[发明专利]用于铝板或钢板的焊接电极以及获得该电极的方法

说明书

本发明涉及一种用于焊接钢板或铝板的电极，其导电性大于或等于90％IACS，并且由合金制成，基于合金的总重量以重量计，该合金包括比例等于或小于0.1％且小于0.4％的铬、比例在0.02％至0.04％之间的锆、比例小于0.015％磷、为铜和比例小于0.1％的不可避免的杂质其余成分，该电极结构有利地包括非共格铬沉淀，大于90％的非共格铬沉淀具有小于1μm²的投影表面，沉淀具有在10和50nm之间的尺寸，电极的纤维结构由厚度小于1mm的径向纤维和直径小于5毫米的基本上中心无纤维区域组成。本发明还涉及一种用于制造电极的方法。

技术领域

本发明涉及焊接电极领域。

更具体地，本发明涉及通过铜电阻的焊接电极。

根据本发明的电极将特别关注于将铝板彼此焊接。

根据本发明的电极也可以被实施用于焊接钢板。

作为初步说明，在说明书的其余部分中，“铝板”是指由包含铝的合金制成的板材，特别是由AlMgSi(铝-镁-硅)合金或AlMgMn(铝-镁-锰)合金制成的板材。

这些铝板一旦被焊接和组装，它们特别适用于汽车工业。

背景技术

传统上，通过结合高电气强度和也称为“夹持力”的周期性压力来完成两个板材的焊接。

更具体地说，首先，增加待组装的两个板材之间的夹持力。接下来，在第二阶段期间，并且两个板材一旦被夹住，电流就在位于该板材的两侧的两个电极之间通过。

电流在两个电极之间的通过导致板材的相关区域处的温度增加，直至两个板材之间的熔点，这在固化之后在板材与板材的界面处产生焊接点。

在焊接铝的情况下，夹持力会降低板和电极之间的接触电阻。

压力维持电极与板组件之间的接触。为了焊接，夹具用铜制成的电极挤压组件，铜是一种出色的导电和导热材料。这种选择使得可能减小加热区域，该加热区域受限于待焊接的两个板材之间的接触区域。

一旦达到熔点，就维持压力，并且停止电强度以在将电极与已组装的板材分离而后继续到下一个焊接点之前冷却焊接点。

焊接参数因此尤其取决于板材的电阻、板材与电极之间的界面电阻、组件的总厚度和电极的直径。

例如，这种方法通常用于薄钢板的组装。

尽管不太常见，但是也可以对铝板实施这种方法。

关于电极本身，从现有技术的文献WO 2016/203122中已知一种用于钢板的，特别是用于具有抗腐蚀涂层的板材的焊接电极，其基础成分由铜、铬和锆的合金组成，还包含磷和/或镁。

合金中铬的重量比在0.4和0.8％之间，锆的重量比在0.02和0.09％之间，磷和镁的总重量比大于0.005％，镁的重量含量小于0.1％且磷的重量含量小于0.03％。其余成分由铜组成。

这个电极的金相组织是特殊的，它包括非共格铬沉淀，其中大于90％的非共格铬沉淀具有小于1μm²的投影表面，该非共格铬沉淀具有在10至50nm之间的尺寸。此外，该电极具有纤维结构。

这种用于焊接钢板的电极的导电性大于85％IACS。

这种电极用于焊接钢板特别令人关注，特别是因为它们比典型的电极更好地承受腐蚀现象。这种腐蚀现象是由于电极中的铜和涂层中的锌与钢板中的铁发生化学反应而引起的，并且导致电极表面层的降解，需要定期清除腐蚀层，甚至更换电极。

无论哪种情况，在焊接钢板的情况下，焊接点处的温度达到1560℃，并且在与钢板的表面接触期间，电极的表面将达到700℃以上的温度。