CN209319035U - 一种摩擦电阻复合点焊焊头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种摩擦电阻复合点焊焊头，包括上安装柱、上安装螺纹、上六方固定柱、上退刀槽、上压环，所述上安装柱上设置有所述上安装螺纹，所述上安装柱下方设置有所述上六方固定柱，所述上六方固定柱上设置有所述上退刀槽。有益效果在于：本实用新型焊接过程热输入小，热影响区小，没有材料熔化，无金属飞溅。能耗小，有利于电网的平衡运行，提高设备使用寿命，适于异种金属焊接，焊接接头表面平整，无凸起，由于金属材料没熔化，大大减少具有硬脆性质的金属间化合物，进而提高焊接质量和接头强度，由于有辅助热源提供部分热输入量，可降低搅拌头对金属板压力，流动摩擦搅拌头寿命提高。

Description

一种摩擦电阻复合点焊焊头

技术领域

本实用新型涉及电阻点焊技术领域，特别是涉及一种摩擦电阻复合点焊焊头。

背景技术

电阻点焊技术是由在两侧电极压力下的两块板材中所通过的焊接电流产生的电阻热进行焊接的方法。

电阻点焊具有以下优点：

1、加热时间短，热量集中，故热影响区小，变形与应力也小，通常在焊后不必安排校正和热处理工序；

2、不需要焊丝、焊条等填充金属，以及氧、乙炔、氩等焊接材料，焊接成本低；

3、熔核形成时始终被塑性环包围，熔化金属与空气隔绝，冶金过程简单；

4、操作简单，易于实现机械化和自动化，改善劳动条件；

5、生产率高，且无噪声及有害气体，在大批量生产中，可以和其他制造工序一起编到组装线上。

现有电阻点焊的缺点有：

1、焊接过程中熔化区域过大和电极压力不足导致金属飞溅。

2、焊接异种金属材料接触表面凸起，凸起区域有助于异种金属间在界面的互相混合进而形成熔核，熔核内部温度高于金属熔点，经试验研究熔核中由大量具有硬脆性质的金属间化合物组成，与母材界面处硬度有明显差别引发微裂纹的产生，致使接头的焊接质量和接头强度低。

3、设备功率大，机械化、自动化程度较高，使设备成本较高、维修较困难，并且常用的大功率单相交流焊机不利于电网的平衡运行。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种摩擦电阻复合点焊焊头，本实用新型无金属飞溅，能耗小，适于异种金属焊接，焊接接头表面平整，无凸起，由于有辅助热源提供部分热输入量，可降低搅拌头对金属板压力，流动摩擦搅拌头寿命提高。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

一种摩擦电阻复合点焊焊头，包括上安装柱、上安装螺纹、上六方固定柱、上退刀槽、上压环，所述上安装柱上设置有所述上安装螺纹，所述上安装柱下方设置有所述上六方固定柱，所述上六方固定柱上设置有所述上退刀槽，所述上六方固定柱下方设置有所述上压环，所述上压环内部设置有上流动摩擦头，所述上压环下方设置有焊接板体，所述焊接板体下方设置有下压环，所述下压环下方设置有下六方固定柱，所述下六方固定柱上设置有下退刀槽，所述下六方固定柱下方设置有下安装柱，所述下安装柱上设置有下安装螺纹，所述下安装螺纹成型于所述下安装柱，如此设置，使所述下安装螺纹与所述下安装柱成型于一体，结构更加稳定，设备使用更加方便，所述下压环内部设置有下流动摩擦头。

如此设置，提供一种摩擦电阻复合点焊焊头及焊接方式，该装置涵盖电阻点焊和流动摩擦点焊优势，同时弥补各自劣势，主要利用流动摩擦点焊时材料不需达到熔点并且高的表面焊接质量解决电阻点焊时熔化金属飞溅、高能耗、异种金属焊接时凸起区域生成的大量硬脆性质的金属间化合物导致焊接质量和接头强度低的问题，利用电阻发热提供部分热输入量，可提高流动摩擦搅拌头寿命。

