CN217316508U - 一种电阻点焊连接异种金属用的焊接元件 - Google Patents

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李铭锋
杨上陆
王艳俊
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Abstract

本实用新型涉及一种电阻点焊连接异种金属用的焊接元件,用于电阻点焊焊接异种金属叠层材料;所述焊接元件整体呈圆形结构,具有上、下相对的第一表面、第二表面;所述第二表面中心区域存在凸起结构,所述凸起结构用于在焊接电极挤压下进一步凸起变形以穿越第一金属并与第二金属焊接起来;所述焊接元件第一表面与所述凸起结构相对应的区域存在下沉结构,所述下沉结构用于容纳焊接电极;所述焊接元件外围存在由第一表面整体向第二表面卷曲形成的容纳腔,所述容纳腔横截面呈“C”型折边状,所述容纳腔用于收集从焊点中挤压出或喷射出的第一金属。有益效果是电阻点焊焊接异种金属时,防止从焊点中喷溅出金属造成污染和破坏构件表面质量。

Description

一种电阻点焊连接异种金属用的焊接元件
【技术领域】
本实用新型涉及异种金属焊接技术领域,具体涉及一种电阻点焊连接异种金属用的焊接元件。
【背景技术】
在航天航空、轨道交通和汽车等领域中,为了降低构件的重量,提升燃油经济效率,都向着装备轻量化方向发展。而采用异种金属的构件连接去组装而成的装备或交通工具不仅能发挥两种材料的各自性能,还能实现减重和降低成本的效果;例如钛合金和铝合金构件连接、钢与铝合金的构件连接和钢与镁合金的构件连接等等。因此异种金属的连接在许多领域都有广泛的应用需求。然而异种金属连接面临巨大的挑战,特别是在焊接过程中,容易在焊缝中形成脆性化合和裂纹等缺陷,这极大地降低接头的力学性能,进而限制了焊接工艺在该领域的应用。
为了实现异种金属焊接,只有从根本上避免脆性化合物的形成,即由异种金属焊接问题转变为同种金属焊接问题,可以极大地提高接头的连接强度。因此在电阻点焊异种金属的过程中,在焊点中加入额外的元件,将额外的元件穿越中间的低熔点金属,并与另一和元件材质相同的金属工件焊接,进而形成锁合结构将中间的低熔点工件连接起来,这种焊接思路可以很好地解决异种金属焊接的问题。
专利CN113857637A的技术中,轻金属与钢异种金属电阻点焊的焊接中,在焊点表面的轻金属(例如铝合金)一侧放置钢材质的料片,利用电阻点焊通过控制焊接电流变化,快速熔化焊接料片与钢之间的轻金属,通过飞溅的形式瞬间完全排出焊点中的轻金属,从而形成仅有微量轻金属残留的焊接界面;然后通过电流变化使得焊接料片与钢工件的相互接触界面直接熔化而实现冶金连接。该方法具有效率高,接头强度高的焊接效果,具有广泛的应用前景。然而故意诱导的焊点飞溅过程导致的液态金属从焊点排出时,液态金属可能会从料片和轻金属接触面之间喷出,进而会降低焊点表面质量、污染周围的构件和设备。
为了解决上述轻金属与钢或轻金属与钛合金等异种金属电阻点焊时,故意诱导的飞溅过程排出的液态金属所带来的问题,亟需一种方法能实现低成本且快速收集焊点中飞溅而出的飞溅金属。
【实用新型内容】
本实用新型的目的是,提供一种电阻点焊焊接异种金属时,防止从焊点中喷溅出金属造成污染和破坏构件表面质量的焊接元件。
为实现上述目的,本实用新型采取的技术方案是一种电阻点焊连接异种金属用的焊接元件,用于电阻点焊焊接异种金属叠层材料,所述异种金属叠层材料包括熔点小的第一金属板和熔点大的第二金属板,在焊接过程中,所述焊接元件与第一金属板接触,通过电阻点焊的焊接电极挤压和施加焊接电流后,快速将焊点中的部分第一金属通过飞溅过程排出焊点区域,所述焊接元件在电阻热力学作用下快速变形,并穿越第一金属板,实现与第二金属板直接的接触并焊接起来;所述焊接元件整体呈圆形结构,具有上、下相对的第一表面、第二表面;所述第二表面中心区域存在凸起结构,所述凸起结构用于在焊接电极挤压下进一步凸起变形以穿越第一金属并与第二金属焊接起来;所述焊接元件第一表面与所述凸起结构相对应的区域存在下沉结构,所述下沉结构用于容纳焊接电极;所述焊接元件外围存在由第一表面整体向第二表面卷曲形成的容纳腔,所述容纳腔横截面呈“C”型折边状,所述容纳腔用于收集从焊点中挤压出或喷射出的第一金属。
