一种电极帽生产工艺的制作方法

本发明涉及焊接
技术领域：
，尤其涉及一种电极帽生产工艺。
背景技术：
：如今，电极帽主要应用在金属焊接上，且汽车行业涉及的焊接处理工艺较多。现有技术中，电极帽的效果并不理想，通常为单一材质的，如铬锆铜、弥散铜等；也有的采用两种材料组装构成，将高性能材料制作耐磨件，镶嵌在普通电极材料的工作端，例如公开号为cn107984071a的电极帽，电极帽本体采用紫铜材质，耐磨件采用氧化铝弥散强化铜，既利用氧化铝弥散强化铜在抗退火、抗粘连、导电率、使用寿命、能源消耗和维护费用上都优于普通电极材料的性能，又能减少较为昂贵的氧化铝弥散强化铜的耗费量，有效节约成本。但在其应用过程中，耐磨件易发生位移甚至滑脱现象，影响了电极帽的正常使用，同时其制备方法也比较复杂，影响了该技术的推广应用。因此，本领域亟需一种电极帽的生产工艺，能够更简便的制备出镶嵌耐磨件的电极帽，从而降低此种电极帽的生产成本。有鉴于此，提出本发明。技术实现要素：本发明的第一方面，提供了一种电极帽的生产工艺，所述生产工艺包括以下步骤：a制备电极帽本体：将电极帽原料剪切成若干个圆柱体，并在圆柱体一端冲压和/或车削出镶嵌孔；b制备耐磨件：将耐磨件原料剪切成若干个圆柱体；c镶嵌耐磨件：将耐磨件置于镶嵌孔内，冲压和/或车削耐磨件，形成电极帽粗品；d制备连接孔：将电极帽本体远离镶嵌孔的一端冲压和/或车削拉伸出连接孔，形成电极帽成品。采用上述方案，制备出镶嵌耐磨件的电极帽，制备过程简单方便，易于自动化。进一步，所述步骤d中，拉伸出连接孔前，先将该端冲压和/或车削变形成圆弧形，圆弧向内凹陷。采用上述方案，电极帽本体一端在冲压和/或车削变形成圆弧形，利于下一步拉伸时拉伸成功率与定位准确。优选的，所述圆弧的弧度为10-180°。更优选的，所述圆弧的弧度为45-120°。进一步，所述步骤d中，拉伸出连接孔后，对连接孔的锥度和孔壁光洁度进行修整。采用上述方案，合格的孔壁光洁度和锥度使电极帽在使用时与电极杆更好地装配、紧密接触。进一步，所述生产工艺还包括步骤f，所述步骤f为检测连接孔的孔壁光洁度和锥度。采用上述方案，合格的孔壁光洁度和锥度使电极帽在使用时与电极杆更好地装配，能紧密接触，对产品进行检测，能剔除不合格产品，并及时发现生产流程中可能存在的错误，以便及时纠正，来保证产品质量。优选的，设所述步骤d中所述连接孔的锥度为a，申请人经过实验意外发现，所述锥度a满足以下条件，即1/20≤a≤1/5时，电极帽与电极杆固定时阻力小，固定后紧固性佳，且不易滑脱。更优选的，a＝1/10。采用上述方案，所述电极帽与电极杆连接方便，固定性好。进一步，所述步骤a中，冲压和/或车削出镶嵌孔后，继续将电极帽本体冲压和/或车削出耐磨件固定部，所述步骤b中，将耐磨件原料剪切成若干个圆柱体后，继续将耐磨件冲压和/或车削出卡接部。采用上述方案，耐磨件固定部和卡接部的配合使耐磨件在电极帽本体中位置限定，不易从电极帽本体滑脱。优选的，所述耐磨件固定部为设置于镶嵌孔底部的凸台；所述卡接部设置于耐磨件一端的凹孔。更优选的，所述凹孔开口端向内收口形成凹孔收口端，另一端为凹孔扩张端；所述凸台与凹孔相适配。采用上述方案，通过凸台顶端扩张与凹孔收口端相适配，实现对耐磨件的限位功能，防止耐磨件从电极帽本体上出现位移或滑脱。优选的，所述耐磨件固定部为设置于镶嵌孔底部的限位槽；所述卡接部设置于耐磨件一端的限位台。