相關申請的交叉引用

本申請要求2016年2月4日提交的美國臨時申請no.62/291005的權益。上述臨時申請全部納入本文參考。

本公開的技術領域大致涉及修整焊接電極的切割刀具，焊接電極用于電阻點焊包括異質工件的層疊工件，如鋁工件和相鄰鋼工件。

背景技術：

電阻點焊是被大量行業(yè)使用來連接兩個或多個金屬工件的處理。例如，汽車行業(yè)，在結構框架構件(如，車身側面和橫梁)和車輛封閉構件(如，車門，發(fā)動機蓋，行李箱蓋和升降門)以及其它的制造期間，通常使用電阻點焊來將金屬工件連接在一起。大量的點焊縫常常形成在圍繞金屬工件邊緣或一些其它連接區(qū)域的各個點，以確保部件在結構上完好。雖然點焊通常在實際中連接特定相似組成的金屬工件-如鋼對鋼和鋁對鋁-將更輕重量的材料并入車身結構中的需求，產生了在通過電阻點焊將鋼工件連接到鋁工件方面的關注。對電阻點焊異質金屬工件的上述需求不是唯一對于汽車行業(yè)；實際上，這延伸到可以使用點焊的其它行業(yè)，包括航空、造船、鐵路和房屋建筑行業(yè)。

一般來說，電阻點焊依靠電流流動穿過疊加金屬工件以產生熱量。為了實現(xiàn)這種焊接工藝，一組相對焊接電極以表面對齊的方式被按壓在層疊工件的相對兩側，該層疊工件通常包括以重疊構造布置的兩個或三個金屬工件。電流隨后從一個焊接電極穿過金屬工件到另一個焊接電極。該電流的流動阻力在金屬工件內以及在它們的搭接界面處產生熱量。當層疊工件包括鋁工件和相鄰疊加的鋼工件時，在搭接界面處和這些異質金屬工件的塊狀材料內產生的熱量引起和增大從搭接界面滲入鋁工件的熔融鋁焊接熔池。這個熔融鋁焊接熔池潤濕鋼工件的相鄰搭接表面，當電流流動中止時，固化成為焊接結合兩個工件在一起的焊接接頭。

用于導通電阻點焊的每個焊接電極包括置于電極本體一端上的焊接面。焊接面是焊接電極的接觸并且電連接層疊工件的那部分。經過重復電阻點焊操作的過程，由于在電流流動期間在焊接面產生大量的熱和用于保持焊接面抵靠層疊工件的高按壓力，焊接電極的焊接面容易老化。這種老化可能包括在升高溫度時焊接面的塑性變形和/或由電極和它的相應接觸工件之間的反應而產生的污染物堆積。為了延長焊接電極的壽命，特別是在制造環(huán)境中，焊接電極的焊接面可以周期性的恢復到它們的初始幾何形狀。這種恢復過程應當快速、實用和準確，以致通過將焊接電極保持在線下很長一段時間，它不會打斷生產操作。

將鋁工件電阻點焊到鋼工件充滿挑戰(zhàn)。除了需要周期性地修整經歷不同老化機制的焊接面，兩個工件的不同性能和鋁工件上機械上堅硬的、電絕緣的和自修復的耐火氧化層的存在，使其很難持續(xù)獲得具有適當外皮和橫截面強度的焊接接頭。考慮到以前點焊成果不是特別成功，包括自鉆鉚釘和流鉆螺釘?shù)臋C械緊固件主要用于緊固鋁工件和鋼工件在一起。然而，與點焊相比，機械緊固件花費更長的時間安裝并具有高的消耗成本。它們還增加了車身結構的重量——當通過點焊的方式完成連接時可以避免的重量——抵消了通過在第一位置使用鋁工件獲得的重量節(jié)省。另外，由于機械緊固件通常由鋼制成，機械緊固件可以引入與鋁工件發(fā)生電化腐蝕的位置。

技術實現(xiàn)要素：

能夠修整第一和第二焊接電極的不對稱焊接面幾何形狀的切割刀具的一個實施方式包括本體和本體內的切割部件。本體包括具有第一開口的第一端和具有第二開口的第二端。切割部件具有一個或多個切割出屑槽。一個或多個切割出屑槽的每個從本體的內表面向內延伸并且包括切割刃，切割刃具有軸向間隔并相對的第一和第二切削表面。一個或多個切割出屑槽從而構建第一切割槽和第二切割槽，第一切割槽由第一切削表面限定并且是可穿過本體的第一開口接近的，第二切割槽由第二切削表面限定并且是可穿過本體的第二開口接近的。當?shù)谝缓偷诙附与姌O的焊接面分別被接收在第一和第二切割槽中并且切割刀具轉動時，第一切割槽構造為將第一焊接面幾何形狀切割成為第一焊接電極的焊接面，第二切割槽構造為將第二焊接面幾何形狀切割成為第二焊接電極的焊接面。第一焊接面幾何形狀包括平的或圓丘基體焊接面表面，并且第二焊接面幾何形狀包括圓丘基體焊接面表面和從圓丘基體焊接面表面向外突出的一系列的豎立環(huán)形脊。

切割刀具的構造經受一些變化而不喪失它的修整能力。例如，一個或多個切割出屑槽的每個可以包括支撐切割刃在本體的內表面的細長足部。一個或多個切割出屑槽的每個的細長足部可以摩擦配合地安裝在由本體內表面中的凹陷表面限定的保持通道內，以便將切割部件固定地保持在本體內?；蛘?，在另一個實施例中，一個或多個切割出屑槽的每個的細長足部可以與本體的內表面整體成型，以便將切割部件固定地保持在本體內。

作為切割刀具的特別構造的另一個示例，切割部件可以包括具有第一切割刃的第一切割出屑槽、具有第二切割刃的第二切割出屑槽、具有第三切割刃的第三切割出屑槽、和具有第四切割刃的第四切割出屑槽。第一、第二、第三和第四切割刃彼此圓周間隔分布，以使第一、第二、第三和第四切割刃中的每個橫向于它的兩個周向相鄰的切割刃的每個而取向。另外，第一、第二、第三和第四切割刃中的每個包括軸向間隔且相反的第一和第二切削表面。第一、第二、第三和第四切割刃的第一切削表面限定第一切割槽，并且第一、第二、第三和第四切割刃的第二切削表面限定第二切割槽。

