CN114932302A - 一种用于异质材料电阻点焊的紧固件及焊接方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于异质材料电阻点焊的紧固件及焊接方法。所述紧固件组件包括轴身以及轴套两部分；轴身以及轴套两部分，且所述轴套的电阻率高于轴身电阻率；所述轴套具有中空的围绕所述轴身布置的轴套轴身，以及向外延伸的轴套端盖，且所述轴套轴身与轴套端盖过渡处具有环形凹槽，用于容纳焊接时的飞溅物；所述的轴身可伸入所述的轴套轴身，当所述紧固件放置在由不同材料的第一和第二导电材料组成的堆叠体上时，通过电阻点焊施加的压力和电流作用，使所述的轴身轴肩穿透第一导电材料并使部分第一导电材料加热而产生熔融金属向外喷射至所述环形凹槽内，进而使所述的轴身轴肩与第二导电材料形成电阻点焊焊点；其中所述轴身与第二导电材料材质相同。该紧固件及焊接方法可有效解决异质材料电阻点焊焊接质量差的问题，结构简单，实施效果好。
Description
技术领域
本发明属于异种板材金属材料连接领域的技术，具体涉及一种轻金属与钢堆叠件的电阻点焊装置及其焊接方法。
背景技术
目前在汽车行业中，钢材广泛用于汽车车身的制造，随着社会对汽车需求量逐年增加，大量的能源消耗以及有害汽车尾气排放成为汽车行业面临的重大挑战。而减少汽车的车身质量被证明能有效地提升燃料效率和减少有害气体排放，因此汽车轻量化发展成为当前汽车行业的一个主题。为了制造更轻汽车车身，当前钢正在被更轻的轻金属材料(如铝合金和镁合金等)所取代，因为轻金属同样具有高比强度、良好耐腐蚀性和成型性。但是为了车身结构更加安全可靠，钢结构在车身制造中依旧是主流材料，因为钢具有更好的机械性能可以满足强度要求，并且钢材的成本相较于轻金属而言具更低。此外，随着钢材的制造和研发能力不断提升，大量种类的高强钢、超高强钢的性能逐渐被市场所认可并获得应用，因此强度更高的钢应用在车身制造中，在相同的强度要求下可以实现更小的重量。因此，未来车身制造的必然趋势是轻金属与钢多材料混合制造，在此背景下，轻金属与钢的连接在所难免。
然而，由于轻金属与钢的热物理性能不相容、互溶性低，在轻金属与钢的焊接过程面临巨大的挑战，比如飞溅、气孔、裂纹等；其中轻金属与钢焊接最大的挑战是焊缝中容易形成大量的脆性金属间化合物，这种化合物导致接头力学性能极差，由于脆性化合物大量存在于焊缝中，在焊接热应力和残余应力作用下，也导致焊缝形成大量裂纹，进一步恶化接头性能。因此，目前轻金属与钢的连接获得应用的技术包括胶接和机械连接。然而，胶接连接强度较差，受温度影响会老化失效并且胶接需要较大的搭接面积，这也增加了构件的连接成本；对于机械连接，其连接强度较为可靠，但是机械连接设备昂贵，连接效率低，此外随着高强钢的应用逐渐普及，机械连接也面临巨大的挑战，例如自冲铆接在连接高强钢甚至超高强钢时由于高强钢的延性差而无法有效地实现机械锁合、钢工件开裂和铆钉容易墩粗等问题。而焊接由于其效率高，成本低廉，采用焊接技术制备可靠的轻金属与钢的焊接接头对汽车轻量化发展具有重大的意义。
目前，采用包括固相焊、钎焊和熔化焊几乎所有的焊接方法对轻金属与钢异种材料组合进行焊接，此外涌现出一些新的复合焊接工艺，例如激光-电弧复合焊、超声波-电阻点焊复合焊、超声波-搅拌摩擦复合焊、磁场辅助弧焊以及磁场辅助电阻点焊等，这些方法在焊接铝合金和钢时，几乎所有的结果均表明，焊缝中存在脆性金属化合物导致了焊接接头性能较差，此外大量的研究工作也指出轻金属与钢焊接时及其容易形成裂纹和气孔等，这进一步降低接头力学性能；此外由于大量的钢材表面存在涂层，例如Al-Si涂层、Zn涂层和Sn涂层等等，这些涂层进一步增加了轻金属与钢异种材料焊接的难度。因此，轻金属与钢的焊接接头性能几乎还无法满足广泛应用的要求，这限制了焊接技术在轻金属与钢连接的应用。为了实现轻金属与钢的焊接，进而推动汽车行业的轻量化发展，本领域迫切需要一种能够实现高效和高质量连接异种金属的焊接方法，降低异种金属构件的连接成本和提升汽车车身结构的力学性能，进而促进汽车轻量化发展。