采用上述方案，限位槽和限位台的配合限制耐磨件在镶嵌孔内的位移，延长电极帽的使用寿命。进一步，所述生产工艺还包括步骤e，所述步骤e为制备工作面，修整电极帽本体镶嵌端与耐磨件顶端，形成圆角，耐磨件顶端构成工作面。设所述步骤e中所述工作面的直径为b，所述工作面直径b满足以下条件，即5≤b≤7mm时，电极帽工作面不易磨损，且更少的发生飞溅、毛刺或粘电极等现象。优选的，设所述步骤e中所述工作面的直径为b，所述工作面直径b满足以下条件，即5≤b≤7mm时，电极帽工作面不易磨损，且更少的发生飞溅、毛刺或粘电极等现象。更优选的，b＝6mm。采用上述方案，所述工作面积适中，不易于磨损，也不易发生飞溅、毛刺或粘电极现象。优选的，所述步骤b中，将耐磨件冲压和/或车削出卡接部之前，先将耐磨件靠近底端车削出变形槽。采用上述方案，所述耐磨件的变形槽利于耐磨件底端变形形成限位台，与镶嵌孔的限位槽实现限位，不易出现位移或滑落。本发明的第二方面，提供了一种电极帽，包括电极帽本体和耐磨件，所述电极帽本体前端的电极帽工作面上的芯部开设有一镶嵌孔，所述镶嵌孔内镶有一大小与该镶嵌孔相配合的耐磨件，所述电极帽本体底部设有连接端，所述镶嵌孔包括孔体及与孔体底部相连镶嵌结构，所述耐磨件与有此镶嵌结构相配合的卡合结构。优选的，所述镶嵌结构为凸台，所述卡合结构为凹孔，所述凹孔的开口端设置为凹孔收口端，另一端设置为凹孔扩张端，所述凹孔扩张端的直径大于凹孔收口端的直径，在安装耐磨件与电极帽本体时，对耐磨件冲压使凸台发生形变，凸台的顶端向外扩张，使得所述凸台与凹孔相配合。优选的，所述耐磨件的底端设置耐磨件收口端，所述耐磨件收口端直径小于耐磨件的直径进一步，所述耐磨件与电极帽本体在镶嵌端形成圆角，耐磨件的顶端形成工作面。优选的，所述连接孔的径向截面为等腰梯形，所述连接孔的径向截面为过连接孔的直径沿其中心轴的方向所做的切面。优选的，所述凸台的横截面为圆形。优选的，所述凸台的径向截面为等腰梯形，设底角的度数为θ，则45°≤θ≤85°。优选的，所述凹孔扩张端的直径为a，所述凹孔收口端直径为b，所述凹孔的深度为h，则4mm≤a≤8mm，3mm≤b≤7mm，1mm≤h≤5mm。优选的，0.5mm≤a-b≤1.5mm。更优选的，a-b＝1mm。进一步，所述连接孔的底端与镶嵌孔的底端之间的距离为c，则1mm≤c≤2mm。更优选的，c＝1.5mm。优选的，设所述耐磨件的直径为d，耐磨件收口端的直径为e，8mm≤d≤10mm，且0.5mm≤d-e≤2mm。更优选的，d-e＝1mm。优选的，所述工作面的直径为f，5mm≤f≤7mm。更优选的，f＝6mm。优选的，所述镶嵌结构包括镶嵌面以及镶嵌结构底面，所述镶嵌面与孔体底部及镶嵌结构底面相连，所述镶嵌结构底面直径大于镶嵌孔直径。优选的，所述镶嵌孔顶端直径为6-10mm。更优选的镶嵌孔顶端直径为8mm，便于耐磨件安装。优选的，所述镶嵌孔孔深为7-12mm。更优选的镶嵌孔孔深为9.5mm，便于镶嵌孔冲孔。优选的，所述镶嵌结构底面直径为7-11mm。更优选的镶嵌结构底面直径为9mm。优选的，所述镶嵌结构垂直高度为1.5mm-2.5mm。更优选的镶嵌结构垂直高度为2mm。优选的，所述镶嵌面与镶嵌结构底面的夹角角度为30°-80°。更优选的镶嵌面和镶嵌结构底面的夹角角度为76°。