[发明专利]焊接电极

说明书

公开了一种焊接电极和使用该焊接电极进行电阻点焊的方法。焊接电极包括主体和焊接面。焊接面包括中心圆顶部分和凸肩部分，该凸肩部分包围中心圆顶部分并从焊接面的外圆周向上和径向向内延伸到中心圆顶部分。中心圆顶部分具有一系列径向间隔的环状脊，其从基座圆顶面表面向外突出。中心圆顶部分上的一系列径向间隔的环状脊包括最内部的环状脊和最外部的环状脊。中心圆顶部分上的最外部的环状脊具有径向内侧表面和径向外侧表面。径向外侧表面在基座圆顶面表面下方向下延伸到焊接面的凸肩部分。

技术领域

本发明涉及一种焊接电极。

背景技术

电阻点焊依赖于电流通过重叠金属工件的瞬时通过，以在焊接位置加热和连接工件。为了进行这样的焊接过程，两个相对的焊接电极被夹紧在重叠工件的相对侧上的对齐点处，并且电流从一个电极穿过金属工件到达另一个电极。对该电流的流动的电阻在金属工件内和它们的接合界面处产生热量。电阻产生的热量迅速产生并且足够集中以足以熔化一个或多个重叠的金属工件。最后，经冷却后，金属工件的熔化部分凝固以将工件连接在一起。在实践中，可以采用电阻点焊将类似组成的金属工件熔焊在一起，金属工件包括两个或更多个钢工件并且尤其包括两个或更多个铝或铝合金工件，并且它还可以主要通过钎焊接头将不同的金属工件（例如，钢工件）结合到铝或铝合金工件。

许多工业依赖于电阻点焊以在制造更大的组件期间将两个或更多个金属工件连接在一起。例如，汽车工业经常使用电阻点焊来在制造用于车辆白车身（BIW）的结构框架构件（例如，车身侧面和横向构件）以及安装至BIW的车辆闭合构件（例如车门、发动机罩、行李箱盖和升降门）以及其他构件期间将金属工件连接在一起。在这些和其他部件的编程焊接序列期间，可能遇到各种工件堆叠，其中包括：两个或更多个钢工件的堆叠、两个或更多个铝合金工件的堆叠，以及在取决于车辆的设计的情况下包括钢工件和相邻的铝合金工件的堆叠。除汽车工业之外的其他工业也可能希望在制造环境中对一种或多种类型的工件堆叠进行电阻点焊。这些其他行业可能包括航空航天、航海、铁路、建筑施工和工业设备行业，仅举几例。

通过特定工件堆叠以实现金属工件的连接的电流不会不加区别地传递。考虑到堆叠中包含的金属工件的成分和相关特性（例如，熔点、导电率和导热率等）、工件的厚度、任何工件表面涂层的影响，以及在工件之间存在应用的诸如密封剂或结合剂的有机物，必须调整电流的通过以在焊接位置处产生适量的热量，同时寻求最小化焊接电极的热损伤和其他毁坏（例如，污染）。为此，根据为金属工件的特定组合开发的独特焊接程序，电流通常通过工件堆叠。适用的焊接程序通常与一个或两个焊接电极的特定结构一起实施。因此，焊接电极的设计，并且特别是电极的焊接面的几何形状可以基本上有助于金属工件的某些组合的成功连接。

发明内容

根据本发明的一个实施例的焊接电极包括主体和焊接面。主体有前端和相对的后端。焊接面支撑在主体的前端上，并包括中心圆顶部分和凸肩部分，凸肩部分包围中心圆顶部分并从焊接面的外圆周向上和径向向内延伸到中心圆顶部分。中心圆顶部分具有基座圆顶面表面和一系列径向间隔的环状脊。中心圆顶部分上的一系列径向间隔的环状脊中的每一个从基座圆顶面表面向外突出并包围焊接面的中心轴线。中心圆顶部分上的一系列径向间隔的环状脊包括最靠近焊接面的中心轴线的最内部的环状脊和最远离焊接面的中心轴线的最外部的环状脊，使得中心圆顶部分上的所述系列径向间隔的环状脊的平面直径从最内部的环状脊到最外部的环状脊增加。此外，中心圆顶部分上的最外部的环状脊具有径向内侧表面和径向外侧表面。中心圆顶部分上的最外部的环状脊的径向外侧表面在基座圆顶面表面下方向下延伸到焊接面的凸肩部分。