[发明专利]大型薄壁结构超薄铜层的电阻焊悬臂电极工具及焊接方法

说明书

本发明公开了一种大型薄壁结构超薄铜层的电阻焊悬臂电极工具，包括支撑板、绝缘支架、电阻点焊机、上悬臂、下悬臂、上电极、下电极和丝杠；支撑板上安装有绝缘支架和电阻点焊机，下悬臂通过三个绝缘支架固定于支撑板上，上悬臂一端通过铜线与电阻点焊机的正极连接，另一端通过转接板与上电极连接，下悬臂一端通过铜线与电阻点焊机的负极连接，另一端通过转接板与下电极连接；所述支撑板安装在丝杠上，丝杠运动能够带动支撑板运动。本发明同时公开了电阻焊悬臂电极工具的电阻焊方法。本发明电极能够深入至纵深部位进行定点焊接，焊接质量高。

技术领域

本发明涉及大型薄壁结构超薄铜层的电阻焊悬臂电极工具及焊接方法，属于焊接技术领域。

背景技术

精密电阻焊技术是机电产品不可或缺的互连方法，在汽车船舶、航空航天领域均有广泛的应用。超薄型铜层及镀银编织铜带材料因其电传输性能好，柔韧性佳等优良性能，在空间技术、国防工业展示了广阔的应用前景，尤其是电池电路等大电流领域，是我国航天器、卫星等的关键电子产品的连接材料。而传统的电阻焊悬臂电极无法适用大型薄壁结构的超薄铜层电阻焊需求，原因如下：

一方面，电极无法深入至纵深部位进行定点焊接；

另一方面，悬臂过长会导致焊接电极压紧过程中悬臂因刚度不足发生变形，进而造成电极端面的不平行，在铜层超薄的厚度条件下，极易发生焊点熔穿、铜层开裂等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供大型薄壁结构超薄铜层的电阻焊悬臂电极工具及焊接方法，电极能够深入至纵深部位进行定点焊接，焊接质量高。

本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：

大型薄壁结构超薄铜层的电阻焊悬臂电极工具，包括支撑板、绝缘支架、电阻点焊机、上悬臂、下悬臂、上电极、下电极和丝杠；

支撑板上安装有绝缘支架和电阻点焊机，下悬臂通过三个绝缘支架固定于支撑板上，上悬臂一端通过铜线与电阻点焊机的正极连接，另一端通过转接板与上电极连接，下悬臂一端通过铜线与电阻点焊机的负极连接，另一端通过转接板与下电极连接；下电极端面面积大于上电极端面面积；

所述支撑板安装在丝杠上，丝杠运动能够带动支撑板运动。

上悬臂和下悬臂均为三段式圆柱体，中间一段圆柱体直径最大，形成中间粗两头细的结构。

上悬臂和下悬臂中，两侧小圆柱段直径与中间大圆柱段直径比为0.4～0.8。

绝缘支架为楔形，斜边倾角为30°～60°。

上电极端面直径为3mm～4mm，下电极端面直径为6mm～8mm。

上电极和下电极端面均设置有倒圆角，半径1mm～2mm。

上悬臂和下悬臂材料为高导电性金属材料；绝缘支架材料为聚酰亚胺或聚四氟乙烯；支撑板为不锈钢或镍基合金。

上电极和下电极材料为纯钨、纯钼、钨合金或钼合金。

电阻焊悬臂电极工具的电阻焊方法，步骤如下：

第一步，通过电阻点焊机控制上电极和下电极的距离为15-20cm；

第二步，通过电阻点焊机控制上悬臂和下悬臂深入至大型薄壁结构件纵深部位，深入范围为0～50cm，并确保下电极位于大型薄壁结构超薄铜层下表面，上电极位于大型薄壁结构汇流条上表面；

第三步，通过丝杠抬高支撑板，使下电极对准焊接部位，当观察到超薄铜层略有隆起时，进入第四步；

第四步，为电阻点焊机设置焊接参数，焊接电流为4KA～9KA，焊接时间为5ms～9ms，焊接压力为80N～300N，焊接方式为恒功率或恒电流模式，焊接方法为单脉冲电阻焊或双脉冲电阻焊；