优选地,所述容纳腔的开口指向焊接元件中心方向,所述“C”型折边端部与第二表面垂直距离H2大于所述凸起结构高度H。
优选地,由第一表面向第二表面的“C”型折边端部始终与第二表面边缘存在水平距离L,其中L≥1mm。
优选地,所述容纳腔的壁厚t2的范围为0.1t≤t2≤0.8t,其中t为所述焊接元件的最大厚度。
优选地,所述异种金属叠层材料包括熔点小于750℃的第一金属板和熔点大于1300℃的第二金属板。
优选地,所述凸起结构表面为圆形的平面,且凸起结构平面的直径D1范围为D≤D1≤1.5D,其中D为所述焊接电极的端面直径。
优选地,所述凸起结构突出所述第二表面的高度H的范围为0.2t≤H≤0.9t,其中t为所述焊接元件的最大厚度。
优选地,所述下沉结构底面为圆形的平面或凹球面,且下沉结构底面直径D2范围为D≤D1≤1.2D,其中D为所述焊接电极的端面直径。
优选地,所述焊接元件材质与所述第二金属板材质相同。
优选地,所述焊接元件的最大厚度t的范围为0.8mm≤t≤2.5mm。
本实用新型一种电阻点焊连接异种金属用的焊接元件与现有技术相比有益效果是:将焊接元件与熔点小的第一金属板和熔点大的第二金属板的叠层结构进行焊接,焊接元件边缘设有容纳腔,用来收集从焊点中由飞溅过程喷出的液态金属,进而提高焊点表面质量;使用范围广,焊接效率高能够高效实现异种金属的电阻点焊焊接,改善焊点表面质量,并且焊接元件结构简单,制造成本低,在提升接头连接强度的同时降低了焊接成本。
【附图说明】
图1是一种电阻点焊连接异种金属用的焊接元件示意图。
图2是一种电阻点焊连接异种金属用的焊接元件用于电阻点焊连接异种金属待焊阶段示意图。
图3是一种电阻点焊连接异种金属用的焊接元件用于电阻点焊连接异种金属夹持阶段示意图。
图4是一种电阻点焊连接异种金属用的焊接元件用于电阻点焊连接异种金属飞溅排出起始阶段示意图。
图5是一种电阻点焊连接异种金属用的焊接元件用于电阻点焊连接异种金属飞溅排出结束阶段示意图。
图6是一种电阻点焊连接异种金属用的焊接元件用于电阻点焊连接异种金属焊接阶段示意图。
图7是一种电阻点焊连接异种金属用的焊接元件用于电阻点焊连接异种金属完成阶段示意图。
图8是一种电阻点焊连接异种金属用的焊接元件用于电阻点焊连接异种金属第一种电流和电压时序图。
图9是一种电阻点焊连接异种金属用的焊接元件用于电阻点焊连接异种金属第二种电流和电压时序图。
图10是一种电阻点焊连接异种金属用的焊接元件用于电阻点焊连接异种金属第三种电流和电压时序图。
图11是一种电阻点焊连接异种金属用的焊接元件用于电阻点焊连接异种金属第四种电流和电压时序图。
图12是一种电阻点焊连接异种金属用的焊接元件用于电阻点焊连接异种金属第五种电流和电压时序图。
图13是一种电阻点焊连接异种金属用的焊接元件用于电阻点焊连接第一组异种金属影像图。
图14是一种电阻点焊连接异种金属用的焊接元件用于电阻点焊连接第二组异种金属影像图。
图15是一种电阻点焊连接异种金属用的焊接元件用于电阻点焊连接第三组异种金属影像图。
附图中涉及的附图标记和组成部分如下:100、焊接元件,100a、第一表面,100b、第二表面,101、凸起结构,102、下沉结构,103、容纳腔,104、“C”型折边端部,200a、上焊接电极,200b、下焊接电极,300、第一金属板,301、熔池,302、第一金属,303、熔化区域,400、第二金属板,401、焊接界面,402、熔核。
【具体实施方式】
为使本实用新型的目的、技术方案及优势变得更好地被理解,以下结合附图,对本实用新型进行详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施方式仅仅用来解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。此外,附图为示意图,因此本实用新型焊接元件并不受所述示意图的尺寸或比例限制。
