使用预冷的电阻焊接方法
【专利摘要】本发明涉及使用预冷的电阻焊接方法。一种用于改善电阻点焊的方法包括：堆叠两个或更多个金属板，并且将相对的第一和第二电极定位在金属堆叠体的相对侧。在待形成焊缝的区域中冷却金属板中的至少一个金属板。仅在至少一个金属板的冷却使搭接界面处的温度降低至少5℃之后，使焊接电流施加到电极并且通过金属板从而产生电阻点焊焊缝，从而改善点焊熔核的形成和焊接接头的品质。可以通过使冷却气体流动到最外金属板中的一者或两者的表面上或者通过在施加焊接电流之前使最外金属板与冷却的电极接触一段时间来获得冷却。
【专利说明】使用预冷的电阻焊接方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电阻焊接的改进的方法，更具体地说，通过选择性预冷金属板来优化整个金属叠层的热分布从而改进焊接过程。
【背景技术】
[0002]通常采用电阻焊接来将两个或三个金属板连接成叠层，特别是在汽车车体和其他制品的构建中。
[0003]电阻焊接(ERW)是指一组焊接过程，例如电阻点焊(RSW)，其产生搭接面的聚结，在此处，当电流被施加到板并且力被用来将金属板保持在一起时由电阻产生热量以形成焊缝。影响对热和焊接温度的控制的一些因素是金属板的厚度、金属板的材料和冶金、存在涂层或者缺乏涂层、电极材料、电极几何形状、电极按压力、焊接电流和焊接时间。
[0004]通常，同时使用两个铜电极将金属板夹紧在一起并使电流通过板。当电流通过电极到达板时，产生热量。由于电阻引起在铜电极之间的工件中的热积聚，升高的温度导致在电极接触的区域中金属板之间的界面处的熔池。在大约十分之一秒之后，电流流动终止并且热量被散布到整个金属板和铜电极以冷却点焊焊缝，从而导致熔融的熔核在压力下固化。铜电极被水冷以延长电极寿命并且迅速除去表面的热量以加速熔核的凝固，因为铜是优良的导体。
[0005]在许多焊接应用中，两个金属板具有足够的厚度和相同的冶金材料，所以可以通过调整诸如电极焊接力、焊接电流和焊接时间等等的变量来容易地控制所产生的点焊焊缝的品质。
[0006]然而，点焊过程的控制在两个板均由薄规格材料制成的那些情况下是更具挑战性的。在两个板具有厚度和/或材料的差异的情况下，焊接过程的控制也更具挑战性，在所述情况下，当所述板被电极之间流动的电流加热时，所述差异将导致在板之间的热失衡。失衡的意思是金属板之一更迅速地加热并且获得比其他金属板更高的温度。
[0007]有以下几种情况引起热失衡。例如，当金属板具有厚度差异时可导致热失衡。这种厚度差异导致两个金属板之间的搭接界面相比于其中一个铜电极更接近另一铜电极，从而引起热失衡的情况，其中的较薄板比较厚板被电极更有效地冷却，从而造成较厚板比较薄板达到更高的温度。
[0008]作为另一示例，当金属板由具有不同电特性的不同材料制成时，可能会导致热失衡。例如，一种材料可以是高级高强度钢(AHSS)，如双相(DP)钢、相变诱导塑性(TRIP)钢或压硬钢(PHS)，其具有高的体积电阻率。其他材料可以是具有非常低的体积电阻率的低碳钢钢或无间隙(IF)钢。相比于低碳或IF钢材料，电流通过金属板会导致AHSS材料的更快速加热。当例如将薄规格的低碳钢或IF镀锌钢板焊接到较重规格的DP、TRIP或PHS钢板时，会出现额外的热失衡复杂性。
[0009]这些热失衡导致一些严重问题。首先，由高的厚度比、不同的电阻率或所述二者引起的热失衡相比于一个板导致更大的熔核渗透到另一板中。对于具有过量熔核渗透的板，这可能产生电极和金属板之间的不良影响，包括:电极粘附、过多的电极磨损、表面喷溅和可能形成的焊缝表面裂纹。对于熔核渗透减少的板，该过程可能变得不稳定，使得熔核体积的小的变化引起焊缝按钮尺寸且因此焊缝强度的大的变化。