发明内容
为了克服以上问题，本发明提供了一种用于异质材料电阻点焊的紧固件及焊接方法。解决电阻点焊焊接多层相互堆叠具有熔点差异的异质材料焊接性能差的问题；
提供了一种紧固件组件及焊接方法，利用电阻点焊的压力和热作用使紧固件穿透第一层低熔点工件，并形成熔融的低熔点金属，使低熔点金属排至紧固件环形凹槽内，克服其向外飞溅而形成的环境污染以及较大的焊接变形等问题；同时利用电阻点焊将紧固件与第二金属形成电阻点焊焊点，有效克服异质材料焊接过程中脆性化合物的形成，提升焊点强度；同时由于在形成焊点过程中，紧固件外侧有高电阻率的材料包围，可使焊接电流充分从中心通过，高效、低成本的实现可靠焊点的形成。
本发明是通过以下技术方案实现解决以上问题的：
一种用于异质材料电阻点焊的紧固件，用于利用电阻点焊将第一导电材料与第二导电材料连接，所述的第一导电材料的熔点比第二导电材料的熔点低，其特点在于，该紧固件包括：
轴身以及轴套两部分，且所述轴套的电阻率高于轴身电阻率；
所述轴身轴身整体呈圆柱形结构；
所述轴套由具有中空的轴套轴身，以及位于该轴套轴身端部、且向外延伸的轴套端盖构成，所述轴套轴身与轴套端盖过渡处具有环形凹槽，用于容纳焊接时的飞溅物；
所述的轴身可伸入所述的轴套轴身的中空处，当所述紧固件放置在由不同材料的第一和第二导电材料组成的堆叠体上时，通过电阻点焊施加的压力和电流作用，使所述的轴身下端面部分穿透第一导电材料并使部分第一导电材料加热而产生熔融金属向外喷射至所述环形凹槽内，进而使所述的轴身下端面与第二导电材料形成电阻点焊焊点；所述轴身与第二导电材料材质相同。
优选例中，所述的轴身与轴套通过机械过盈配合、螺纹连接或焊接配合。
优选例中，环形凹槽所容纳的体积是足够容纳熔融排除的金属，其容积为0.2-0.8倍的轴身与轴套轴身所包围实体的体积v2。
优选例中，所述轴身中部具有接收焊接电极的凹陷。
优选例中，所述的凹陷呈矩形、V型或U型。
优选例中，所述轴身下端面为凸出的圆弧面、锥面或端平面形貌。
提供一种使用任一1-5所述的紧固件将第一导电材料和第二导电材料通过电阻点焊连接的方法，其特点在于，包括如下步骤：
将所述第一导电材料和所述第二导电材料堆叠；其中第一导电材料的熔点比第二导电材料的熔点高；
将所述紧固件置于第一导电材料之外，所述紧固件轴身与第一导电材料材质相同，以形成包括所述紧固件、所述第一材料和所述第二材料在内的堆叠件组合；
向所述堆叠件组合施加电阻点焊工序，其中包括：
第一过程，通过电极压力和焊接电流经过紧固件，使接触部位第一导电材料被快速加热并被紧固件刺穿，形成熔融金属；
其中所述电流有效值超过10KA，且持续时间不小于50ms，从而使熔融金属快速喷射至所述环形凹槽内；
第二过程，通过电极压力和焊接电流将紧固件轴身与第二导电材料连接形成电阻点焊焊点。
在一优选例中，所述第一过程的焊接电流是不小于0.7倍第二过程的焊接电流；
在一优选例中，所述第一导电材料为铝材，所述第二导电材料为钢材；
在一优选例中，所述第一过程中熔融金属被排到环形凹槽中的时间不超过0.5s；
本发明的有益效果为：
1、本发明紧固件结构简单，通过在轴套部位存在的环形凹槽存在，可有效防止熔融的材料飞出，使其能容纳在该区域，从而防止污染环境等问题；
2、本发明紧固件组件由于外侧包围高电阻率的轴套，可充分提升焊接电流的热输入效率，防止焊接过程中的分流现象，降低焊接电流，降低成本；
3、本发明焊接方法，避免了铝钢直接焊接时容易形成脆性化合物和裂纹等缺陷而导致接头力学性能差的问题，通过紧固件与工件的连接，可有效提升接头性能；
4、本发明方法，只使用电阻点焊工艺就可完成，焊接时间短，效率高。
附图说明
图1所示为本发明中所涉及到的电阻点焊紧固件的整体剖面图；
图2所示为本发明中所涉及到的一种紧固件轴身的剖面示意图；