上述结构中，该点焊方法的工艺过程简单，将所述焊接板体进行搭接，将需要焊接的位置分别对准所述上压环和所述下压环，所述上压环和所述下压环压紧两金属板，上下电极通过调节压力参数对金属板施加预压力，并开启通电装置调节焊接电流参数，电流通过上下电极传输到合金板产生热量，同时所述上流动摩擦头和所述下流动摩擦头接触零件表面并旋转，调整所述上流动摩擦头和所述下流动摩擦头的顶锻力和焊接时间，期间焊接点温度始终在熔点以下，使所述焊接板体塑性软化，塑化金属在所述上流动摩擦头和所述下流动摩擦头的驱动以及挤压作用下实现所述焊接板体的连接，将上下机头打开，取出所述焊接板体，电极通电电流远小于电阻点焊时电流，只是对所述焊接板体实施预加热，这样使流动摩擦电极选取工艺参数更广泛，可适当减小流动摩擦电极压力，大大提高了电极寿命，利用流动摩擦点焊接头强度高以及焊接点为固相接头，在调节合适的焊接工艺参数，可以得到高质量以及高强度的焊接接头，这种焊接形式适用于异种金属材料点焊，如Al、Fe、Cu、Mg、Ti不同金属材料之间点焊，在实际操作的时候选取待焊接两块合金板，如Al板和Fe板，将两种板材搭接确定焊接位置，将所述上压环和所述下压环对准焊接位置，压环紧压两合金板保持平衡，上下流动摩擦电极通过调节电极压力参数对金属板施加预压力1kN，并开启通电装置调节焊接电流参数2kA，电流通过上下电极传输到金属板产生热量，保持5s后，停止通电，测试金属板材焊接点的温度确保该点温度不超过各自熔点，进而调节电极压力和电极转速进而对合金板进行点焊，期间焊接点温度始终在熔点以下，电极与金属板作用，使金属板材料塑性软化，塑化金属在流动摩擦电极搅拌以及挤压作用下实现上下金属板连接，由于两种金属板材温度始终没有达到熔点，所以几乎不产生熔核，经试验研究熔核处含有大量硬脆性质的金属间化合物大大降低焊接处力学性能，该焊接技术主要靠金属间塑性流动以及挤压作用实现的连接，该焊接技术所消耗的能量远远小于同种状况下电阻点焊所消耗的能量，并且焊接点没有熔化不会产生金属飞溅，该技术焊接工艺参数范围广，可以选取最优工艺参数得到高质量以及高强度的焊接接头。

进一步地，所述上退刀槽成型于所述上六方固定柱，如此设置，所述上退刀槽在加工完成后，方便了所述上安装螺纹的加工，避免了螺纹刀的撞车。

进一步地，所述上压环为圆柱体，如此设置，是板材受力更加均匀，方便对板材进行挤压固定，提高了设备使用的稳定性。

进一步地，所述下六方固定柱成型于所述下压环，如此设置，使所述下六方固定柱与所述下压环成型于一体，结构更加稳定，设备使用更加方便。

进一步地，所述下退刀槽成型于所述下六方固定柱，如此设置，使所述下退刀槽与所述下六方固定柱成型于一体，结构更加稳定，方便了所述下安装螺纹的加工。

进一步地，所述上安装螺纹成型于所述上安装柱，如此设置，使所述上安装螺纹与所述上安装柱成型于一体，方便了装置通过所述上安装螺纹进行固定；所述上六方固定柱成型于所述上压环，如此设置，结构更加稳定，设备使用更加方便。

进一步地，所述上六方固定柱为正六棱柱，如此设置，所述上六方固定柱可以通过扳手进行转动，方便了将装置进行固定。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

1、焊接过程热输入小，热影响区小，没有材料熔化；

2、无金属飞溅。能耗小，有利于电网的平衡运行，提高设备使用寿命；

3、适于异种金属焊接，焊接接头表面平整，无凸起；

4、由于金属材料没熔化，大大减少具有硬脆性质的金属间化合物，进而提高焊接质量和接头强度；

5、由于有辅助热源提供部分热输入量，可降低搅拌头对金属板压力，流动摩擦搅拌头寿命提高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型所述一种摩擦电阻复合点焊焊头的内部结构示意图；

图2是本实用新型所述一种摩擦电阻复合点焊焊头的俯视图；

图3是本实用新型所述一种摩擦电阻复合点焊焊头的主视图。

附图标记说明如下：

1、上安装柱；2、上安装螺纹；3、上六方固定柱；4、上压环；5、上流动摩擦头；6、上退刀槽；7、焊接板体；8、下压环；9、下六方固定柱；10、下安装螺纹；11、下安装柱；12、下流动摩擦头；13、下退刀槽。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

第一实施例：

如图1-图3所示，一种摩擦电阻复合点焊焊头，包括上安装柱1、上安装螺纹2、上六方固定柱3、上退刀槽6、上压环4，上安装柱1上设置有上安装螺纹2，上安装螺纹2用以使得装置通过螺纹进行安装连接，上安装柱1下方设置有上六方固定柱3，上六方固定柱3用以使装置可以通过扳手进行固定，上六方固定柱3上设置有上退刀槽6，上退刀槽6用以方便对上安装螺纹2进行加工，上六方固定柱3下方设置有上压环4，上压环4用以为了紧固待焊的上下两层金属板材，上压环4内部设置有上流动摩擦头5，上压环4下方设置有焊接板体7，焊接板体7下方设置有下压环8，下压环8用以为了紧固待焊的上下两层金属板材，下压环8下方设置有下六方固定柱9，下六方固定柱9用以使装置可以通过扳手进行固定，下六方固定柱9上设置有下退刀槽13，下退刀槽13用以方便对下安装螺纹10进行加工，下六方固定柱9下方设置有下安装柱11，下安装柱11用以方便装置进行安装，下安装柱11上设置有下安装螺纹10，下安装螺纹10成型于下安装柱11，如此设置，使下安装螺纹10与下安装柱11成型于一体，结构更加稳定，设备使用更加方便，下安装螺纹10用以使得装置通过螺纹进行安装连接，下压环8内部设置有下流动摩擦头12。

