[发明专利]向点焊电极施加表面起伏

说明书

技术领域

本发明涉及用于在点焊电极的焊接面上施加表面起伏的图像或图案的方法，以使得可以将功能性的并且美观的图案重复地施加到点焊工件的表面。在很多实施例中，本发明与在焊接面上形成这样的图像有关，其中图像并不包括关于电极焊接面中心圆对称的特征。

背景技术

电阻点焊是一种在用于制造机动车辆车身和其他车辆元件的很多加工过程中使用的连接方法。例如，它被用于通过在工件合适位置处的一系列点焊将金属板的内部和外部覆盖件(例如门、行李箱盖、提升门和引擎罩)彼此焊接。金属板材可以是钢合金、镀锌钢、铝合金、镁合金等。这些工件的组装要相继通过焊接区(或工作站)，在此通过由焊接装置携带的一对或多对相对的水冷式高电导率的铜合金电极进行点焊。焊接装置可以是机器人并且被控制用于夹持点焊电极并将其压向工件的相对两侧，然后输送瞬时焊接电流通过电极和工件以在金属工件的相对表面之间形成焊接。焊接装置断开电极并将它们(或工件)逐渐向前输送以继续进行这样的焊接。

电极通常都是圆柱体，其一端(柄端)被固定在焊接装置内而另一端呈现要被压成与工件表面形成电接触的焊接面。电极通常被固定为与其焊接面以对立的面对关系轴向对齐。这些焊接面是为了要接触一个或多个金属工件的表面并产生合适的焊核。

用于点焊钢的电极面被成形为具有球形穹面的形状，其通常可以与圆形电极主体的柱体轴线同心。穹面形状可以被机械加工为具有平面用于接触钢表面。但是这些焊接面会在钢表面上留下尖锐的印记，这可能会具有过多的压痕和/或具有与工件表面形成不美观、不均匀的角度。这样的电极形状容易在焊接周围造成不受欢迎的板材变形。而且，从板材表面排出的金属可能会导致有不合需要的从板材表面凸出的须状或指状金属。

转让于本发明受让人的三件共同未决的美国专利申请公开了在金属工件内形成高质量点焊的焊接电极。除了在钢工件、镀锌钢工件、铝合金工件或镁工件内形成高质量点焊以外，这些电极在焊点处会形成可识别的图像和有吸引力的图像。这些焊接物品的观看者会认为这些图像具有高感知度的质量，也就是说它们具有被认为是表明高质量的外观。这些申请是2006年9月28日提交的并且发明名称为“WeldingElectrode with Contoured Face”的11/536,001号申请(公开号为US2008/0078749)；2008年10月15日提交的并且发明名称为“WeldElectrode for Attractive Weld Appearance”的12/251,636号申请以及2009年1月21日提交的并且发明名称为“Weld Electrode forAttractive Weld Appearance”的12/251,636号申请。这些申请公开了在圆形(俯视图)电极面内使用凸起或凹陷。在电极的成形端接触工件并且开始有电流时，表面上的凸起和/或凹陷的形状就在电极所接触的至少一块板材的焊接受热软化表面内构成了视觉互补(反向)且可识别的焊点图像。这些图像被机械加工或以其他方式成形在共同作用的一个或两个铜合金电极的表面内。有时图像在电极表面内是凸起或凹陷的环形或其他几何形状，同心于焊接面的中心并且通常同心于电极的轴线。其他的可见图像可以是字母或图标的形式，它们可以是非圆形，或者如果是圆形的话，它们可以不以圆形焊接面的轴线为中心。优选地这样的图像被成形在加工物品可见表面(例如机动车辆车身表面)的焊点处。

本公开通过促进初始电极焊接面(电极的工件接触表面)的成型或成形以及在焊接操作已经侵蚀了焊接面图像之后促进初始电极焊接面的重新修整而改进了这种电极的使用。

发明内容

本发明提供了将特定图案快速而有效地引入到电阻焊接电极的焊接面表面上的方法。本领域中的现有技术强调使用旋转修正刀片来形成中心在焊接电极表面上的轴向对称图案。但是，通常，对于特定应用可能会需要更加复杂的图案。在本发明的优选实施例中，可以向焊接区加入附加设备，目的是为了重修电极表面以具有所需的图案。电极也可以被离线制备，不过这并非优选，原因在于由焊接过程导致的相对快速的磨损/退化会使得在线表面重修更好地适用于最小化生产中断并且能够在大批量环境中连续生产。例如，在被装入机器人焊接机械中的焊枪内使用电极时，机械手可以如本文中所公开的那样被用于在焊接区内移动具有被侵蚀的电极焊接面的已用电极以进行焊接面的重新修整操作。