CN115156681A - 一种多层板的电阻点焊方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电阻点焊技术领域，揭示了一种多层板的电阻点焊方法。多层板包括第一试板、中间试板和第二试板，电阻点焊方法包括：在第二试板的上待焊位置的周围制备支撑脚；将第一试板、中间试板和第二试板依次叠放在一起；支撑脚设置于第二试板和中间试板之间，以用于在第二试板和中间试板之间形成预制间隙；控制点焊机的上电极压紧第二试板的上焊接位置，以及控制点焊机的下电极压紧第一试板的下焊接位置进行焊接。本申请促进焊接组合中外侧薄板、低电阻率材料的形核，避免脱焊、飞溅等焊接缺陷的发生。

Description

一种多层板的电阻点焊方法

技术领域

本申请涉及电阻点焊技术领域，特别地，涉及一种多层板的电阻点焊方法。

背景技术

电阻点焊，是一种压力焊接方法。通常，在电极压力作用下，电流通过焊接板组，在焦耳热的作用下将焊接板组待连接部位熔化，冷却后通过焊核形成连接的熔焊方法。

电阻点焊，在汽车、家电、机械等行业得到了广泛的应用。在实际工程应用中，存在多层板电阻点焊的需求。由多层板构成的焊接板组，当最外层试板厚度较薄、电阻率相对较低时，在焊接板组中该试板与相邻试板界面形核困难。焊接电流较小时，易发生虚焊；焊接电流较大时，焊接板组中的其它界面由于焊核增长过大，易发生严重飞溅，从而影响焊接质量。

发明内容

本申请的目的在于提供一种多层板的电阻点焊方法，促进焊接组合中外侧薄板、低电阻率材料的形核，避免脱焊、飞溅等焊接缺陷的发生。

本申请的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本申请的实践而习得。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种多层板的电阻点焊方法，所述多层板包括第一试板、中间试板和第二试板，所述电阻点焊方法包括：在所述第二试板的上焊接位置的周围制备支撑脚；将所述第一试板、中间试板和第二试板依次叠放在一起，所述支撑脚设置于所述第二试板和中间试板之间，以用于在所述第二试板和中间试板之间形成预制间隙；控制点焊机的上电极压紧第二试板的上焊接位置，以及控制点焊机的下电极压紧第一试板的下焊接位置进行焊接。

在一些实施例中，所述控制点焊机的上电极压紧第二试板的上焊接位置，以及控制点焊机的下电极压紧第一试板的下焊接位置进行焊接包括：上电极和下电极压紧所述多层板，使所述上焊接位置与所述中间试板的预制间隙减小至0；控制上电极和下电极通电，使上焊接位置和下焊接位置产生热量；保持上电极和下电极的压力至焊接完成。

在一些实施例中，所述控制上电极和下电极通电，使上焊接位置和下焊接位置产生热量包括：通预热电流I1对所述上焊接位置和下焊接位置进行预热；通焊接电流I2对所述上焊接位置和下焊接位置之间进行焊接。

在一些实施例中，所述预热电流I1与所述焊接电流I2的关系为：I2＞1.5I1。

在一些实施例中，所述预热电流I1和焊接电流I2之间具有预备时间C，所述预备时间C满足：C≥20ms。

在一些实施例中，所述第一试板的厚度为h1、电阻率为ρ1，所述第二试板的厚度为h2、电阻率为ρ2，其中，所述h2＞h1，所述ρ2＞ρ1。

在一些实施例中，所述中间试板包括至少一块中间板。

在一些实施例中，所述支撑脚距离所述上焊接位置的距离为L，所述L满足：10≤L≤30mm。

在一些实施例中，所述支撑脚的高度为H，所述H满足：0.1mm≤H＜1mm。

在一些实施例中，所述支撑脚的形状包括圆柱状、棱柱状、圆锥状和棱锥状。

由以上本申请的技术方案，与现有技术相比，其显著的有益效果在于：通过在第二试板设置支撑脚，实现在焊接过程中在第二试板与中间试板之间的分流，从而避免第二试板与中间试板之间发生飞溅，并促进第一试板与中间试板之间的形核。其中，支撑脚形状、数量以及与焊接位置之间的距离，显著影响分流电流的大小。一方面，支撑脚与焊接位置之间距离越小，焊接分流越大，效果越明显。另一方面，经测试，支撑脚距离焊接位置之间的距离满足10≤L≤30mm，焊接效果最好。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例性实施例，本申请的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1示出了根据本申请一个实施例的流程图；