优选的，所述耐磨件顶端平面为电极帽工作面。优选的，所述电极帽工作面直径为5-7mm。更优选的电极帽工作面直径为6mm，电极帽焊接时焊点大小适中。本发明中，所述耐磨件的材料采用铬锆铜或氧化铝铜，更优选的，所述材料采用氧化铝弥散强化铜。优选的，所述电极帽本体的材料采用铬锆铜或紫铜。本发明中，为了保证所述电极帽在抗退火、抗粘连、导电率、使用寿命、能源消耗更好的性能，所述耐磨件和电极帽本体选用的材料包括但不限于如下组合：(1)耐磨件选用氧化铝铜，电极帽本体选用紫铜；(2)耐磨件选用铬锆铜，电极帽本体选用紫铜；(3)耐磨件选用氧化铝铜，电极帽本体选用铬锆铜。采用上述方案，利用氧化铝弥散强化铜的特性，使得所述电极帽在抗退火、抗粘连、导电率、使用寿命、能源消耗和维护费用上的性能更优越。综上所述，本发明具有以下有益效果：1.制备镶嵌耐磨件的电极帽的工艺流程简单方便，易于自动化。2.通过制备所述耐磨件固定部和卡接部，实现限制耐磨件在镶嵌孔的位移，避免滑脱。3.通过将电极帽本体一端冲压成圆弧形，以利于下一步拉伸时的稳定与定位。附图说明：为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1a为本发明实施例2电极帽本体示意图；图1b为本发明实施例2耐磨件示意图；图2为本发明实施例2电极帽的剖面图；图3a为本发明实施例2电极帽一种视角的立体图；图3b为本发明实施例2电极帽另一种视角的立体图；图4为本发明实施例2电极帽安装的立体图；图5a为本发明实施例3电极帽本体示意图；图5b为本发明实施例3耐磨件示意图；图6为本发明实施例3电极帽的剖面图；图7a为本发明实施例3电极帽一种视角的立体图；图7b为本发明实施例3电极帽另一种视角的立体图；图8为本发明实施例3电极帽安装的立体图。附图标记说明通过上述附图标记说明，结合本发明的实施例，可以更加清楚的理解和说明本发明的技术方案。1、电极帽本体；11、镶嵌端；12、连接端；13、镶嵌孔；14、连接孔；15凸台；16、限位槽；2、耐磨件；21、工作面；22、凹孔；221、凹孔扩张端；222、凹孔收口端；23、限位台；24、耐磨件变形端；25、变形槽；3、电极杆。具体实施方式这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。以下将通过实施例对本发明进行详细描述。实验例1申请人在电极帽的生产过程中，意外的发现，当在拉伸连接孔前，先将待拉伸的一端冲压和/或车削变形成圆弧形，拉伸后的成品率更高，具体实验如下所述。制备方法1：s1：将直径20mm的紫铜棒利用冲床剪切成长12mm的圆柱体，长度误差为±0.05mm，在一端冲压出镶嵌孔，直径为10mm，高度为12mm，形成电极帽本体；s2：将直径10mm的氧化铝弥散强化铜原料棒，利用冲床剪切成长12mm的圆柱体，形成耐磨件；s3：将耐磨件置于镶嵌孔内，冲压耐磨件，使耐磨件与电极帽本体嵌合；s4：冲压拉伸出连接孔，获得成品1。制备方法2：s1：将直径20mm的紫铜棒利用冲床剪切成长12mm的圆柱体，长度误差为±0.05mm，在一端冲压出镶嵌孔，直径为10mm，高度为12mm，形成电极帽本体；s2：将直径10mm的氧化铝弥散强化铜原料棒，利用冲床剪切成长12mm的圆柱体，形成耐磨件；s3：将耐磨件置于镶嵌孔内，冲压耐磨件，使耐磨件与电极帽本体嵌合；s4：将电极帽本体的连接端冲压变形成圆弧形，冲压拉伸出连接孔，获得成品。