电阻点焊电极帽及点焊焊钳的制作方法

本发明属于电阻点焊领域，特别是涉及电阻点焊电极帽及点焊焊钳。

背景技术：

电阻点焊是在钣金件重叠组合后，通过焊钳两端一组电极施加一定压力并通以电流，利用电阻热使钣金件局部熔化并结合的一种连接工艺。在汽车焊装生产领域，电阻点焊占据绝大比例，每台白车身制造过程，需要焊接4000-6000个焊点，其中在打开开闭件后可目视到部分焊点的痕迹。在制造过程中，焊点的痕迹存在深浅不一、轮廓扭曲、倾斜、变形等状态，以上影响车身外观质量，降低客户对车身及企业品质的信任度，因此需改善车身焊点外观质量。

目前行业中针对焊点外观质量的改善方案主要有两种方式，目的都是消除或减小焊接后的痕迹，从而提升感官质量：

1)焊接时采用铜板垫在钣金件和电极帽之间，这种方法初期可实现焊接后焊点表面平整、压痕小的目的，但成本高，随着铜板磨损压痕逐步倾斜直至出现扭曲，质量效果衰减明显，极易导致接触平面扭曲，且无法适用于曲面上的焊接，适用性差；

2)采用平面电极帽，将电极帽端部球头做成平面，增大电极帽与钣金件的接触面积，减少留下的痕迹，但这种方式人工操作时，无法保证电极帽平面与钣金件平行，无法根除焊接后压痕扭曲等不良现象，此方法仅适用于自动焊接场合，适用性差；

焊接时采用铜板垫在钣金件和电极帽之间及采用平面电极帽这两种现有方案，在使用过程中焊接时飞溅严重，且设备成本高，难维护。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：针对现有方案无法根除焊接后压痕扭曲且适用性差的问题，提供一种电阻点焊电极帽及点焊焊钳。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种电阻点焊电极帽，包括电极帽本体，所述电极帽本体的工作端为凸球面，所述凸球面的中心点位于所述电极帽本体的轴线上；所述电极帽本体的工作端设有凹槽，所述凹槽自所述凸球面朝向所述电极帽本体的远离所述工作端的方向凹设。

可选地，所述凹槽的中心点位于所述电极帽本体的轴线上。

可选地，所述凸球面的半径为20-80mm；

所述电极帽本体整体呈圆柱状，所述电极帽本体的直径为13-22mm，或者

所述电极帽本体的工作端呈圆柱状，且另一端呈非圆柱状，所述电极帽本体的工作端的直径为13-22mm，或者

所述电极帽本体整体呈圆台状，所述凸球面设于所述电极帽本体的小端，所述电极帽本体的小端直径为13-22mm。

可选地，所述凸球面的半径为25mm；

所述电极帽本体整体呈圆柱状时，所述电极帽本体的直径为16mm；

所述电极帽本体的工作端呈圆柱状时，所述电极帽本体的工作端的直径为16mm；

所述电极帽本体呈圆台状时，所述电极帽本体的小端直径为16mm。

可选地，所述凹槽的宽度为0.8-3mm，深度为0.5-3mm。

可选地，所述凹槽的宽度为1-1.2mm，深度为1-1.2mm。

可选地，所述凹槽的横截面呈圆环形、方环形、三角环形或y字形；

所述凹槽沿其宽度方向的纵截面呈v字形或u字形。

可选地，所述凹槽为圆环状v形槽，且中心直径为4-13mm。

可选地，所述凹槽的中心直径为5-6mm。

本发明实施例还提供了一种点焊焊钳，包括上电极杆、下电极杆、可拆卸地连接于所述上电极杆上的上电极帽和可拆卸地连接于所述下电极杆上的下电极帽，所述上电极帽的工作端正对所述下电极帽的工作端，所述上电极帽和所述下电极帽中的至少一个前述电阻点焊电极帽。

