CN103240536A

CN103240536A - 一种螺纹紧固件的焊接技术

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Publication number: CN103240536A
Application number: CN2012102892413A
Authority: CN
Inventors: 何强
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-08-15
Filing date: 2012-08-15
Publication date: 2013-08-14

Abstract

一种螺纹紧固件焊接技术，在螺纹紧固件或者钣金件上涂覆一层钎料。焊接时，利用两者与钎料接触产生的电阻热对钎料进行加热，使钎料溶化。再利用钎料融化后对螺纹紧固件和钣金件表面的浸润和毛细作用，达到螺纹紧固件与钣金件连接的目的。这样螺纹紧固件与钣金件分子就不会渗透和扩散，从而杜绝了碳元素在电阻焊中的不利因素。因此这种技术对中碳钢、高碳钢、合金钢以及异种金属均具有很好的焊接效果。由于只需将钎料熔化就能实现焊接，无需将螺纹紧固件和钣金件都加热至接近于熔化或者熔化状态，还可以实现螺纹紧固件与钣金件之间的不对等焊接。

Description

一种螺纹紧固件的焊接技术

所属技术领域：

本发明是一种螺纹紧固件(螺母、螺栓等)的焊接技术。它通过电阻热对钎料进行加热，在螺纹紧固件与钣金件的贴合部位形成钎焊焊缝，可以提高低碳钢螺纹紧固件的焊接强度及稳定性。特别是实现了中、高碳钢，合金钢，异种金属的螺纹紧固件与钣金件的焊接。

背景技术：

螺纹紧固件(螺母、螺栓等)的焊接方法有很多种，比如电阻焊、二氧化碳气体保护焊、氩弧焊等。电阻焊是一种通过电阻热对焊接零件(一般有凸点)进行加热，在接近或者达到熔化温度时，再施加一定的顶锻力，使焊接零件(凸点)产生塑性变形以达到金属间固相连接的目的。由于电阻焊的种种优点，在汽车、摩托车等制造业领域，在螺纹紧固件的焊接中，电阻焊得到广泛的应用。但由于电阻焊自身的一些缺点以及生产环节的其他原因，汽车、摩托车在装配、使用和维修的过程中，螺纹紧固件的脱落时有发生。这就给汽车、摩托车等产品的装配、使用和维修带来很大的困难和麻烦。为了保证螺纹紧固件与钣金件有很好的固相连接，制造厂家在电阻焊过后，不得不再在螺纹紧固件上施加二氧化碳气体保护焊或者氩弧焊。这就提高了产品的制造成本和周期。而且，现有电阻焊技术，仅对低碳钢(C％≤0.25％)制造的螺纹紧固件有较好的焊接效果，而中碳钢(0.25％＜C％≤0.6％)、高碳钢(0.6％＜C％≤1.7％)、合金钢以及异种金属等，由于含碳量较高及材质不同等原因，电阻焊的焊接效果就不理想甚至是无法焊接。低碳钢所制造的螺纹紧固件强度等级最多只能达到6级，若想达到更高的强度等级，只能采用中碳钢，而目前的电阻焊技术对中碳钢的焊接性较差。然而，随着我国汽车工业的发展，对汽车零部件的性能要求会越来越高，毫无疑问，目前电阻焊的技术水平不但限制了电阻焊这种技术的应用，而且也不适应现代制造业发展的需求。因此，迫切需要一种适应性更强，性能更稳定的焊接技术。

发明内容：

为了克服现有电阻焊对低碳钢螺纹紧固件焊接强度不稳定，以及不能对中碳钢、高碳钢、合金钢以及异种金属进行很好焊接(甚至无法焊接)的问题，本发明采用一种电阻钎焊技术，能有效解决上诉问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

