的厚度，一般為0.6至3.2mm，多數(shù)為0.9至2.0mm。