[发明专利]电阻焊组件和电阻焊方法

说明书

提供了用于电阻焊的方法、电阻焊组件和包括电阻焊组件的车辆。示例性电阻焊方法包括在第一和第二工件之间挤压具有界面材料的工件堆叠，以将界面材料的一部分挤压到减小的厚度。在挤压工件堆叠之后，第一焊接电极在第一焊接电极和第一工件之间的大于初始接触面积的操作接触区域处接触第一工件。该方法还包括在焊接电极之间传递电流以在工件内形成熔融焊池，以及停止在焊接电极之间传递电流以允许熔融焊池固化成形成工件之间的焊接接头的全部或部分的焊核。

技术领域

本公开的技术领域总体上涉及电阻焊，并且更具体地涉及金属或金属合金工件的电阻点焊或电阻缝焊(seam-welding)。

背景技术

电阻点焊和电阻缝焊是在许多工业中用于将两个或更多个金属工件接合在一起的工艺。例如，汽车工业通常在制造车门、发动机罩、行李箱盖或举升门(lift gate)以及其他车辆部件期间使用电阻焊将金属工件接合在一起。通常沿着金属工件的周边或在一些其他位置进行多个焊接。

通常，电阻焊依赖于通过接触的金属工件并穿过它们的接合界面的电流流动的电阻以产生热量。为了进行电阻焊工艺，将一对相对的焊接电极夹持在焊接部位处的金属工件的相对侧上的对准点处。然后，电流从一个焊接电极通过工件到达另一个焊接电极。对电流流动的电阻在金属工件内及其接合界面处产生热量。当被电阻焊的工件是铝或铝合金时，在接合界面处产生的热量通常引发熔融焊池，该熔融焊池从接合界面渗透到铝工件中。在电流流动停止时，熔融焊池固化成形成焊接接头的全部或部分的焊核。在电阻焊过程完成之后，焊接电极从工件表面缩回，并且在另一焊接部位重复电阻焊过程。

通常，焊接电极是铜，或者具有接触工件的铜表面。铝工件产生少量的热并且在很大程度上扩散所产生的热，因为它们具有小的电阻率和大的热导率。因此，为了电阻焊铝工件，需要向铝工件供应大的焊接电流以便产生足够量的热量。

然而，大的焊接电流可能导致与电极接触的铝工件的表面产生大量的热并在电极的尖端处形成铜和铝的合金。与铝合金化的电极具有降低的使用寿命。

此外，铜和铝的合金的形成可能导致电极粘附到工件，称为“电极粘附”。除了缩短电极的使用寿命之外，电极粘附可能导致机械性的机器的损坏，该机器试图在焊接过程完成之后将电极与工件分离，或者使焊接的工件本身变形。

因此，期望提供一种用于电阻焊的方法，其减少电极和工件之间的合金形成和/或减少电极粘附。此外，结合附图和前述技术领域和背景技术，从随后的详细说明书和所附权利要求中，其他期望的特征和特性将变得显而易见。

发明内容

提供了用于电阻焊的方法、电阻焊组件和包括电阻焊组件的车辆。

一种用于电阻焊的方法包括提供工件堆叠，所述工件堆叠包括第一工件、第二工件和界面材料，所述界面材料具有初始厚度并且位于所述第一工件和所述第二工件之间。该方法还包括使第一焊接电极在初始接触区域处与第一工件接触，并使第二焊接电极与第二工件接触。此外，该方法包括用第一焊接电极和第二焊接电极挤压工件堆叠，以将界面材料的被挤压部分挤压到小于初始厚度的减小的厚度。在挤压工件堆叠之后，第一焊接电极在第一焊接电极和第一工件之间的大于初始接触面积的操作接触区域处接触第一工件。该方法还包括在第一焊接电极和第二焊接电极之间传递电流，以在第一工件和第二工件内形成熔融焊池。此外，该方法包括停止电流在第一焊接电极和第二焊接电极之间的传递，以允许熔融焊池固化成形成第一工件和第二工件之间的焊接接头的全部或部分的焊核。

在某些实施例中，界面材料的挠曲模量为1.5×10⁵至5×10⁵psi。在某些实施例中，界面材料具有5000至15000psi的挠曲强度。在某些实施例中，界面材料具有至少10μΩ·cm的电阻率。

在某些实施例中，界面材料具有约0.025mm至约5mm的初始厚度，并且每个工件具有小于约3mm的厚度。