一种用于电阻焊的电极的制作方法

1.本实用新型涉及电阻焊技术领域，尤其涉及一种用于电阻焊的电极。


背景技术：

2.电阻焊是将被焊工件压紧于两个电极之间，并通电流流经，利用电流通过被焊工件接触面及邻近区域产生的电阻热将其熔化或塑性状态，实现金属结合焊接的目的。它属于内部分布能源，电阻焊接需要根据被焊工件材质、厚度，选择合适的电源、焊接头及电极，通过调整电流、焊接时间、焊接压力等参数实现焊接，其中电极是极其关键的易损耗零件。
3.目前电阻焊接工艺广泛应用在汽车、航空航天、电子、家用电器等领域。但现有的电极头通用于实现平面、大面积点焊，热量大且集中，不适应于形状特殊的小面积焊接。
4.因此，本领域亟需一种新型的电极结构，以适应电阻焊过程中形状特殊的小面积焊接场景的需求。


技术实现要素：

5.鉴于此，本实用新型实施例提供了一种用于电阻焊的电极，以消除或改善现有技术中存在的一个或更多个缺陷，解决现有电阻焊电极无法适用于特殊形状小面积焊接的问题。
6.本实用新型的技术方案如下：
7.本技术提供一种用于电阻焊的电极，包括：
8.上电极，包括上电极主体以及第一内嵌件，所述上电极主体为圆柱体，所述上电极主体的内部设有通孔，所述第一内嵌件为环形，所述上电极主体的第一端的外侧设有用于连接电焊机的螺纹结构，所述第一内嵌件设置在所述上电极主体与所述第一端相对的第二端的通孔内；所述第一内嵌件相对于所述上电极主体凸出设置。
9.下电极，包括下电极主体以及第二内嵌件，所述下电极主体为圆柱体，所述下电极主体的内部设有通孔，所述第二内嵌件为环形，所述下电极主体的第三端外侧设有用于连接电焊机的螺纹结构，所述第二内嵌件设置在所述下电极主体预第三端相对的第四端的通孔内；所述第二内嵌件相对于所述下电极主体凸出设置，所述第二内嵌件的内侧设有凸台。
10.所述上电极主体和所述下电极主体为导电金属材料制成，所述第一内嵌件和所述第二内嵌件为钼合金材料制成。
11.在一些实施例中，所述上电极主体和所述下电极主体的侧面至少设置两个平行的装卸切面。
12.在一些实施例中，所述上电极主体和所述下电极主体为金属铜制成。
13.在一些实施例中，所述第一内嵌件的外延设有第一设定角度的倒角，所述第一内嵌件的内延设有第二设定角度的倒角。
14.在一些实施例中，所述第一设定角度和所述第二设定角度为15
°
～20
°
。
15.在一些实施例中，所述上电极主体和所述第一内嵌件之间采用螺纹固定连接，所
述下电极主体和所述第二内嵌件之间采用螺纹固定连接。
16.在一些实施例中，所述上电极主体与所述第一内嵌件之间通过滑道连接并在间接处设有第一自动补偿弹簧，所述下电极主体与所述第二内嵌件之间通过滑道连接并在间接处设有第二自动补偿弹簧。
17.在一些实施例中，所述上电极主体的第二端与所述下电极主体的第四端外侧设有防锈涂层。
18.在一些实施例中，所述上电极主体的第二端与所述下电极主体的第四端外侧设有耐磨涂层。
19.在一些实施例中，所述耐磨涂层为铬锆铜涂层或氧化铝铜涂层。
20.本实用新型的有益效果至少是：
21.本实用新型所述用于电阻焊的电极，通过在上电极主体上设置钼合金材料的环形第一内嵌件，第一内嵌件相对于上电极主体凸出设置；在下电极主体设置钼合金材料的环形第二内嵌件，第二内嵌件相对于下电极主体凸出设置，所述第二内嵌件上还设有凸台，能够使得第一内嵌件和第二内嵌件能够适应特殊形状小面积焊接场景，小面积接触能够有效提高焊接件产生的电阻热，采用钼合金材料能够保证电极的高温强度，具有更好的耐磨性，延长了使用寿命。
22.本实用新型的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本实用新型的实践而获知。本实用新型的目的和其它优点可以通过在书面说明及其权利要求书以及附图中具体指出的结构实现到并获得。
23.本领域技术人员将会理解的是，能够用本实用新型实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本实用新型能够实现的上述和其他目的。
附图说明
