一種能有效防止熔核偏移的鋁合金用點焊電極的製作方法
2023-07-13 14:19:26
一種能有效防止熔核偏移的鋁合金用點焊電極的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種能有效防止熔核偏移的鋁合金用點焊電極，屬於點焊【技術領域】。它包括電極本體，還包括散熱管，所述的電極圓盤底座和電極工作端內部有一個共同的圓柱形空腔；所述的電極圓盤底座的外徑大於電極工作端的外徑；所述的電極工作端遠離電極圓盤底座的一端還包括過渡斜面；所述的散熱管位於圓柱形空腔中；所述的散熱管的頂部與電極圓盤底座的頂部位於同一水平面，散熱管的底部高於圓柱形空腔的底部。本實用新型在使用時，能避免該電極在點焊時出現不均勻點接觸引起的局部小爆炸，保證焊接質量；同時圓柱形內腔，改善了熱量的傳遞路線，有效的避免了熔核偏移；而且散熱管的設計，使得熔核不易偏移，焊接效果好。
【專利說明】一種能有效防止熔核偏移的鋁合金用點焊電極
【技術領域】
[0001]本發明屬於點焊【技術領域】，具體地說，涉及一種點焊電極，更具體地說，涉及一種能有效防止熔核偏移的鋁合金用點焊電極。
【背景技術】
[0002]鋁合金的電阻點焊是汽車車身自動化生產中最重要的焊接工藝方法，但是鋁合金電阻點焊中存在的一個主要問題就是電極過快燒損，引起電極的頻繁更換。影響生產效率。通過對鋁合金點焊電極燒損失效機理的研究發現，點焊時電極與鋁合金工件接觸面間的不均勻點接觸造成通電瞬間局部小爆炸而使電極端面局部區域產生塑性變形，這種局部的塑性變形反過來又加劇了電極與工件接觸面間的不均勻點接觸，由不均勻點接觸引起的局部小爆炸和銅鋁合金化交互作用，使電極失效速度加快。鋁合金焊接有很多的方法和工藝，但眾所周知，鋁合金的電阻點焊是汽車車身自動化生產中最重要的加工方法，但是，由於鋁合金具有非常好的導電、導熱性能，其表面又往往具有一層緻密的氧化膜，其熔點溫度是鋁合金熔點溫度的3倍以上，這就給鋁合金材料的電阻點焊帶來了極大的困難，與普通碳鋼點焊相比，鋁合金點焊不僅需要採用較大的焊接電流，而且焊接分流影響較大，電極燒損嚴重，電極直徑變化大，對於一般低碳鋼的點焊，電極壽命可以達到幾千點，而鋁合金的點焊一般僅能達到幾十點，焊接質量難以控制，遠遠不能滿足連續化生產的要求，從而嚴重影響了鋁合金在汽車工業中的應用，因此，如何提高電極壽命和焊接質量，便成了問題的核心和關鍵；鋁合金點焊電極延壽技術研究的基本原則，就是要減輕電極與鋁合金工件接觸面間的銅鋁合金化以及減少不均勻點接觸造成的局部小爆炸，而現在這個問題一直沒有有效的解決方案，也有人嘗試採用在電極底部加上鍍層的方法，不但成本過高，而且效果不理想。
【發明內容】
[0003]1、要解決的問題
[0004]針對現有技術中點焊時電極與鋁合金工件接觸面間的不均勻點接觸造成通電瞬間局部小爆炸而使電極端面局部區域產生塑性變形，這種局部的塑性變形反過來又加劇了電極與工件接觸面間的不均勻點接觸，由不均勻點接觸引起的局部小爆炸和銅鋁合金化交互作用，使電極失效速度加快的問題，本發明提供一種能有效防止熔核偏移的鋁合金用點焊電極。
[0005]2、技術方案
[0006]為了達到本發明的目的，本發明採用如下技術方案:
[0007]—種能有效防止熔核偏移的鋁合金用點焊電極，包括電極本體，還包括散熱管，所述的電極本體由電極圓盤底座和電極工作端組成；所述的電極圓盤底座和電極工作端都為圓筒形；所述的電極圓盤底座和電極工作端內部有一個共同的圓柱形空腔；所述的電極圓盤底座的外徑大於電極工作端的外徑；所述的電極工作端遠離電極圓盤底座的一端還包括過渡斜面；所述的過渡斜面的兩端分別與圓柱形空腔的側面和電極工作端的外側面連接；所述的圓柱形空腔的側面和電極工作端的外側面平行；所述的過渡斜面與圓柱形空腔的側面的夾角為30-60° ;所述的散熱管位於圓柱形空腔中；所述的散熱管的頂部與電極圓盤底座的頂部位於同一水平面，散熱管的底部高於圓柱形空腔的底部。
[0008]優選地，所述的過渡斜面與圓柱形空腔的側面的夾角為43°。
[0009]優選地，所述的散熱管的底部離圓柱形空腔的底部的距離為0.5-lmm。
[0010]優選地，所述的散熱管的底部離圓柱形空腔的底部的距離為0.7_。
[0011]優選地，所述的散熱管的材質為銅，其內部裝有水。
[0012]3、有益效果
[0013]相比於現有技術，本發明的有益效果為:
[0014](I)本發明還包括散熱管，散熱管位於圓柱形空腔中，散熱管的頂部與電極圓盤底座的頂部位於同一水平面，散熱管的底部高於圓柱形空腔的底部，點焊時過渡斜面首先接觸工件表面，開始點焊過程，此時過渡斜面包圍(即對應圓柱形空腔)的工件部分會發生隆起，與散熱管接觸，此時此處的工件的溫度會迅速降低，工件中熔化的金屬迅速凝結，熔核不易偏移，焊接效果好；
[0015](2)本發明的電極本體由電極圓盤底座和電極工作端組成，電極圓盤底座和電極工作端都為圓筒形，電極圓盤底座和電極工作端內部有一個共同的圓柱形空腔，電極圓盤底座的外徑大於電極工作端的外徑，電極工作端遠離電極圓盤底座的一端還包括過渡斜面，過渡斜面的兩端分別與圓柱形空腔的側面和電極工作端的外側面連接，圓柱形空腔的側面和電極工作端的外側面平行，過渡斜面與圓柱形空腔的側面的夾角為30-60°，該設計使得本發明在工作的過程中保證電極與工件的接觸面較小，接觸面成圓環形，一旦一處發生局部小爆炸而使電極端面局部區域產生塑性變形，則帶動改點附近區域也發生塑性變形，迅速擴大塑性變形區域，能避免該電極在進行下一次點焊時再次出現不均勻點接觸引起的局部小爆炸，保證焊接質量；同時圓柱形內腔，改善了熱量的傳遞路線，有效的避免了熔核偏移；
[0016](3)本發明的過渡斜面與圓柱形空腔的側面的夾角為43°是最佳方案，既能保證塑性變形區域的擴大適中，又不至於引起電極壽命的急劇縮短；
[0017](4)本發明的散熱管的底部離圓柱形空腔的底部的距離為0.7mm時，焊接效果最好，熔核偏移少，而且焊接牢固；
[0018](5)本發明的散熱管的材質為銅，其內部裝有水，結構簡單、成本低、使用方便。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1為本發明的剖視圖；
[0020]圖2為本發明的俯視圖。
[0021]圖中:1、散熱管；2、電極圓盤底座；3、電極工作端；31、過渡斜面；32、圓柱形空腔。【具體實施方式】
[0022]下面結合具體實施例對本發明進一步進行描述。
[0023]實施例1
[0024]如圖1、圖2所示，一種能有效防止熔核偏移的鋁合金用點焊電極，包括電極本體，還包括散熱管1，電極本體由電極圓盤底座2和電極工作端3組成；電極圓盤底座2和電極工作端3都為圓筒形；電極圓盤底座2和電極工作端3內部有一個共同的圓柱形空腔32 ；電極圓盤底座2的外徑大於電極工作端3的外徑；電極工作端3遠離電極圓盤底座2的一端還包括過渡斜面31 ;過渡斜面31的兩端分別與圓柱形空腔32的側面和電極工作端3的外側面連接；圓柱形空腔32的側面和電極工作端3的外側面平行；散熱管I位於圓柱形空腔32中；散熱管I的頂部與電極圓盤底座2的頂部位於同一水平面，散熱管I的底部高於圓柱形空腔32的底部。過渡斜面31與圓柱形空腔32的側面的夾角為43°。散熱管I的底部離圓柱形空腔32的底部的距離為0.7mm，散熱管I的材質為銅，其內部裝有水。