[0010]希望的是提供一种新的且改进的方法，用于在对金属板的选择导致在点焊过程期间板之间发生热失衡的情况下改善电阻点焊的控制和品质。
【发明内容】
[0011]一种用于改善电阻点焊焊缝的方法，包括:堆叠第一和第二金属板并且将相对的第一和第二电极定位在金属堆叠体的相对侧。金属板中的至少一个在将要形成焊缝的区域中被冷却。仅在所述至少一个金属板的冷却使搭接界面处的温度降低至少5°c之后，焊接电流被施加到电极且通过金属板以建立电阻点焊焊缝，从而改善焊接熔核的形成和焊接接头的品质。可以通过使冷却气体流动到金属板中的一者或两者的表面上或者通过在施加焊接电流之前使金属板与冷却的电极接触一段时间来获得冷却。在三个金属板构成的叠层的情况下，通过使冷却气体流动到金属堆叠体的最外金属板中的一者或两者的表面上或者通过在施加焊接电流之前使金属堆叠体的最外金属板与冷却的电极接触一段时间来获得冷却。
[0012]本发明还提供了以下技术方案。
[0013]方案1.一种用于改善两个或更多个堆叠金属板的电阻点焊的方法，包括:
提供至少第一金属板；
提供至少第二金属板；
堆叠金属板以形成金属堆叠体；
将相对的第一和第二电极定位在金属堆叠体的相对侧；
在待形成焊缝的区域中冷却金属板中的至少一个金属板；以及仅在待形成焊缝的区域中冷却至少一个金属板的区域之后，使焊接电流施加到第一和第二电极并且通过金属堆叠体，从而在金属板之间产生电阻点焊焊缝。
[0014]方案2.根据方案I所述的方法，还包括:使所述至少一个金属板的区域冷却至少5摄氏度。
[0015]方案3.根据方案I所述的方法，还包括:通过在将焊接电流施加到电极之前使电极与所述至少一个金属板接触并且使冷却水循环通过所述电极的内部足够的时间段来冷却所述区域，从而冷却所述至少一个金属板的区域。
[0016]方案4.根据方案I所述的方法，还包括:通过在将焊接电流施加到电极之前使冷气体流动到所述至少一个金属板上来冷却所述至少一个金属板的区域。
[0017]方案5.根据方案4所述的方法，还包括:在所述电极与所述至少一个金属板接触之前使冷却气体流动到所述至少一个金属板上。
[0018]方案6.根据方案4所述的方法，还包括:在所述电极与所述至少一个金属板接触之前且在所述电极与所述至少一个金属板接触时使冷却气体流动到所述至少一个金属板上。
[0019]方案7.根据方案4所述的方法，还包括:在焊接电流被传导通过所述电极和通过金属堆叠体时继续使冷却气体流动到所述至少一个金属板上。
[0020]方案8.根据方案4所述的方法，还包括:在从下述选择的至少两个时间段期间使冷却气体流动到所述至少一个金属板上:
在电极与所述至少一个金属板接触之前；
在电极与金属板接触期间但在使焊接电流流动通过金属堆叠体之前；
在电流流动期间；和 在电流流动之后。
[0021]方案9.根据方案I所述的方法，还包括:在将焊接电流施加到电极和金属板之前冷却金属堆叠体的所有板。
[0022]方案10.根据方案I所述的方法，还包括:通过电极上承载的气流喷嘴与所述至少一个电极的运动相结合地朝向和远离所述至少一个金属板的运动来使冷却气体流动到所述至少一个金属板上。
[0023]方案11.一种用于改善两个或更多个堆叠金属板的电阻点焊的方法，包括:
提供金属堆叠体；
将相对的第一和第二电极定位在金属堆叠体的相对侧；
使冷却气体流动到金属堆叠体的外表面上以冷却待形成焊缝的区域；以及在对外表面的冷却已经降低堆叠金属板之间的搭接界面处的温度之后，使焊接电流施加到第一和第二电极并且通过金属堆叠体，从而在堆叠金属板之间产生电阻点焊焊缝。
[0024]方案12.根据方案11所述的方法，还包括:在金属板之间的搭接界面处的温度已被降低15摄氏度和35摄氏度之间的范围之后，将焊接电流施加到所述第一和第二电极。