仍然進一步，當切割部件包括第一、第二、第三和第四切割刃時，對齊的第一切割刃的第一切削表面和第三切割刃的第一切削表面的每個具有下端部，下端部具有向上成型的前緣和低于前緣偏移正后角的向上成型的后緣。同樣，第二切割刃的第二切削表面和第四切割刃的第二切削表面對齊且還取向為橫向于第一切割刃的第一切削表面和第三切割刃的第一切削表面，第二切割刃的第二切削表面和第四切割刃的第二切削表面的每個包括具有向上成型的前緣和低于前緣偏移正后角的向上成型的后緣的下端部，還包括至少部分地從前緣延伸到后緣的多個陷入凹槽。延伸穿過第二切割刃的第二切削表面和第四切割刃的第二切削表面的下端部的陷入凹槽可以是彎曲或平直的。

第一和第三切割刃的第一切削表面和第二和第四切割刃的第二切削表面，除了它們各自的下端部之外，還可以具有附加的結構。例如，第一和第三切割刃的每個的第一切削表面還可以包括從其各自下端部延伸并且是凸形形狀的上端部。第一和第三切割刃的每個的第一切削表面的上端部具有前緣和后緣。同樣，第二和第四切割刃的每個的第二切削表面可以包括從其各自下端部延伸并且是凸形形狀的上端部。第二和第四切割刃的每個的第二切削表面的上端部具有前緣和后緣。

可由切割刀具修整的第一和第二焊接面幾何形狀的特定例子可以被進一步限定。例如，第一焊接面幾何形狀可以包括具有3mm至16mm之間的直徑和8mm至400mm之間的曲率半徑的球形圓丘基體焊接面表面。至于第二焊接面幾何形狀，其可以包括具有8mm至20mm之間的直徑和15mm至300mm之間的曲率半徑的球形圓丘基體焊接面表面，并且可以進一步包括圍繞焊接面軸線的從兩個到十個的任何數(shù)量的豎立環(huán)形脊，其在直徑上從緊緊圍繞焊接面軸線的最內豎立環(huán)形脊到最遠離焊接面軸線的最外豎立環(huán)形脊增加。豎立環(huán)形脊可以以50μm至1800μm的距離間隔分布在圓丘基體焊接面表面上，并且每個豎立環(huán)形脊可以具有范圍從20μm至500μm脊高度。

能夠修整第一和第二焊接電極的不對稱焊接面幾何形狀的切割刀具的另一個實施方式，包括本體和本體內的切割部件。本體沿著第一端和第二端之間的中心軸縱向延伸。切割部件構建可穿過本體第一端處的第一開口接近的第一切割槽，還構建可穿過本體第二端處的第二開口接近的第二切割槽。切割部件包括切割出屑槽，切割出屑槽包括切割刃，切割刃具有軸向間隔且相對的第一和第二切削表面，第一和第二切削表面分別至少部分地限定第一和第二切割槽。第一切削表面包括成型為切割第一焊接面幾何形狀的下端部，第一焊接面幾何形狀包括平的或圓丘基體焊接面表面，并且第二切削表面包括成型為切割第二焊接面幾何形狀的下端部，第二焊接面幾何形狀包括圓丘基體焊接面表面和從圓丘基體焊接面表面向外突起的一系列豎立環(huán)形脊。

可由切割刀具修整的第一和第二焊接面幾何形狀的特定示例可以被進一步限定。例如，第一焊接面幾何形狀可以包括具有3mm至16mm之間的直徑和8mm至400mm之間的曲率半徑的球形圓丘基體焊接面表面。至于第二焊接面幾何形狀，其可以包括具有8mm至20mm之間的直徑和15mm至300mm之間的曲率半徑的球形圓丘基體焊接面表面，并且可以進一步包括圍繞焊接面軸線的從兩個到十個的任何數(shù)量的豎立環(huán)形脊，其在直徑上從緊緊圍繞焊接面軸線的最內豎立環(huán)形脊到最遠離焊接面軸線的最外豎立環(huán)形脊增加。豎立環(huán)形脊可以以50μm至1800μm的距離間隔分布在圓丘基體焊接面表面上，并且每個豎立環(huán)形脊可以具有范圍從20μm至500μm的脊高度。

切割刀具的構造被經歷一些改變而不喪失它的修整能力。例如，切割部件可以包括具有第一切割刃的第一切割出屑槽、具有第二切割刃的第二切割出屑槽、具有第三切割刃的第三切割出屑槽、和具有第四切割刃的第四切割出屑槽。第一、第二、第三、和第四切割刃彼此圓周間隔分布，以使第一、第二、第三、和第四切割刃的每個橫向于它的兩個圓周相鄰切割刃的每個而取向。另外，第一、第二、第三、和第四切割刃的每個包括軸向間隔和相對的第一和第二切削表面。第一、第二、第三、和第四切割刃的第一切削表面限定第一切割槽，并且第一、第二、第三、和第四切割刃的第二切削表面限定第二切割槽。

仍然進一步，當切割部件包括第一、第二、第三、和第四切割刃時，對齊的第一切割刃的第一切削表面和第三切割刃的第一切削表面的每個具有下端部，下端部具有向上成型的前緣和在前緣之下偏移正后角的向上成型的后緣。同樣，對齊且還橫向于第一切割刃的第一切削表面和第三切割刃的第一切削表面而取向的第二切割刃的第二切削表面和第四切割刃的第二切削表面的每個，包括具有向上成型的前緣和在前緣之下偏移正后角的向上成型的后緣的下端部，并且還包括至少部分地從前緣延伸到后緣的多個陷入凹槽。

作為切割刀具特定構造的另一個示例，切割部件可以用若干不同的方式支撐在本體內。在一個特定實施例中，本體和切割部件整體成型。在另一個實施例中，本體和切割部件是固定在一起的分開的獨立件。本體和切割部件之間的固定可以使用各種類型可接收的方式中的任何一種完成。例如，在一個特定實施方式中，切割出屑槽可以包括在本體的內表面支撐切割刃的細長足部。細長足部可以摩擦配合在由本體的內表面中的凹陷表面限定的保持通道內，以固定地保持切割部件在本體內。

修整具有不對稱焊接面幾何形狀的焊接電極的方法包括根據(jù)本公開的一個實施方式的若干步驟。特別是，提供切割刀具為包括本體和本體內的切割部件。切割部件具有一個或多個切割出屑槽，切割出屑槽構建第一切割槽和第二切割槽。第一切割槽是可穿過本體第一端上的第一開口接近的，并且第二切割槽是可穿過本體第二端上的第二開口接近的。第一焊接電極的第一焊接面被接收到第一切割槽中，并且第二焊接電極的第二焊接面被接收到第二切割槽中。一旦第一和第二焊接面分別被接收到第一和第二切割槽中，切割刀具被轉動來切割和復原第一焊接面中的第一焊接面幾何形狀和第二焊接面中的第二焊接面幾何形狀。第一焊接面幾何形狀包括平的或圓丘的基體焊接面表面，并且第二焊接面幾何形狀包括圓丘基體焊接面表面和從圓丘基體焊接面表面向外突起的一系列豎立環(huán)形脊。