[0025]電極圓盤底座2的外徑為15mm,電極工作端3的直徑為6mm,材料為銅，圓柱形空腔32的直徑為4.0mm，散熱管I的直徑為3.9mm，工作時，將電極圓盤底座2卡在點焊機上，點焊時過渡斜面31首先接觸工件表面，開始點焊過程，此時過渡斜面31包圍(即對應圓柱形空腔32)的工件部分會發生隆起，與散熱管I接觸，此時此處的工件的溫度會迅速降低，工件中熔化的金屬迅速凝結，熔核不易偏移，實驗結果表明，電極的壽命達到263次，同時由於中間圓柱形空腔32的設計，熱擴散均勻，焊接質量良好，同時由於散熱管I的作用，達到了熔核無偏移的效果。
[0026]實施例2
[0027]同實施例1，所不同的是過渡斜面31與圓柱形空腔32的側面的夾角為30°，散熱管I的底部離圓柱形空腔32的底部的距離為1mm。點焊壽命達到248次，焊接質量良好，熔核無偏移。
[0028]實施例3
[0029]同實施例1，所不同的是過渡斜面31與圓柱形空腔32的側面的夾角為60°，散熱管I的底部離圓柱形空腔32的底部的距離為0.5mm。點焊壽命達到259次，焊接質量良好，熔核無偏移。
【權利要求】
1.一種能有效防止熔核偏移的鋁合金用點焊電極，包括電極本體，其特徵在於:還包括散熱管(1)，所述的電極本體由電極圓盤底座(2)和電極工作端(3)組成；所述的電極圓盤底座(2 )和電極工作端(3 )都為圓筒形；所述的電極圓盤底座(2 )和電極工作端(3 )內部有一個共同的圓柱形空腔(32);所述的電極圓盤底座(2)的外徑大於電極工作端(3)的外徑；所述的電極工作端(3)遠離電極圓盤底座(2)的一端還包括過渡斜面(31);所述的過渡斜面(31)的兩端分別與圓柱形空腔(32)的側面和電極工作端(3)的外側面連接；所述的圓柱形空腔(32)的側面和電極工作端(3)的外側面平行；所述的過渡斜面(31)與圓柱形空腔(32)的側面的夾角為30-60° ;所述的散熱管(I)位於圓柱形空腔(32)中；所述的散熱管(I)的頂部與電極圓盤底座(2)的頂部位於同一水平面，散熱管(I)的底部高於圓柱形空腔(32)的底部。
2.根據權利要求1所述的一種能有效防止熔核偏移的鋁合金用點焊電極，其特徵在於:所述的過渡斜面(31)與圓柱形空腔(32)的側面的夾角為43°。
3.根據權利要求1所述的一種能有效防止熔核偏移的鋁合金用點焊電極，其特徵在於:所述的散熱管(I)的底部離圓柱形空腔(32)的底部的距離為0.5-lmm。
4.根據權利要求3所述的一種能有效防止熔核偏移的鋁合金用點焊電極，其特徵在於:所述的散熱管(I)的底部離圓柱形空腔(32)的底部的距離為0.7mm。
5.根據權利要求1-4中任意一項所述的一種能有效防止熔核偏移的鋁合金用點焊電極，其特徵在於:所述的散熱管(I)的材質為銅，其內部裝有水。
【文檔編號】B23K11/30GK203509324SQ201320510259
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年8月21日 優先權日:2013年8月21日
【發明者】錢根來, 李康, 魏鑫, 夏守忠, 陳微霞, 丁亭 申請人:蕪湖奕辰模具科技有限公司