24.此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本实用新型的限定。附图中的部件不是成比例绘制的，而只是为了示出本实用新型的原理。为了便于示出和描述本实用新型的一些部分，附图中对应部分可能被放大，即，相对于依据本实用新型实际制造的示例性装置中的其它部件可能变得更大。在附图中：
25.图1为本实用新型一实施例所述用于电阻焊的电极中上电极的剖视图。
26.图2为本实用新型一实施例所述用于电阻焊的电极中上电极的俯视图。
27.图3为本实用新型一实施例所述用于电阻焊的电极中上电极的仰视图。
28.图4为本实用新型一实施例所述用于电阻焊的电极中下电极的剖视图。
29.图5为本实用新型一实施例所述用于电阻焊的电极中下电极的俯视图。
30.图6为本实用新型一实施例所述用于电阻焊的电极中下电极的仰视图。
31.图7为本实用新型一实施例所述用于电阻焊的电极中下电极的立体图。
32.图8为电阻焊的原理图。
33.附图标记说明：
34.100：上电极；
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101：上电极主体；
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102：第一内嵌件；
35.200：下电极；
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201：下电极主体；
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202：第二内嵌件；
36.203：凸台；
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300：螺纹结构。
具体实施方式
37.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本实用新型做进一步详细说明。在此，本实用新型的示意性实施方式及其说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。
38.在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本实用新型，在附图中仅仅示出了与根据本实用新型的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本实用新型关系不大的其他细节。
39.应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。
40.在此，还需要说明的是，如果没有特殊说明，术语“连接”在本文不仅可以指直接连接，也可以表示存在中间物的间接连接。
41.现有技术中，电极头通常采用一体化的结构，其电极头与焊接件大面积接触，能够适用平面和大面积电焊的需求，热量较为集中，但是对于一些形状特殊的小面积焊接场景并不适用。
42.本技术提供一种用于电阻焊的电极，包括：上电极100和下电极200，如图8所示，分别连接在电焊机上并通电，上电极100和下电极200从上下两侧抵触焊接件，通电并利用产生的电阻热实现对焊接件的焊接。在焊接中焊机可利用强规范焊接法(瞬时通电)或弱规范焊接法(长时通电)。在大量生产时应采用强规范焊接法，它能提高生产效率，减少电能消耗及减轻工件变形。焊接电流决定于焊件之大小、厚度及接触表面的情况。通常金属导电率越高，电极压力越大，焊接时间应越短。此时所需的电流密度也随之增大。电极对焊件施加压力，减小焊点处的接触电阻，并保证焊点形成时所需要的压力。
43.本技术中，如图1至3所示，上电极100包括上电极主体101以及第一内嵌件102，上电极主体101为圆柱体，上电极主体101的内部设有通孔，第一内嵌件102为环形，上电极主体101的第一端的外侧设有用于连接电焊机的螺纹结构300，第一内嵌件102设置在上电极主体101与第一端相对的第二端的通孔内；第一内嵌件102相对于上电极主体101凸出设置。突出的第一内嵌件102能够保证其能够直接与焊接件接触，由于第一内嵌件102为环形结构，减小了与焊接件的接触面积，能够使得焊接件通过的电流更大，产生更高的电阻热，提升了焊接效果。同时，突出的环形第一内嵌件102能够有效接触面积更小形状特殊的焊接件，进一步的，根据实际应用场景的需求，设置上电极主体101和第一内嵌件102的尺寸，以适应不同尺寸不同形状焊接件的焊接需求。
