CN212070759U - 一种用于电阻缝焊的电极轮 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于缝焊领域，公开了一种用于电阻缝焊的电极轮，包括中空的整体呈圆柱状的本体、与焊接工件相接触的径侧面、设置在径侧面之间的凹槽、轴侧面，其中，所述凹槽的高度h为0.01‑3mm，所述凹槽与径侧面的宽度的比值为0.1‑0.9。与传统电极轮相比，本实用新型电极轮由于凹槽的存在，焊接初期电极轮与金属工件的接触面积减小，整体产热集中、散热变慢，并随着焊接的进行，散热变快，因此，在同等焊接条件下形成更宽的焊缝，本实用新型的焊接电极轮所需要的焊接电流更低，节省了电力成本，且所得焊缝强度和稳定性更高，极大地提升了焊接质量。

Description

一种用于电阻缝焊的电极轮

技术领域

本实用新型涉及缝焊领域，更具体地涉及两层或多层金属工件之间进行电阻缝焊时使用的焊接电极轮。

背景技术

缝焊广泛应用于油桶、罐头罐、暖气片、飞机和汽车油箱，以及喷气发动机、火箭、导弹中密封容器的薄板等焊接领域。主要是通过一对滚盘电极与焊接工件做相对运动，然后通过对滚轮通以一定时长的焊接电流和压力，从而产生一个使工件熔化搭接的密封焊缝的焊接方法。但是现有焊接设备在对金属板材进行电阻缝焊时，通常会出现焊缝强度低，焊接质量差，不稳定等缺陷。特别是在对一些新材料例如高强钢、铝合金等进行焊接时，需要非常大的焊接电流和压力，焊接速度低，常常会产生较大的焊接飞溅、焊接分流严重，从而造成内部密封性不可靠、焊缝不连续等焊接质量差的问题。因此，本领域迫切需要一种能够获得更高焊接质量，且低成本、高效率、更容易推广的电阻缝焊设备和工艺方法。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电阻缝焊用的电极滚轮，使其能够有效降低焊接中飞溅产生，并减小焊接电流和压力，从而达到提升焊接质量、降低成本、提高生产效率的效果。

本实用新型的一种技术方案为：提供一种用于电阻缝焊的电极轮，包括中空的整体呈圆柱状的本体1，与焊接工件相接触的径侧面11，设置在径侧面之间的凹槽12，轴侧面13；其中，所述凹槽12的高度h为0.01-3mm，所述凹槽12与径侧面的宽度的比值为0.1-0.9。

在一优选例中，所述h为0.1-2mm。

在另一优选例中，所述径侧面11的宽度B1为3-20mm。

在另一优选例中，所述径侧面11为球面、圆柱面或锥面。

在另一优选例中，所述电极轮由铜或铜合金制成。

在另一优选例中，所述径侧面11上设置环形凸起或凹陷。

在另一优选例中，所述凸起或凹陷的高度h1为10-1000μm。

在另一优选例中，所述环状凸起或凹陷之间的间隔d为200-2000μm。

本实用新型有益效果：与传统电极轮相比，本实用新型电极轮由于凹槽的存在，焊接初期电极轮与金属工件的接触面积减小，整体产热集中、散热变慢，随着焊接的进行，散热变快，因此，在同等焊接条件下形成更宽的焊缝，另外本实用新型的焊接电极轮所需要的焊接电流更低，节省了电力成本，且所得焊缝强度和稳定性更高，极大地提升了焊接质量。

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做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的可替代的实施方式。

图1所示为本实用新型中的焊接电极轮的一个实施例的轴测图；

图2所示为图1中电极轮的焊接面截面图；

图3所示为本实用新型中焊接电极轮的径侧面11为球面时的另一个实施例的焊接面截面图；

图4所示为本实用新型中焊接电极轮的径侧面11上有环形凸起时的一个实施例的焊接面截面图；

图5所示为本实用新型中焊接电极轮的径侧面11上有环形凹陷时一个实施例的焊接面截面图；

图6所示为本实用新型中的整体焊接时的沿一个侧面的截面图。

图7所示为本实用新型中的整体焊接时的沿另一个侧面的截面图。

附图标记：1—电极滚轮1；2—电极滚轮2；3—金属工件1；4—金属工件2；5—焊缝熔化区；11—焊接接触面；12—内凹陷焊接接触面；13、14—电极滚轮侧面；111—焊接接触面上的凸起；B1—焊接接触面11的外径宽度；B2—焊接内凹陷面的外径；h—焊接内凹陷面的深度；h1—凸起环的高度；d—相邻凸起或凹陷的间距。

具体实施方式

本发明人经过广泛而深入的研究，通过大量试验，发现了用于提高电阻缝焊焊接质量的电极滚轮及其方法，在此基础上完成了本实用新型。

下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外，附图为示意图，因此本实用新型装置和设备的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。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。

实施例1

如图1-3所示，电极滚轮包括中空的整体呈圆柱状的本体1、两径侧面11、设置在两径侧面之间的凹槽12、轴侧面13，此处径侧面11指的是焊接时与焊接工件相接触的面，轴侧面13 指的是焊接时与固定电极轮的固定件相接触的面。径侧面11的形状为球面或圆柱面或锥面，当为球面时(球心半径方向为由径侧面指向电极轮本体)，球面半径优选地为20mm(如图3 所示),当半径为无穷大时，则变为圆柱面(如图2所示)，其宽度B1为3-20mm，优选地为5-15mm；所述凹槽的截面形状优选地为弧形(如图2所示)，凹陷的高度h为0.01-3mm，此处凹陷的高度h指的是凹槽的最低端到径侧面的垂直距离。

