磁辅助焊接装置及焊接方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010911455.4 (22)申请日 2020.09.02 (71)申请人 中车青岛四方机车车辆股份有限公 司 地址 266111 山东省青岛市城阳区锦宏东 路88号 (72)发明人 韩晓辉徐野李刚卿叶结和 刘勇 (74)专利代理机构 北京路浩知识产权代理有限 公司 11002 代理人 谭云 (51)Int.Cl. B23K 20/12(2006.01) B23K 20/26(2006.01) (54)发明名称 磁辅助焊接装置及焊接方法 (57)摘要 本发明实施例提供一种。

2、磁辅助焊接装置及 焊接方法， 所述焊接装置包括： 第一电极、 第二电 极、 基板、 第一待焊工件、 第二待焊工件以及磁性 单元； 第一待焊工件与第二待焊工件叠加设置于 第一电极与基板之间； 第二电极和第二待焊工件 与基板抵接； 磁性单元环置于第一电极的外侧； 其中， 第一电极与第一待焊工件的表面抵接， 并 在第一待焊工件和第二待焊工件之间形成熔核； 由磁性单元对熔核进行搅拌。 本发明实施例通过 在电极周围布置磁性单元， 在待焊工件的内部产 生搅动熔核的搅拌磁场， 搅拌磁场与焊接电流交 互作用对焊接区域进行三维符合实时调控， 从而 在机理上增加熔核内部组织的显微硬度、 改善熔 核形态， 削弱熔化。

3、区域在轴向的软化效果进而降 低压痕。 权利要求书2页 说明书8页 附图5页 CN 112077434 A 2020.12.15 CN 112077434 A 1.一种磁辅助焊接装置， 其特征在于， 包括： 第一电极、 第二电极、 基板、 第一待焊工件、 第二待焊工件以及磁性单元； 所述第一待焊工件与所述第二待焊工件叠加设置于所述第一电极与所述基板之间； 所述第二电极和所述第二待焊工件与所述基板抵接； 所述磁性单元环置于所述第一电极的外侧； 其中， 所述第一电极与所述第一待焊工件的表面抵接， 并在所述第一待焊工件和所述 第二待焊工件之间形成熔核； 由所述磁性单元对所述熔核进行搅拌。 2.根据权利。

4、要求1所述的一种磁辅助焊接装置， 其特征在于， 所述磁性单元在所述第一 待焊工件与所述第二待焊工件之间形成搅拌磁场， 所述搅拌磁场引导所述熔核形成自所述 熔核中心呈发散状设置的形态。 3.根据权利要求1所述的一种磁辅助焊接装置， 其特征在于， 所述磁性单元的外部还环 设有夹持单元； 所述夹持单元包括： 外侧夹持壁、 内侧夹持壁和连接筋； 所述外侧夹持壁和所述内侧夹持壁彼此套置， 所述连接筋连接所述外侧夹持壁和所述 内侧夹持壁； 所述外侧夹持壁的内表面、 所述内侧夹持壁外表面和所述连接筋的一侧表面包围形成 容纳所述电磁单元的容纳空间； 所述内侧夹持壁的内侧形成所述第一电极通过的通道； 其中， 所。

5、述外侧夹持壁在所述容纳空间一侧的端部与所述第一电极齐平， 或者所述第 一电极的端部处于所述容纳空间内。 4.根据权利要求3所述的一种磁辅助焊接装置， 其特征在于， 所述连接筋上设置有至少 一个用于向所述容纳空间内注入保护气体的通气孔。 5.根据权利要求4所述的一种磁辅助焊接装置， 其特征在于， 所述外侧夹持壁相对所述 容纳空间的另一侧内表面设置有与所述第一电极配合的螺纹。 6.根据权利要求4所述的一种磁辅助焊接装置， 其特征在于， 所述夹持单元由具有弹性 的耐高温材料制成。 7.根据权利要求4至6任一所述的一种磁辅助焊接装置， 其特征在于， 所述磁性单元为 环绕所述第一电极设置的柱状永磁体， 。