[0025]方案13.根据方案11所述的方法，还包括:金属堆叠体包括具有不同特性的金属板，所述不同特性包括不同厚度、不同金属合金和不同表面涂层中的至少一者。
[0026]方案14.根据方案11所述的方法，还包括:通过第一和第二电极分别承载的第一和第二气流喷嘴朝向和远离金属堆叠体的运动来使冷却气体流动到金属堆叠体的表面上。
[0027]方案15.根据方案14所述的方法，还包括:提供第一和第二操作阀，所述第一和第二操作阀分别向所述第一和第二电极的第一和第二气流喷嘴供应冷却气体；以及，操作所述第一和第二阀以选择性地控制冷却气体的流量和流速从而实现对金属堆叠体的外表面的可变冷却。
[0028]方案16.根据方案15所述的方法，还包括:选择性地操作所述操作阀以在从下述选择的至少两个时间段期间使冷却气体流动到所述金属堆叠体的表面上:
在电极与所述金属堆叠体接触之前；
在电极与金属堆叠体接触期间但在使焊接电流流动通过金属堆叠体之前；
在电流流动期间；和 在电流流动之后。
[0029]方案17.根据方案16所述的方法，还包括:仅在金属板之间的搭接界面处的温度已经降低至少5摄氏度之后将焊接电流施加到第一和第二电极。
[0030]方案18.—种用于改善两个或更多个堆叠金属板的电阻点焊的方法，包括:
提供金属堆叠体，所述金属堆叠体的金属板中的至少一个金属板具有与所述金属板中的另一金属板不同的厚度或材料；
将相对的第一和第二电极定位在金属堆叠体的相对侧；
操作一个或多个阀以使冷却气体流动到金属堆叠体的表面上，从而冷却待形成焊缝的区域并且获得在金属板之间的搭接界面处的至少5摄氏度的温度降低；以及
仅在第一和第二金属板之间的搭接界面处的温度降低至少5摄氏度之后使焊接电流施加到第一和第二电极并通过金属堆叠体，从而在所述金属板之间产生电阻点焊焊缝。
[0031]方案19.根据方案18所述的方法，还包括:选择性地操作所述一个或多个操作阀以在从下述选择的至少两个时间段期间使冷却气体流动到所述金属堆叠体的表面上:
在电极与所述金属堆叠体接触之前的时段；
在电极与金属板接触期间但在使焊接电流流动通过金属堆叠体之前的时段；
在电流流动期间的时段；和 在电流流动之后的时段。
[0032]方案20.根据方案19所述的方法，还包括:通过第一和第二电极分别承载的第一和第二气流喷嘴朝向和远离金属堆叠体的最外表面的运动来使冷却气体流动到金属堆叠体的最外表面上，并且通过操作阀选择性地可操作成控制冷却气体的流量和流速来控制冷却气体的流动，从而根据需要实现第一和第二金属板的可变冷却以获得金属板的搭接界面处5摄氏度和35摄氏度之间的温度降低。
[0033]本发明的适用性从下文提供的详细描述将变得显而易见。应当理解，详细描述和具体实例虽然表示本发明的示例性实施例，但是旨在仅作为说明的目的并且不限制本发明的范围。
【专利附图】
【附图说明】
[0034]从详细描述和附图中将更充分地理解本发明，其中:
图1是点焊设备的正视图，具有在截面中剖开的部分。
[0035]图2是点焊过程的温度与电阻的曲线图。
[0036]图3是点焊设备的正视图，具有在截面中剖开的部分。
[0037]图4是沿图3的箭头3-3的方向截取的截面图。
[0038]图5是另一点焊设备的具有在截面中剖开的部分的正视图。
【具体实施方式】
[0039]本发明是一种改善钢板材料的电阻点焊的新的方法和设备。其由空气或气体冷却器构成，用于恰在点焊过程之前和点焊过程期间冷却金属板表面和电极。冷却器可以由许多不同类型的用于在点焊之前冷却板和/或电极的设备构成。其可以被整体形成到焊枪或焊枪机器人中。冷却器由将干燥的冷气体(如空气、氮气或二氧化碳)流或流动直接输送到板和/或焊接电极上的装置构成。冷却的气体有助于控制焊接具有很大不同厚度或体积电阻率的材料所造成热失衡。这通过在形成焊缝之前冷却板材料来完成。