需要说明的是,在本实用新型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”、“下沉”、“凸起”、“金属板”、“飞溅电流”等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
本实施例实现一种电阻点焊连接异种金属用的焊接元件。
图1是一种电阻点焊连接异种金属用的焊接元件示意图。如附图1所示,本实施例一种电阻点焊连接异种金属用的焊接元件,焊接元件100整体呈圆形结构,焊接元件100具有第一表面100a和第二表面100b。在第二表面100b中心区域设有凸起结构101,凸起结构101突出所述第二表面100b的高度H的范围为:0.2t≤H≤0.9t,其中t为所述的焊接元件100的最大厚度。图2是一种电阻点焊连接异种金属用的焊接元件用于电阻点焊连接异种金属待焊阶段示意图。如附图2所示,本实施例一种电阻点焊连接异种金属用的焊接元件,凸起结构101的表面为圆形的平面,该平面的直径D1范围为:D≤D1≤1.5D,其中D为所采用的焊接电极的端面直径。在第一表面100a并与所述凸起结构101相对应的区域存在下沉结构102,下沉结构102底面为圆形的平面或凹球面,且下沉结构102底面直径D2范围为:D≤D1≤1.2D,其中D为所述焊接电极的端面直径。图3是一种电阻点焊连接异种金属用的焊接元件用于电阻点焊连接异种金属夹持阶段示意图。如附图3所示,本实施例一种电阻点焊连接异种金属用的焊接元件,所述的下沉结构102用于容纳上焊接电极200a。图5是一种电阻点焊连接异种金属用的焊接元件用于电阻点焊连接异种金属飞溅排出结束阶段示意图。如附图5所示,本实施例一种电阻点焊连接异种金属用的焊接元件,此外,在焊接时,下沉结构102还可以使得焊接元件100快速定位到上焊接电极200a上,还可以使得焊接元件100与上焊接电极200a接触的区域易于进一步变形而穿透第一金属板300。在焊接元件100外围存在由第一表面100a整体向第二表面100b卷曲形成的容纳腔103,在容纳腔103的横截面上形状呈“C”型折边状。容纳腔103的壁厚t2的范围为:0.1t≤t2≤0.8t,其中t为所述的焊接元件100的最大厚度。如附图5所示,本实施例一种电阻点焊连接异种金属用的焊接元件,容纳腔103的壁厚t2小于焊接元件100最大厚度t,一方面有利于增大容纳腔103的体积,另一方面使得容纳腔103在焊接过程中可以随焊接元件100的变形而易于发生相应的变形而不妨碍焊接元件100的焊接过程。形成容纳腔103的焊接元件的“C”型折边端部104与第二表面100b的垂直距离H2大于所述凸起结构101的高度H,并且“C”型折边的端部104始终与第二表面100b边缘存在水平距离L,其中L≥1mm,这使得焊接元件100焊接时,其第二表面100b接触到到第一金属板300表面时,“C”型折边端部104始终与第二表面100b边缘存在水平距离L,以保持容纳腔存在开口。图4是一种电阻点焊连接异种金属用的焊接元件用于电阻点焊连接异种金属飞溅排出起始阶段示意图。本实施例一种电阻点焊连接异种金属用的焊接元件,容纳腔103的开口指向焊接元件100中心方向,用于收集从焊点中挤压出或喷射出的第一金属302,避免其残留在焊点边缘而影响美观,另一方也防止其喷射焊点周围的构件上损坏构件的表面。
图6是一种电阻点焊连接异种金属用的焊接元件用于电阻点焊连接异种金属焊接阶段示意图。图7是一种电阻点焊连接异种金属用的焊接元件用于电阻点焊连接异种金属完成阶段示意图。如附图2至附图7所示,本实施例一种电阻点焊连接异种金属用的焊接元件,被用于电阻点焊方法中去焊接异种金属叠层材料,异种金属叠层材料包括熔点小于750℃的第一金属板300和熔点大于1300℃的第二金属板400,在焊接过程中,所述的焊接元件100与第一金属板300接触,通过电阻点焊的焊接电极(上焊接电极200a和下焊接电极200b)挤压和施加焊接电流后,快速将焊点中的第一金属排出焊点区域,所述的焊接元件100在电阻热和力学作用下快速变形,并穿越第一金属板300,实现与第二金属板400直接接触并通过熔核402焊接起来。为了使得焊接元件100与第二金属板400具有良好的焊接性,焊接元件100材质与第二金属板400材质相同。同时焊接元件100的最大厚度t的范围为:0.8mm≤t≤2.5mm,以保证焊接元件100的给焊点提供足够的强度需求。