图3所示为本发明中所涉及到的另一种紧固件轴身的剖面示意图；
图4所示为本发明中所涉及到的另一种紧固件轴身的剖面示意图；
图5所示为本发明中所涉及到的另一种紧固件轴身的剖面示意图；
图6所示为本发明中所涉及到的另一种紧固件的剖面示意图；
图7所示为本发明中所涉及到的另一种紧固件组件轴身的俯视图示意图；
图8所示为本发明中所涉及到的另一种紧固件组件轴身的俯视图示意图；
图9所示为本发明中所涉及到的另一种紧固件组件轴身的俯视图示意图；
图10所示为本发明中所涉及到的另一种紧固件组件轴身的剖面示意图；
图11所示为本发明中所涉及到的另一种紧固件组件轴身的剖面示意图；
图12所示为本发明中所涉及到的另一种紧固件组件轴身的剖面示意图；
图13所示为本发明中所涉及到的一种紧固件组件的装配剖面示意图；
图14所示为本发明中所涉及到的另一种紧固件组件轴套的局部剖面示意图；
图15所示为本发明中所涉及到的另一种紧固件组件轴套的局部剖面示意图；
图16所示为本发明中所涉及到的另一种紧固件组件轴套的剖面示意图；
图17所示为本发明中所涉及到的另一种紧固件组件轴套的剖面示意图；
图18所示为本发明中所涉及到的另一种紧固件组件轴套的局部剖面示意图；
图19所示为本发明中所涉及到的另一种紧固件组件轴套的局部剖面示意图；
图20所示为本发明中所涉及到的异种材料电阻点焊过程示意图；
图21所示为本发明中所涉及到的异种材料电阻点焊过程中焊点清洁阶段的示意图；
图22所示为本发明中所涉及到的异种材料电阻点焊过程电流、电极压力输入示意图；
附图标记：1-紧固件轴身；111-轴身顶面凹陷面；14-轴身下端面；15-轴身侧面；18-轴身顶面；2-紧固件轴套；20-轴套内孔表面；21-轴套环形凹槽；22-轴套内孔；26-轴套环形凹槽顶面；27-轴套环形凹槽外侧面；28-轴套端盖上表面；29-轴套端盖下表面；272-轴套外侧面；211-轴套轴身；212-轴套端盖；3-第一焊接电极；31-第一焊接电极焊接表面；4-第二焊接电极；41-第二焊接电极焊接表面；5-第一金属工件；51-第一金属工件第一表面；6-第二金属工件；61-第二金属工件表面；7-熔融金属飞溅；8-熔核；
具体实施方式
本发明人经过广泛而深入的研究，发现了一种用于异质材料电阻点焊的紧固件及方法，在此基础上完成了本发明。
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外，附图为示意图，因此本发明方法、接头中所涉及相关尺寸并不受所述示意图的尺寸或比例限制。需要说明的是，在本专利的权利要求和说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。术语“上”、“下”、“外侧”、“内侧”等只是相对性的说明相对位置关系，并没有特定的内外限制。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
现在参考图1，图1所示为本发明中所涉及到的紧固件组件的示意图。其中紧固件由轴身1及轴套2组成；轴身1整体呈圆柱形结构，轴套2整体呈中空的帽形结构；而轴身1与轴套2是通过侧面15与轴套的内孔表面20配合成一整体。值得注意的是上述所述配合可以是单纯的机械配合，例如过盈配合，螺纹配合等，并不局限于此类装配方法，其目的为使轴身1与轴套2形成一装配体的所有可能连接方法，例如通过焊接或其他方法。