根据所述圆弧形的弧度差异，获得不同的成品，具体的，成品2：弧度10°；成品3：弧度30°；成品4：弧度40°；成品5：弧度45°；成品6：弧度90°；成品7：弧度120°；成品8：弧度150°；成品9：160°；成品10：180°。统计按上述方法获得的成品1-10的成品率(分别制备1000个成品)，电极帽的成品率以s4中拉伸出的连接孔开口端直径能否达到10mm，高度能否达到10mm为准。表1不同方法制备的电极帽成品的成品率根据表1的结果可知，在s4步骤的拉伸前，没有将电极帽的连接端冲压成圆弧形(成品1)，则其成品率相较于经过冲压的成品(成品2-8)，其成品率显著降低(p＜0.01)。而冲压的圆弧形，所述圆弧处于10-180°时，成品率均会达到较高的水平；其中，申请人发现，在圆弧弧度达到45°后，其成品率会有显著提高(成品5相对于成品4，其成品率差异，p＜0.01)。而圆弧弧度超过120°后，其制备难度变高的同时，成品率的变化也不再呈现规律性，甚至弧度150°(成品8)、弧度160°(成品9)的成品率要低于45-120°(成品5-7)的情况(p＜0.01)，因此在圆弧弧度在45-120°时，s4步骤中的拉伸效果更佳，成品率更高。实验例2设所述步骤d中所述连接孔的锥度为a，申请人经过实验发现(如表2所示)，所述锥度a满足以下条件，即1/20≤a≤1/5时，电极帽与电极杆固定时阻力小，固定后紧固性佳，且不易滑脱。其中，a＝1/10，电极帽与电极杆的固定阻力及紧固性均能达到较好的状态。表2连接孔锥度对电极帽与电极杆连接的影响组别a固定阻力紧固性11/40很小一般21/20很小好31/10很小很好41/5小很好51/2较大很好实验例3设所述步骤e中所述工作面的直径为b，所述工作面直径b满足以下条件，即5≤b≤7mm时，电极帽工作面不易磨损，且更少的发生飞溅、毛刺或粘电极等现象。其中，b＝6mm时，电极帽工作面的面积、以及工作时的状态均能达到较好的效果。表3圆角半径对电极帽性能的影响对比例1根据cn105798555a中所公开的制备方法制备获得电极帽。所述制备方法为：步骤一：原料处理：铬锆铜棒通过固熔处理；步骤二：下料：将铬锆铜棒切断分段待加工，所述铬锆铜棒直径为16mm；步骤三：初整形：将铬锆铜棒一端面进行磨平形成安装面，并将另一个端面磨成出圆弧形凸起的工作部，所述工作部直径为8mm，再使点极帽外圆周侧面进行挤压缩细；步骤四：冷挤压：通过挤压机在安装面上进行二次挤压成型出锥孔，并在安装面进行内外倒角；步骤五：硬化热处理；时效处理，温度为450度，时间为2小时；步骤六：再整形：通过锥孔进在车床上定位，在工作部中心端部车出平整端面；步骤七：切槽：在电极帽中部外圆周侧面车削出环形凹槽；步骤八：抛光：对平整端面进行打磨处理；步骤九：深冷处理：将电极帽放入存储有液氮的深冷密封容器内，将深冷设备温度设定为-150环境下，降温速度设置6℃/s，使电极帽保存1.5小时后取出，获得成品。