如附图2至附图7所示,本实施例一种电阻点焊连接异种金属用的焊接元件,进行异种金属焊接时,其具体的焊接过程包括待焊阶段,夹持阶段,飞溅排出阶段,焊接阶段和完成阶段。
在待焊阶段中,如附图2所示,将第一金属板300(例如铝合金)堆叠到第二金属板400(例如热成型钢)上,上焊接电极200a置于第一金属板300的上侧待焊位置,下焊接电极200b置于第二金属板400的下侧待焊位置,通过传送装置(未示出)快速、精准地将焊接元件100插入到上焊接电极200a和第一金属板300之间的待焊位置。
在夹持阶段中,如附图3所示,上焊接电极200a和下焊接电极200b同时对焊点施加电极压力,在电极压力作用下,焊接元件100的凸起结构101与第一金属板300的表面紧密接触。此时焊接元件100的“C”型折边端部104也紧密接触到第一金属板300的表面,此时容纳腔103与第一金属板300的表面和凸起结构101边缘形成一个封闭的空间。
在飞溅排出阶段中,如附图4和附图5所示,由上焊接电极200a通入足够大的电流之后,电流通过焊点区域再从下焊接电极200b流出焊点,由于第一金属板300的熔点最低,大的电流能在焊点中能快速产生电阻热,而低熔点的第一金属板300优先快速熔化形成熔池301;由于熔池301膨胀并且在在上、下焊接电极(200a和200b)压力作用下,使得熔池301瞬间冲破周围区域的限制而产生飞溅过程,使得液态金属302从焊接元件100和第一金属板300接触面喷出而进入到容纳腔103中。由于容纳腔103的“C”型折边端部104与焊接元件第二表面100b的端部存在距离L,尽管在焊接元件第二表面100b与第一金属板300表面接触后,容纳腔103依旧存在开口,使得容纳腔103能随时接收由焊点中喷出的液态金属。在飞溅排出阶段后,由于焊点中第一金属板300通过飞溅过程排出焊点,形成了由焊接元件100与第二金属板400直接接触的焊接界面401。
在焊接阶段,如附图6所示,由上、下焊接电极(200a和200b)继续输入电流使得焊点中产生更大的电阻热去熔化由焊接元件100与第二金属板400直接相接触的焊接界面401而形成熔核402,在停止电流后熔核402凝固并将焊接元件100与第二金属板400牢固连接在一起。在焊接阶段中,由于焊点中产生更多电阻热,在焊接界面401外围的第一金属板300的熔化区域303会扩大,同时焊点在电阻热作用下会进一步被焊接电极挤压而减薄,此时熔化区域中303中的少部分液态金属可能再次被挤压到容纳腔103中。
在完成阶段,如附图7所示,上焊接电极200a和下焊接电极200b卸除焊接压力,移开焊点区域,进而获得异种金属焊接头。
这里所述的各个阶段并不是严格意义上将整个焊接过程割裂成多个部分独立部分,而是为了更好理解整个焊接过程而将其按照时间顺序进行名义上的区分。例如夹持阶段为电极对焊点施加压力,其实整个焊接过程都需要电极保持压力,在这里只表示为施加电流前的阶段;又如飞溅排出阶段和焊接阶段可能出现重叠部分,例如飞溅排出阶段的后期如果有足够的电阻热也可以促焊接界面401熔化开始出现焊接的效果。
在焊接过程中,对于焊接工艺中施加的电流和电压的时序的设计,通常需要考虑到第一金属板300、第二金属板400和焊接元件100的厚度、熔点、金属板工件的叠层数量,表面镀层情况以及叠层中是否存在结构胶的情况。通常工件越厚,需要输入更大的焊接压力,对应的电流值也需要更大;而存在结构胶的焊接中,由于结构胶一方面导致接触电阻增大,另一方面降低了电阻热的散失,电流也需要相应设置更小,具体参数值可以通过具体的焊接工况设置。
