铝点焊方法
【专利说明】错点焊方法
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本PCT专利申请要求于2013年5月3日提交的名称为"AluminumSportWelding Method(侣点焊方法r的美国临时专利申请序列号No. 61/819，182的权益，该申请的全部公 开内容被看作是本申请公开内容的一部分并且因此通过参引并入本申请。
技术领域
[0003] 本发明总体上设及点焊方法、用于点焊的工具、W及通过点焊结合的部件。
【背景技术】
[0004] 点焊常常用于将由侣形成的第一部件结合至由侣或另外的金属材料形成的第二 部件。所述部件通过一对焊接头在压力作用下被保持在一起，所述焊接头还用作电极。向焊 接头提供电流并且将电流集中于单点W使表面烙化并形成焊点。点焊侣部件的一个缺点在 于通常在表面上形成氧化侣，运降低了焊点的完整性。
[0005] 为了打碎氧化物表面并减少在点焊期间形成的氧化侣的量，焊接头可能在其末端 处具有球半径，并且在焊接头将部件点焊在一起时焊接头W受控速率持续地或间歇地旋 转。该技术的示例由KUKA和Mercedes-Benz?开发并被称为机器人旋压。机器人旋压技术 使用机器人来使焊接头旋转并将部件点焊在一起。然而，由于施加的相当大的力W及被焊 接部件的形状，在点焊过程期间旋转的焊接头趋于移出适当位置。另外，旋转的焊接头的末 端可能使部件的表面烙化并形成锁定凹坑。
【发明内容】
[0006] 本发明提供了一种用于对由诸如侣之类的导电金属形成的部件进行点焊的焊接 头。焊接头包括延伸至远端端部并在远端端部处具有凹口的轴。轴还包括从凹口沿径向向 外延伸的接触表面。
[0007] 本发明还提供了一种用于进行点焊的方法。所述方法包括提供由导电金属形成的 第一部件和由导电金属形成的第二部件。所述方法另外包括在使焊接头绕该焊接头的中屯、 轴线旋转的同时使第一部件与焊接头相接触。
[0008] 本发明还提供了一种使用所述焊接头而形成的点焊结构件。点焊结构件包括由导 电金属形成的第一部件，所述第一部件通过焊点而结合至由导电金属形成的第二部件。焊 点包括凹部和从凹部向上延伸的销。
【附图说明】
[0009] 在结合附图考虑时通过参照下面的详细描述，本发明的其它优点将由于变得更好 理解而易于领会，在附图中：
[0010] 图1是根据本发明的示例性实施方式的焊接头的侧截面图；
[0011] 图2是图1的焊接头的仰视图；
[0012] 图3是示出了根据示例性实施方式的点焊过程的各阶段的图表；
[0013]图4示出了根据示例性实施方式将第一部件点焊至第二部件的一对焊接头；
[0014] 图5示出了根据示例性实施方式的包括被点焊至第二部件的第一部件的结构件； W及
[0015]图6示出了图5的点焊结构件的顶部和底部。
【具体实施方式】
[0016]本发明提供了一种焊接头20,如图1和图2中示出的，该焊接头20用于将第一部件 22点焊至第二部件24,所述第一部件22由导电金属一一通常为侣一一形成，所述第二部件 24由导电金属一一如侣或另外的金属一一形成。点焊过程优选地为机器人旋压过程或机电 运动旋压过程，例如在图3和图4中示出的过程，其中，焊接头20绕该焊接头的中屯、轴线A持 续地或间歇地旋转。可W通过本发明的方法形成高质量的点焊结构件25,如图5和图6中示 出的结构件25,所述点焊结构件25包括通过焊点36结合至第二部件24的第一部件22。本发 明的焊接头20和方法还能够避免在部件22、24的表面上形成凹坑，所述凹坑通常由传统的 点焊焊接头形成。焊接头20还能使总的点焊加工时间减少。更具体地，使得将旋转的焊接头 20固定至部件22、24中的一个部件所花费的时间减少。另外，与传统的焊接头相比，在点焊 过程期间焊接头20需要的电流较小。
[0017]焊接头20可W由铜合金或另外的导电材料形成，使得当焊接头20接收到电流时， 焊接头20作用为电极。图1的焊接头20是未经涂覆的，但是替代性地，焊接头20可W是经涂 覆的W使绕该焊接头20的中屯、轴线A旋转时的摩擦减小并由此经受较少的磨损。
[0018] 焊接头20包括通常设置在点焊枪(未示出）中的轴26。轴26沿中屯、轴线A延伸至远 端端部38并且在远端端部38处包括凹口 30。接触表面28在远端端部38处围绕凹口 30W用于 接合待被焊接的部件22、24。如图1和图2中所示出的，接触表面28从凹口 30沿径向向外向上 延伸。接触表面28还具有提供与远端端部38相邻的圆形表面的球半径。在示例性实施方式 中，接触表面28呈现外凸形状或半球形状。接触表面28的面积和球半径的尺寸可根据某些 参数而改变，所述参数包括但不限于待被结合的部件22、24的厚度。替代性地，可W根据要 形成的焊点36的期望成形而使用其他形状代替外凸状表面。
[0019] 在图1的示例性实施方式中，轴26包括沿着中屯、轴线A延伸的槽27,槽27用于接纳 焊枪(未示出）的另一部件，所述另一部件在焊接过程期间将电流输送至焊接头20。槽27的 端部与点焊焊接头20的接触表面28轴向地间隔开。
[0020] 焊接头20的凹口 30--也被称为空腔、凹窝、凹部或中屯、孔--使与部件22、24中 的一个部件相接触的表面的面积减小。由于面积减小，因此与传统焊接头相比，焊接头20在 点焊过程期间需要较少的电流。如图1和图2中所示，凹口 30优选地定位在外凸的接触表面 28的顶点处并且远离远端端部38沿着中屯、轴线A向内延伸。如图2示出的，凹口30的横截面 通常具有圆形形状，但可W包括其他形状。凹口 30的直径化可根据待被结合的部件22、24和 接触表面28的尺寸或其他因素而改变。然而，如图2中示出的，围绕凹口30的接触表面28的 横截面面积通常比凹口 30的横截面面积大。
[0021]凹口30的深度di也可根据待被结合的部件22、24和轴26的尺寸或其他因素而改 变。在图1的示例性实施方式中，凹口30的深度山被包含在焊接头20的球形部分内并且与槽 27间隔开，所述槽27接纳焊枪的部件。例如，凹口30的深度山可W小于焊接头20的远端端部38与用于接纳焊枪的槽27之间的距离的百分之=十(30%)、或小于焊接头20的远端端部38 与用于接纳焊枪的槽27之间的距离的20%、或小于焊接头20的远端端部38与用于接纳焊枪 的槽27之间的距离的10%、或小于焊接头20的远端端部38与用于接纳焊枪的槽27之间的距 离的5%。凹口30的深度di也可W小于焊接头20的总长度1的10%、或小于焊接头20的总长 度1的5 %、或小于焊接头20的总长度1的1 %。
[0022 ]在点焊过程期间，旋转的焊接头20的接触表面28在待被结合的部件22、24中的一 个部件的表面上形成凹部32。当接触表面28形成凹部32时，凹口30形成从凹部32的中屯、向 上延伸的销34。凹口 30将焊接头20固定至或紧固至部件22、24中的一个部件的表面，并且销 34为焊接头20提供了固定的旋转轴线。销34还防止焊接头20在绕中屯、轴线A旋转时相对于 中屯、轴线A沿径向移动。凹口 30还允许所施加的力和电流的精确定位，运进一步防止旋转的 焊接头20移出适当位置。如W上提到的，由