CN203509370U - 一种借助气体完成铝合金焊接的点焊电极 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种借助气体完成铝合金焊接的点焊电极，属于点焊技术领域。它包括电极本体，还包括气管，所述的电极本体由电极圆盘底座和电极工作端组成；电极工作端内部有圆柱形空腔；气管位于电极圆盘底座中，穿过电极圆盘底座后通入圆柱形空腔；所述的电极工作端远离电极圆盘底座的一端还包括过渡斜面；所述的过渡斜面的两端分别与圆柱形空腔的侧面和电极工作端的外侧面连接。本实用新型在使用时，能减少该电极在点焊时出现不均匀点接触引起的局部小爆炸，保证焊接质量；同时圆柱形内腔，改善了热量的传递路线，有效的避免了熔核偏移；而且气管的设计，能达到清理残渣的效果，保持电极的前端的平整。

Description

一种借助气体完成铝合金焊接的点焊电极

技术领域

本发明属于点焊技术领域，具体地说，涉及一种点焊电极，更具体地说，涉及一种借助气体完成铝合金焊接的点焊电极。

背景技术

铝合金的电阻点焊是汽车车身自动化生产中最重要的焊接工艺方法，但是铝合金电阻点焊中存在的一个主要问题就是电极过快烧损，引起电极的频繁更换。影响生产效率。通过对铝合金点焊电极烧损失效机理的研究发现，点焊时电极与铝合金工件接触面间的不均匀点接触造成通电瞬间局部小爆炸而使电极端面局部区域产生塑性变形，这种局部的塑性变形反过来又加剧了电极与工件接触面间的不均匀点接触，由不均匀点接触引起的局部小爆炸和铜铝合金化交互作用，使电极失效速度加快。铝合金焊接有很多的方法和工艺，但众所周知，铝合金的电阻点焊是汽车车身自动化生产中最重要的加工方法，但是，由于铝合金具有非常好的导电、导热性能，其表面又往往具有一层致密的氧化膜，其熔点温度是铝合金熔点温度的3倍以上，这就给铝合金材料的电阻点焊带来了极大的困难，与普通碳钢点焊相比，铝合金点焊不仅需要采用较大的焊接电流，而且焊接分流影响较大，电极烧损严重，电极直径变化大，对于一般低碳钢的点焊，电极寿命可以达到几千点，而铝合金的点焊一般仅能达到几十点，焊接质量难以控制，远远不能满足连续化生产的要求，从而严重影响了铝合金在汽车工业中的应用，因此，如何提高电极寿命和焊接质量，便成了问题的核心和关键；铝合金点焊电极延寿技术研究的基本原则，就是要减轻电极与铝合金工件接触面间的铜铝合金化以及减少不均匀点接触造成的局部小爆炸，而现在这个问题一直没有有效的解决方案，也有人尝试采用在电极底部加上镀层的方法，不但成本过高，而且效果不理想。

发明内容

1、要解决的问题

针对现有技术中点焊时电极与铝合金工件接触面间的不均匀点接触造成通电瞬间局部小爆炸而使电极端面局部区域产生塑性变形，这种局部的塑性变形反过来又加剧了电极与工件接触面间的不均匀点接触，由不均匀点接触引起的局部小爆炸和铜铝合金化交互作用，使电极失效速度加快的问题，本发明提供一种借助气体完成铝合金焊接的点焊电极。

2、技术方案  

为了达到本发明的目的，本发明采用如下技术方案：

一种借助气体完成铝合金焊接的点焊电极，包括电极本体，还包括气管，所述的电极本体由电极圆盘底座和电极工作端组成；所述的电极圆盘底座和电极工作端都为圆柱形；所述的电极工作端内部有圆柱形空腔；所述的气管位于电极圆盘底座中，穿过电极圆盘底座后通入圆柱形空腔；所述的电极圆盘底座的外径大于电极工作端的外径；所述的电极工作端远离电极圆盘底座的一端还包括过渡斜面；所述的过渡斜面的两端分别与圆柱形空腔的侧面和电极工作端的外侧面连接；所述的圆柱形空腔的侧面和电极工作端的外侧面平行；所述的过渡斜面与圆柱形空腔的侧面的夹角为30-60°。

优选地，所述的过渡斜面与圆柱形空腔的侧面的夹角为41°。

3、有益效果

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

（1）本发明还包括气管，点焊时通过气管向圆柱形空腔喷入惰性气体，此时惰性气体会从圆柱形空腔内向外喷出，沿电极工作端与工件接触处喷出，达到清理残渣的效果，保持电极的前端的平整；

