CN217701773U - 一种缓解热成形钢焊点软化的电阻点焊装置和点焊喷射器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种缓解热成形钢焊点软化的电阻点焊装置和点焊喷射器，属于热成形钢焊点软化技术领域，解决了现有的技术手段无法缓解热成形钢焊点软化的问题。所述喷射器包括喷嘴、冷却剂通道和辅助气体通道；所述喷嘴位于喷射器前端；所述喷射器内部相互交错设置有冷却剂通道和辅助气体通道；所述喷射器通过冷却剂管道和辅助气体管道分别与冷却剂储存罐和辅助气体存储罐相连。

Description

一种缓解热成形钢焊点软化的电阻点焊装置和点焊喷射器

技术领域

本实用新型涉及热成形钢焊点软化技术领域，具体涉及一种缓解热成形钢焊点软化的电阻点焊装置和点焊喷射器。

背景技术

热成形钢兼顾超高强度和优良成型性能，在汽车行业目前有着十分普遍的应用。热成形工艺首先将热成形钢通加热至奥氏体化温度(900-950℃)后，经过模具冲压成形，并通过冲压模具对钢板进行冷却淬火，钢板金相组织由奥氏体转变为马氏体，强度能够达到1500MPa及以上。

热成形冲压件在电阻点焊后，焊点热影响区强度较母材下降较大，发生软化现象，以1800MPa热成形钢为例，如图1所示，熔核区的显微硬度在600-650HV 之间波动，热影响区存在软化，软化点硬度约350HV左右，低于熔核区和母材硬度。

热成形钢作为目前汽车白车身强度最高的钢种，主要用来制作汽车安全舱框架，在发生碰撞时保护乘客安全，焊点软化成为其性能薄弱点，造成焊点位置强度不足。另外，焊点强度较母材软化程度过大，也会影响车辆性能CAE的精度。

点焊是将焊接零件压紧在两电极之间，利用电阻热熔化母材金属，形成焊点的电阻焊方法。热成形钢焊接头由母材区(BM)、热影响区(HAZ)和熔核区 (FZ)三部分组成，如图2所示。熔核区和热影响区的微观组织因受到电阻热发生了不同方式的转变。

细晶区临近熔核区，焊接过程中热输入较大，最高温度超过了AC3，该区域完全奥氏体化，在冷却过程中冷却速度比熔核区快，马氏体晶粒来不及长大，从而形成细晶区；而双相区在焊接过程中其峰值温度在AC1和AC3之间，部分马氏体转变为奥氏体，在冷却过程中部分奥氏体转变为铁素体，从而形成双相区；在焊接热循环中，回火区的温度始终在AC1以下，碳化物在马氏体晶界处析出。热影响区为母材区向熔核区过渡的区域，该区域的组织以马氏体为主，含有少量的铁素体，这也是导致热影响区硬度略有降低的主要原因之一，因此焊接后点焊接头的力学性能会略低于母材本身的力学性能。

综上所述，现有的技术手段无法缓解热成形钢焊点软化。

实用新型内容

本实用新型解决了现有的技术手段无法缓解热成形钢焊点软化的问题。

本实用新型所述的一种缓解热成形钢焊点软化的电阻点焊喷射器，所述喷射器包括喷嘴10、冷却剂通道11和辅助气体通道12；

所述喷嘴10位于喷射器前端；

所述喷射器内部相互交错设置有冷却剂通道11和辅助气体通道12；

所述喷射器通过冷却剂管道2和辅助气体管道3分别与冷却剂储存罐和辅助气体存储罐相连。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述的喷射器的启用或停止是通过冷却控制系统控制的。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述的冷却控制系统的输入信号为焊钳1加持伺服电机信号和电极焊接电流信号。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述的冷却剂储存罐的冷却剂为液氮或液态二氧化碳。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述的液氮在喷射器的喷嘴10头部通过高速辅助气体形成高速低温液气混合体，喷射到焊点进行冷却。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述的液态二氧化碳在喷射器的喷嘴10喷出后由于压力降低而转化成干冰，通过高速辅助气体打散成干冰微颗粒高速喷射到焊点进行冷却。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述的喷射器喷射出的焊点具有不同的厚度。