6、所述柱状永磁体的侧壁上设置有连通顶面和底面的 开口， 所述开口形成保护气体通过的通道。 8.根据权利要求4至6任一所述的一种磁辅助焊接装置， 其特征在于， 所述磁性单元为 环绕所述第一电极设置， 并呈圆形阵列分布的若干块状永磁体， 相邻两个所述块状永磁体 之间的间隙形成保护气体通过的通道。 9.一种磁辅助焊接方法， 其特征在于， 利用上述权利要求1至8任一所述的一种磁辅助 焊接装置进行磁辅助焊接， 包括如下步骤： 将套设好夹持单元的所述磁性单元套置于第一电极外部； 移动所述第一电极至与所述第一待焊工件的表面抵接； 向所述夹持单元的容纳空间内注入保护气体； 导通电源进入焊接阶段， 实现所述第一待。

7、焊工件和所示第二待焊工件的焊接。 权利要求书 1/2 页 2 CN 112077434 A 2 10.根据权利要求9所述的一种磁辅助焊接方法， 其特征在于， 所述导通电源进入焊接 阶段， 实现所述第一待焊工件和所述第二待焊工件的焊接的步骤之后， 还包括： 持续通电进入保持阶段， 在所述保持阶段内持续向所述容纳空间内注入保护气体； 其中， 所述保持阶段的电流强度小于等于所述焊接阶段电流强度的15， 所述第一电 极与所述第一待焊工件表面的抵接力保持不变。 权利要求书 2/2 页 3 CN 112077434 A 3 磁辅助焊接装置及焊接方法 技术领域 0001 本发明涉及焊接技术领域， 尤其涉及一。

8、种磁辅助焊接装置及焊接方法。 背景技术 0002 焊接是轨道车辆制造中的重要工艺， 而电阻点焊在轨道车辆焊接中扮演着重要的 角色。 电阻点焊工艺因其效率高、 成本低、 易于实现自动化等优点， 是车体等薄壁结构的核 心连接工艺。 然而， 电阻点焊接头容易出现接头软化和局部过热现象， 导致压痕过深、 残存 明显的灼烧痕迹， 严重影响焊点表面质量。 对于外观要求较高的部件(如无涂装的不锈钢地 铁侧墙等)， 常用的处理方法是采用单面电阻点焊工艺， 辅以焊后人工机械或化学消痕处 理， 然而人工消痕处理耗时费力且效果非常有限 0003 研究表明， 通过降低电流或增加焊接压力可以一定程度减轻压痕， 然而这又。

9、将严 重影响接头焊接质量， 造成重大安全隐患。 因此， 需要采用一种高效、 可靠的焊接方式， 在保 证焊接质量的同时实现无压痕单面电阻点焊。 0004 有鉴于此提出本发明。 发明内容 0005 本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。 为此， 本发明提出一种磁 辅助焊接装置， 用以解决现有技术中部件外观焊接时存在压痕， 影响部件外观质量的缺陷， 通过在电极周围布置磁性单元， 使得待焊工件在焊接过程中， 在待焊工件的内部产生搅动 熔核的磁场， 磁场与焊接电流交互作用对焊接区域的熔融金属进行三维符合实时调控， 从 而在机理上增加熔核内部组织的显微硬度、 改善熔核形态， 大幅削弱熔化区域在轴。

10、向的软 化效果进而降低压痕。 0006 本发明还提出一种磁辅助焊接方法， 用以解决现有技术中部件外观焊接时存在压 痕， 影响部件外观质量的缺陷， 实现降低待焊工件表面压痕， 改善熔核的形态。 0007 根据本发明第一方面实施例的一种磁辅助焊接装置， 包括： 第一电极、 第二电极、 基板、 第一待焊工件、 第二待焊工件以及磁性单元； 0008 所述第一待焊工件与所述第二待焊工件叠加设置于所述第一电极与所述基板之 间； 0009 所述第二电极和所述第二待焊工件与所述基板抵接； 0010 所述磁性单元环置于所述第一电极的外侧； 0011 其中， 所述第一电极与所述第一待焊工件的表面抵接， 并在所述第。