修整具有不對稱焊接面幾何形狀的焊接電極的方法可以以特定的偏好實施。例如，切割刀具可以在圍繞第一和第二焊接面的軸線的一個和十個整圈轉動之間轉動，以使在復原第一焊接面幾何形狀和第二焊接面幾何形狀期間，從第一焊接面和第二焊接面的每個去除從10μm至500μm范圍的深度的材料。另外，在重疊且相鄰的鋼工件和鋁工件之間的一組十個到一百個焊接接頭可以在切割刀具的第一切割槽中接收第一焊接面且在切割刀具的第二切割槽中接收第二切割面之前形成。當然也可以實施電阻點焊方法的許多其它變型。

本發(fā)明提供以下技術方案。

1、一種能夠修整第一焊接電極和第二焊接電極的不對稱焊接面幾何形狀的切割刀具，所述切割刀具包括：

具有第一端和第二端的本體，本體的第一端具有第一開口并且本體的第二端具有第二開口；和

在本體內的切割部件，切割部件具有一個或多個切割出屑槽，一個或多個切割出屑槽的每個從本體的內表面向內延伸并且包括切割刃，切割刃具有軸向間隔開且相反的第一切削表面和第二切削表面，一個或多個切割出屑槽構建第一切割槽和第二切割槽，第一切割槽由第一切削表面限定并且是穿過本體的第一開口能接近的，第二切割槽由第二切削表面限定并且是穿過本體的第二開口能接近的，當?shù)谝缓偷诙附与姌O的焊接面分別被接收到第一和第二切割槽中并且切割刀具轉動時，第一切割槽構造為切割第一焊接面幾何形狀成為第一焊接電極的焊接面，第二切割槽構造為切割第二焊接面幾何形狀成為第二焊接電極的焊接面，并且其中第一焊接面幾何形狀包括平的基體焊接面表面或圓丘基體焊接面表面，并且第二焊接面幾何形狀包括圓丘基體焊接面表面和從圓丘基體焊接面表面向外突起的一系列豎立環(huán)形脊。

2、如方案1中所述的切割刀具，其中一個或多個切割出屑槽的每個包括在本體的內表面支撐切割刃的細長足部。

3、如方案2中所述所述的切割刀具，其中一個或多個切割出屑槽的每個的細長足部摩擦配合在由本體的內表面中的凹陷表面限定的保持通道內，以將切割部件固定地保持在本體內。

4、如方案2中所述的切割刀具，其中一個或多個切割出屑槽的每個的細長足部與本體的內表面整體成型，以將切割部件固定地保持在本體內。

5、如方案1中所述的切割刀具，其中第一焊接面幾何形狀包括具有3mm至16mm的直徑和8mm至400mm的曲率半徑的球形圓丘基體焊接面表面。

6、如方案1中所述的切割刀具，其中第二焊接面幾何形狀包括具有8mm至20mm的直徑和15mm至300mm的曲率半徑的球形圓丘基體焊接面表面，還包括圍繞焊接面軸線的從兩個到十個的任何數(shù)量的豎立環(huán)形脊，所述豎立環(huán)形脊從緊緊圍繞焊接面軸線的最內豎立環(huán)形脊到最遠離焊接面軸線的最外豎立環(huán)形脊在直徑上增加，豎立環(huán)形脊以50μm至1800μm的距離間隔分布在圓丘基體焊接面表面上，并且每個豎立環(huán)形脊具有范圍從20μm至500μm的脊高度。

7、如方案1中所述的切割刀具，其中切割部件包括具有第一切割刃的第一切割出屑槽、具有第二切割刃的第二切割出屑槽、具有第三切割刃的第三切割出屑槽、和具有第四切割刃的第四切割出屑槽，第一、第二、第三和第四切割刃彼此圓周間隔分布，以使第一、第二、第三和第四切割刃的每個橫向于它的兩個圓周相鄰切割刃的每個而取向，其中第一、第二、第三和第四切割刃的每個包括軸向間隔和相反的第一和第二切削表面，第一、第二、第三和第四切割刃的第一切削表面限定第一切割槽，并且第一、第二、第三和第四切割刃的第二切削表面限定第二切割槽。

8、如方案7中所述的切割刀具，其中對齊的第一切割刃的第一切削表面和第三切割刃的第一切削表面的每個具有下端部，下端部具有向上成型的前緣和在前緣之下偏移正后角的向上成型的后緣，并且其中對齊且還橫向于第一切割刃的第一切削表面和第三切割刃的第一切削表面而取向的第二切割刃的第二切削表面和第四切割刃的第二切削表面的每個具有下端部，所述下端部具有向上成型的前緣和在前緣之下偏移正后角的向上成型的后緣，并且還包括至少部分地從前緣延伸到后緣的多個陷入凹槽。

9、如方案8中所述的切割刀具，其中延伸橫穿第二切削刃的第二切削表面和第四切削刃的第二切削表面的下端部的陷入凹槽是平直的或彎曲的。

10、如方案7中所述的切割刀具，其中第一和第三切割刃的每個的第一切削表面具有從其各自下端部延伸并且是凸形形狀的上端部，第一和第三切割刃的每個的第一切削表面的上端部具有前緣和后緣，并且其中第二和第四切割刃的每個的第二切削表面包括從其各自下端部延伸并且是凸形形狀的上端部，第二和第四切割刃的每個的第二切削表面的上端部具有前緣和后緣。

11、一種能夠修整第一焊接電極和第二焊接電極的不對稱焊接面幾何形狀的切割刀具，所述切割刀具包括：

沿著第一端和第二端之間的中心軸線縱向延伸的本體，和

在本體內的切割部件，切割部件構建能穿過本體的第一端上的第一開口接近的第一切割槽，還構建能穿過本體的第二端上的第二開口接近的第二切割槽，切割部件包括切割出屑槽，切割出屑槽包括切割刃，切割刃具有軸向間隔和相反的第一切削表面和第二切削表面，第一切削表面和第二切削表面分別至少部分地限定第一和第二切割槽，其中第一切削表面包括成型為切割第一焊接面幾何形狀的下端部，第一焊接面幾何形狀包括平的基體焊接面表面或圓丘基體焊接面表面，并且其中第二切削表面包括成型為切割第二焊接面幾何形狀的下端部，第二焊接面幾何形狀包括圓丘基體焊接面表面和從圓丘基體焊接面表面向外突起的一系列豎立環(huán)形脊。