实施例1所述电极帽的生产工艺流程如下：a制备电极帽本体：将直径16mm的紫铜棒利用冲床剪切成长12mm的圆柱体，长度误差为±0.05mm，将圆柱体一端的边线冲压出圆弧形，以利于冲孔时受力均衡，在该端冲压出镶嵌孔，直径为8mm，高度为10mm；b制备耐磨件：将直径8mm的氧化铝弥散强化铜原料棒，利用冲床剪切成长12mm的圆柱体；c镶嵌耐磨件：将耐磨件置于镶嵌孔内，冲压耐磨件，使耐磨件与电极帽本体相固定；d制备连接孔：将电极帽本体的连接端冲压变形成圆弧形，圆弧形的弧度为45°，以利于下一步拉伸时稳定与定位准确，冲压拉伸出连接孔，修整连接孔的开口端直径为12.5mm，锥度为1:20，修整平滑度，使所述电极帽与电极杆能紧密的接触安装；e制备工作面：利用车床车削电极帽本体镶嵌端与耐磨件顶端，形成圆角，耐磨件顶端构成工作面，工作面直径为5mm；f检测：用专用塞规检测孔壁光洁度，锥度；g包装、入库：每个塑料自封袋装50个电极帽，每箱装20袋，共装1000个，装好入库。实施例2所述电极帽的生产工艺流程如下：a制备电极帽本体1：参考图1，将直径16mm的紫铜棒利用冲床剪切成长12mm的圆柱体，长度误差为±0.05mm，将圆柱体一端的边线冲压出圆弧形，以利于冲孔时受力均衡，在该端冲压出镶嵌孔13，直径为10mm，高度为12mm，继续冲压出凸台15，直径为5mm，高度为2mm，镶嵌孔13的底端向内收口，收口端直径为9mm，锥度为1:5；b制备耐磨件2：参考图1，将直径10mm的氧化铝弥散强化铜原料棒，利用冲床剪切成长12mm的圆柱体，将圆柱体一端冲压出凹孔22，直径为6mm，高度为2.5mm，修整耐磨件变形端24向内收口，使凹孔收口端222直径变形为5mm，高度为2.5mm，凹孔扩张端221为凹孔底端，直径为6mm；c镶嵌耐磨件2：参考图2，将耐磨件2置于镶嵌孔13内，冲压耐磨件2，使凸台15顶端向外扩张形变，直径变为6mm，与凹孔扩张端221相配合；d制备连接孔14：参考图2，将电极帽本体1的连接端12冲压变形成圆弧形，圆弧形的弧度为60°，半径为12.50mm，以利于下一步拉伸时稳定与定位准确，冲压拉伸出连接孔14，修整连接孔14的开口端直径为12.5mm，高度为12mm，锥度为1:10，修整平滑度，使所述电极帽与电极杆3能紧密的接触安装，如图4所示；e制备工作面21：参考图2和图3，利用数控车床车削电极帽本体1镶嵌端11与耐磨件2顶端，产生约5％的废屑，形成圆角，圆角直径为8mm，耐磨件2顶端构成工作面21，工作面21直径为6mm；f检测：用专用塞规检测孔壁光洁度，锥度；g包装、入库：每个塑料自封袋装50个电极帽，每箱装20袋，共装1000个，装好入库。实施例3所述电极帽的生产工艺流程如下：a制备电极帽本体1：参考图5，将直径16mm的紫铜棒利用冲床剪切成长12mm的圆柱体，长度误差为±0.05mm，将圆柱体一端的边线冲压出圆弧形，以利于冲孔时受力均衡，在该端冲压出镶嵌孔13，直径8mm，高度为9.5mm，继续冲压扩张镶嵌孔13底端，形成底面直径9mm，锥度1:2的限位槽16；b制备耐磨件2：参考图5将直径8mm的氧化铝弥散强化铜原料棒，利用冲床剪切成长12mm的圆柱体，将圆柱体一端冲压出变形槽25，所述变形槽25距底端2mm，所述变形槽25截面为直径为1mm的半圆形；c镶嵌耐磨件2：参考图6，将耐磨件2置于镶嵌孔13内，冲压耐磨件2，使耐磨件变形端24向外扩张形变形成限位台23，与限位槽16相配合；d制备连接孔14：参考图6，将电极帽本体1的连接端12冲压变形成圆弧形，圆弧形的弧度为60°，半径为12.50mm，以利于