本發(fā)明涉及焊接。更具體地，本發(fā)明涉及電阻點(diǎn)焊。

背景技術(shù)：

該部分的陳述僅提供與本發(fā)明相關(guān)的背景信息，且可能構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)或者可能并不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。

在典型的點(diǎn)焊系統(tǒng)中，相對(duì)電極通過電流使之穿過待被焊接在一起的一對(duì)金屬片材。在焊接過程中，電極還被采用以保持或夾緊片材。在該布置中，這里有三種電阻源：i)產(chǎn)生于材料的電阻率的電阻；ii)每個(gè)電極片材界面處的接觸電阻；以及iii)兩片材之間(已知為接合表面)處的接觸電阻。通過前述已制焊點(diǎn)可形成另外的電流通路(已知為旁路焊點(diǎn))。

由于金屬的高電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率，倘若在接合表面處的接觸電阻在期望的閾值以下，則形成焊點(diǎn)所需的加熱率可能并不是足夠高。然而，倘若在接合表面處的接觸電阻過高，則過量電流可被轉(zhuǎn)移至旁路焊點(diǎn)，且進(jìn)一步，該焊點(diǎn)可能顯示出金屬開裂。

因此，需要尋求一種更有效的點(diǎn)焊方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了用于將兩個(gè)金屬片材點(diǎn)焊在一起的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括放置在兩個(gè)金屬片材之間的界面上的多個(gè)導(dǎo)電顆粒、第一電極和第二電極。第一電極和第二電極被布置成將兩個(gè)金屬片材夾緊在一起，使得在位于該金屬片材之間的界面處，導(dǎo)電顆粒嵌入至金屬片材中。通過金屬片材和多個(gè)金屬顆粒從第一電極至第二電極形成導(dǎo)電通路。

該系統(tǒng)的進(jìn)一步特征可在于本文所描述的一個(gè)或任何特征的組合，例如：金屬片材由鋁制成；第一電極和第二電極被連接至產(chǎn)生電流的能量源；該導(dǎo)電顆粒為金屬的；該導(dǎo)電顆粒由導(dǎo)電金屬和/或這些金屬的合金制成，例如，鋁、銅、鐵、鎳、以及鋼和不銹鋼；該導(dǎo)電顆粒為微球體；導(dǎo)電顆粒被添加至放置在兩個(gè)金屬片材之間的粘合層；當(dāng)兩個(gè)金屬片材被夾緊在一起時(shí)，導(dǎo)電顆粒沖破該粘合層；以及該導(dǎo)電顆粒的硬度大于金屬片材的硬度。

依照本發(fā)明的另一方面，點(diǎn)焊包括第一金屬片材、第二金屬片材、以及放置在金屬片材之間的多個(gè)導(dǎo)電顆粒。當(dāng)金屬片材被夾緊在一起時(shí)，導(dǎo)電顆粒嵌入至金屬片材中，使得通過導(dǎo)電顆粒在金屬片材之間形成導(dǎo)電通路。

該點(diǎn)焊的進(jìn)一步特征可在于本文所描述的一個(gè)或任何特征的組合，例如：金屬片材由鋁制成；該導(dǎo)電顆粒為金屬的；該導(dǎo)電顆粒由鋁合金制成；該導(dǎo)電顆粒為微球體；該導(dǎo)電顆粒被添加至放置在兩個(gè)金屬片材之間的粘合層；當(dāng)兩個(gè)金屬片材被夾緊在一起時(shí)，導(dǎo)電顆粒沖破該粘合層；以及該導(dǎo)電顆粒的硬度大于金屬片材的硬度。

依照本發(fā)明的又一方面，設(shè)想一種點(diǎn)焊方法，包括以下步驟中的一個(gè)或多個(gè)：在兩個(gè)金屬片材之間放置多個(gè)導(dǎo)電顆粒；利用一對(duì)電極將金屬片材夾緊在一起，該導(dǎo)電顆粒被嵌入至金屬片材中，通過導(dǎo)電顆粒在兩個(gè)金屬片材之間形成導(dǎo)電通路；以及施加電流，其從一個(gè)電極流至另一電極通過金屬片材和導(dǎo)電顆粒以產(chǎn)生點(diǎn)焊。

該點(diǎn)焊的方法進(jìn)一步特征可在于本文所描述的一個(gè)或任何特征的組合，例如：該導(dǎo)電顆粒被添加至放置在兩個(gè)金屬片材之間的粘合層，當(dāng)兩個(gè)金屬片材被夾緊在一起時(shí)，導(dǎo)電顆粒沖破該粘合層；以及該導(dǎo)電顆粒的硬度大于金屬片材的硬度。

從本文提供的說明，應(yīng)用的進(jìn)一步領(lǐng)域?qū)⒆兊蔑@而易見。應(yīng)當(dāng)理解的是，說明和具體實(shí)例僅僅意于闡述目的，且并不意于限制本發(fā)明的范圍。