本发明实施例提供的电阻点焊电极帽及点焊焊钳，将电阻点焊电极帽的电极帽本体的工作端设为凸球面，且凸球面的中心点位于电极帽本体的轴线上，如此使得点焊焊钳焊接钣金件时电极帽与钣金件受力均匀，有利于提升焊点外观质量和提升焊接质量，也方便修磨工作端；凸球面和设于凸球面侧的凹槽，焊接时可在钣金件表面形成一个规则凸起(即焊点痕迹)，使得焊接后的焊点痕迹与凹槽形状一致，从而保证多个焊点的痕迹规则且一致性好，同时凹槽还可在一定范围内吸收由于焊接不垂直造成钣金件表面不规则凹痕的缺陷，避免出现焊点倾斜扭曲、压痕深浅不一等焊点外观质量不良的情况；无需保证电极帽的工作端与钣金件平行，且凹槽能在一定程度上校正电极帽本体的工作端与钣金件的接触面，因此不受使用环境条件的限制，适用范围广；结构简单，易于加工，适于大批量生产；方便维护，修磨前后的焊点痕迹具有较高的一致性，具备良好的可复制性及稳定性，使用寿命长。

附图说明

图1为本发明实施例提供的电阻点焊电极帽的立体结构示意图；

图2为图1所示电阻点焊电极帽的俯视图；

图3为本发明实施例提供的电阻点焊电极帽的俯视结构示意图二；

图4为本发明实施例提供的电阻点焊电极帽的俯视结构示意图三；

图5为本发明实施例提供的电阻点焊电极帽的俯视结构示意图四。

说明书中的附图标记如下：

1、电极帽本体；11、凸球面；12、凹槽。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1和图2所示，本发明实施例提供的一种电阻点焊电极帽(简称电极帽)，包括电极帽本体1，电极帽本体1的工作端设为凸球面11，凸球面11的中心点位于电极帽本体1的轴线上；电极帽本体1的工作端设有凹槽12，凹槽12自凸球面11朝向电极帽本体1的远离工作端的方向凹设。

使用时，将电极帽本体1安装于电极杆上即可。

本发明实施例提供的电阻点焊电极帽，规避了现有电阻点焊电极帽通过减少压痕或无痕来提高焊点外观质量的方案，将电极帽本体1的工作端设为凸球面11，且凸球面11的中心点位于电极帽本体1的轴线上，如此使得点焊焊钳焊接钣金件时电极帽与钣金件受力均匀，有利于提升焊点外观质量和提升焊接质量，也方便修磨工作端；凸球面11和设于凸球面11侧的凹槽12，焊接时可在钣金件表面形成一个规则凸起(即焊点痕迹)，使得焊接后的焊点痕迹与凹槽12形状一致，从而保证多个焊点的痕迹规则且一致性好，同时凹槽12还可在一定范围内吸收由于焊接不垂直造成钣金件表面不规则凹痕的缺陷，避免出现焊点倾斜扭曲、压痕深浅不一等焊点外观质量不良的情况；无需保证电极帽的工作端与钣金件平行，且凹槽12能在一定程度上校正电极帽本体1的工作端与钣金件的接触面，因此不受使用环境(自动焊接或人工焊接)条件的限制，适用范围广；结构简单，易于加工，适于大批量生产；方便维护，修磨前后的焊点痕迹具有较高的一致性，具备良好的可复制性及稳定性，使用寿命长。

在一实施例中，如图1和图2所示，凹槽12的中心点位于电极帽本体1的轴线上；如此能够保证电极帽本体1的凸球面11和钣金件以电极帽本体1的轴线为中心线各向受力均匀，而且也方便修磨凹槽12，从而有利于提升焊接质量和焊点外观质量。

在一实施例中，电极帽本体1整体呈圆柱状(如图1和图2所示)或圆台状(未图示)，方便加工，修磨不会影响工作端的尺寸，保证修磨前后焊点的痕迹完全一致，且结构为回转体，保证各向力学性能一致，从而有利于提升焊接质量和焊点外观质量。当然，电极帽本体1并不限于这两种形状，也可采用其它形状，如电极帽本体1的工作端呈圆柱状或圆台状(未图示)，另一端的形状则不限定。

在一实施例中，采用圆柱状的电极帽本体1时，电极帽本体1的直径为13-22mm，凸球面11的半径为20-80mm；如此能够形成相对于电极帽本体1形成大圆弧半径的凸球面11，避免在钣金件上留下大尺寸凹坑，增加焊接时电极帽本体1的工作端与钣金件的接触面积，以提升焊接质量。

优选地，电极帽本体1的直径为16mm，凸球面11的半径为25mm，能够兼顾提升焊接质量和提升焊点外观质量。

在一实施例中，采用工作端呈圆柱状的电极帽本体1时，电极帽本体1的工作端的直径为13-22mm，凸球面11的半径为20-80mm；如此能够形成相对于电极帽本体1形成大圆弧半径的凸球面11，避免在钣金件上留下大尺寸凹坑，增加焊接时电极帽本体1的工作端与钣金件的接触面积，以提升焊接质量。