在螺纹紧固件与钣金件的接触面涂覆一层厚度适中的钎料，钎料可以单独涂覆在螺纹紧固件上，也可以单独涂覆在钣金件上，还可以同时涂覆在两者上面。钎料的类型可以是铜基钎料、也可以是铝基钎料，还可以是其他种类，只要有足够的焊接强度和适当的经济性即可。焊接时，利用螺纹紧固件、钣金件与钎料接触所产生的电阻热对钎料进行加热，使钎料溶化。再利用钎料融化后对螺纹紧固件和钣金件表面的浸润和毛细作用，使螺纹紧固件和钣金件实现连接。焊接时，螺纹紧固件或者零件上的凸点可以保留，也可以不保留。凸点保留时，钎料的厚度应当比凸点高度略低，使电流先通过凸点，这样就可以利用凸点产生的热量对钎料进行加热，以降低对电能的消耗。本发明的核心就是在螺纹紧固件或者钣金件相应位置涂覆一层钎料，焊接方法与普通电阻焊一致，由于钎料(铜、铝等)的电阻值和熔点通常比螺纹紧固件金属和钣金件金属要低，因此电能转化为热量的效率会相应地发生变化(电阻值越高，热量的转化效率也越高，反之则越低)。而且不同的钎料熔点也有很大的差别，熔点低的钎料，需要的热量会较低。所以对螺纹紧固件进行电阻钎焊时，焊接参数需要做相应的调整(主要对焊接电流和焊接时间这两项参数)，焊接参数的调整，要根据不同钎料的电阻值以及它的熔点灵活设置。

电阻钎焊，是利用融化的钎料对螺纹紧固件、钣金件表面的浸润和毛细作实现两者之间的连接，而不是螺纹紧固件、钣金件的分子互相渗透扩散而产生固的相连接，这样就杜绝了碳元素在电阻焊中的不利因素；因此对中碳钢、高碳钢、合金钢以及异种金属均具有很好的焊接效果。电阻焊的上诉缺点就能够很好的得以克服。

电阻钎焊时，钎料也可以不涂覆在螺纹紧固件或者钣金件上，可以把钎料做成片状、膏状等其他形态，只要能实现目的即可。

本发明的有益效果是：

当保留凸点时，螺纹紧固件上的凸点与钣金件产生连接，使焊接达到一定强度；钎料融化后对金属表面的浸润和毛细作用使螺纹紧固件与钣金件产生另一种强度的连接，两种不同的焊接原理(前者是电阻焊，后者是电阻钎焊，并且两种焊接方式通过一次焊接完成)产生两种有效的焊接强度，这样就比以前单纯采用电阻焊的强度高，性能也更加稳定——此方法特别适合低碳钢螺纹紧固件的焊接，中碳钢可以适当采用。

当不保留凸点时，可以采用增大纤料焊接面的方法(面积可以达到螺纹紧固件上凸点截面积总和的3-6倍甚至更高)，这样焊接强度一样可以得到保证。此方法特别适合螺纹紧固件与钣金件之间中、高碳钢、合金钢以及异种金属等各种材质间的焊接，并且低碳钢也完全可以使用。

由于只需将钎料熔化就能实现焊接，无需将螺纹紧固件和钣金件都加热至接近于熔化或者熔化状态，可以实现两者的不对等焊接。这里说的不对等焊接是指，螺纹紧固件规格很小(如M6的螺母)而钣金件的厚度却很厚(比如厚度为5mm)。

附图说明：

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1：钎料涂覆在螺母凸点周围的示意图，钎料随凸点的位置分布。