44.如图4至7下电极200包括下电极主体201以及第二内嵌件202，下电极主体201为圆柱体，下电极主体201的内部设有通孔，第二内嵌件202为环形，下电极主体201的第三端外侧设有用于连接电焊机的螺纹结构300，第二内嵌件202设置在下电极主体201预第三端相对的第四端的通孔内；第二内嵌件202相对于下电极主体201凸出设置，第二内嵌件202的内侧设有凸台203。同理，突出的第二内嵌件202能够保证其能够直接与焊接件接触，由于第二内嵌件202为环形结构，减小了与焊接件的接触面积，能够使得焊接件通过的电流更大，产
生更高的电阻热，提升了焊接效果。同时，突出的环形第二内嵌件202能够有效接触面积更小形状特殊的焊接件，进一步的，根据实际应用场景的需求，设置下电极主体201和第二内嵌件202的尺寸，以适应不同尺寸不同形状焊接件的焊接需求。进一步的，第二内嵌件202的内侧设有凸台203，能够进一步减小接触面积，极大增加焊接电流和产生的电阻热。
45.上电极主体101和下电极主体201通过螺纹连接电焊机，能够在保证稳定连接的同时保证电流的通过面积，减小了电流的损耗。
46.上电极主体101和下电极主体201为导电金属材料制成，第一内嵌件102和第二内嵌件202为钼合金材料制成。在一些实施例中，上电极主体101和下电极主体201优选金属铜或者铜合金材料，能够减小电阻，以减少电阻损耗。第一内嵌件102和第二内嵌件202为钼合金材料，能够保证与焊接件接触的过程中，在高温环境下具有更高的强度和抗氧化性，延长电极的使用寿命。
47.在一些实施例中，上电极主体101和下电极主体201的侧面至少设置两个平行的装卸切面，装卸切面用于旋拧过程中为扳手等器件提供着力面，在另一些实施例中，也可以将上电极主体101和下电极主体201设置为六角形结构。
48.在一些实施例中，第一内嵌件102的外延设有第一设定角度的倒角，第一内嵌件102的内延设有第二设定角度的倒角。通过设置倒角，能够在一定程度上减小对焊接件的剐蹭，也可以减小施工过程中对第一内嵌件102本身的损伤，保证焊接件的焊接质量，提高了使用寿命。
49.在一些实施例中，第一设定角度和第二设定角度为15
°
～20
°
。
50.在一些实施例中，上电极主体101和第一内嵌件102之间采用螺纹固定连接，下电极主体201和第二内嵌件202之间采用螺纹固定连接。采用螺纹连接的形式，可以保证电流的通过面积，极大减小了电流的损耗，也保证了连接的稳定性。这种螺纹连接结构，也为第一内嵌件102和第二内嵌件202的独立拆装提供了可能性，
51.在一些实施例中，上电极主体101与第一内嵌件102之间通过滑道连接并在间接处设有第一自动补偿弹簧，下电极主体201与第二内嵌件202之间通过滑道连接并在间接处设有第二自动补偿弹簧。为了缓解传统电极电阻焊工艺不可控导致的虚焊，焊痕过深、电极损耗过大，效率低以及生产过程中导致的其他报废的问题，通过滑道和补偿弹簧构自动建补偿结构，保证第一内嵌件102、第二内嵌件202与焊接件之间的有效接触。
52.在一些实施例中，上电极主体101的第二端与下电极主体201的第四端外侧设有防锈涂层。防锈涂层的材料可分为物理性和化学性防锈漆两大类。前者靠颜料和漆料的适当配合，形成致密的漆膜以阻止腐蚀性物质的侵入，如铁红、铝粉、石墨防锈漆等；后者靠防锈颜料的化学抑锈作用，如红丹、锌黄防锈漆等。
53.在一些实施例中，上电极主体101的第二端与下电极主体201的第四端外侧设有耐磨涂层。
54.在一些实施例中，耐磨涂层为铬锆铜涂层或氧化铝铜涂层。
55.下面结合一具体实施例对本实用新型进行说明：
56.本实施例中，如图1至7所示，电极帽采用分段式结构设计，上电极100部分：与点焊机连接部分采用螺纹结构300，实现稳定连接的同时又最大程度上保留了电流的通过面积，降低了电流流通过程中的损耗。上电极100采用内部镶嵌式结构，外围的上电极主体101是