下一步拉伸时稳定与定位准确，冲压拉伸出连接孔14，修整连接孔14的开口端直径为12.5mm，高度为12mm，锥度为1:10，修整平滑度，使所述电极帽与电极杆3能紧密的接触安装，如图8所示；e制备工作面21：参考图7，利用数控车床车削电极帽本体1镶嵌端11与耐磨件2顶端，产生约5％的废屑，形成圆角，圆角直径为8mm，耐磨件2顶端构成工作面21，工作面21直径为6mm；f检测：用专用塞规检测孔壁光洁度，锥度；g包装、入库：每个塑料自封袋装50个电极帽，每箱装20袋，共装1000个，装好入库。实施例4将对比例1、实施例1-3中的制备方法，以及制备出的成品进行比较，其结果如表4所示。表4采用对比例1、实施例1-3制备方法的效果比较根据表4的结果可知，对比例1所生产的电极帽，焊接质量与实施例1-3相比，无明显差异(焊接2000点时的熔核直径，p＞0.05)；但是相比于对比例1，实施例1-3的制备时间更短、成品率也更高，也就是本发明所述的制备方法，相比于现有技术，既能节约制备时间，提高效率，同时又能保证很高的成品率。此外，相比于对比例1的产品，实施例1-3的产品的耐久性均更好(焊点数量，p＜0.01)，根据焊接3000点时的熔核直径数据，可以得知，实施例1-3的产品能在保证质量的情况下，进行更多次的焊接。因此，本发明所提供的电极帽制备方法，能在保证焊接质量的情况下，达到耗时更短、成品率高、且电极帽产品耐久性更好等技术效果，是现有技术中所难以达到的。实施例5本发明提供了一种电极帽，如图1-4所示，包括电极帽本体1和耐磨件2；所述电极帽本体1包括镶嵌端11和连接端12，所述连接端12设有连接孔13，所述镶嵌端11设置有镶嵌孔13，所述耐磨件2设置于镶嵌孔13中，大小与镶嵌孔13相适配，所述镶嵌孔13底部设有凸台15，所述耐磨件2底部设有凹孔22，所述凹孔22的开口端设置为凹孔收口端222，另一端设置为凹孔扩张端221，所述凹孔扩张端221的直径大于凹孔收口端222的直径。所述耐磨件2的底端设置耐磨件收口端，所述耐磨件收口端直径小于耐磨件2的直径，所述耐磨件收口端使得耐磨件2更易插入镶嵌孔13中，完成所述电极帽的组装。所述耐磨件2与电极帽本体1在镶嵌端11形成圆角，耐磨件2的顶端形成工作面21，所述电极帽的工作面21只由内嵌的耐磨件2构成，并且减小了工作面21的面积，降低所述电极帽在焊接时飞溅、毛刺及粘电极帽现象的概率。所述连接孔13的径向截面为等腰梯形，所述连接孔13的径向截面为过连接孔13的直径沿其中心轴的方向所做的切面，电极杆3一端缩口，插入底端缩口的镶嵌孔14中，所述电极杆3和电极帽能够更好地进行安装。实施例6本发明提供了另一种电极帽，如图5-8所示，所述的一种镶嵌式电极帽，包括电极帽本体1及耐磨件2，所述电极帽本体1前端平面上的芯部开设有一镶嵌孔13。所述镶嵌孔13，包括孔体及与孔体底部相连镶嵌结构。所述镶嵌结构包括镶嵌面及镶嵌结构底面，镶嵌面及镶嵌结构底面形成限位槽16。所述镶嵌面与孔体底部及镶嵌结构底面相连。所述镶嵌结构底面直径大于镶嵌孔13顶端直径。所述电极帽本体1底端设有连接端12。所述电极帽本体1顶部平面为工作面21，所述电极帽工作面21均由耐磨件2构成。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。当前第1页12