图2：钎料涂覆在螺栓凸点周围的示意图，钎料随凸点的位置分布。

图3：钎料涂覆在螺母上的示意图，螺母没有凸点，钎料的分布与有凸点类似。

图4：钎料涂覆在螺栓上的示意图，螺栓没有凸点，钎料的分布与有凸点类似。

图5：钎料涂覆在螺母上的示意图，螺母没有凸点，钎料程环状分布。

图6：钎料涂覆在螺栓上的示意图，螺栓没有凸点，钎料程环状分布。

图7：钎料涂覆在螺母上的示意图，螺母没有凸点，也没有圆盘，钎料程环状分布。

图8：片状钎料示意图。

图中1.螺母，1A.螺母上的凸点，1B.螺母上的圆盘，2.钎料，3.螺栓，3A.螺栓上的凸点，3B.螺栓上的圆盘，4.没有圆盘的螺母，5.片状钎料。

具体实施方式：

下列实施例的钎料均采用铜基钎料。

实施例1：在螺母上涂覆一层厚度0.2-1.0mm钎料，钎料分别涂覆在3个凸点的周围，每处涂覆面积为凸点跟部截面的3-5倍，凸点高度高于钎料厚度(如图1)。焊接参数的其他项如加压时间、维持时间、休止时间、顶锻力等保持不变；焊接操作方法也与没有钎料时一致。只需将焊接电流增大20％-35％，或者焊接时间增长20％-35％即可。

实施例2：在螺母上涂覆一层厚度0.2-1.0mm钎料，钎料在螺母上呈圆周均匀分布3处，螺母上没有凸点，但每处钎料的涂覆面积为有凸点时凸点跟部截面的3-6倍(如图3)。焊接参数的其他项如加压时间、维持时间、休止时间、顶锻力等保持不变；焊接操作方法也与没有钎料时一致。只需将焊接电流增大25％-45％，或者焊接时间增长25％-45％即可。

实施例3：在螺栓上涂覆一层厚度0.2-1.0mm钎料，钎料在螺栓上呈环状分布，螺栓上没有凸点，但圆环涂覆面积为有凸点时凸点跟部截面的10-18倍(如图6)。焊接参数的其他项如加压时间、维持时间、休止时间、顶锻力等保持不变；焊接操作方法也与没有钎料时一致。只需将焊接电流增大25％-45％，或者焊接时间增长25％-45％即可。由于螺栓在电阻焊时会有分流的现象，涂覆上钎料后也一样会发生，如果采取一些防止分流的措施效果会更好。

实施例4：采用片状钎料，采用片状钎料时螺母最好不要有凸点。具体操作顺序是，将钣金件放在电极上，相应的孔穿入绝缘的电极芯内，再将片状钎料(如图8)放在钣金件上，这是钎料也需穿入电极芯内，最后将螺母放入电极芯内，启动焊接踏板完成焊接。焊接参数需根据钎料的熔点、电阻值等进行灵活调整，这里不在赘述。此事实例也可进行螺栓的焊接。

实施例1、2、3中，都是将钎料涂覆在螺纹紧固件上，按照实施例1、2、3的方法将钎料涂覆在钣金件上一样也能产生相同的效果，这里不再赘述。

以上所诉仅为本发明的较佳实施例，并不以上诉实施例为限制，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进，均应包含本发明的保护范围。

Claims

1.一种螺纹紧固件焊接技术，通过电阻热实现金属之间的连接，其特征是：螺纹紧固件或者与之焊接的钣金件上涂覆一层钎料。

2.根据权利要求1所述的螺纹紧固件焊接技术，其特征是：焊接时，可以只在螺纹紧固件上涂覆钎料，也可以只在钣金件上涂覆钎料，还可以同时在螺纹紧固件和钣金件上涂覆钎料。

3.根据权利要求1所述的螺纹紧固件焊接技术，其特征是：螺纹紧固件和钣金件上的凸点可以保留，也可以不保留。

4.根据权利要求1所述的螺纹紧固件焊接技术，其特征是：钎料涂覆在凸点周围，且钎料的厚度比凸点的高度低。

5.根据权利要求1所述的螺纹紧固件焊接技术，其特征是：钎料可以呈点的样式，也可以呈环形的样式。

6.根据权利要求1所述的螺纹紧固件焊接技术，其特征是：钎料也可以片状、膏状等其他形态。

7.根据权利要求1所述的螺纹紧固件焊接技术，其特征是：钎料可以是铜基钎料，也可以是铝基钎料或者其他类型的钎料。

8.根据权利要求1所述的螺纹紧固件焊接技术，其特征是：制造螺纹紧固件和钣金件的材料可以是低碳钢、中碳钢、高碳钢、合金钢以及异种金属。

9.根据权利要求1所述的螺纹紧固件焊接技术，其特征是：除了螺纹紧固件以外，还包括外形、结构与之相似的物品。