11、一待焊工件和 所述第二待焊工件之间形成熔核； 0012 由所述磁性单元对所述熔核进行搅拌。 0013 根据本发明的一个实施例， 所述磁性单元在所述第一待焊工件与所述第二待焊工 件之间形成搅拌磁场， 所述搅拌磁场引导所述熔核形成自所述熔核中心呈发散状设置的形 态。 说明书 1/8 页 4 CN 112077434 A 4 0014 具体来说， 通过设置能够形成搅拌磁场的磁性单元， 将熔核搅拌形成自熔核中心 呈发散状设置的形态， 解决了焊接过程中的压痕过深的问题， 利用磁性单元对焊接区域进 行电磁搅拌， 提升接头显微硬度， 将熔核的形态进行改善， 优选地将熔核的形态改善为花生 形， 最大程度地将单。

12、面点压痕降至最低。 0015 需要说明的是， 本方案使用在单面电阻点焊的焊接作业过程中， 即第一电极与磁 性单元组成单面电阻点焊工装， 实现对第一待焊工件和第二待焊工件的焊接。 0016 还需要说明的是， 基本材料为铜， 第一待焊工件和第二待焊工件的材料为不锈钢、 铝合金、 先进高强钢、 钛合金等材料中任意一种或几种的组合， 本方案通过在第一电极外周 套设磁性单元， 使得单面电阻点焊工艺下的外观质量得到了显著的提升， 最大程度地将单 面点压痕降至最低， 其应用范围包括但不限于轨道交通装备、 航空航天和汽车制造等相关 领域。 0017 进一步地， 通过电磁搅拌的作用， 可以加速温度场热量传输、 。

13、流场质点流动速度， 有效抑制厚壁材料熔核中心由于热量不足导致的内部缩孔、 未熔等质量缺欠， 优化提升形 核质量。 0018 进一步地， 本方案可有效改善热量分配， 通过降低作用于第一待焊工件的电阻热 量， 可将熔核在外板区域的熔透率由传统的50-60降低至30-40， 在保证获得合格熔核 直径和熔透率的前提下， 有效改善外观效果。 0019 根据本发明的一个实施例， 所述磁性单元的外部还环设有夹持单元； 0020 所述夹持单元包括： 外侧夹持壁、 内侧夹持壁和连接筋； 0021 所述外侧夹持壁和所述内侧夹持壁彼此套置， 所述连接筋连接所述外侧夹持壁和 所述内侧夹持壁； 0022 所述外侧夹持壁。

14、的内表面、 所述内侧夹持壁外表面和所述连接筋的一侧表面包围 形成容纳所述电磁单元的容纳空间； 0023 所述内侧夹持壁的内侧形成所述第一电极通过的通道； 0024 其中， 所述外侧夹持壁在所述容纳空间一侧的端部与所述第一电极齐平， 或者所 述第一电极的端部处于所述容纳空间内。 0025 具体来说， 通过设置夹持单元， 保证了磁性单元与第一电极之间相对位置的固定。 0026 根据本发明的一个实施例， 所述连接筋上设置有至少一个用于向所述容纳空间内 注入保护气体的通气孔。 0027 具体来说， 通过向容纳磁性单元的容纳空间内通入保护气体， 形成了气体密封， 避 免了在焊接过程中焊点的氧化问题， 通。

15、过本方案的通气孔设置能够实现焊后焊点无氧化 色， 无需焊后人工消痕等额外的工序， 在焊接过程中亦无需增加额外能耗， 具有经济、 方便、 高效的特点。 0028 根据本发明的一个实施例， 所述外侧夹持壁相对所述容纳空间的另一侧内表面设 置有与所述第一电极配合的螺纹。 0029 具体来说， 通过螺纹的设置， 实现了夹持单元与第一电极之间的一种连接方式， 可 以使得夹持单元、 磁性单元与第一电极之间形成可拆卸连接。 0030 根据本发明的一个实施例， 所述夹持单元由具有弹性的耐高温材料制成。 0031 具体来说， 在刚性的磁性单元上， 通过嵌套弹性的耐高温的夹持单元， 例如耐高温 说明书 2/8 页。