本实用新型所述的一种缓解热成形钢焊点软化的电阻点焊装置，所述点焊装置包括两个上述方法所述的电阻点焊喷射器；

两个喷射器分别固定在焊钳1的两个电极端。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述的两个喷射器和焊钳1的电极相对位置保持不变。

本实用新型解决了现有的技术手段无法缓解热成形钢焊点软化的问题。具体有益效果包括：

1、本实用新型所述的一种缓解热成形钢焊点软化的电阻点焊喷射器，对现有的电阻点焊设备进行优化，在电极完成熔核后瞬间对焊点位置进行快速降温，减少双相区马氏体转化成奥氏体数量及回火区铁素体形成数量，并争取通过快速淬火将生成奥氏体部分转化成马氏体。通过以上作用减弱热影响区软化程度。

2、本实用新型所述的一种缓解热成形钢焊点软化的电阻点焊喷射器，冷却控制系统能够通过调整冷却剂流量和辅助气体压力，适应不同厚度焊接钢板或不同焊接电流工艺带来的不同热输入。

附图说明

本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是背景技术所述的焊点纤维硬度值图。

图2是背景技术所述的热成形焊点位置金相图。

图3是具体实施方式所述的冷却喷射起止时间点图。

图4是具体实施方式所述的一种缓解热成形钢焊点软化的电阻点焊装置图， 1为焊钳，2为冷却剂管道，3为辅助气体管道，4为喷射器。

图5是具体实施方式所述的相关结构示意件图。

图6是具体实施方式所述的喷射器图，10为喷嘴，11为冷却剂通道，12为辅助气体通道。

具体实施方式

下面结合附图将对本实用新型的多种实施方式进行清楚、完整地描述。通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本实用新型的限制。