焊接时电极轮安装在电阻焊设备上，可以是包括固定式或自动化移动式机器人形式的，通常其是由导电性较好的铜合金制成的，例如铬锆铜、铍铜、钨铜、添加氧化铝颗粒的铜合金等电极。而待焊工件3、4为包括由钢材、有色合金、高温合金等构成的金属堆叠组合。例如纯铝、2xxx、3xxx、4xxx、5xxx、6xxx、7xxx的变形铝合金或铸造铝合金。各种应用于工业制造中的低碳钢、不锈钢、低合金高强钢、双向钢、马氏体钢、热冲压成型钢、镁合金、钛合金、高温合金等。另外材料表面可以包含各种镀层，比如镀锌层、镀铝层、锌-铁合金层、铝镁合金层、锌镍合金层、铝锌合金层、铝硅合金层等，镀层的厚度为10-200μm。工件的状态可以是包括任何的例如固溶强化、形变强化或热处理状态的，工件3、4的厚度为0.3-6mm 之间，优选地为0.5-4mm。各个工件的厚度可以是相同或不同的。值得注意的是，本文中所使用的术语“工件”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。需要说明的是图6所示工件堆叠组合为两层，但实际上也可以是包括三层及三层以上的堆叠组合，另外在堆叠组合件界面相接处可以设置一层有机结合层，例如可热固化的环氧树脂或聚氨酯，可包括分散在整个热固性结合剂基体中的可选的填料颗粒，例如二氧化硅颗粒以改变结合剂层的粘度或其它机械性能来用于工业制造，该有机结合层的厚度为0.1-1mm。

如图6及7所示，焊接时，首先提供待焊工件3、4组成的工件堆叠组合以及本实用新型的电极滚轮1、2，然后将电极滚轮置于组合件待焊位置处，并施加一定时间(50ms-2000ms)，一定大小的焊接电流(5KA-60KA)和压力(2000N-20000N)，电极滚轮以一定的焊接速度(0.5-15m/min)远离初始焊缝相对于工件运动，进而使工件3、4中间接触面发生熔化形成连续或断续的焊缝(这主要取决于待焊工件的功能需求)，由于凹槽12的存在，焊接时电极滚轮上的径侧面11与工件接触，而凹槽12不与工件接触，使工件先形成如图7所示的熔核5，而随着焊接时间的进行，熔化的金属逐渐向中心扩展，最终形成完整的熔核。由于中心凹槽12的存在，使电流集中于外圈，初期整体产热集中于焊缝外圈、散热变慢，有助于熔核由外向内形成，并且由于凹陷的存在，金属工件向电极轮中心凹陷处扩展，从而增大焊缝面积，减小飞溅和变形。所以使用本实用新型的电极轮与传统电极轮在相同条件下对相同工件进行焊接相比，形成相同宽度的焊缝所需要的焊接电流更低，节省了电力成本，并且所得焊缝强度和稳定性更高，极大地提升了焊接质量。

实施例2

本实施例与实施例1类似，与之不同的是本实施例的颈侧面11上设置有一个或多个环形凸起或凹陷(如图4、5所示)，每一个环状凸起或凹陷的高度h1可以相同也可以不同，其高度h1为10-1000μm，优选地20-500μm。环状凸起或凹陷之间的间隔d为200-2000μm，环状凸起或凹陷的形状可以是矩形、三角形、梯形或有一条、多条直线或曲线构成的任意形状。

尽管本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限制本实用新型，任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，做出的种种的等效的变化或替换，均属于本实用新型保护的范围。因此，本实用新型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 (8)

1.一种用于电阻缝焊的电极轮，其特征在于：包括中空的整体呈圆柱状的本体(1)，与焊接工件相接触的径侧面(11)，设置在径侧面之间的凹槽(12)，轴侧面(13)；其中，所述凹槽(12)的高度h为0.01-3mm，所述凹槽(12)与径侧面的宽度的比值为0.1-0.9。

2.根据权利要求1所述的用于电阻缝焊的电极轮，其特征在于：所述h为0.1-2mm。

3.根据权利要求1所述的用于电阻缝焊的电极轮，其特征在于：所述径侧面(11)的宽度B1为3-20mm。

4.根据权利要求1所述的用于电阻缝焊的电极轮，其特征在于：所述径侧面(11)为球面、圆柱面或锥面。

5.根据权利要求1所述的用于电阻缝焊的电极轮，其特征在于：所述电极轮由铜或铜合金制成。

6.根据权利要求1所述的用于电阻缝焊的电极轮，其特征在于：所述径侧面(11)上设置环形凸起或凹陷。

7.根据权利要求6所述的用于电阻缝焊的电极轮，其特征在于：所述凸起或凹陷的高度h1为10-1000μm。

8.根据权利要求6所述的用于电阻缝焊的电极轮，其特征在于：所述环形凸起或凹陷之间的间隔d为200-2000μm。

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