[发明专利]一种钢-铝异种金属电阻点焊电极帽及点焊方法

说明书

本发明公开了一种钢‑铝异种金属电阻点焊电极帽及点焊方法，包括钢件侧电极帽以及铝件侧电极帽；所述钢件侧电极帽为一体结构，钢件侧电极帽焊接接触段采用锥型结构，其顶部的钢件侧电极帽焊接接触面为平面，钢件侧电极帽焊接接触段与钢件侧电极帽消耗段之间的夹角为120°～145°；所述铝件侧电极帽为一体结构，铝件侧电极帽焊接接触段采用弧面结构。进行点焊时，焊枪安装所述钢‑铝异种金属电阻点焊电极帽，并通过调整焊接设备的工艺参数，对钢‑铝异种板材组合设置相应的工艺规范。本发明通过在钢板零件侧和铝板零件侧分别设计不同结构的电极帽及相焊接参数规范，实现对钢‑铝异种金属的电阻点焊连接。

技术领域

本发明涉及一种异种金属电阻点焊电极帽，具体涉及一种钢-铝异种金属电阻点焊电极帽及点焊方法，属于异种金属焊接技术领域。

背景技术

目前汽车制造行业中，随着轻量化发展的大趋势和对白车身高强度的需求，白车身逐步发展为钢铝混合结构，目前常见的钢-铝的连接工艺多数采用的是FDS、SPR等方式，但面临的问题是：增加连接元件导致的整车重量增加，降低轻量化程度；上述工艺对板材的材料厚度组合、上下板连接顺序等产品结构有较多的强制要求，产品设计难度大；SPR工艺不同板材组合的需要不同的铆钉，铆接模具很难共用，FDS工艺对不同板材组合的需要不同的螺钉，设备兼容性较差，降低生产线柔性化程度。

点焊通常是将同种类的金属构件彼此进行接合。但是，如果能够应用于例如铁系材料(以下，简称钢材)和铝系材料(为纯铝及铝合金的总称，以下简称为铝材)这样的异种的金属构件的接合(异材接合体)，则能够非常有助于轻量化等。

但是，在将钢材和铝材接合的情况下，很容易在接合部生成脆的金属间化合物，因此，很难得到具有一定可靠性的高强度的接合部(接合强度)。因此，目前对这些异材接合体(异种金属构件接合体)的接合采用螺栓或铆钉等进行的接合，但存在接合接头的可靠性、气密性、成本等的问题。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供一种钢-铝异种金属电阻点焊电极帽及点焊方法，通过在钢板零件侧和铝板零件侧分别设计不同结构的电极帽及相焊接参数规范，实现对钢-铝异种金属的电阻点焊连接，本发明无需连接元件，不会增加车身重量，更好的满足车身轻量化需求；电阻点焊对产品搭接边宽度及连接方向要求较低，降低产品及生产线设计难度；电阻点焊可以通过调整焊接参数规范适应不同板材组合，无需切换元件，提高柔性化程度。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的，结合附图：

作为本发明的第一方面，提供一种钢-铝异种金属电阻点焊电极帽，包括钢件侧电极帽以及铝件侧电极帽，钢件侧电极帽在点焊时与钢板侧零件接触，铝件侧电极帽在点焊时与铝件侧零件接触；所述钢件侧电极帽为一体结构，从端部至尾部依次为钢件侧电极帽焊接接触段11、钢件侧电极帽消耗段12、钢件侧电极帽安装段14，所述钢件侧电极帽焊接接触段11采用锥型结构，其顶部的钢件侧电极帽焊接接触面为平面，钢件侧电极帽焊接接触段11与钢件侧电极帽消耗段12之间的夹角为120°～145°；所述铝件侧电极帽为一体结构，从端部至尾部依次为铝件侧电极帽焊接接触段21、铝件侧电极帽消耗段22、铝件侧电极帽安装段24，铝件侧电极帽焊接接触段21采用弧面结构。

优选地，所述钢件侧电极帽焊接接触段的最小半径3.5～4.5mm，最大半径4.5～5.5mm。

优选地，所述铝件侧电极帽焊接接触段21的球面外弧半径选择75～150mm；最大半径R＝20mm。

优选地，所述钢件侧电极帽消耗段12与钢件侧电极帽安装段14之间设有环槽，钢件侧电极帽消耗段12与环槽之间的断面为钢件侧电极帽生命线13，钢件侧电极帽生命线13为电极帽修磨的极限位置；所述铝件侧电极帽消耗段22与铝件侧电极帽安装段24之间设有环槽，铝件侧电极帽消耗段22与环槽之间的断面为铝件侧电极帽生命线23，铝件侧电极帽生命线23为电极帽修磨的极限位置。