16、 5 CN 112077434 A 5 橡胶。 利用夹持单元的弹性变形， 即可保证对外露表面不造成损伤， 同时又可形成密闭空间 保证保护气体有效覆盖焊接区域， 形成良好的保护效果。 0032 根据本发明的一个实施例， 所述磁性单元为环绕所述第一电极设置的柱状永磁 体， 所述柱状永磁体的侧壁上设置有连通顶面和底面的开口， 所述开口形成保护气体通过 的通道。 0033 具体来说， 提出了一种磁性单元的实施方式， 柱状永磁体便于安装和拆卸， 极大的 提升了焊接过程的便捷性。 0034 根据本发明的一个实施例， 所述磁性单元为环绕所述第一电极设置， 并呈圆形阵 列分布的若干块状永磁体， 相邻两个所述块。

17、状永磁体之间的间隙形成保护气体通过的通 道。 0035 具体来说， 提出了一种磁性单元的实施方式， 呈圆形阵列分布的若干块状永磁体 使得磁场分布更加均匀， 同时向容纳空间内充入保护气体更加容易和充分。 呈圆形阵列的 对称设置改善了磁性单元形成的磁场形态， 对搅拌磁场对熔核内部的搅拌进行了优化。 0036 根据本发明第二方面实施例的一种磁辅助焊接方法， 利用上述的一种磁辅助焊接 装置进行磁辅助焊接， 包括如下步骤： 0037 将套设好夹持单元的所述磁性单元套置于第一电极外部； 0038 移动所述第一电极至与所述第一待焊工件的表面抵接； 0039 向所述夹持单元的容纳空间内注入保护气体； 0040。

18、 导通电源进入焊接阶段， 实现所述第一待焊工件和所述第二待焊工件的焊接。 0041 根据本发明的一个实施例， 所述导通电源进入焊接阶段， 实现所述第一待焊工件 和所述第二待焊工件的焊接的步骤之后， 还包括： 0042 持续通电进入保持阶段， 在所述保持阶段内持续向所述容纳空间内注入保护气 体； 0043 其中， 所述保持阶段的电流强度小于等于所述焊接阶段电流强度的15， 所述第 一电极与所述第一待焊工件表面的抵接力保持不变。 0044 具体来说， 在第一电极外套设磁性单元和夹持单元后， 并在夹持单元上开设通气 孔， 保证了在焊接过程中的气密封， 避免焊点被氧化。 0045 进一步地， 保护气体。

19、的充入在焊接阶段开始前至保持阶段结束后持续通入， 保证 了焊接过程中焊点始终在保护气体形成的气体密封环境下， 保证焊点不受氧化， 从而避免 了焊后需要进行电解消色作业。 0046 本发明实施例中的上述一个或多个技术方案， 至少具有如下技术效果之一： 本发 明实施例提供的一种磁辅助焊接装置及焊接方法， 所述焊接装置通过在电极周围布置磁性 单元， 使得待焊工件在焊接过程中， 在待焊工件的内部产生搅动熔核的磁场， 磁场与焊接电 流交互作用对焊接区域的熔融金属进行三维符合实时调控， 从而在机理上增加熔核内部组 织的显微硬度、 改善熔核形态， 大幅削弱熔化区域在轴向的软化效果进而降低压痕。 0047 本。

20、发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出， 部分将从下面的描述中变 得明显， 或通过本发明的实践了解到。 说明书 3/8 页 6 CN 112077434 A 6 附图说明 0048 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案， 下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图是本发 明的一些实施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下， 还可以根 据这些附图获得其他的附图。 0049 图1是本发明实施例提供的磁辅助焊接装置中， 第一电极、 第二电极、 基板、 第一待 焊工件、 第二待焊工件和夹持单元的装配关系示。

21、意图； 0050 图2是本发明实施例提供的磁辅助焊接装置中， 第一电极、 第二电极、 基板、 第一待 焊工件、 第二待焊工件、 夹持单元和磁性单元的装配关系第一示意图； 0051 图3是本发明实施例提供的磁辅助焊接装置中， 第一电极、 第二电极、 基板、 第一待 焊工件、 第二待焊工件、 夹持单元和磁性单元的装配关系第二示意图； 0052 图4是本发明实施例提供的磁辅助焊接装置中， 夹持单元结构第一示意图； 0053 图5是本发明实施例提供的磁辅助焊接装置中， 夹持单元结构第二示意图； 0054 图6是本发明实施例提供的磁辅助焊接装置中， 夹持单元结构第三示意图； 0055 图7是本发明实施例。