12、如方案11中所述的切割刀具，其中第一焊接面幾何形狀包括具有3mm至16mm的直徑和8mm至400mm的曲率半徑的球形圓丘基體焊接面表面。

13、如方案11中所述的切割刀具，其中第二焊接面幾何形狀包括具有8mm至20mm的直徑和15mm至300mm的曲率半徑的球形圓丘基體焊接面表面，還包括圍繞焊接面軸線的從兩個到十個的任何數(shù)量的豎立環(huán)形脊，所述豎立環(huán)形脊在直徑上從緊緊圍繞焊接面軸線的最內豎立環(huán)形脊到最遠離焊接面軸線的最外豎立環(huán)形脊增加，豎立環(huán)形脊以50μm至1800μm的距離間隔分布在圓丘基體焊接面表面上，并且每個豎立環(huán)形脊具有范圍從20μm至500μm的脊高度。

14、如方案11中所述的切割刀具，其中切割部件包括具有第一切割刃的第一切割出屑槽、具有第二切割刃的第二切割出屑槽、具有第三切割刃的第三切割出屑槽、和具有第四切割刃的第四切割出屑槽，第一、第二、第三和第四切割刃彼此圓周間隔分布，以使第一、第二、第三和第四切割刃的每個橫向于它的兩個圓周相鄰切割刃的每個而取向，其中第一、第二、第三和第四切割刃的每個包括軸向間隔和相反的第一切削表面和第二切削表面，第一、第二、第三和第四切割刃的第一切削表面限定第一切割槽，并且第一、第二、第三和第四切割刃的第二切削表面限定第二切割槽。

15、如方案14中所述的切割刀具，其中對齊的第一切割刃的第一切削表面和第三切割刃的第一切削表面的每個具有下端部，下端部具有向上成型的前緣和在前緣之下偏移正后角的向上成型的后緣，并且其中對齊且還橫向于第一切割刃的第一切削表面和第三切割刃的第一切削表面而取向的第二切割刃的第二切削表面和第四切割刃的第二切削表面的每個具有下端部，所述下端部具有向上成型的前緣和在前緣之下偏移正后角的向上成型的后緣，并且還包括至少部分地從前緣延伸到后緣的多個陷入凹槽。

16、如方案11中所述的切割刀具，其中本體和切割部件整體成型。

17、如方案11中所述的切割刀具，其中本體和切割部件是固定在一起的分開的獨立件。

18、一種修整具有不對稱焊接面幾何形狀的焊接電極的方法，所述方法包括：

提供包括本體和本體內的切割部件的切割刀具，切割部件包括一個或多個切割出屑槽，切割出屑槽構建第一切割槽和第二切割槽，第一切割槽是穿過本體的第一端上的第一開口能接近的，并且第二切割槽是穿過本體的第二端上的第二開口能接近的；

在切割刀具的第一切割槽中接收第一焊接電極的第一焊接面；

在切割刀具的第二切割槽中接收第二焊接電極的第二焊接面；和

轉動切割刀具來切割和復原第一焊接面中的第一焊接面幾何形狀和第二焊接面中的第二焊接面幾何形狀，第一焊接面幾何形狀包括平的基體焊接面表面或圓丘基體焊接面表面，并且第二焊接面幾何形狀包括圓丘基體焊接面表面和從圓丘基體焊接面表面向外突起的一系列豎立環(huán)形脊。

19、如方案18中所述的方法，其中轉動切割刀具包括圍繞第一和第二焊接面軸線在一圈到十圈整圈轉動之間轉動切割刀具，以使在復原第一焊接面幾何形狀和第二焊接面幾何形狀期間，從第一焊接面和第二焊接面的每個去除10μm至500μm范圍的材料深度。

20、如方案18中所述的方法，還包括：

在切割刀具的第一切割槽接收第一焊接面并在切割刀具的第二切割槽接收第二焊接面之前，在疊加且相鄰的鋼工件和鋁工件之間形成一組十個到一百個的焊接接頭。

附圖說明

圖1是根據(jù)本公開的一個實施方式的切割刀具，特別是切割刀具的第一切割槽的透視圖；

圖2是圖1所畫的切割刀具，特別是切割刀具的第二切割槽的透視圖；

圖3是根據(jù)本公開一個實施方式的圖1-2所畫的切割刀具的分解圖，顯示了彼此分開的本體和切割部件；

圖4是根據(jù)本公開一個實施方式的圖1-2所畫的切割刀具的截面圖；

圖5是根據(jù)本公開一個實施方式的圖1-2所畫的切割刀具的第一切割槽的平面圖；

圖6是根據(jù)本公開一個實施方式的圖1-2所畫的切割刀具的第二切割槽的平面圖；

圖7是圖5中沿著線7-7截取的切割出屑槽之一的刃部的截面圖；

圖8是圖6中沿著線8-8截取的切割出屑槽之一的刃部的截面圖；

圖9是圖2中所示的切割部件的第二切削表面的局部放大視圖，其中這些表面的兩個限定多個陷入凹槽；

圖10是根據(jù)本公開一個實施方式的包括第一焊接面幾何形狀的焊接電極的整體透視圖；

圖11是根據(jù)本公開一個實施方式的包括不同于第一焊接面幾何形狀的第二焊接面幾何形狀的焊接電極的整體透視圖；

圖12是圖11所示的焊接電極的焊接面的放大截面圖；

圖13是層疊工件的整體截面圖，層疊工件包括鋼工件和以疊加方式組裝的相鄰鋁工件，位于第一焊接電極和第二焊接電極之間，其中第一和第二焊接電極具有不同的焊接面幾何形狀；

圖14是根據(jù)本公開一個實施方式的層疊工件的整體截面圖，層疊工件包括鋼工件和以疊加方式組裝的相鄰鋁工件，位于第一焊接電極和第二焊接電極之間，其中第一和第二焊接電極具有不同的焊接面幾何形狀，然而這里層疊工件包括另外的鋼工件(即兩個鋼工件和一個鋁工件)；

圖15是根據(jù)本公開一個實施方式的層疊工件的整體截面圖，層疊工件包括鋼工件和以疊加方式組裝的相鄰鋁工件，位于第一焊接電極和第二焊接電極之間，其中第一和第二焊接電極具有不同的焊接面幾何形狀，然而這里層疊工件包括另外的鋁工件(即兩個鋁工件和一個鋼工件)；

圖16是在電流經過焊接電極之間并且穿過層疊工件期間圖13中所示的層疊工件和焊接電極的整體截面圖，其中電流的經過導致位于與鋼工件相鄰的鋁工件的熔化，并且在鋁工件內產生熔融鋁焊接熔池；

圖17是在電流停止經過焊接電極之間并且穿過層疊工件之后，圖13所示的層疊工件和焊接電極的整體截面圖，其中熔融鋁焊接熔池固化為焊接接頭，其將相鄰的鋁工件和鋼工件結合在一起；和