轴身1具有直径d1，一般地其为5-15mm，优选地为6-12mm；轴身总高度为h3，一般地其为1-5mm，优选地为1.5-4mm。轴身上表面18一般为平面，但实际上其可以是如光滑的曲线构成的过渡面等其他形状，这在本发明中是包括的。而端面18中心可以是包括由向下凹陷形成一定深度的内凹面111组成，但其并不完全穿透，如图2所示；内凹面的最大处直径为d4，其一般为3-8mm，其最大深度为h4，一般地h4不超过h3的80％，优选地为h4/h3为0.2-0.7。而内凹面111一般为沿中心回转形成的回转对称面，例如图2所示为一圆锥面，而图3所示为由圆弧形成的曲面，实际上其可以是任意的由直线和曲线构成的回转面，例如图4所示为内孔面为具有一平顶面和侧面圆滑过渡构成的表面。内凹面111的存在可以在执行焊接时，电极帽在该区域接触使焊接电流较快输入至预定大小。轴身也可以是具有端盖形貌的，此时轴身结构如图5所示，而相应的轴套轴身配合如图6所示。
轴身顶面18可以具有多种形状，其一般为中心对称的结构。如图7所示为顶面为圆形中心凹陷111也为圆形时的示意图，而图8为顶面18为正多边形中心凹陷为圆形，图9所示为顶面18为外侧多段圆弧构成的中心对称图形，中心凹陷为圆形的结构示意图。而实际上顶面18可以是由多段任意的直线或曲线组合而成。
本发明中轴身是具有整体向外的凸起结构，而凸起外表面14可以是圆弧面、锥面或端平面形貌；如图10所示为凸起表面14为锥面，此时锥面锥角β为大于90°。外表面14具有圆周直径d5，一般地其值为2-8mm，优选地为3-6mm。当凸起外表面14整体为一圆弧面时，如图11所示，此时其圆弧半径R不小于10mm。另外凸起表面14也可以是由多段直线和曲线构成的回转表面，如图12所示。
轴套2总体是具有中空的帽形结构形状，如图1所示。具有中空的围绕所述轴身布置的轴套轴身211以及从其向外延伸远离的轴套端盖212；所述轴套轴身与轴套端盖过渡处具有向端盖方向凹陷形成的环形凹槽21；
其中轴套在中心向外有环形凹槽21。在本发明中轴套上的环形凹槽21是至关重要的，其主要目的是为了使焊接过程中熔融的金属能够被顺利排除并保留。环形凹槽21的所容纳的体积是足够容纳熔融排除的金属，其容积为0.2-0.8倍的轴身与轴套轴身所包围实体的体积v2，如图13所示。而环形凹槽21也可以是如图14所示的具有内凸耳圆弧形的或是如图15所示的具有多段线组成具有一定倾斜角度的棱形凹面，其中轴身环形凹槽外侧面17与轴身端盖底面19形成一定的角度β，一般为30-90°；其形成向内收缩的角度的目的是防止在焊接时由于受到电阻热和电极压力的作用使配合松动，向内凹陷可以形成更好的自锁结构。
其中空部分22与轴身1配合，亦可以理解为轴孔配合类型。但轴套的高度h2是低于轴身高度h3的，以此来保证执行电阻点焊时是轴肩与材料首先接触起作用，一般而言h2不超过h3的90％，h3是1-3.5mm，优选地为1.2-3.0mm。轴套整体的最大外圆轴面的直径为d2，一般地d2为5-15mm，优选地为6-12mm。
如图1中所示为轴套最大厚度h2为中心位置为最大值。如图16所示为中空部分高度是低于总高度的，图17所示为中空部分22高度与外圆周部分高度相同，当然也可以是小于外圆周高度的。而包围环形凹槽部分可以是具有多种形貌的，如图18所示为环形凹槽外圆周部分接触表面29为曲面，图19所示为外圆周部分由内表面27、顶面29和外表面272一起构成，其截面形貌为一段光滑的曲线构成。
值得注意的是，紧固件的轴套2与轴身1是由不同材料制成的，而轴套2的电阻是高于轴身1的，轴身1是与待焊工件6相同的，若6为钢工件，则1也为钢制材料，而2可以是电阻率更高的钢工件或者是具有高熔点的钛合金、不锈钢、铬锰合金，高温合金，高温树脂等低导电率的材料等。
如图20为发明所涉及到的一种针对异质材料连接的电阻点焊方法流程图。参考图20，该过程包含以下步骤：首先提供一组由至少一层金属5与一层金属工件6组成的堆叠件；金属工件5具有低于金属工件6的熔点，所述第一金属工件和第二金属工件分别具有总体朝外的焊接表面51、61；提供如前所述的紧固件组件，所述紧固件组件的接触面14指向所述堆叠件的低熔点金属层5的第一表面51，如图20(a)所示。