本实施方式所述的一种缓解热成形钢焊点软化的电阻点焊喷射器，所述喷射器包括喷嘴10、冷却剂通道11和辅助气体通道12；

所述喷嘴10位于喷射器前端；

所述喷射器内部相互交错设置有冷却剂通道11和辅助气体通道12；

所述喷射器通过冷却剂管道2和辅助气体管道3分别与冷却剂储存罐和辅助气体存储罐相连。

本实施方式中，所述的喷射器的启用或停止是通过冷却控制系统控制的。

本实施方式中，所述的冷却控制系统的输入信号为焊钳1加持伺服电机信号和电极焊接电流信号。

本实施方式中，所述的冷却剂储存罐的冷却剂为液氮或液态二氧化碳。

本实施方式中，所述的液氮在喷射器的喷嘴10头部通过高速辅助气体形成高速低温液气混合体，喷射到焊点进行冷却。

本实施方式中，所述的液态二氧化碳在喷射器的喷嘴10喷出后由于压力降低而转化成干冰，通过高速辅助气体打散成干冰微颗粒高速喷射到焊点进行冷却。

本实施方式中，所述的喷射器喷射出的焊点具有不同的厚度。

本实施方式所述的一种缓解热成形钢焊点软化的电阻点焊装置，所述点焊装置包括两个上述实施方式所述的电阻点焊喷射器；

两个喷射器分别固定在焊钳1的两个电极端。

本实施方式中，所述的两个喷射器和焊钳1的电极相对位置保持不变。

本实施方式基于本发明所述的一种缓解热成形钢焊点软化的电阻点焊装置，结合具体对象提供一种实际的实施方式：

热成形钢焊点实时在线冷却。如图4-6所示，主要技术手段为：

1)在点焊钳的两个电极端分别固定有冷却剂喷射器；

2)喷射器与电极相对位置保持不变；

3)喷射器通过两个管道分别与冷却剂储存罐、辅助气体存储罐相连；

4)喷射器的启停通过冷却控制系统来控制；

5)冷却控制系统输入信号为焊钳加持伺服电机信号、电极焊接电流信号；

5)冷却剂为液氮或液态二氧化碳；

6)冷却方式：1-液氮在喷射器喷嘴头部通过辅助高速辅助气体形成高速低温液气混合体，喷射到焊点进行冷却。2-液态二氧化碳在喷射器喷嘴喷出后由于压力降低而转化成干冰，通过高速辅助气体打散成干冰微颗粒高速喷射到焊点进行冷却。可以根据焊点位置钢板的厚度不同，选择辅助气体气压及冷却剂流量。

7)如果焊接材料组合非双层热成形，则只启动热成形钢板一侧的冷却喷嘴。

本实施方式基于本发明所述的一种缓解热成形钢焊点软化的电阻点焊装置，结合图3可以更好的理解本实施方式，提供一种实际的实施方式：

1)当进行热成形钢板焊接步骤时，电极预压以及电流启动至停止阶段，不进行冷却喷射，保证焊接热输入当量并形成焊核，随后电极持续加持且电流停止后，启动冷却喷射；

2)当电极松开后移动至下一点焊工位前，停止冷却喷射；

3)冷却喷射通过两个电极在焊接钢板组合两侧同时喷射降温；

4)冷却喷射的启停时间应根据实际情况调整，冷却剂的流量和辅助气体压力也应根据实际情况调整，以保证能缓解热影响区软化程度为佳。

以上对本实用新型所提出的一种缓解热成形钢焊点软化的电阻点焊装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种缓解热成形钢焊点软化的电阻点焊喷射器，其特征在于，所述喷射器包括喷嘴(10)、冷却剂通道(11)和辅助气体通道(12)；

所述喷嘴(10)位于喷射器前端；

所述喷射器内部相互交错设置有冷却剂通道(11)和辅助气体通道(12)；

所述喷射器通过冷却剂管道(2)和辅助气体管道(3)分别与冷却剂储存罐和辅助气体存储罐相连。

2.根据权利要求1所述的一种缓解热成形钢焊点软化的电阻点焊喷射器，其特征在于，所述的喷射器的启用或停止是通过冷却控制系统控制的。

3.根据权利要求2所述的一种缓解热成形钢焊点软化的电阻点焊喷射器，其特征在于，所述的冷却控制系统的输入信号为焊钳(1)加持伺服电机信号和电极焊接电流信号。

4.根据权利要求1所述的一种缓解热成形钢焊点软化的电阻点焊喷射器，其特征在于，所述的冷却剂储存罐的冷却剂为液氮或液态二氧化碳。

5.根据权利要求4所述的一种缓解热成形钢焊点软化的电阻点焊喷射器，其特征在于，所述的液氮在喷射器的喷嘴(10)头部通过高速辅助气体形成高速低温液气混合体，喷射到焊点进行冷却。

6.根据权利要求4所述的一种缓解热成形钢焊点软化的电阻点焊喷射器，其特征在于，所述的液态二氧化碳在喷射器的喷嘴(10)喷出后由于压力降低而转化成干冰，通过高速辅助气体打散成干冰微颗粒高速喷射到焊点进行冷却。

7.根据权利要求1所述的一种缓解热成形钢焊点软化的电阻点焊喷射器，其特征在于，所述的喷射器喷射出的焊点具有不同的厚度。

8.一种缓解热成形钢焊点软化的电阻点焊装置，其特征在于，所述点焊装置包括两个权利要求1所述的电阻点焊喷射器；

两个喷射器分别固定在焊钳(1)的两个电极端。

9.根据权利要求8所述的一种缓解热成形钢焊点软化的电阻点焊装置，其特征在于，所述的两个喷射器和焊钳(1)的电极相对位置保持不变。

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