[发明专利]一种基于同侧电极的异种材料连接装置

权利要求书

1.一种基于同侧电极的异种材料连接装置，其特征在于，包括压头(1)、电源(2)、辅助电极(3)、工作电极(4)、导电体(5)、上层试样(6)、下层试样(7)和连接件(8)；辅助电极(3)和工作电极(4)通过导电体(5)与电源(2)相连接，辅助电极(3)与下层试样(7)相接触，下层试样(7)位于工作电极(4)与压头(1)之间，上层试样(6)位于下层试样(7)与压头(1)之间，连接件(8)位于上层试样(6)与压头(1)之间；

所述的上层试样(6)、下层试样(7)及连接件(8)均为导电材料；

所述的连接件(8)的熔点T₈高于的上层试样(6)的熔点T₆，即T₈>T₆；下层试样(7)的熔点T₇高于上层试样(6)的熔点T₆，即T₇>T₆；连接件(8)与下层试样(7)进行电阻点焊，焊点接头强度为F₈₇，上层试样(6)与下层试样(7)进行电阻点焊，获得的焊点接头强度为F₆₇，满足F₈₇>F₆₇。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的辅助电极(3)与工作电极(4)位于下层试样(7)的同侧。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的连接件(8)由轴端和凸台端构成；轴端为有尖端或锥状，轴端与上层试样(6)相接触；凸台端与轴端接触的部位有向内凹陷的凹槽。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置操作步骤如下：

1)压头(1)及工作电极(4)处于打开状态，在工作电极(4)和压头(1)之间依次放入下层试样(7)和上层试样(6)；

2)将连接件(8)置于上层试样(6)之上、压头(1)的下方；

3)移动工作电极(4)或压头(1)中的一个或者全部，使压头(1)与连接件(8)相接触，在工作电极(4)和压头(1)之间施加压力N；

4)在接通电源(2)之前，确保辅助电极(3)与下层试样(7)具有良好接触；

5)由电源(2)输出刺穿电流I₁，上层试样(6)温度升高，发生软化；

6)连接件(8)刺穿上层试样(6)；

7)电源(2)通过工作电极(4)与辅助电极(3)之间的回路输出焊接电流I₂，实现连接件(8)与下层试样(7)的焊接；

8)停止输出电流，维持压头(1)与工作电极(4)之间的压力；

9)压头(1)和工作电极(4)抬起，回到步骤1中的位置，完成一次焊接。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述的连接件(8)刺穿试样的过程通过压头(1)带动连接件(8)下压实现，或通过压头(1)带动连接件(8)下压并旋转实现；当通过压头(1)带动连接件(8)下压并旋转实现时，连接件(8)轴端设计有螺纹结构，凸台端有螺丝槽；压头(1)端部具有与连接件(8)螺丝槽相匹配的头型。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述的刺穿电流I₁通过工作电极(4)与压头(1)之间导通，或通过工作电极(4)与辅助电极(3)之间导通。

7.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，在所述的下层试样(7)和工作电极(4)之间加入垫片(10)，垫片(10)为导电材料，垫片(10)与辅助电极(3)之间无接触；此时，本装置使用方法的步骤1)中，在工作电极(4)、压头(1)之间依次放入垫片(10)、下层试样(7)和上层试样(6)；本装置使用方法的步骤7)中，实现连接件(8)与垫片(10)两者之间或者连接件(8)与下层试样(7)、垫片(10)三者之间的焊接。