第二实施例：

第二实施例与第一实施例的区别在于：下退刀槽13成型于下六方固定柱9。

具体地，下退刀槽13成型于下六方固定柱9，如此设置，使下退刀槽13与下六方固定柱9成型于一体，结构更加稳定，方便了下安装螺纹10的加工。

第三实施例：

第三实施例与第一实施例的区别在于：上安装螺纹2成型于上安装柱1，上六方固定柱3成型于上压环4。

具体地，上安装螺纹2成型于上安装柱1，如此设置，使上安装螺纹2与上安装柱1成型于一体，方便了装置通过上安装螺纹2进行固定；上六方固定柱3成型于上压环4，如此设置，结构更加稳定，设备使用更加方便。

工作原理：该点焊方法的工艺过程简单，将焊接板体7进行搭接，将需要焊接的位置分别对准上压环4和下压环8，上压环4和下压环8压紧两金属板，上下电极通过调节压力参数对金属板施加预压力，并开启通电装置调节焊接电流参数，电流通过上下电极传输到合金板产生热量，同时上流动摩擦头5和下流动摩擦头12接触零件表面并旋转，调整上流动摩擦头5和下流动摩擦头12的顶锻力和焊接时间，期间焊接点温度始终在熔点以下，使焊接板体7塑性软化，塑化金属在上流动摩擦头5和下流动摩擦头12的驱动以及挤压作用下实现焊接板体7的连接，将上下机头打开，取出焊接板体7，电极通电电流远小于电阻点焊时电流，只是对焊接板体7实施预加热，这样使流动摩擦电极选取工艺参数更广泛，可适当减小流动摩擦电极压力，大大提高了电极寿命，利用流动摩擦点焊接头强度高以及焊接点为固相接头，在调节合适的焊接工艺参数，可以得到高质量以及高强度的焊接接头，这种焊接形式适用于异种金属材料点焊，如Al、Fe、Cu、Mg、Ti不同金属材料之间点焊，在实际操作的时候选取待焊接两块合金板，如Al板和Fe板，将两种板材搭接确定焊接位置，将上压环4和下压环8对准焊接位置，压环紧压两合金板保持平衡，上下流动摩擦电极通过调节电极压力参数对金属板施加预压力1kN，并开启通电装置调节焊接电流参数2kA，电流通过上下电极传输到金属板产生热量，保持5s后，停止通电，测试金属板材焊接点的温度确保该点温度不超过各自熔点，进而调节电极压力和电极转速进而对合金板进行点焊，期间焊接点温度始终在熔点以下，电极与金属板作用，使金属板材料塑性软化，塑化金属在流动摩擦电极搅拌以及挤压作用下实现上下金属板连接，由于两种金属板材温度始终没有达到熔点，所以几乎不产生熔核，经试验研究熔核处含有大量硬脆性质的金属间化合物大大降低焊接处力学性能，该焊接技术主要靠金属间塑性流动以及挤压作用实现的连接，该焊接技术所消耗的能量远远小于同种状况下电阻点焊所消耗的能量，并且焊接点没有熔化不会产生金属飞溅，该技术焊接工艺参数范围广，可以选取最优工艺参数得到高质量以及高强度的焊接接头。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。

Claims (7)

1.一种摩擦电阻复合点焊焊头，其特征在于：包括上安装柱、上安装螺纹、上六方固定柱、上退刀槽、上压环，所述上安装柱上设置有所述上安装螺纹，所述上安装柱下方设置有所述上六方固定柱，所述上六方固定柱上设置有所述上退刀槽，所述上六方固定柱下方设置有所述上压环，所述上压环内部设置有上流动摩擦头，所述上压环下方设置有焊接板体，所述焊接板体下方设置有下压环，所述下压环下方设置有下六方固定柱，所述下六方固定柱上设置有下退刀槽，所述下六方固定柱下方设置有下安装柱，所述下安装柱上设置有下安装螺纹，所述下安装螺纹成型于所述下安装柱，所述下压环内部设置有下流动摩擦头。

2.根据权利要求1所述的一种摩擦电阻复合点焊焊头，其特征在于：所述上退刀槽成型于所述上六方固定柱。

3.根据权利要求1所述的一种摩擦电阻复合点焊焊头，其特征在于：所述上压环为圆柱体。

4.根据权利要求1所述的一种摩擦电阻复合点焊焊头，其特征在于：所述下六方固定柱成型于所述下压环。

5.根据权利要求1所述的一种摩擦电阻复合点焊焊头，其特征在于：所述下退刀槽成型于所述下六方固定柱。

6.根据权利要求1所述的一种摩擦电阻复合点焊焊头，其特征在于：所述上安装螺纹成型于所述上安装柱，所述上六方固定柱成型于所述上压环。

7.根据权利要求1所述的一种摩擦电阻复合点焊焊头，其特征在于：所述上六方固定柱为正六棱柱。