[发明专利]一种差强差厚多层板点焊方法

说明书

一种差强差厚多层板点焊方法，包括步骤：S1预压：上电极和下电极预压紧工件；S2预成型：对工件输出预成型电流，使工件各接触面形成预成型熔核；S3预成型维持：预成型电流被切断，预成型熔核在预压压力下冷却凝固；S4焊接：对工件输出焊接电流形成最终的熔核；S5维持：焊接电流被切断，熔核在预压压力下冷却凝固；S6休止。在不改变原有焊接硬件和辅助条件的前提下，在S1预压和S4焊接之间加入S2预成型和S3预成型维持，使工件上的焊接区域的电阻分布变得均匀，S4焊接时各接触面间的焊接电流密度分布均匀，熔核能均匀生长分布，解决了差厚差强多层板组合点焊时，较薄且/或较低强度板材侧熔核偏小或虚焊、以及较厚且/或较高强度板侧飞溅的问题。

技术领域

本发明涉及点焊，尤其涉及一种差强差厚多层板点焊方法。

背景技术

电阻点焊是将被焊金属工件压紧于两个电极之间，并通以电流，利用电流经过工件接触面及临近区域产生的电阻热，将其局部加热到熔化或塑性状态，使之形成金属结合的一种连接方法。在多层点焊过程中如果被焊工件板材厚度或强度不一致，由于电阻不同会产生电流密度不均匀，板材间生热不平衡，使得各板材间的熔核不会均匀生长，板材厚度较大、强度较高的板材侧获得的热量大容易形成熔核甚至产生飞溅，而薄板或者低强度的板材侧获得的热量少容易造成熔核偏小甚至虚焊。

如图1所示，板材A、B、C三层板材组合点焊，板材A为较薄且/或较低强度板材，板材B和板材C为较厚且/或较高强度板材，点焊时电流通过9个串联电阻，R1：上电极电阻、R2：上电极和板材A接触电阻、R3：板材A电阻、R4：板材A和板材B接触电阻、R5：板材B电阻、R6：板材B和板材C接触电阻、R7：板材C电阻、R8：板材C和下电极接触电阻、R9：下电极电阻，并产生正比于电阻的热量。由于R1、R2、R8、R9处电极通水冷却散热条件特别好，其产生的电阻热很快就被带走，可以不用考虑此处的电阻。而R3、R4、R5、R6、R7产生的电阻热是焊接熔核形成的关键，尤其是R4和R6是分别形成板材间熔核的最主要因素。由板材性质可知，R3小于R5和R7，R4小于R6，在形核过程中，板材A和板材B间产生的电阻热小于板材B和板材C间的电阻热，再加上焊接过程中金属的热阻效应、以及冷却条件的影响，如果板材厚度和强度差距比较悬殊，会导致热量都集中在板材B和板材C处，而板材A和板材B处得不到所要求的形核热量，最终板材A和板材B容易造成熔核偏小甚至虚焊，而板材B和板材C处熔核大且容易产生飞溅。

在实际应用中，经常会碰到差强差厚多层板点焊的情况，尤其是在汽车车身的前纵梁和门框处，涉及很多一层低碳钢薄板和两层高强钢厚板的差强差厚三层板组合焊点。薄板侧板薄且强度低其电阻小发热量少且与电极接触散热条件好，其熔核很容易偏小甚至虚焊；厚板侧板厚且强度大其电阻大发热量大且热量集中，很容易造成飞溅降低焊点质量。对于这种情况，目前采用的工艺改良手段有只在薄板侧涂覆胶层或薄板侧钢板选用高强钢，但是该方法成本比较高；还有通不对称电极接触面的方式，薄板侧采用小接触面电极，厚板侧采用大接触电极，但使用该方法需采用特殊的电极修磨刀片，应用比较繁琐也容易出错。

发明内容

本发明针对差厚差强多层板组合点焊时，较薄且/或较低强度板材侧熔核偏小或虚焊、以及较厚且/或较高强度板侧飞溅的问题，提供一种差强差厚多层板点焊方法。

本发明的目的可以通过下述技术方案来实现：一种差强差厚多层板点焊方法，包括如下步骤：S1预压：上电极和下电极接触工件，并对工件施加预压压力来压紧工件，使工件上的焊接区域各接触面的压力达到设定的稳态值并持续保持；S2预成型：上电极和下电极通电，并根据板材焊接性能对工件输出预成型电流，使得较薄且/或较低强度板材侧接触面形成较小的预成型熔核，较厚且/或较高强度板材侧接触面形成较大的预成型熔核；S3预成型维持：上电极和下电极上的预成型电流被切断，预成型产生的预成型熔核在预压压力下冷却凝固；S4焊接：上电极和下电极对工件输出焊接电流，工件上的焊接区域被加热并形成最终的熔核；S5维持：上电极和下电极上的焊接电流被切断，焊接形成的熔核在预压压力下冷却凝固至具有足够强度；S6休止：上电极和下电极离开工件，直至开始下次点焊。