图2示出了根据本申请一个实施例的多层板结构示意图；

图3示出了根据本申请一个实施例多层板焊接完成的结构示意图；

图4示出了现有技术多层板焊接完成的示意图。

附图标记说明如下：1、第一试板；2、中间试板；3、第二试板；4、支撑脚；5、预制间隙；6、上电极；7、上焊接位置；8、下电极；9、下焊接位置；10、焊核。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本申请将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本申请的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本申请的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本申请的各方面。

附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。

附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。

根据一些实施例，如图1-2所示，本申请提供了一种多层板的电阻点焊方法，所述多层板包括第一试板1、中间试板2和第二试板3，所述电阻点焊方法包括：步骤101，在所述第二试板3的上焊接位置7的周围制备支撑脚4；步骤102，将所述第一试板1、中间试板2和第二试板3依次叠放在一起，所述支撑脚4设置于所述第二试板3和中间试板2之间，以用于在所述第二试板3和中间试板2之间形成预制间隙5；步骤103，控制点焊机的上电极6压紧第二试板3的上焊接位置7，以及控制点焊机的下电极8压紧第一试板1的下焊接位置9进行焊接。

基于上述实施例，在步骤101中，支撑脚4的数量可以为一个或两个以上，在一些实施例中，支撑脚4设置于第二试板3的上焊接位置的周围，一侧一个，数量总共为两个。支撑脚4的高度为H，所述H需要满足：0.1mm≤H＜1mm，在一些实施例中，支撑脚4的高度H设置为0.2mm。支撑脚4距离上焊接位置7的距离为L，L需要满足：10≤L≤30mm，在一些实施例中，支撑脚4距离上焊接位置7的距离为L＝20mm，支撑脚4的形状可以为圆柱状、棱柱状、圆锥状和棱锥状等，在一些实施例中，支撑脚4的形状设置为圆柱状。

在步骤102中，将所述第一试板1、中间试板2和第二试板3依次叠放在一起，支撑脚4设置于第二试板3和中间试板2之间，以用于在第二试板3和中间试板2之间形成预制间隙5，便于点焊。其中，中间试板2包括至少一块以上的中间板叠加而成。为了更方便理解，本申请将多块中间板叠加而成的试板用一块中间试板2表示，但中间试板2可以代表一块以上的中间板叠加而成。

在步骤103中，控制点焊机的上电极6压紧第二试板3的上焊接位置7，以及控制点焊机的下电极8压紧第一试板1的下焊接位置9进行焊接。其中，上电极6和下电极8上下对齐，在同一竖直线上。

根据一些实施例，所述控制点焊机的上电极6压紧第二试板3的上焊接位置7，以及控制点焊机的下电极8压紧第一试板1的下焊接位置9进行焊接包括：上电极6和下电极8压紧所述多层板，使所述上焊接位置7与所述中间试板2的预制间隙5减小至0；控制上电极6和下电极8通电，使上焊接位置7和下焊接位置9产生热量；保持上电极6和下电极8的压力至焊接完成。

基于上述实施例，采用OBARA公司的中频电阻点焊机DB220。上电极6和下电极8的压力F＝4kN，在压力作用下，上电极6和下电极8之间的上焊接位置7和中间试板2处的预制间隙5由0.2mm降低至0mm，实现上焊接位置7和中间试板2的接触。此时，由于支撑脚4的支撑，支撑脚4周围还保留有预制间隙5。

进一步的，焊接阶段包括预热和焊接。预热电流I1＝3kA，预热时间T1＝40ms。焊接电流I2＝7kA，焊接时间T2＝300ms，需要满足I2＞1.5I1。预热电流和焊接电流之间，具有预备时间C＝40ms，需要满足C≥20ms。焊接阶段，焊接电流在上电极6和下电极8之间流动。部分电流在上焊接位置7和中间试板2处，由上电极6经过上焊接位置7、中间试板2和下焊接位置9流向下电极8；另一部分电流，由上电极6经过第二试板3、支撑脚4、中间试板2和第一试板1流向下电极8。