附圖說明

本發(fā)明所描述的附圖僅僅是闡述目的，且并不意于以任何方式來限制本發(fā)明的范圍。附圖中的部件并不是必須按比例繪制，相反，重點(diǎn)是闡述本發(fā)明的原理。附圖中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的原理的用于點(diǎn)焊兩個(gè)金屬片材的系統(tǒng)；以及

圖2示出了在圖1中示出的兩個(gè)金屬片材的特寫橫截面視圖。

具體實(shí)施方式

以下說明在本質(zhì)上僅僅是示意性的，且并不意于限制本發(fā)明、應(yīng)用或使用。

參考圖1，用于采用本發(fā)明的原理的點(diǎn)焊的系統(tǒng)在這里被示出且用10標(biāo)出。系統(tǒng)10包括正導(dǎo)體11和負(fù)導(dǎo)體13，正導(dǎo)體和負(fù)導(dǎo)體各自地利用例如引線16和18連接至能量源17。能量源17可被連接至地20。

每個(gè)導(dǎo)體11和13各自地包括終端12和14，終端被布置成用于與一對(duì)金屬片材22和24相接觸。金屬片材可由例如鋁或任何其它合適的待焊接在一起的金屬制成。

在兩個(gè)金屬片材22和24的焊接過程中，由每個(gè)導(dǎo)體11和13在它們的終端12和14處施加力f以將兩個(gè)片材夾緊在一起。因此，在該布置中，正導(dǎo)體11和負(fù)導(dǎo)體13被配置為正電極和負(fù)電極。電極11和13與能量源17以及金屬片材22和24一起形成完整的電路。電極11和13可以為銅電極。在各種布置中，在焊接過程中，電極11和13可由水冷卻。

在金屬片材22和24的焊接過程中，電阻產(chǎn)生于：金屬片材22和24的電阻；終端12與金屬片材22之間的接觸電阻；終端14與金屬片材24之間的接觸電阻；以及金屬片材22與24之間的界面(接合表面)處的接觸電阻。

為了加強(qiáng)通過接合表面的電流通路(即，降低金屬片材22與24之間的界面之間的接觸電阻)，如在圖2中所示，在兩個(gè)金屬片材22與24之間添加有多個(gè)導(dǎo)電金屬顆粒26(例如，微球體)。金屬顆粒26的硬度被選擇成大于通過點(diǎn)焊系統(tǒng)10被連接在一起的金屬片材的硬度。例如，倘若金屬片材22和24由鋁制成，則金屬顆粒可由導(dǎo)電金屬和/或這些金屬的合金制成，例如，鋁、銅、鐵、鎳、以及鋼和不銹鋼。在一特定布置中，金屬顆粒由鋁6061制成。因此，當(dāng)電極11和13將兩個(gè)金屬片材22和24夾緊在一起時(shí)，金屬顆粒26便嵌入至每個(gè)金屬片材22和24中。金屬顆粒26的尺寸被選擇成確保金屬顆粒26提供從一個(gè)金屬片材到另一個(gè)金屬片材的導(dǎo)電通路。進(jìn)一步，金屬顆粒26的濃度被選擇成確保在焊接終端12與14之間可獲得足夠數(shù)量的導(dǎo)電通路。

在各種布置中，金屬顆粒26被添加至放置在金屬片材22與24之間的金屬粘接粘合層30。進(jìn)一步注意到，氧化層28可形成在金屬片材22和24上，和/或預(yù)處理層32可涂覆金屬片材22和24。因此，金屬顆粒26沖破可存在于金屬片材22與24之間的粘合層30、任何氧化層28和任何預(yù)處理層32，以增強(qiáng)用于通過金屬片材22和24的焊接電流的導(dǎo)電通路。

本發(fā)明的說明在本質(zhì)上僅僅是示意性的，并且不脫離本發(fā)明的要旨的變型都意于落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。這些變型不能被視為脫離本發(fā)明的構(gòu)思和范圍。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
用于將兩個(gè)金屬片材點(diǎn)焊在一起的系統(tǒng)包括放置在該兩個(gè)金屬片材之間的界面中的多個(gè)導(dǎo)電顆粒、第一電極和第二電極。第一電極和第二電極被布置成將兩個(gè)金屬片材夾緊在一起，使得在位于該金屬片材之間的界面處，導(dǎo)電顆粒嵌入至金屬片材中。通過該金屬片材和多個(gè)金屬顆粒從第一電極至第二電極形成導(dǎo)電通路。

技術(shù)研發(fā)人員：B·N·格雷夫;P·L·瑪柏里
受保護(hù)的技術(shù)使用者：通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.02.21
技術(shù)公布日：2017.09.08