值得注意的是本实施例中示意图所示堆叠件为单层工件相互堆叠的结构，但实际上本发明还包括多层工件的堆叠组合，并且工件厚度可以相同或不同。其中第一工件5和第二工件6为可以是：例如淬火分配钢(Q&P钢)、双相钢(DP钢)、相变诱发塑性变形钢(TRIP钢)、复相钢(CP钢)、孪生诱发塑性钢(TWIP钢)和热成形钢(PHS钢)等冷轧或热轧钢板中的一种，其可以为同种牌号或不同种牌号，并无严格限定。而且其材料状态可以包括各种回火，包括退火、应变强化等热处理状态。其厚度为0.4-4mm，优选地为0.5-3mm之间。其表面可以具有镀层，镀层的种类可包括例如Zn系、Zn－Fe系、Zn－Ni系、Zn－Al系、Zn－Mg等。作为Zn系镀层的高强度钢板，可包括例如合金化热浸镀锌钢板、热浸镀锌钢板和电镀锌钢板等。还包括预镀层为铝合金或铝基，预镀层按重量计成分为：6-12％的硅，1-5％的铁，而其余组分为铝或必然的杂质。镀层的单位面积重量也无特别限定，镀层厚度为3-40μm。另外，也可以在镀层的表面形成无机系或有机系的油膜(例如润滑油膜)等。轻金属工件13可以是：如铝镁合金、铝硅合金、铝镁硅合金或铝铜合金等等的铝合金，或者是镁铝合金、镁锰合金、镁锌锆合金等镁合金，工件的厚度为0.5-3mm，优选地为0.8-2.5mm。另外，堆叠组合体也可以是多层板所构成，例如三层或三层以上的工件组成。本文中所使用的术语“工件”和“料片”是指广泛地包含金属片层、突起部、铸件和可电阻点焊的其他铝合金件或钢材、镁合金工件。
在工件5和6之间还可以包含未固化但加热可以固化的粘合剂，该粘合剂的厚度一般为0.1-5mm，优选地为0.2-2mm之间，该粘结层在焊点区域的厚度在焊接过程电极压力作用下可能会发生变化。一般来说，粘合剂是涂覆于第一金属工件5和第二金属工件6的相互接触表面上，在进行电阻点焊后，堆叠组合件在烘箱或其他加热装置中固化来实现粘合剂的牢固结合。热固化的粘合剂一般为可热固化的环氧树脂，这在该领域是容易理解的。
通过一个或多个电阻点焊工序将上述复合堆叠层进行焊接。所述焊接工序中包括多个过程，至少包含预压阶段、飞溅阶段以及焊接保压阶段。提供一种电阻点焊设备具有第一焊接电极3和第二焊接电极4，焊接电极作为电阻焊设备的一部分。电阻点焊设备可以是由广泛应用于工业中的工频焊机、中频焊机、交流焊机来实现。其中电阻点焊设备可以是固定式的点焊设备或是具有机器人带动的自动化设备，一般包括C型、X型和其他种类的结构形状的焊钳，通常是由机器人或自动化部件来实现的。焊接电极可以由任何导电和导热材料制成，例如可由铜合金制成，包括铜铬(CuCr)合金、铜铬锆(CuCrZr)合金，添加氧化铝颗粒的铜合金或其他各种的可用作电极材料的铜合金，其焊接面可为球面、端平面以及其他特殊形状面，例如表面具有突起结构或凹陷结构端面的电极帽。
将所述焊接电极指向紧固件组件顶表面，并施加电极压力，一般为2000N以上，执行预压阶段，然后施加一个过程的电流脉冲，在短时间内使第一金属工件5部分接触区域受到较多的电阻热作用而软化熔化并产生飞溅7，由于紧固件组件轴套部分具有环形凹槽，形成的飞溅被排到该空腔，并在电极压力的作用下使得紧固件的轴身表面14与第二金属工件的内表面形成物理接触，该过程可防止熔融的第一金属工件向外界排出而带来例如环境污染等其他问题。紧接着继续施加一段电流脉冲，使得紧固件与第二金属工件形成最终焊接熔核8。而由于该过程中紧固件轴套部分材料电阻率高于轴身，根据电流特性，电流会从紧固件轴身通过，而防止了电流从轴套分流，极大的减小焊接电流的需求，并保证得到合格的焊点。如图21所示为熔核形成过程及飞溅排出过程的示意图。