22、提供的磁辅助焊接方法的控制逻辑流程第一示意图； 0056 图8是本发明实施例提供的磁辅助焊接方法的控制逻辑流程第二示意图。 0057 附图标记： 0058 1、 第一电极； 0059 2、 第二电极； 0060 3、 基板； 0061 4、 第一待焊工件； 0062 5、 第二待焊工件； 0063 6、 磁性单元； 0064 7、 夹持单元； 701、 外侧夹持壁； 702、 内侧夹持壁； 703、 连接筋； 704、 通气孔； 705、 螺 纹。 具体实施方式 0065 为使本发明实施例的目的、 技术方案和优点更加清楚， 下面将结合本发明实施例 中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚。

23、、 完整地描述， 显然， 所描述的实施例是 本发明的一部分实施例， 而不是全部的实施例。 基于本发明中的实施例， 本领域普通技术人 员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例， 都属于本发明保护的范围。 0066 在本发明实施例的描述中， 需要说明的是， 术语 “中心” 、“纵向” 、“横向” 、“上” 、 “下” 、“前” 、“后” 、“左” 、“右” 、“竖直” 、“水平” 、“顶” 、“底” 、“内” 、“外” 等指示的方位或位置 关系为基于附图所示的方位或位置关系， 仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述， 而 不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、 以特定的方位。

24、构造和操作， 因此 不能理解为对本发明实施例的限制。 此外， 术语 “第一” 、“第二” 、“第三” 仅用于描述目的， 而 不能理解为指示或暗示相对重要性。 0067 图1是本发明实施例提供的磁辅助焊接装置中， 第一电极1、 第二电极2、 基板3、 第 一待焊工件4、 第二待焊工件5和夹持单元7的装配关系示意图。 从图1中可以看出， 本发明各 说明书 4/8 页 7 CN 112077434 A 7 部件之间的设置关系， 需要说明的是， 夹持单元7内部夹持有磁性单元6。 图1展示了具有夹 持单元7的方案， 在实际应用中， 还可以将夹持单元7省略， 通过粘接等其他方式实现磁性单 元6与第一电极1。

25、之间的连接。 0068 进一步地， 通过在第一电极1外周设置环绕的磁性单元6， 磁性单元6的充磁方向为 径向充磁， 通过对称位置磁性单元6的互斥作用， 在熔核及其周边区域产生径向外部磁场， 与焊接电流相互耦合、 交互作用对焊接区域熔融金属的传质传热行为进行三维复合实时调 控。 0069 在一个实施例中， 本方案使用在单面电阻点焊的焊接作业过程中， 即第一电极1与 磁性单元6组成单面电阻点焊工装， 实现对第一待焊工件4和第二待焊工件5的焊接。 0070 进一步地， 结合电阻点焊形核过程中的温度场热量传输及流场质点流动的焊接冶 金特点， 进行电阻点焊的本发明可以从机理上增加焊核的显微硬度， 从而大。

26、幅削弱熔化区 域在轴向的软化效果， 从而降低压痕。 0071 图2和图3是本发明实施例提供的磁辅助焊接装置中， 第一电极1、 第二电极2、 基板 3、 第一待焊工件4、 第二待焊工件5、 夹持单元7和磁性单元6的装配关系第一、 第二示意图。 从图2和图3中可以看出， 本发明提出了两种关于磁性单元6的实施方式， 对应的夹持单元7 在结构上也有相应固定磁性单元6的改动。 但需要说明的是， 夹持单元7固定磁性单元6的整 体思路不变， 即通过具有弹性的耐磨材料实现对磁性单元6的夹持， 并与第一电极1连接， 其 中与第一电极1连接可以是夹持单元7通过螺纹705实现连接， 也可以是夹持单元7通过内侧 夹持。

