[发明专利]薄板点焊接触电阻的测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及接触电阻的测量技术，更具体地说，涉及一种薄板点焊接触电阻的测量方法，该测量方法能够精确测量薄板点焊的接触电阻。

背景技术

接触电阻是电阻焊接过程中一个重要参数，对于建立早期稳定的焊接温度场及获得高质量的焊点起重要作用，也是影响熔核形状、质量、电极烧损和飞溅的主要因素之一。现有的家电、汽车用薄板特别是新研发的该类环保型产品，最明显的特点就是含有不同的表面处理膜层，它对电阻焊接过程影响，主要表现为接触电阻的差异引起的温度场变化，因此必须对接触电阻进行精确测量。

目前，测量接触电阻的基本原理都是通过测量接触面两端电压降来得到的，即传统的四线法，通过两线端测量电压降，另外两线端加载并测量电流，接触电阻等于电压降与电流的比值。通常情况下，如果选择恒流电源，只需测得电压降即可得到接触电阻，但关键是如何精确测得该电压降。

近年来，国内外研究机构在研究接触电阻精确测量方面作了不少努力，典型的有：一、东南大学研发了一套金属材料表面直流接触电阻的测量系统，用于评价各种表面处理金属件的导电能力、评价金属外壳件的电磁屏蔽能力。其认为接触电阻远大于母材电阻，因而母材电阻可以忽略，因此将测得的整体电阻作为接触电阻值，但是，电极和工件的电阻(即母材电阻)，在常温下可能误差不大，而在电阻点焊过程涉及较高温度时，电阻会急剧增大，因此并不能简单的忽略不计；二、丹麦技术大学在利用热模拟仪的加热、加压功能的基础上，直接测试工件间电压降而得到接触电阻值。但是其同样忽略了在测量时，会引入少量母材电阻和触点电阻，因而该系统不适用于测量薄板，特别是含有表面处理的薄板的接触电阻。另外，通过电极通电加热，易使工件产生温度场分布不均的现象，从而给测量值的精确度以及重复可现性带来不确定因素。

美国专利US6208146B1揭示了一种用于点焊模拟计算的接触电阻测量装置及方法，该系统采用了测量上下电极间电阻和上下工件间电阻来推导出工件间的接触电阻值，其前提必须是工件电阻、上下电极电阻均为已知，(可通过查阅参考资料得到工件和电极电阻率)，但是对于不同的钢种，并没有完整的数据库可供查询，并且不同标准材料间差异较大，由电阻率计算电极及工件电阻会引入一定的误差，另外，其也未考虑到在高温下，母料电阻的急剧增大而带来的影响。

公开号为CN1482468的一种探针接触电阻的测试结构和方法，采用简单方程关系式来解析出探针接触电阻，但该方法仅适用于探针与工件间的接触电阻，而无法得到工件与工件间的接触电阻。

综上所述，目前接触电阻的测量存在两方面的缺点：1，所得接触电阻中引入了电极电阻、工件电阻等误差；2，没有考虑点焊接触电阻值对温度的敏感性及测量时温度场均匀性的要求。因此，目前还没有一种能够精确、无误差的测量薄板点焊接触电阻的方法。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺点，本发明的目的是提供一种薄板点焊接触电阻的测量方法，该测量方法能够精确测量薄板点焊的接触电阻，并避免引入误差。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

该薄板点焊接触电阻的测量方法的具体步骤如下：

A.将两个相同的工件试样叠置并夹设于相同的上、下两电极之间；

B.通过外设温控箱进行加热，并使箱内温度达到指定温度；

C.对上、下两电极及工件试样进行加压至指定压力，并保持稳定；

D.分别测量电极与工件试样间的总电阻以及两电极间的总电阻；

E.通过步骤D中测得的各个总电阻值，计算出两工件试样间的接触电阻。

所述的步骤D各个总电阻值的测量步骤如下：

D1.在上、下两电极之间加载恒流源；

D2.测量一电极与相接的工件试样间的电压降；

D3.测量步骤D2中的电极与另一工件试样间的电压降；

D4.测量两电极间的电压降；

D5.通过电阻与电压的关系，分别计算出电极与相接工件试样间的总电阻值、该电极与另一工件试样间的总电阻值以及两电极间的总电阻值。

所述的步骤D中的各个总电阻值通过采用微欧电阻测量仪和多路测量探头直接测量。

所述的步骤E中，两工件试样间的接触电阻值的计算方程式如下：

R1＝r1+r2+r3；

R2＝r1+r2+2r3+r4；

R3＝2r1+2r2+2r3+r4；

由上述三个方程式计算出r4＝R3-2R1；