如图22所示为整个焊接过程中的电流和电极压力输入。在整个焊接过程中包括两个阶段，焊点清洁阶段和主焊接阶段；焊点清洁阶段主要是通过电极压力和焊接电流的作用使紧固件与第二金属工件之间的预定区域的第一金属工件熔融并使其产生飞溅排到预先设定的环形凹槽中，在该阶段的热输入是急剧增大的，一般包括一个或多个电流脉冲，一般地其电流有效值为10KA-25KA，总持续时间为100-600ms，在此并不特别限定。而在主焊接阶段是为了实现紧固件与高熔点工件形成焊核，一般可以包括一个或多个脉冲，一般地其电流有效值为5KA-15KA，总持续时间为150-650ms，这主要与待焊工件的厚度及种类有关，这是比较容易理解的在本领域，而第一过程的焊接电流有效值是不小于第二过程的0.7倍，所述熔融金属被排到环形凹槽中的时间不超过0.5s。通过将紧固件与第二金属工件形成牢固的焊点可实现第一金属工件与第二金属工件的有效连接，减少常规直接电阻点焊时易形成脆性化合物的产生，克服接头强度低的问题。
尽管本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限制本发明，任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，做出的种种的等效的变化或替换，均属于本发明保护的范围。因此，本发明的保护范围当视后附的本申请权利要求所界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种用于异质材料电阻点焊的紧固件，用于利用电阻点焊将第一导电材料与第二导电材料连接，所述的第一导电材料的熔点比第二导电材料的熔点低，其特征在于，该紧固件包括：
轴身以及轴套两部分，且所述轴套的电阻率高于轴身电阻率；
所述轴身轴身整体呈圆柱形结构；
所述轴套由具有中空的轴套轴身，以及位于该轴套轴身端部、且向外延伸的轴套端盖构成，所述轴套轴身与轴套端盖过渡处具有环形凹槽，用于容纳焊接时的飞溅物；
所述的轴身可伸入所述的轴套轴身的中空处，当所述紧固件放置在由不同材料的第一和第二导电材料组成的堆叠体上时，通过电阻点焊施加的压力和电流作用，使所述的轴身下端面部分穿透第一导电材料并使部分第一导电材料加热而产生熔融金属向外喷射至所述环形凹槽内，进而使所述的轴身下端面与第二导电材料形成电阻点焊焊点；所述轴身与第二导电材料材质相同。
2.根据权利要求1所述的一种用于电阻点焊的紧固件，其特征在于，所述的轴身与轴套通过机械过盈配合、螺纹连接或焊接配合。
3.根据权利要求1所述的一种用于电阻点焊的紧固件，其特征在于，环形凹槽所容纳的体积是足够容纳熔融排除的金属，其容积为0.2-0.8倍的轴身与轴套轴身所包围实体的体积v2。
4.根据权利要求1所述的一种用于电阻点焊的紧固件，其特征在于，所述轴身中部具有接收焊接电极的凹陷。
5.根据权利要求4所述的一种用于电阻点焊的紧固件，其特征在于，所述的凹陷呈矩形、V型或U型。
6.根据权利要求1所述的一种用于电阻点焊的紧固件，其特征在于，所述轴身下端面为凸出的圆弧面、锥面或端平面形貌。
7.一种使用任一1-6所述的紧固件将第一导电材料和第二导电材料通过电阻点焊连接的方法，其特征在于，包括如下步骤：
将所述第一导电材料和所述第二导电材料堆叠；其中第一导电材料的熔点比第二导电材料的熔点高；
将所述紧固件置于第一导电材料之外，所述紧固件轴身与第一导电材料材质相同，以形成包括所述紧固件、所述第一材料和所述第二材料在内的堆叠件组合；
向所述堆叠件组合施加电阻点焊工序，其中包括：
第一过程，通过电极压力和焊接电流经过紧固件，使接触部位第一导电材料被快速加热并被紧固件刺穿，形成熔融金属；
其中所述电流有效值超过10KA，且持续时间不小于50ms，从而使熔融金属快速喷射至所述环形凹槽内；
第二过程，通过电极压力和焊接电流将紧固件轴身与第二导电材料连接形成电阻点焊焊点。
8.根据权利要求7所述的电阻点焊方法，所述第一过程的焊接电流是不小于0.7倍第二过程的焊接电流。
9.根据权利要求7所述的电阻点焊方法，所述第一导电材料为铝材，所述第二导电材料为钢材。
10.根据权利要求7所述的电阻点焊方法，所述第一过程中熔融金属被排到环形凹槽中的时间不超过0.5s。
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