圖18描繪了第一和第二焊接電極的至少焊接面的修整，其中第一焊接電極被接收在切割刀具的第一切割槽中，第二焊接電極被接收在切割刀具的第二切割槽中。

具體實施方式

公開的切割刀具可以同時切割和復原經受不同老化機理的兩個焊接電極的不對稱焊接面幾何形狀。切割刀具可以用作用于電阻點焊包括相鄰和疊加的鋼工件和鋁工件的層疊工件的方法的一部分。特別是，可以利用具有第一焊接面的第一焊接電極和具有第二焊接面的第二焊接電極以使電流在焊接位置穿過層疊工件。第一焊接面的幾何形狀和第二焊接面的幾何形狀是不對稱的，因為需要補償相鄰的鋼工件和鋁工件的不同物理性能。隨著時間的推移，第一和第二焊接面變得老化至這樣的程度以致對點焊操作產生不利影響。為了處理這種情況，切割刀具可以分別用于周期性地再修整第一和第二焊接電極的第一和第二焊接面。再修整焊接面包括在第一切割槽中接收第一焊接面和在第二切割槽中接收第二焊接面，隨后圍繞第一和第二焊接面的軸線轉動切割刀具來切割焊接面和復原它們的幾何形狀。

參照圖1-18描述切割刀具以及在電阻點焊包括相鄰且疊加的鋼和鋁工件的層疊工件的情況中的使用該切割刀具的方法。切割刀具構造為同時修整兩個焊接電極的焊接面，即使基于鋼和鋁工件之間的物理性能的顯著差異(如，熔點、熱傳導性、電導性、升高溫度下的強度等)，焊接面的幾何形狀被設計為不對稱的。與通過它們自己專用的切割刀具分別地修整相反的，以這種方式，兩個焊接電極的焊接面可以使用同一切割刀具在單次操作中周期性地修整，來復原它們的初始的獨特幾何形狀。使用相同切割刀具修整焊接面是更加有效的，并且無論何時需要都可以進行以抵消焊接面老化機理，如果允許老化機理發(fā)展而不干預，會迅速地危害焊接電極和焊縫質量，并且最終致使它們在點焊操作中不適合繼續(xù)使用。切割刀具可以用于盡可能多的修整焊接面直到由于修整操作導致的累積材料損失，焊接面不再支持修整。

切割刀具的優(yōu)選實施方式在圖1-9中示出并且由附圖標記10標記。切割刀具10包括本體12和切割部件14。本體12限定在本體12的第一端22上的第一開口20和本體12的第二端26上的第二開口24之間沿著中心軸18縱向延伸的通孔16。每個開口20、24處于垂直于通孔16的中心軸18，以使第一開口20的平面28和第二開口22的平面30彼此平行并且與中心軸18以90°角相交，如圖4所示。切割部件14由本體12固定地保持在通孔16中。切割部件14構建第一切割槽32和第二切割槽34。第一切割槽32是穿過本體12的第一開口20可接近的，第二切割槽34是穿過本體12的第二開口24可接近的。

本體12和切割部件14由能夠經受焊接電極修整操作的硬材料構造。例如，本體12和切割部件14的每個可以由刀具鋼，如s7或m2刀具鋼制成。此外，切割部件14可以用不同的方式由本體12固定地保持，以致當?shù)毒?0操作時使刀具10的這兩個部分相對彼此不能移動。在一個實施方式中，本體12和切割部件14可以是分開的單獨件，它們被組裝和固定在一起來構成切割刀具10。這可以以大量方式實現(xiàn)，包括機械鎖定、熔焊、硬釬焊、軟釬焊、粘結結合、或這些技術中的任何的組合。在另一個實施方式中，本體12和切割部件14整體成型，例如，由單件固體的刀具鋼機加工成型，就本體12和切割部件14沒有在先前以分開工件存在而言以構造單個整體件。

本體12包括在本體12的軸向間隔開的第一和第二端22、26之間延伸的環(huán)形壁36。環(huán)形壁36具有內表面38和外表面40。環(huán)形壁36的內表面38限定穿過本體12的通孔16，通孔16包括第一和第二開口20、24。內表面38具有基表面42，和壓入環(huán)形壁36來劃定一個或多個保持通道46的一個或多個凹入表面44。如果本體12和切割部件14不是整體成型的，一個或多個保持通道46用作將切割部件14保持在通孔16內。并且，這里如圖3所示，保持通道46可以包括多個軸向保持通道46a，其從本體12的第一端22軸向延伸到第二端26并且圍繞內表面38圓周間隔分布，可以還包括圓周保持通道46b，其圍繞內表面38圓周延伸并且與每個軸向保持通道46a相交。

環(huán)形壁36的外表面40包括整體鎖止螺母48和整體徑向凸緣50。整體鎖止螺母48在本體12的第一端和第二端22、26之間從環(huán)形壁36的中心部分突出，并且具有在圓周間隔的軸向邊緣54相交的多個平表面52(圖2)。在優(yōu)選實施方式中，整體鎖止螺母48包括圍繞環(huán)形壁36的外表面40六角設置的具有相等尺寸的六個平表面52。整體徑向凸緣50鄰接并靠在整體鎖止螺母48的靠近本體12的第一或第二端22、26的軸向端上。這里，在圖1-9中，整體徑向凸緣50位于靠近第一端22，然而如果需要，它能夠更容易的位于靠近第二端26。如圖2和6中最佳所示，整體徑向凸緣50向外徑向延伸超過整體鎖止螺母48的平表面52，來提供從每個平表面52橫向伸出的半圓形座表面56。整體鎖止螺母48和整體徑向凸緣50的組合使切割刀具10能夠被接收和鎖緊在可旋轉的切割刀具刀架，如卡盤內。

切割部件14包括構建第一和第二切割槽32、34的一個或多個切割出屑槽58。一個或多個切割出屑槽58構造為修整接收在第一和第二切割槽32、34中的焊接面，和通過當切割刀具10圍繞通孔16的中心軸18轉動時產生的剪切動作，對這些焊接面恢復非對稱幾何形狀。每個切割出屑槽58包括通過跨越環(huán)形壁36的整個軸向尺寸的細長足部62支撐在環(huán)形壁36的內表面38的刃60。從一個到四個的任何數(shù)量的切割出屑槽58可以作為切割部件14的一部分存在。在優(yōu)選實施方式中，這里如圖1-6中所示，一個或多個切割出屑槽58包括第一切割出屑槽58a、第二切割出屑槽58b、第三切割出屑槽58c、和第四切割出屑槽58d。四個切割出屑槽58a、58b、58c、和58d的刃60和細長足部62在圖1-6中因而分別由附圖標記60a、60b、60c、60d和62a、62b、62c、62d標記。