[0040]图1示出了用于形成电阻点焊焊缝的常规设备。第一金属板10将被焊接到第二金属板14。板10和14被堆叠成一个在另一个之上。形成焊缝的工具包括第一或下部电阻点焊电极16和第二或上部电阻点焊电极18。电极16和18中的一者或两者被安装在使电极16和18朝向和远离堆叠板10和14运动的致动器上。例如，在形成焊缝时，致动器被致动来使第一电极16抵靠第一板10运动并且使第二电极18抵靠第二板14运动。夹紧力被施加到电极16和18,并且电流被施加在第一电极16和第二电极18之间,从而产生第一板10和第二板14的金属之间的电阻点焊熔核22。如图1中所示，每个电极16和18具有内部冷却室30，其接收液体冷却剂来冷却电极。冷却剂从冷却剂源32泵送通过管40进入冷却室30中，然后通过管42返回到冷却剂源。
[0041]通过在电极16和18之间传导焊接电流时所产生的热来产生点焊熔核22。产生的热取决于板10和14的电阻。特别是，如在图1中所示，电阻是电极18和第二板14之间的界面处的接触电阻R1、第二板14内的体积电阻R2、在所述板被挤压在一起时两个板10和14之间的搭接界面处的接触电阻R3、第一板10内的体积电阻R4和电极16和第一板10之间的界面处的接触电阻R5的组合。
[0042]图2是图1的焊接设置的电阻与温度的曲线图。Ta是金属堆叠体的环境温度。Rt是包括R1HR4和R5的总电阻。Rb是板10和14的体积电阻R2+R4。Rc是电极与金属板在两个金属板10和12之间的接触点处出现的接触电阻WR515在曲线图中看出，总电阻Rt通常是恒定的，而与温度的变化无关。然而，接触电阻Rc，特别是在板10和12之间的搭接界面电阻R3随着温度的降低而增大。
[0043]已经发现，接触电阻R3，即板10和14之间的搭接界面处的接触电阻，是最重要的决定因素，其实现将不同厚度和体电阻率的材料焊接在一起的改进。特别是，已经发现，对金属板中的一者或两者预冷5°C (TA-5°C)或以上，可以显着地改善焊接过程。此外，已发现，从环境温度如摄氏25°将金属板预冷下降到摄氏0°是可以实现的，并保证了将金属板焊接在一起的显着的改善。对金属板的冷却优选应减少板温度至少15°C，更优选为15°C至 35。。。
[0044]参照图3，示出了类似于图1的形成焊缝的工具，并具有由相同的参考标记标识的相同的元件。除了图1的元件，图3的设备具有安装在第二电极18上的冷却歧管48。冷却歧管48的形状是环形的，并包围第二电极18。冷却歧管48具有多个轴向流路或喷嘴50，其连接到冷却气体源52。冷却气体源52在包围将形成电阻点焊熔核22的部位的区域中提供流动到第二板14上的冷却气体的流动。
[0045]根据本发明，在焊接电流被应用之前，冷却气体将流到第二板14上一预定时间，以便在尝试形成点焊熔核22之前降低第二板14的温度。可以在电极与金属板初始接触之前或之后开始冷却气体的流动。然而，优选的是，冷却气体在所述电极18与金属板接触之前流动，以便提供额外的冷却时间而不添加到完成将板焊接在一起的总体周期时间。将会理解，冷却气体的流速和温度以及流动的持续时间将确定完成金属板14的预冷的程度。
[0046]参照图5，与图3相似的形成焊缝的工具被示出且相同的元件由相同的附图标记标识。在图5的例子中，下部电极16具有冷却歧管56，其包括连接到冷却气体源36的喷嘴58。因此，在图5的例子中，冷却气体可以经由歧管56流动到第一板10上，而冷却气体经由冷却歧管26流动到第二板14上。因此，在图5的例子中，第一板10和第二板14均可以在将形成点焊熔核22的位置周围的区域中被预冷。此外，图5示出了用于控制通向电极18的歧管26的气体流量的阀60,以及用于控制通向电极16的歧管56的气体流量的阀62。