27、壁702的压缩形变实现连接。 而在图2和图3中， 第一电极1只展示了端部的示意图， 当夹 持单元7端部设置螺纹705时， 第一电极1还设置有相应的外螺纹连接结构。 0072 进一步地， 本发明通过电磁搅拌作用， 熔核组织晶粒更加致密， 从而增大了焊核的 显微硬度， 大幅削弱熔化区域在熔核厚度方向的接头软化， 从而达到降低压痕的工程目的。 0073 进一步地， 将传统焊接的宏观形貌由椭圆形优化为花生形， 最大程度地将焊接， 特 别是单面点的压痕降至最低， 在保证有效熔核直径符合标准要求的前提下降低压痕至肉眼 难以分辨的深度。 0074 进一步地， 本发明利用电磁的搅拌作用以及磁场与电场耦合增强作。

28、用， 优化了熔 核的三维能量分布， 将熔核中心的能量薄弱区进行强化， 可加速温度场热量传输、 流场质点 流动速度， 有效抑制厚壁材料熔核中心由于热量不足、 流动不足导致的内部缩孔、 未熔等质 量缺欠， 优化提升形核质量。 0075 图4至图6是本发明实施例提供的磁辅助焊接装置中， 夹持单元7结构第一、 第二和 第三示意图。 从图4至图6中可以看出， 本发明提供了两种与磁性单元6配合的夹持单元7的 结构示意图。 夹持单元7上除了设置有容纳磁性单元6的容纳空间外， 还设置有螺纹705和通 气孔704等结构。 此外， 通过外侧夹持壁701和内侧夹持壁702实现了对磁性单元6的夹持， 通 过螺纹705。

29、或者内侧夹持壁702实现与第一电极1的连接。 0076 需要说明的是， 图6中展示了一种夹持单元7的内部结构， 从图6中可以看出设置有 通气孔704的竖向筋与外侧夹持壁701的端部齐平， 在实际应用中此部分也可以设置为具有 一定的距离， 而此部分距离可以根据需要设置成螺纹705， 便于与第一电机连接。 0077 图7和图8是本发明实施例提供的磁辅助焊接方法的控制逻辑流程第一、 第二示意 图。 提出了两种磁辅助焊接方法的控制逻辑示意图。 说明书 5/8 页 8 CN 112077434 A 8 0078 在本发明实施例的描述中， 需要说明的是， 除非另有明确的规定和限定， 术语 “相 连” 、“。

30、连接” 应做广义理解， 例如， 可以是固定连接， 也可以是可拆卸连接， 或一体连接； 可以 是机械连接， 也可以是电连接； 可以是直接相连， 也可以通过中间媒介间接相连。 对于本领 域的普通技术人员而言， 可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。 0079 在本发明实施例中， 除非另有明确的规定和限定， 第一特征在第二特征 “上” 或 “下” 可以是第一和第二特征直接接触， 或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。 而且， 第 一特征在第二特征 “之上” 、“上方” 和 “上面” 可是第一特征在第二特征正上方或斜上方， 或 仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。 第一特征在第二特征 。

31、“之下” 、“下方” 和 “下面” 可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方， 或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特 征。 0080 在本发明的一些具体实施方案中， 如图1至图6所示， 本方案提供一种磁辅助焊接 装置， 包括： 第一电极1、 第二电极2、 基板3、 第一待焊工件4、 第二待焊工件5以及磁性单元6； 第一待焊工件4与第二待焊工件5叠加设置于第一电极1与基板3之间； 第二电极2和第二待 焊工件5与基板3抵接； 磁性单元6环置于第一电极1的外侧； 其中， 第一电极1与第一待焊工 件4的表面抵接， 并在第一待焊工件4和第二待焊工件5之间形成熔核； 由磁性单元6对熔核 进行搅拌。 0081。

32、 本发明提出的一种磁辅助焊接装置， 用以解决现有技术中部件外观焊接时存在压 痕， 影响部件外观质量的缺陷， 通过在电极周围布置磁性单元6， 使得待焊工件在焊接过程 中， 在待焊工件的内部产生搅动熔核的磁场， 磁场与焊接电流交互作用对焊接区域的熔融 金属进行三维符合实时调控， 从而在机理上增加熔核内部组织的显微硬度、 改善熔核形态， 大幅削弱熔化区域在轴向的软化效果进而降低压痕。 0082 在一些实施例中， 磁性单元6在第一待焊工件4与第二待焊工件5之间形成搅拌磁 场， 搅拌磁场引导熔核形成自熔核中心呈发散状设置的形态。 0083 具体来说， 通过设置能够形成搅拌磁场的磁性单元6， 将熔核搅拌形。