在所示實施方式中，細長足部62a、62b、62c、62d中的每個細長足部軸向插入環(huán)形壁36的內表面38的軸向保持通道46a之一中，并且由于保持通道46a和細長足部62的緊密互補形狀，通過摩擦緊緊保持就位，如圖3中最佳所示。此外，為了進一步固定切割出屑槽58a、58b、58c、58d就位，特別是防止切割出屑槽58a、58b、58c、58d在通孔16內不需要的軸向移動，徑向向外偏置進入圓周保持通道46b中的徑向彈簧墊圈64可以接收在限定在每個細長足部62a、62b、62c、62d的后端中的橫向槽66中并延伸穿過該橫向槽66。除了或代替軸向可插入細長足部62a、62b、62c、62d和徑向彈簧墊圈64，可以采用用于在通孔16內將切割出屑槽58a、58b、58c、58d固定地保持到環(huán)形壁36的內表面38的其它機構。當然，在另一個實施方式中，如先前所示，切割出屑槽58a、58b、58c、58d的細長足部62a、62b、62c、62d可以與環(huán)形壁36的內表面38整體成型，以使本體12和切割部件14構造為單個整體件。

切割出屑槽58a、58b、58c、58d的刃60a、60b、60c、60d從環(huán)形壁36的內表面38向內突出，并且在通孔16內中心地相互連接。刃60a、60b、60c、60d圍繞中心軸18以規(guī)律的間隔彼此圓周間隔分布，以使每個刃60橫向于它的兩個圓周相鄰刃60的每個而取向。刃60a、60b、60c、60d的每個包括軸向間隔且相反的第一和第二切削表面68、70。特別是，在這個實施方式中，第一切割出屑槽58a的刃60a包括靠近本體12的第一端22的第一切削表面68a和靠近本體12的第二端26的第二切削表面70a。其它切割出屑槽58b、58c、58d的刃60b、60c、60d包括相對于本體12的第一和第二端22、26相似地布置的第一和第二切削表面68b、70b、68c、70c、68d、70d。因此，在這個實施方式中，通過切割出屑槽58構建的第一和第二切割槽32、34分別由第一切削表面68a、68b、68c、68d和第二切削表面70a、70b、70c、70d共同限定。

第一切削表面68a、68b、68c、68d成型為切割和恢復第一幾何形狀的電極焊接面，第二切削表面70a、70b、70c、70d成型為切割和恢復不同于第一幾何形狀的第二幾何形狀的電極焊接面。當?shù)毒?0圍繞通孔16的中心軸18轉動的同時，第一切削表面68a、68b、68c、68d和第二切削表面70a、70b、70c、70d的不同輪廓允許切割刀具10對接收在第一切割槽32中的焊接電極恢復第一焊接面幾何形狀，同時對接收在第二切割槽34中的另一個焊接電極恢復第二焊接面幾何形狀。以這種方式，切割刀具10能夠修整具有不對稱焊接面幾何形狀的兩個焊接電極，當使用不同的焊接電極進行電阻點焊時，例如，當被焊接的層疊工件包括鋁工件和相鄰鋼工件時，這是有用的修整做法。

分別通過第一切削表面68和第二切削表面70切割的第一和第二焊接面幾何形狀被設計為電阻點焊包括相鄰且疊加的鋼工件和鋁工件的層疊工件。焊接面幾何形狀的設計在較大程度上是根據(jù)待點焊在一起的鋼工件和鋁工件的材料不同的物理性能。特別是，配置在鋼側焊接電極的第一焊接面幾何形狀被設計為在鋼工件內集中電流(相對于鋁工件)，并且在電流流動期間還使鋼工件產生一些變形。這帶來的好處是鋼工件的熱和電的低導性，以及其相對于鋁工件的升高的熔點。在稍微不同的方式中，配置在鋁側電極的第二焊接面幾何形狀被設計為破壞鋁工件上的耐火氧化層，并且包含在鋁工件內發(fā)展的熔融鋁焊接熔池。第二焊接面幾何形狀的尺寸和形狀對包含的熔融鋁焊接熔池在其發(fā)展時產生作用。

現(xiàn)在參考圖1、5和7，至少一個切削表面68a、68b、68c、68d包括下端部72和上端部74。下端部72至少延伸到通孔16的中心軸18并且具有前緣76和后緣78。前緣76從遠端80向上形成并且成型為切割至少第一焊接面幾何形狀和任何環(huán)繞過渡突出部成為焊接電極?；謴椭螅哂械谝粠缀涡螤畹暮附用婢哂刑囟ㄖ睆?，和另外的特定平面或圓丘形狀。下端部72的后緣78類似前緣76向上形成，但是偏移為低于前緣76，以使下端部72中的切削表面68從前緣76向后緣78以從3°到8°范圍的正后角傾斜。正后角大體在圖7中示出。

第一切削表面68的上端部74為凸出形狀，并且從下端部72延伸到切割出屑槽58的細長足部62。上端部74具有前緣82和后緣84。像在下端部72中一樣，這兩個邊緣82、84可以通過正后角偏移，但它們不是必須如此，因為上端部74不是必須參與切割第一焊接面幾何形狀。而是，上端部74的功能為在切割刀具10圍繞通孔16的軸18轉動期間，將焊接電極定心并向下朝向下端部72引導。實際上，當焊接電極被接收到第一切割槽32中并且切割刀具10被轉動來恢復第一焊接面幾何形狀時，切削表面68的上端部74通常不會接觸，因此不會切割焊接面和過渡突出部外部的焊接電極的相鄰區(qū)域。

這里，在圖1、5和7的實施方式中，兩個對齊的第一切削表面68a、68c包括剛剛描述的下端部72，而另外兩個對齊的第一切削表面68b、68d包括下端部72的變型，其中僅有的重要差異是遠端80沒有一直延伸到通孔16的軸18。四個切削表面68a、68b、68c、68d的每個還包括以上描述的上端部74用于引導和定心焊接電極。因而所有四個第一切削表面68a、68b、68c、68d成形為參與切割焊接面來恢復第一幾何形狀，同時還幫助對齊和引導焊接電極的焊接面到第一切割槽32內的適當位置。在這個實施方式中一起采用四個切削表面68a、68b、68c、68d來使其更容易和更節(jié)約時間的恢復第一形狀。

圖10中示出焊接電極200(也稱為“第一焊接電極200”)，其包括第一焊接面幾何形狀并且通過一個或多個切割出屑槽58的第一切削表面68在第一切割槽32內可修整。第一焊接電極200包括本體202和焊接面204。電極本體202優(yōu)選為圓柱形并且包括具有圓周2060的前端206。本體202在其前端圓周2060的直徑2062優(yōu)選在12mm至22mm的范圍內，或者更窄的，在16mm至20mm的范圍內。焊接面204放置于本體202的前端206并且具有圓周2040，圓周2040與本體202的前端206的圓周2060一致(全面電極)，或通過截錐或截頂球形形狀的過渡突出部208從前端206的圓周2060向上設置到在2mm至10mm之間的距離。如果過渡突出部208是截錐形的，截斷角優(yōu)選從焊接面圓周2040的水平面在15°至40°之間。如果過渡突出部208是球形的，過渡突出部208的曲率半徑優(yōu)選范圍在6mm至20mm范圍，或者更窄地，在8mm至12mm之間。