[0047]再次参照图1，将理解的是，可以采用这里所示的常规焊缝形成设备来实施本发明。虽然图1的设备没有冷却空气歧管，但是所述设备可被用来预冷却将形成点焊熔核22的部位。特别地，在图1中，在使电极与下部板10和上部板14接触之前，通过使冷却水循环通过电极来预冷却下部电极16和上部电极18。然后，电极被移动至与金属板接触，并保持与金属板10和14接触一段时间从而足以通过在待实现点焊熔核22的部位将热量从金属板传导走而预冷却该焊接部位。因此，在图1中，可以采用传统的具有内部冷却的铜焊接电极组来实施本发明，尽管完成在金属板10和14之间形成焊缝22的总体周期时间有一些增加。
[0048]由下面的实例来证明预冷将要形成点焊熔核的部位的广泛的适用性和优点。
[0049]例I
在第一个例子中，金属板10和14可以是相对薄规格的热浸镀锌(HDG)低碳钢，S卩，<
0.7 _厚。通常，在两个相对薄的镀锌低碳钢板之间形成电阻点焊焊缝可能是有问题的，因为焊缝容易遭受进入两个薄板的过度熔核渗透。已经发现，冷却和降低薄板中的一者或两者的温度降低了两个板之间的界面温度，从而增加了在将要形成熔核的搭接界面处的界面电阻。通过降低搭接界面处的温度，促进了在搭接界面处的加热、焊缝起始和熔核生长并且产生过度熔核渗透的倾向被控制。通过预冷金属板来实现在搭接界面处的较高电阻，并且建立了从搭接界面到电极与金属板的接触点的更大温度梯度，从而允许电极的运行温度更低且使用寿命更长。
[0050]虽然如图5所示优选的是冷却两个板，但是也能够如图3所示冷却仅仅一个板，并且第二板14将作为散热体以将热量从第一板10吸走，从而完成对两个金属板10和14的预冷，即使冷却空气流动到仅一个板上也是如此。
[0051]例2
在实例2中，金属板10和14都是HDG低碳钢，但具有不同的厚度。例如，第一板10可以为1.5 mm厚并且第二板14可以仅有0.5 mm的厚度。在常规焊接中，点焊熔核22的适当形成可能是困难的，并且特别是容易受到熔核22进入较薄金属板的渗透不足的影响。已经发现，在搭接界面冷却和降低温度增加了将要形成熔核的界面处两个板之间的界面电阻。通过降低界面温度，促进了在搭接界面处的加热、焊缝起始和熔核生长并且有利地控制和最小化了焊缝22进入较薄金属板的生长和渗透不足的倾向。虽然优选的是冷却两个板，但是如果只有一个板要被冷却，那么优选的是冷却较薄板以便更迅速地冷却较厚板和较薄板之间的界面。
[0052]例3
在实例3中，板10和14的厚度相等，但由不同的材料制成。例如，下部板2可以是镀锌AHSS合金如TRIP钢，并且上部板14可以是由低碳钢制成的HDG板。其特点是，AHSS合金具有较高的电阻而低碳钢具有相对较低的电阻。在传统焊接中，存在不足渗透进入低电阻板和过度渗透进入高电阻板的倾向。已经发现，冷却和降低板中的一者或二者的温度降低了界面温度，并增加了界面电阻，从而促进在搭接界面处的加热、焊缝起始和熔核生长。其结果是改善渗透进入低电阻板，在这种情况下是低碳钢，以及减少渗透进入AHSS。虽然优选的是使用图3的设备冷却两个板，但是替代地，冷却较高电阻的AHSS合金板将创建散热体，其有助于防止该材料过热。在搭接界面处产生的较高电阻建立了从搭接界面到电极与金属板的界面的更大温度梯度，从而允许电极的运行温度更低且使用寿命更长，特别是在AHSS合金板上。通过避免AHSS合金板的过热，还减小了热影响区的大小，并减少了在焊缝表面中产生裂纹的倾向。