（2）本发明电极本体由电极圆盘底座和电极工作端组成，电极圆盘底座和电极工作端都为圆柱形，电极工作端内部有圆柱形空腔，电极工作端远离电极圆盘底座的一端还包括过渡斜面，过渡斜面的两端分别与圆柱形空腔的侧面和电极工作端的外侧面连接，圆柱形空腔的侧面和电极工作端的外侧面平行，过渡斜面与圆柱形空腔的侧面的夹角为30-60°，该设计使得本发明在工作的过程中保证电极与工件的接触面较小，接触面成圆环形，一旦一处发生局部小爆炸而使电极端面局部区域产生塑性变形，则带动改点附近区域也发生塑性变形，迅速扩大塑性变形区域，能避免该电极在进行下一次点焊时再次出现不均匀点接触引起的局部小爆炸，保证焊接质量；同时圆柱形内腔，改善了热量的传递路线，有效的避免了熔核偏移；

（3）本发明过渡斜面与圆柱形空腔的侧面的夹角为41°是最佳方案，既能保证塑性变形区域的扩大适中，又不至于引起电极寿命的急剧缩短；

（4）本发明结构简单、成本低、使用方便。

附图说明

图1为本发明的剖视图；

图2为本发明的俯视图。

图中：1、气管；2、电极圆盘底座；3、电极工作端；31、过渡斜面；32、圆柱形空腔。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。

实施例1

如图1、图2所示，一种借助气体完成铝合金焊接的点焊电极，包括电极本体，还包括气管1，电极本体由电极圆盘底座2和电极工作端3组成；电极圆盘底座2和电极工作端3都为圆柱形；电极工作端3内部有圆柱形空腔32；气管1位于电极圆盘底座2中，穿过电极圆盘底座2后通入圆柱形空腔32；电极圆盘底座2的外径大于电极工作端3的外径；电极工作端3远离电极圆盘底座2的一端还包括过渡斜面31；过渡斜面31的两端分别与圆柱形空腔32的侧面和电极工作端3的外侧面连接；圆柱形空腔32的侧面和电极工作端3的外侧面平行，过渡斜面31与圆柱形空腔32的侧面的夹角为41°。

电极圆盘底座2的外径为15mm，电极工作端3的直径为6mm，圆柱形空腔32的直径为4.0mm，材料为铜，工作时，将电极圆盘底座2卡在点焊机上，点焊时通过气管1向圆柱形空腔32喷入氩气，此时氩气会从圆柱形空腔32内向外喷出，沿电极工作端3与工件接触处喷出，达到清理残渣的效果，点焊寿命达到267次，同时由于中间圆柱形空腔32的设计，热扩散均匀，焊接质量良好，熔核无偏移。

实施例2

同实施例1，所不同的是过渡斜面31与圆柱形空腔32的侧面的夹角为30，点焊寿命达到245次，焊接质量良好，熔核无偏移。

实施例3

同实施例1，所不同的是过渡斜面31与圆柱形空腔32的侧面的夹角为60°，点焊寿命达到262次，焊接质量良好，熔核无偏移。

Claims (2)

1.一种借助气体完成铝合金焊接的点焊电极，包括电极本体，其特征在于：还包括气管（1），所述的电极本体由电极圆盘底座（2）和电极工作端（3）组成；所述的电极圆盘底座（2）和电极工作端（3）都为圆柱形；所述的电极工作端（3）内部有圆柱形空腔（32）；所述的气管（1）位于电极圆盘底座（2）中，穿过电极圆盘底座（2）后通入圆柱形空腔（32）；所述的电极圆盘底座（2）的外径大于电极工作端（3）的外径；所述的电极工作端（3）远离电极圆盘底座（2）的一端还包括过渡斜面（31）；所述的过渡斜面（31）的两端分别与圆柱形空腔（32）的侧面和电极工作端（3）的外侧面连接；所述的圆柱形空腔（32）的侧面和电极工作端（3）的外侧面平行；所述的过渡斜面（31）与圆柱形空腔（32）的侧面的夹角为30-60°。

2.根据权利要求1所述的一种借助气体完成铝合金焊接的点焊电极，其特征在于：所述的过渡斜面（31）与圆柱形空腔（32）的侧面的夹角为41°。

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