图8是一种电阻点焊连接异种金属用的焊接元件用于电阻点焊连接异种金属第一种电流和电压时序图。图9是一种电阻点焊连接异种金属用的焊接元件用于电阻点焊连接异种金属第二种电流和电压时序图。图10是一种电阻点焊连接异种金属用的焊接元件用于电阻点焊连接异种金属第三种电流和电压时序图。图11是一种电阻点焊连接异种金属用的焊接元件用于电阻点焊连接异种金属第四种电流和电压时序图。图12是一种电阻点焊连接异种金属用的焊接元件用于电阻点焊连接异种金属第五种电流和电压时序图。如附图8至附图12所示,示意性地给出了几个本实施一种电阻点焊连接异种金属用的焊接元件用于电阻点焊连接异种金属时电流和电压的时序图,其中电流包括主要引发飞溅的部分和主要实现焊接的部分;引发飞溅部分的电流主要目的在于通过飞溅过程快速排出焊点中第一金属板300的金属,进而实现由焊接元件100和第二金属板400直接接触的焊接界面401;而焊接部分的电流主要是实现焊接界面401的冶金连接过程。因此,这两个过程在施加的电流上时序上可以表现为如图8和图11所示具有分割开的效果,也可以表现为如图9、图10和图12所示连接在一起的形成整体的效果。但相同点在于一定要在焊接前引发飞溅过程排出第一金属板的金属。
图13是一种电阻点焊连接异种金属用的焊接元件用于电阻点焊连接第一组异种金属影像图。如附图13所示,本实施一种电阻点焊连接异种金属用的焊接元件用于电阻点焊连接第一组异种金属,对第一金属板300采用0.8mm厚的6016铝合金与第二金属板400采用厚度为1.0mm的CR420冷轧钢进行焊接,焊接时采用的焊接元件100的最大厚度t为0.8mm并且其材质为CR210冷轧钢,焊接电流和电压时序采用类似图8的类型。其中飞溅排出阶段包括四个电流脉冲,每个电流脉冲之间的间隔为25ms,同时每个电流脉冲和维持时间分别为:13kA并持续30ms、15kA并持续40ms、18kA并持续20ms和16kA并持续20ms,在飞溅排出阶段中产生多次飞溅过程,将焊点中铝合金有效地排出焊点之外后的焊点的截面结构如图13所示,在焊接元件100与第二金属板400之间形成了直接接触的焊接界面401,通过放大的显微图可见,焊接界面401上形成了焊接元件100与第二金属板400之间的局部冶金连接区域,同时焊接界面401上断续地分布着一些铝合金残留层401RL,由于这些铝合金残留层401RL较薄且含量较少,在后续的焊接阶段中的电流作用后将会完全融入到焊接元件100与第二金属板400之间形成的钢熔核中。
图14是一种电阻点焊连接异种金属用的焊接元件用于电阻点焊连接第二组异种金属影像图。如附图14所示,本实施一种电阻点焊连接异种金属用的焊接元件用于电阻点焊连接第二组异种金属,对第一金属板300为1.6mm厚的6016铝合金和第二金属板400为1.4mm厚的热成型钢进行焊接,其中热成型钢强度级别为2000MPa。焊接时采用的焊接元件100的最大厚度为1.0mm且材质为双相钢。焊接时的电流和电压时序采用类似图8的类型。在飞溅排出阶段中,设置两个电流脉冲,它们之间之间的间隔15-30ms,并且每个电流脉冲为17-21kA和维持时间为60-90ms。在飞溅排出阶段中发生了两次飞溅过程,焊点中的铝合金通过飞溅过程快速地排出并进入到焊接元件的容纳腔中。在飞溅排出阶段之后的焊点截面结构如图14所示,可见有效地形成了焊接元件100与第二金属板400之间接触的焊接界面401,同样在放大的显微金相图中可以发现焊接界面上存在厚度不超过60μm铝合金残留层401RL,焊接界面401上存在铝合金残留层401RL的原因是由于焊接元件100和第二金属板400表面存在粗糙度,同时液态铝合金存在时间很短和流动性较差,在飞溅过程后依旧会有少量铝合金残留在焊接界面之上。此外焊点中的焊接界面401上也形成了较大的熔核402将焊接元件100与第一金属板400连接起来。在后续的焊接阶段中输入的焊接电流,可以进一步促进钢熔核402的长大。
图15是一种电阻点焊连接异种金属用的焊接元件用于电阻点焊连接第三组异种金属影像图。如附图15所示,本实施一种电阻点焊连接异种金属用的焊接元件用于电阻点焊连接第三组异种金属,对第一金属板300为1.2mm厚的5754铝合金和第二金属板400为1.6mm厚的热成型钢进行焊接,其中热成型钢强度级别为600MPa,并且表面存在厚度约为30μm的Al-Si镀层401,焊接元件100的最大厚度为1.0mm且为双相钢材质。焊接时的电流和电压时序采用类似图9的类型。在飞溅排出阶段中施加18kA的电流并维持120ms。电流作用于焊点后发生了一次飞溅过程,焊点中的铝合金通过飞溅过程快速地排出并进入到焊接元件的容纳腔中,焊点截面结构如图15所示,可见焊接元件100和第二金属板400相互凹进并穿越第一金属板300而实现直接接触,并且形成焊接界面401,通过放大的显微图可见焊接界面401上残存有厚度不超过20μm的铝合金残留层401RL。同时可以发现在焊接界面401上形成了较小的熔核402将焊接元件100与第二金属板400焊接起来。