[0053]例4 当金属板的厚度和材料均不同时，本发明也是适用的。例如，第一板10可以是镀锌AHSS合金钢制成的相对较厚的板。第二板14可以是HDG低碳钢制成的相对较薄的板。在传统的将薄的低电阻钢焊接到高电阻钢中，存在点焊熔核不渗透进入较薄板和较厚板的过度加热及熔核渗透的倾向。通过冷却和降低在搭接界面处的温度以及增加界面电阻，能够促进在搭接界面处的加热、焊缝起始和熔核生长，从而改善点焊熔核22向低电阻钢制成的较薄板的渗透。优选的是如上所述图3那样冷却两个板。然而，替代地，对较薄板的冷却将迅速转移走将要形成熔核的界面的热量且冷却该界面。此外，通过减少较厚AHSS合金板的过热，能够延长电极的使用寿命并且减少过热的有害影响，如焊缝表面裂纹的形成。
[0054]例5
在将铝板和钢板焊接在一起时预冷却焊接部位也是有利的。在传统的电阻点焊中，熔核22将具有进入铝板的过度渗透，因为其具有远远低于钢板的熔化温度。通过预冷却和降低铝板的温度，创建了散热体，其有助于防止由于从较高电阻钢板流出的热引起的向铝板中的过度渗透。优选的是仅冷却铝板以最佳地实现点焊熔核向铝板中的渗透减少，从而减少焊接喷溅和电极磨损的发生。
[0055]例6
本发明在将不同合金材料制成的第一和第二铝板焊接在一起时也是有益的。例如，第一板10可以是沉淀硬化铝6XXX或7XXX (如6111-T4、6022-T4或7055-Τ6)的合金，第二板14可以是固溶强化铝5ΧΧΧ (如5754-0或5182-0)的合金。在传统的焊接中，沉淀硬化合金可导致大的软化热影响区(ΗΑΖ)。冷却和降低这些沉淀硬化材料的温度会产生散热体，其减小热影响区的范围和严重性，从而限制形成熔核22周围的材料软化。对两个板的预冷或对所述板之一的预冷将有利于减少热影响区和减少合金材料软化的发生。
[0056]例7
本发明在金属堆叠体包括三个金属板的情况下也是有用的。例如，两个板可以是厚度为1.5 mm的HDG低碳钢，而厚度为0.5 mm的HDG低碳钢制成的第三板位于两个较厚板的顶部。因此，三件式金属堆叠体包括较薄板作为堆叠体中的最外板。在焊接过程中，在两个较厚板之间形成点焊熔核，并且在较薄外板和相邻的较厚板之间形成点焊熔核。在传统的焊接中，点焊熔核的适当形成是困难的，并且特别容易受到熔核向较薄金属板渗透不足的影响。已经发现，在搭接界面处冷却和降低温度增加了将要形成熔核的界面处的三个板之间的界面电阻。通过降低界面温度，促进了在搭接界面处的加热、焊缝起始和熔核生长并且有利地控制和最小化了焊缝向较薄金属板的生长和渗透不足的倾向。所有这三个板可以被冷却，或者如果只有一个板要被冷却，则对较薄板的冷却将更迅速地冷却较厚板和较薄板之间的界面。
[0057]可以理解，上文描述的每一个实例I至6均可以用图1、图3或图5中所示的工具来实施。在一般情况下，金属板将在制造工厂的环境温度下进入与板的焊接过程。然后，利用前述的方法和工具来使焊接部位冷却至少5摄氏度，以获得对如本文所述的难以焊接的材料的改善的焊接。
[0058]在图1、3、4和5中所示的设备可根据需要被操作以获得宽范围的操作条件，从而优化对金属板的焊接区域的预冷。例如，可以采用图1的设备实现仅使用冷却流体的预冷，优选为水。在首先使金属板与电极接触后，冷却的冷却剂在电极内循环以从金属板吸走热量。在获得所需的冷却后，开始在电极之间施加焊接电流。冷却流体优选地在施加焊接电流期间继续循环以便继续从焊接部位带走热量。
[0059]图5的设备可以被操作成通过操作阀60和62选择性地关闭、打开或调节冷却气体的流动来实现对金属板10和14中的一者或两者的冷却。此外，阀60和62可被操作成当电极中的一者或两者朝向金属板前进以与其接触时使冷却气体流动到金属板上。或者，阀可被操作成仅在已经实现电极与金属板的接触后使冷却气体流动到金属板上。此外，阀60和62可以选择性地操作成在向电极施加焊接电流期间和/或在焊接电流已经终止之后的额外选定的时间段继续使冷却气体流动到金属板中的任一者或两者上。