优选地，电极帽本体1的工作端的直径为16mm，凸球面11的半径为25mm，能够兼顾提升焊接质量和提升焊点外观质量。

在一实施例中，采用圆台状电极帽本体1时，凸球面11设于电极帽本体1的小端，电极帽本体1的小端直径为13-22mm，凸球面11的半径为20-80mm。如此能够形成相对于电极帽本体1形成大圆弧半径的凸球面11，避免在钣金件上留下大尺寸凹坑，增加焊接时电极帽本体1的工作端与钣金件的接触面积，以提升焊接质量；

优选地，电极帽本体1的小端直径为16mm，凸球面11的半径为25mm，能够兼顾提升焊接质量和提升焊点外观质量。

当然，电极帽本体1的工作端呈圆台状时，也可选择工作端的小端直径为13-22mm(优选16mm)，凸球面11的半径为20-80mm(优选25mm)。

在一实施例中，凹槽12的宽度为0.8-3mm，深度为0.5-3mm。凹槽12过宽或过深会影响电极帽本体1的力学性能，易磨损变形，凹槽12过窄或过浅不能有效吸收不垂直焊接时钣金件表面不规则凹痕，焊渣容易堵塞入过窄或过浅的凹槽12，需要经常修磨，影响电极帽的使用寿命，过浅的凹槽12容易在修磨时磨平，既影响吸收不垂直焊接时钣金件表面不规则凹痕的能力，又影响电极帽的使用寿命；选择凹槽12的宽度为0.8-3mm，深度为0.5-3mm，有利于提升焊接质量及焊点外观质量，也有利于延长电极帽的使用寿命。

优选地，凹槽12的宽度为1-1.2mm，深度为1-1.2mm，能更好地提升焊接质量及焊点外观质量。

在一实施例中，凹槽12的横截面(即用垂直于电极帽本体1的轴线的平面截得的凹槽12截面)呈圆环形(如图1和图2所示)、方环形(如图3所示)、三角环形(如图4所示)或y字形(如图5所示)，结构简单、对称，方便加工，从而有利于提升焊接质量和焊点外观质量。当然凹槽12的横截面并不限于这两种形状，也可采用其它形状，如椭圆环形、t字形等。

优选凹槽12的横截面呈圆环形，方便加工，使得电极帽的工作端与钣金件之间的受力更均匀(保证受力对称性)，有利于提升焊接质量及焊点外观质量，也方便修磨凹槽12。

在一实施例中，如图1和图2所示，凹槽12沿其宽度方向的纵截面呈v字形，如此焊渣不容易滞留于凹槽12内。

在一实施例中，凹槽12沿其宽度方向的纵截面呈u字形，如此焊渣不容易滞留于凹槽12内，且能保证修磨前后焊点痕迹一致。

在一实施例中，如图1和图2所示，凹槽12为圆环状v形槽(即凹槽12的横截面呈圆环形，凹槽12沿其宽度方向的纵截面呈v字形)，且中心直径为4-13mm(优选5-6mm)；若中心直径过小，会导致凸球面11位于凹槽12的环内的区域面积过小，导致此处成为受力薄弱部位，影响电极帽使用寿命，且由于凹槽12太小会影响吸收不垂直焊接时钣金件表面不规则凹痕的能力，从而影响焊接质量及焊点外观质量；若中心直径过大，会增大焊点痕迹，也会影响焊接本体的工作端的整体力学性能，从而影响焊接质量及焊点外观质量；因此，凹槽12设为中心直径为4-13mm(优选5-6mm)圆环状v形槽，有利于提升焊接质量及焊点外观质量，有利于延长电极帽使用寿命。

本发明实施例还提供的一种点焊焊钳，包括上电极杆、下电极杆、可拆卸地连接于上电极杆上的上电极帽和可拆卸地连接于下电极杆上的下电极帽，上电极帽的工作端正对下电极帽的工作端，上电极帽和下电极帽中的至少一个采用前述任一实施例述及的电阻点焊电极帽，即前述实施例述及的电阻点焊电极帽可成对应用于点焊焊钳，也可一个前述实施例述及的电阻点焊电极帽与一个常规电极帽(优选球头电极帽)组合使用，实施焊接后，可在钣金件表面形成规则、可控、美观的凸起压痕(凸起压痕与凹槽12的形状对应)。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。