进一步的，如图3所示，焊接电流停止，保持上电极6和下电极8的压力，直至焊接完成，熔化材料凝固后形成焊核10。该阶段焊接电流降低至0，保持上电极6和下电极8压力的时间为100ms，直至完成焊接，熔化材料凝固后形成焊核10。最终形成的第一试板1和中间试板2之间界面处的焊核10直径为4.8mm；第二试板3和中间试板2之间的焊核10直径为6.1mm。

根据一些实施例，所述第一试板1的厚度为h1、电阻率为ρ1，所述第二试板3的厚度为h2、电阻率为ρ2，其中，所述h2＞h1，所述ρ2＞ρ1。

基于上述实施例，在一些实施例中，第一试板1为0.65mm厚DX54D，即h1＝0.65mm，20℃的电阻率ρ1＝0.106，表面具有GI镀层，镀层熔点419℃、厚度7μm。第二试板3为1.2mm厚热成形钢22MnB5，即h2＝1.2mm，20℃的电阻率ρ2＝0.360，表面无镀层。中间试板2为2.2mm厚热成形钢22MnB5。满足h2＞h1、ρ2＞ρ1。

作为对比，采用传统的焊接方式对多层板进行电阻点焊，对比例和本申请中的焊接设备、上电极6和下电极8完全相同。如图4所示，对比例中多层板的构成为，第一试板1为0.65mm厚DX54D，即h1＝0.65，表面具有GI镀层，镀层熔点419℃、厚度7μm。第二试板3为1.2mm厚热成形钢22MnB5，即h2＝1.2mm,表面无镀层。中间试板2为2.2mm厚热成形钢22MnB5。将第一试板1、中间试板2、第二试板3搭接，将上焊接位置7和下焊接位置9相互对应。对比例中，多层板中没有支撑脚4。对比例采用OBARA公司的中频电阻点焊机DB220。对比例采用与本发明实施例相似的焊接参数：上电极6和下电极8压力F＝4kN；焊接阶段包括预热和焊接，预热电流I1＝3kA，预热时间T1＝40ms，焊接电流I2＝7kA，焊接时间T2＝300ms；预热和焊接电流之间的冷却时间C＝40ms；保持上电极6和下电极8压力的时间为100ms，直至完成焊接，熔化材料凝固后形成焊核10。最终形成的焊核10，第一试板1和中间试板2之间界面处的焊核10直径为2.0mm；第二试板3和中间试板2之间的焊核10直径3为6.1mm。而本申请的最终形成的第一试板1和中间试板2之间界面处的焊核10直径为4.8mm；第二试板3和中间试板2之间的焊核10直径为6.1mm，比传统焊接方式更牢固。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实施方式后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种多层板的电阻点焊方法，其特征在于，所述多层板包括第一试板、中间试板和第二试板，所述电阻点焊方法包括：

在所述第二试板的上焊接位置的周围制备支撑脚；

将所述第一试板、中间试板和第二试板依次叠放在一起，所述支撑脚设置于所述第二试板和中间试板之间，以用于在所述第二试板和中间试板之间形成预制间隙；

控制点焊机的上电极压紧第二试板的上焊接位置，以及控制点焊机的下电极压紧第一试板的下焊接位置进行焊接。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制点焊机的上电极压紧第二试板的上焊接位置，以及控制点焊机的下电极压紧第一试板的下焊接位置进行焊接包括：

上电极和下电极压紧所述多层板，使所述上焊接位置与所述中间试板的预制间隙减小至0；

控制上电极和下电极通电，使上焊接位置和下焊接位置产生热量；

保持上电极和下电极的压力至焊接完成。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述控制上电极和下电极通电，使上焊接位置和下焊接位置产生热量包括：

通预热电流I1对所述上焊接位置和下焊接位置进行预热；

通焊接电流I2对所述上焊接位置和下焊接位置之间进行焊接。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预热电流I1与所述焊接电流I2的关系为：I2＞1.5I1。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预热电流I1和焊接电流I2之间具有预备时间C，所述预备时间C满足：C≥20ms。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一试板的厚度为h1、电阻率为ρ1，所述第二试板的厚度为h2、电阻率为ρ2，其中，所述h2＞h1，所述ρ2＞ρ1。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述中间试板包括至少一块中间板。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述支撑脚距离所述上焊接位置的距离为L，所述L满足：10≤L≤30mm。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述支撑脚的高度为H，所述H满足：0.1mm≤H＜1mm。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述支撑脚的形状包括圆柱状、棱柱状、圆锥状和棱锥状。

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