本实施一种电阻点焊连接异种金属用的焊接元件,在以上电阻点焊连接三组异种金属过程中,在飞溅排出阶段的液态金属都很好地被焊接元件100的容纳腔103所接收,避免了从焊点中飞溅出的液态金属污染焊点周围构件及设备。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进和补充,这些改进和补充也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种电阻点焊连接异种金属用的焊接元件,用于电阻点焊焊接异种金属叠层材料,所述异种金属叠层材料包括熔点小的第一金属板和熔点大的第二金属板,在焊接过程中,所述焊接元件与第一金属板接触,通过电阻点焊的焊接电极挤压和施加焊接电流后,快速将焊点中的部分第一金属以飞溅形式排出焊点区域,所述焊接元件在电阻热力学作用下快速变形,并穿越第一金属板,实现与第二金属板直接的接触并焊接起来,其特征在于:所述焊接元件整体呈圆形结构,具有上、下相对的第一表面、第二表面;所述第二表面中心区域存在凸起结构,所述凸起结构用于在焊接电极挤压下进一步凸起变形以穿越第一金属并与第二金属焊接起来;所述焊接元件第一表面与所述凸起结构相对应的区域存在下沉结构,所述下沉结构用于容纳焊接电极;所述焊接元件外围存在由第一表面整体向第二表面卷曲形成的容纳腔,所述容纳腔横截面呈“C”型折边状,所述容纳腔用于收集从焊点中挤压出或喷射出的第一金属。
2.根据权利要求1所述的一种电阻点焊连接异种金属用的焊接元件,其特征在于:所述容纳腔的开口指向焊接元件中心方向,所述“C”型折边端部与第二表面垂直距离H2大于所述凸起结构高度H。
3.根据权利要求2所述的一种电阻点焊连接异种金属用的焊接元件,其特征在于:由第一表面向第二表面的“C”型折边端部始终与第二表面边缘存在水平距离L,其中L≥1mm。
4.根据权利要求3所述的一种电阻点焊连接异种金属用的焊接元件,其特征在于:所述容纳腔的壁厚t2的范围为0.1t≤t2≤0.8t,其中t为所述焊接元件的最大厚度。
5.根据权利要求1所述的一种电阻点焊连接异种金属用的焊接元件,其特征在于:所述异种金属叠层材料包括熔点小于750℃的第一金属板和熔点大于1300℃的第二金属板。
6.根据权利要求5所述的一种电阻点焊连接异种金属用的焊接元件,其特征在于:所述凸起结构表面为圆形的平面,且凸起结构平面的直径D1范围为D≤D1≤1.5D,其中D为所述焊接电极的端面直径。
7.根据权利要求6所述的一种电阻点焊连接异种金属用的焊接元件,其特征在于:所述凸起结构突出所述第二表面的高度H的范围为0.2t≤H≤0.9t,其中t为所述焊接元件的最大厚度。
8.根据权利要求7所述的一种电阻点焊连接异种金属用的焊接元件,其特征在于:所述下沉结构底面为圆形的平面或凹球面,且下沉结构底面直径D2范围为D≤D1≤1.2D,其中D为所述焊接电极的端面直径。
9.根据权利要求1所述的一种电阻点焊连接异种金属用的焊接元件,其特征在于:所述焊接元件材质与所述第二金属板材质相同。
10.根据权利要求1所述的一种电阻点焊连接异种金属用的焊接元件,其特征在于:所述焊接元件的最大厚度t的范围为0.8mm≤t≤2.5mm。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115780980A (zh) * 2022-10-14 2023-03-14 中国科学院上海光学精密机械研究所 用于电阻点焊焊接异种金属的焊接元件及其焊接方法
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