33、成自熔核中心 呈发散状设置的形态， 解决了焊接过程中的压痕过深的问题， 利用磁性单元6对焊接区域进 行电磁搅拌， 提升接头显微硬度， 将熔核的形态进行改善， 优选地将熔核的形态改善为花生 形， 最大程度地将单面点压痕降至最低。 0084 需要说明的是， 本方案使用在单面电阻点焊的焊接作业过程中， 即第一电极1与磁 性单元6组成单面电阻点焊工装， 实现对第一待焊工件4和第二待焊工件5的焊接。 0085 还需要说明的是， 基本材料为铜， 第一待焊工件4和第二待焊工件5的材料为不锈 钢、 铝合金、 先进高强钢、 钛合金等材料中任意一种或几种的组合， 本方案通过在第一电极1 外周套设磁性单元6， 使得。

34、单面电阻点焊工艺下的外观质量得到了显著的提升， 最大程度地 将单面点压痕降至最低， 其应用范围包括但不限于轨道交通装备、 航空航天和汽车制造等 相关领域。 0086 进一步地， 通过电磁搅拌的作用， 可以加速温度场热量传输、 流场质点流动速度， 有效抑制厚壁材料熔核中心由于热量不足导致的内部缩孔、 未熔等质量缺欠， 优化提升形 核质量。 0087 进一步地， 本方案可有效改善热量分配， 通过降低作用于第一待焊工件4的电阻热 量， 可将熔核在外板区域的熔透率由传统的50-60降低至30-40， 在保证获得合格熔核 说明书 6/8 页 9 CN 112077434 A 9 直径和熔透率的前提下， 。

35、有效改善外观效果。 0088 在一些实施例中， 磁性单元6的外部还环设有夹持单元7； 夹持单元7包括： 外侧夹 持壁701、 内侧夹持壁702和连接筋703； 外侧夹持壁701和内侧夹持壁702彼此套置， 连接筋 703连接外侧夹持壁701和内侧夹持壁702； 外侧夹持壁701的内表面、 内侧夹持壁702外表面 和连接筋703的一侧表面包围形成容纳电磁单元的容纳空间； 内侧夹持壁702的内侧形成第 一电极1通过的通道； 其中， 外侧夹持壁701在容纳空间一侧的端部与第一电极1齐平， 或者 第一电极1的端部处于容纳空间内。 0089 具体来说， 通过设置夹持单元7， 保证了磁性单元6与第一电极1。

36、之间相对位置的固 定。 0090 需要说明的是， 本实施例提供了第一电极1在容纳空间内的两种实施方式， 两种第 一电极1的设置方式根据实际应用中， 基板3所需的抵接力进行调节， 并且通过挤压夹持单 元7实现磁性单元6所在的容纳空间的密封。 0091 在一些实施例中， 连接筋703上设置有至少一个用于向容纳空间内注入保护气体 的通气孔704。 0092 具体来说， 通过向容纳磁性单元6的容纳空间内通入保护气体， 形成了气体密封， 避免了在焊接过程中焊点的氧化问题， 通过本方案的通气孔704设置能够实现焊后焊点无 氧化色， 无需焊后人工消痕等额外的工序， 在焊接过程中亦无需增加额外能耗， 具有经济。

37、、 方便、 高效的特点。 0093 在一些实施例中， 外侧夹持壁701相对容纳空间的另一侧内表面设置有与第一电 极1配合的螺纹705。 0094 具体来说， 通过螺纹705的设置， 实现了夹持单元7与第一电极1之间的一种连接方 式， 可以使得夹持单元7、 磁性单元6与第一电极1之间形成可拆卸连接。 0095 在一些实施例中， 夹持单元7由具有弹性的耐高温材料制成。 0096 具体来说， 在刚性的磁性单元6上， 通过嵌套弹性的耐高温的夹持单元7， 例如耐高 温橡胶。 利用夹持单元7的弹性变形， 即可保证对外露表面不造成损伤， 同时又可形成密闭 空间保证保护气体有效覆盖焊接区域， 形成良好的保护效。