焊接面204優(yōu)選具有在其圓周2040測量的直徑2042，該直徑在3mm至16mm范圍內，或者更窄的，在4mm至8mm的范圍內。根據(jù)它的形狀，焊接面204包括可以是平面或圓丘的基體焊接面表面210。如果是圓丘形的，基體焊接面表面210從焊接面204的圓周2040向上和向內上升以達到向上彎曲的凸形形狀。例如，在一個特別實施方式中，基體焊接面表面210可以是球形圓丘形的，其中它具有曲率半徑優(yōu)選在8mm至400mm范圍內、或更窄的在25mm至100mm范圍內的球形輪廓。焊接面204的幾何形狀-無論在形狀上是平面或是具有其規(guī)定直徑2042的圓丘狀-都可以通過在切割刀具10的第一切割槽32中接收老化焊接面204，隨后圍繞焊接面204的軸線212轉動刀具10來切割和復原。這樣做，一個或多個切割出屑槽58的第一切削表面68切削焊接面材料來暴露新的焊接面材料并且復原第一焊接面幾何形狀。

第一焊接電極200可以由適用于點焊應用的任何導電和導熱材料構造，所述材料可能在焊接期間經歷老化。例如，第一焊接電極200可以由銅合金構造，銅合金具有至少80％iacs、或更優(yōu)選的至少90％iacs的導電率，和至少300w/mk、或更優(yōu)選的至少350w/mk的導熱率?？梢杂糜诘谝缓附与姌O200的銅合金的一個特定示例是包含大約0.10wt％到大約0.20wt％鋯和余量銅的銅鋯合金(cuzr)。優(yōu)選滿足這個構成組分并且被標明為c15000的銅合金。也可以使用，沒有在這里明確提到的，具有適當?shù)臋C械性能以及導電和導熱性能的其它銅合金組成以及其它金屬組成，包括例如，c18200銅鉻(cucr)合金，c18150銅鉻鋯(cucrzr)合金，或基于耐火的金屬復合物，如鎢銅金屬復合物。

現(xiàn)在參考圖2、6、8和9，至少一個的第二切削表面70包括下端部86和上端部88，非常類似于第一切削表面68。下端部86至少延伸到通孔16的中心軸18并且具有前緣90和后緣92。前緣90從遠端94向上形成并且成型為切割至少第二焊接面幾何形狀和任何環(huán)繞過渡突出部成為焊接電極。復原之后，具有第二幾何形狀的焊接面具有特定直徑，和另外的包括多個豎立環(huán)形脊的特定圓丘形狀。下端部86的后緣92類似于前緣90向上形成，但是偏移為低于前緣90，以使下端部86內的切削表面70以從3°到8°范圍的正后角從前緣90傾斜到后緣92。正后角在圖8中示出。

如圖9所示，下端部86中的第二切削表面70限定至少部分地從前緣90延伸到后緣92的多個陷入凹槽96，以使在切割刀具10的轉動期間，陷入凹槽作為第二焊接面幾何形狀的一部分切割進入焊接面。可以是平直或彎曲的橫穿第二切削表面70的陷入凹槽96，優(yōu)選包括兩個到十個凹槽，所述凹槽從前緣90到后緣92完全橫穿切削表面70延伸。每個陷入凹槽96具有范圍從20μm至500μm、或更窄的從50μm至300μm的高度(測量為在前緣90從切削表面70的最大陷入距離)。另外，陷入凹槽96沿著切削表面70間隔開(測量為在前緣90沿著切削表面70的相鄰凹槽96中點之間的距離)范圍從50μm至1800μm，或更窄的，從80μm至1500μm。在優(yōu)選實施方式中，每個陷入凹槽96的底部具有恒定曲率半徑，以形成鈍的或圓形形狀的截面，盡管其它替代截面形狀肯定是可能的，包括截斷的半環(huán)形和三角形。

陷入凹槽96可以以與第二切削表面70的正后角相同或不同的正后角從前緣90橫穿第二切削表面70延伸。特別是，陷入凹槽96的從前緣90朝向后緣92的正后角范圍可從1.5°到20°，或更窄的，從5°到15°。如果陷入凹槽96平直延伸穿過第二切削表面70，如圖2和6所示，凹槽96的正后角優(yōu)選大于8°，以允許在切割刀具10的轉動期間在內槽壁與被切割和修復的豎立脊之間有足夠的間隙。然而，如果陷入凹槽96是彎曲地穿過第二切削表面70來匹配被切割和修復的脊的彎曲，則正后角可以與第二切削表面70的后角相同或甚至小于第二切削表面70的后角(例如，低至1.5°)，因為凹槽96的彎曲本質上限制了內槽壁和被切割和復原的脊之間的干擾。

第二切削表面70的上端部88是凸形形狀并且從下端部86延伸到切割出屑槽58的細長足部62。上端部88具有前緣98和后緣100。與在下端部86中一樣，這兩個邊緣98和100可以通過正后角偏移，但它們不是必須如此，因為上端部88不是必須參與切割第二焊接面幾何形狀。而是，上端部88的功能為在切割刀具10圍繞通孔16的中心軸18轉動期間，定心和向下朝向下端部86引導焊接電極。實際上，當焊接電極被接收在第二切割槽34中并且切割刀具10轉動來恢復第二焊接面幾何形狀時，切削表面70的上端部88通常不會接觸，因此不會切割在焊接面和過渡突出部外部的焊接電極的相鄰區(qū)域。

在圖2、6、8和9的實施方式中，兩個對齊的第二切削表面70b、70d包括剛剛描述的下端部86，而另外兩個對齊的第二切削表面70a、70c包括下端部86的變型，其中不存在陷入凹槽96并且遠端94沒有一直延伸到通孔16的中心軸18。四個切削表面70a、70b、70c、70d的每個還包括上述上端部88用于引導和定心電極。因而所有四個第二切削表面70a、70b、70c、70d成形為幫助對齊和引導焊接電極的焊接面到第二切割槽34內的適當位置，并且進一步切割和恢復電極的過渡突出部區(qū)域。但是僅有包括陷入凹槽96的兩個第二切削表面70b、70d實質上參與到切割焊接面來恢復作為第二焊接面幾何形狀的一部分的環(huán)形脊。此外，如圖所示，如同相似地具有延伸到通孔16的中心軸18的遠端80的第一切削表面68a、68c，具有延伸到通孔16的中心軸18的遠端94的第二切削表面70b、70d不存在于相同刃60上。替代的，兩組第一和第二切削表面68a、68c、70b、70d在切割部件14上彼此橫向取向。