[0060]因此，这里所公开的焊接设备根据可能的需要被选择性地控制成确定两个金属板的相对预冷程度，从而在宽的变量范围(包括金属板的不同厚度、金属板的不同材料、和被焊接在一起的两个金属板的其他差异)上优化焊接过程。
【权利要求】
1.一种用于改善两个或更多个堆叠金属板的电阻点焊的方法，包括: 提供至少第一金属板； 提供至少第二金属板； 堆叠金属板以形成金属堆叠体； 将相对的第一和第二电极定位在金属堆叠体的相对侧； 在待形成焊缝的区域中冷却金属板中的至少一个金属板；以及仅在待形成焊缝的区域中冷却至少一个金属板的区域之后，使焊接电流施加到第一和第二电极并且通过金属堆叠体，从而在金属板之间产生电阻点焊焊缝。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括:使所述至少一个金属板的区域冷却至少5摄氏度。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括:通过在将焊接电流施加到电极之前使电极与所述至少一个金属板接触并且使冷却水循环通过所述电极的内部足够的时间段来冷却所述区域，从而冷却所述至少一个金属板的区域。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括:通过在将焊接电流施加到电极之前使冷气体流动到所述至少一个金属板上来冷却所述至少一个金属板的区域。
5.根据权利要求 4所述的方法，还包括:在所述电极与所述至少一个金属板接触之前使冷却气体流动到所述至少一个金属板上。
6.根据权利要求4所述的方法，还包括:在所述电极与所述至少一个金属板接触之前且在所述电极与所述至少一个金属板接触时使冷却气体流动到所述至少一个金属板上。
7.根据权利要求4所述的方法，还包括:在焊接电流被传导通过所述电极和通过金属堆叠体时继续使冷却气体流动到所述至少一个金属板上。
8.根据权利要求4所述的方法，还包括:在从下述选择的至少两个时间段期间使冷却气体流动到所述至少一个金属板上: 在电极与所述至少一个金属板接触之前； 在电极与金属板接触期间但在使焊接电流流动通过金属堆叠体之前； 在电流流动期间；和 在电流流动之后。
9.一种用于改善两个或更多个堆叠金属板的电阻点焊的方法，包括: 提供金属堆叠体； 将相对的第一和第二电极定位在金属堆叠体的相对侧； 使冷却气体流动到金属堆叠体的外表面上以冷却待形成焊缝的区域；以及在对外表面的冷却已经降低堆叠金属板之间的搭接界面处的温度之后，使焊接电流施加到第一和第二电极并且通过金属堆叠体，从而在堆叠金属板之间产生电阻点焊焊缝。
10.一种用于改善两个或更多个堆叠金属板的电阻点焊的方法，包括: 提供金属堆叠体，所述金属堆叠体的金属板中的至少一个金属板具有与所述金属板中的另一金属板不同的厚度或材料； 将相对的第一和第二电极定位在金属堆叠体的相对侧； 操作一个或多个阀以使冷却气体流动到金属堆叠体的表面上，从而冷却待形成焊缝的区域并且获得在金属板之间的搭接界面处的至少5摄氏度的温度降低；以及仅在第一和第二金属板之间的搭接界面处的温度降低至少5摄氏度之后使焊接电流施加到第一和第二 电极并通过金属堆叠体，从而在所述金属板之间产生电阻点焊焊缝。
【文档编号】B23K11/11GK103990901SQ201410054329
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年2月18日 优先权日:2013年2月18日
【发明者】杨上陆, 大卫.R.西格勒, 张婧 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司