38、果。 0097 在一些实施例中， 磁性单元6为环绕第一电极1设置的柱状永磁体， 柱状永磁体的 侧壁上设置有连通顶面和底面的开口， 开口形成保护气体通过的通道。 0098 具体来说， 提出了一种磁性单元6的实施方式， 柱状永磁体便于安装和拆卸， 极大 的提升了焊接过程的便捷性。 0099 在一些实施例中， 磁性单元6为环绕第一电极1设置， 并呈圆形阵列分布的若干块 状永磁体， 相邻两个块状永磁体之间的间隙形成保护气体通过的通道。 0100 具体来说， 提出了一种磁性单元6的实施方式， 呈圆形阵列分布的若干块状永磁体 使得磁场分布更加均匀， 同时向容纳空间内充入保护气体更加容易和充分。 呈圆形阵列。

39、的 对称设置改善了磁性单元6形成的磁场形态， 对搅拌磁场对熔核内部的搅拌进行了优化。 0101 在本发明的一些具体实施方案中， 如图7和图8所示， 本方案提供一种磁辅助焊接 方法， 利用上述的一种磁辅助焊接装置进行磁辅助焊接， 包括如下步骤： 0102 将套设好夹持单元7的磁性单元6套置于第一电极1外部； 0103 移动第一电极1至与第一待焊工件4的表面抵接； 说明书 7/8 页 10 CN 112077434 A 10 0104 向夹持单元7的容纳空间内注入保护气体； 0105 导通电源进入焊接阶段， 实现第一待焊工件4和第二待焊工件5的焊接。 0106 本发明提出的一种磁辅助焊接方法， 用。

40、以解决现有技术中部件外观焊接时存在压 痕， 影响部件外观质量的缺陷， 实现降低待焊工件表面压痕， 改善熔核的形态。 0107 在一些实施例中， 导通电源进入焊接阶段， 实现第一待焊工件4和第二待焊工件5 的焊接的步骤之后， 还包括： 0108 持续通电进入保持阶段， 在保持阶段内持续向容纳空间内注入保护气体； 0109 其中， 保持阶段的电流强度小于等于焊接阶段电流强度的15， 第一电极1与第一 待焊工件4表面的抵接力保持不变。 0110 具体来说， 在第一电极1外套设磁性单元6和夹持单元7后， 并在夹持单元7上开设 通气孔704， 保证了在焊接过程中的气密封， 避免焊点被氧化。 0111 进。

41、一步地， 保护气体的充入在焊接阶段开始前至保持阶段结束后持续通入， 保证 了焊接过程中焊点始终在保护气体形成的气体密封环境下， 保证焊点不受氧化， 从而避免 了焊后需要进行电解消色作业。 0112 在本说明书的描述中， 参考术语 “一个实施例” 、“一些实施例” 、“示例” 、“具体示 例” 、 或 “一些示例” 等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、 结构、 材料或者特 点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。 在本说明书中， 对上述术语的示意性 表述不必须针对的是相同的实施例或示例。 而且， 描述的具体特征、 结构、 材料或者特点可 以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式。

42、结合。 此外， 在不相互矛盾的情况下， 本领 域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征 进行结合和组合。 0113 最后应说明的是： 以上实施方式仅用于说明本发明， 而非对本发明的限制。 尽管参 照实施例对本发明进行了详细说明， 本领域的普通技术人员应当理解， 对本发明的技术方 案进行各种组合、 修改或者等同替换， 都不脱离本发明技术方案的精神和范围， 均应涵盖在 本发明的权利要求范围中。 说明书 8/8 页 11 CN 112077434 A 11 图1 图2 说明书附图 1/5 页 12 CN 112077434 A 12 图3 图4 说明书附图 2/5 页 13 CN 112077434 A 13 图5 图6 说明书附图 3/5 页 14 CN 112077434 A 14 图7 说明书附图 4/5 页 15 CN 112077434 A 15 图8 说明书附图 5/5 页 16 CN 112077434 A 16 。