一种高导电性的材质，内部镶嵌的第一内嵌件102采用更好的导电、耐磨材料，与下电极200材质对应；第一内嵌件102凸出平面一定高度，且边缘向内倒角，能与下电极200更好的接触，压力均匀，电流传输均匀。
57.下电极200部分，下部采用通用的螺杆形式，与点焊机头连接，实现稳定连接的同时又最大程度上保留了电流的通过面积，降低了电流流通过程中的损耗；上半部采用通用的平台，两侧装卸切面方便紧固的同时可以作为定位边，便于记录观察；上部内部镶嵌导电性好且耐磨的材质作为第二内嵌件202，降低电极焊接接触过程中磨损损耗，降低电极修整的难度；内部镶嵌件凸出平面一定高度，厚度可根据焊接工件边沿宽度决定，如此电极能够与焊接件紧密贴合，电流流经面积减小，同样大的电流情况下，电流流经面积减小，热量会成倍数增加，可用较小的热量值焊接；由于接触面凸出平台，取下焊接件时工具可以伸到焊接部位下部，方便取下。
58.本实施例提供了基于电阻焊焊接原理的新型电极结构，用在基于电阻焊原理设计的电阻焊点焊焊接机头部分。本实施例中，电极采用铜镶钼，外部为铜合金，内部镶嵌件为钼，上下两组电极为一套。上电极100和下电极200均有凸台，上电极100共2阶1个凸台，下电极200共有3阶，2个凸台。被焊接工件(以下简称工件)放置在下电极200上，工件被焊接部分卡在下电极200凸台上，上电极100带压力下压，接触到被焊接工件时，设备放电，电流流经上电极100和下电极200，并在被焊接件处由于电阻产生热量，使得焊接件高温熔融结合，达到焊接的目的。
59.进一步的，在本实施例中，电阻点焊机分为电源和点焊机头两部分，电极是电焊机头的重要组成部分，为易损耗零部件，电极的形状、大小、厚度，材质等直接影响焊接质量，焊接件to焊接部分面积小，宽度窄且为环状，常规电极无法更好地实现密封焊接效果，本实施例的电极在实际应用中可以解决to焊接的上述问题，并且使用更加小的电流、热量即可实现，焊接易取出；另外在耐磨性、使用寿命、方便电极打磨等方面也有更好的表现。点焊机的工作过程如下：
60.1、将上电极100和下电极200分别拧入点焊机头螺母内，与点焊机头连接。
61.2、to基座放到下电极200上，基座外环卡在下电极200第二内嵌件202最上侧的凸台上，to管帽套到基座上，帽檐与基座外环、下电极200凸台三者重合。
62.3、设备启动，上电极100部分向下运行，当上电极100与焊接件帽檐接触，开始放电，电流持续，压力持续一定时间后自动分开，焊接结束。
63.4、取下焊接件to。
64.本实施例电极采用凸台结构，最大限度的精确电极与焊接的接触面积，保证电流热量准确流经焊接区域，提高焊接效率降低能耗；同时保证取件空间，防止电极与焊接粘结难以取下。
65.综上所述，本实用新型所述用于电阻焊的电极，通过在上电极主体上设置钼合金材料的环形第一内嵌件，第一内嵌件相对于上电极主体凸出设置；在下电极主体设置钼合金材料的环形第二内嵌件，第二内嵌件相对于下电极主体凸出设置，所述第二内嵌件上还设有凸台，能够使得第一内嵌件和第二内嵌件能够适应特殊形状小面积焊接场景，小面积接触能够有效提高焊接件产生的电阻热，采用钼合金材料能够保证电极的高温强度，具有更好的耐磨性，延长了使用寿命。
66.还需要说明的是，本实用新型中提及的示例性实施例，基于一系列的步骤或者装置描述一些方法或系统。但是，本实用新型不局限于上述步骤的顺序，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。
67.本实用新型中，针对一个实施方式描述和/或例示的特征，可以在一个或更多个其它实施方式中以相同方式或以类似方式使用，和/或与其他实施方式的特征相结合或代替其他实施方式的特征。
68.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型实施例可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。