圖11中示出焊接電極220(也稱為“第二焊接電極220”)，其包括第二焊接面幾何形狀并且通過一個或多個切割出屑槽58的第二切削表面70在第二切割槽34內可修整。第二電極220包括電極本體222和焊接面224。電極本體222優(yōu)選是圓柱形形狀并且包括具有圓周2260的前端226。本體222在其前端圓周2260截取的直徑2262優(yōu)選在12mm至22mm的范圍內，更窄的，在16mm至20mm的范圍內。焊接面224布置于本體222的前端226并且具有圓周2240，圓周2240與本體222的前端226的圓周2260一致(全面電極)，或通過截錐或截斷的球形形狀的過渡突出部228，從前端226的圓周2260向上設置到在2mm至10mm之間的距離。如果過渡突出部228是截錐形的，截斷角優(yōu)選從焊接面圓周2240的水平面在30°至60°之間。如果過渡突出部228是球形的，過渡突出部228的曲率半徑優(yōu)選范圍在6mm至12mm之間。

焊接面224優(yōu)選具有在其圓周2240處測量的在8mm至20mm范圍內，或更窄的，在10mm至15mm的范圍內的直徑2242。根據(jù)它的形狀，焊接面224包括圓丘的基體焊接面表面230。這樣，基體焊接面表面230從焊接面224的圓周2240向上和向內上升以獲得向上彎曲的凸形形狀。例如，在一個特別實施方式中，基體焊接面表面230可以是球形圓丘狀的，其中它具有曲率半徑優(yōu)選在15mm至300mm范圍內，或更窄的在20mm至50mm范圍內的球形輪廓。此外，焊接面224包括從基體焊接面表面230向外突出的一系列豎立環(huán)形脊232。這些環(huán)形脊232通過加壓和破碎通常涂敷在鋁工件表面的機械堅硬和電絕緣的耐火氧化層，使第二焊接電極220建立與鋁工件表面良好的機械和電接觸。

該系列豎立環(huán)形脊232優(yōu)選地關于焊接面224的軸線234定心和圍繞焊接面224的軸線234。脊232從其上突出的基體焊接面表面230總計可以占焊接面224的表面面積的50％或更多，優(yōu)選在50％-80％之間。剩余的表面面積被認為屬于該系列的豎立環(huán)形脊232，其優(yōu)選包括從兩個到十個脊232，或更窄的從三個到五個脊232。幾個豎立環(huán)形脊232在基體焊接面表面230上彼此徑向間隔，以使豎立脊232，當從緊緊圍繞焊接面224的軸線234的最內豎立脊232a(圖12)向最靠近焊接面224的圓周2240從而離焊接面224的軸線234最遠的最外豎立脊232b(圖12)移動時，直徑變大。

豎立環(huán)形脊232的尺寸和形狀被經歷一些改變而不犧牲它們的修整能力。在一個實施方式中，最佳如圖11所示，每個豎立環(huán)形脊232具有封閉的圓周，意味著脊232的圓周是連續(xù)彎曲的，并且因此沒有被明顯隔斷打斷，另外由沒有尖角的截面形狀限定同時具有彎曲的(如圖所示)或平的頂表面。此外，如圖12所示，每個環(huán)形脊232還具有脊高度232h-在脊232-的中點取得-當以截面圖觀察時從基體焊接面表面230向上延伸。每個脊232的脊高度232h優(yōu)選范圍從20μm至500μm，或更窄的，從50μm至300μm。并且在基體焊接面表面230上的褶被232的間距通過在兩個相鄰脊232的中點之間距離被測量，脊232的間距優(yōu)選范圍從50μm至1800μm，或更窄的，從80μm至1500μm。每個環(huán)形脊232在橫截面上優(yōu)選是半圓形、截斷半圓形、或三角形的。

焊接面224的幾何形狀——特別是具有豎立環(huán)形脊232的圓丘基體焊接面表面230和焊接面224的規(guī)定直徑2242——可以通過在切割刀具10的第二切割槽34中接收老化焊接面224并且隨后圍繞焊接面224的軸線234轉動刀具10進行切割和恢復。這樣做，焊接面224上的豎立環(huán)形脊232被對準在至少部分地穿過一個或多個切割出屑槽58的第二切削表面70的陷入凹槽96中，并且切割刀具10的轉動切削焊接面材料來暴露新的焊接面材料并且恢復第二焊接面幾何形狀。第一和第二焊接電極200、220的第一和第二焊接面幾何形狀可以通過在第一焊接面204和第二焊接面224分別被接收到第一和第二切割槽32、34中時轉動切割刀具10被同時恢復。

類似于第一點焊接電極200，第二焊接電極220可以由適用于點焊應用的任何導電和導熱材料構造，所述材料可能在焊接期間經歷老化。例如，第二焊接電極220可以由銅合金構造，銅合金具有至少80％iacs，或更優(yōu)選的至少90％iacs的導電率，和至少300w/mk，或更優(yōu)選的至少350w/mk的導熱率。像之前一樣，可以用于第二焊接電極220的銅合金的一個特定示例是包含大約0.10wt％到大約0.20wt％鋯和余量銅的銅鋯合金(cuzr)。優(yōu)選滿足這個構成組分并且被標明為c15000的銅合金。也可以使用，沒有在這里明確提到的，具有適當?shù)臋C械性能以及導電和導熱性能的其它銅合金組成以及其它金屬組成，包括例如，c18200銅鉻(cucr)合金，c18150銅鉻鋯(cucrzr)合金，或基于耐火的金屬復合物，如鎢銅金屬復合物。

應當理解的是構造為修整不對稱的第一和第二焊接面幾何形狀的其它切割出屑槽設計當然是可能的，并且可以用作替代切割出屑槽58a、58b、58c、58d-具有它們相對的第一和第二切削表面68a、68b、68c、68d、70a、70b、70c、70d-如圖所示和如上所述。例如，切割部件14可以包括具有第一切削表面68和第二切削表面70的僅一個切割出屑槽58。軸向間隔的第一和第二切削表面68、70可以包括上述的下端部72、86。在另一個示例中，切割部件14可以包括兩個相反的切割出屑槽58，其每個具有第一切削表面68和第二切削表面70。相反的切割出屑槽58的第一切削表面68和第二切削表面70可以分別以如同表面68a、68c和表面70b、70d的相同方式構造，如上所述。

如果需要，切割刀具10可以用于修整在電阻點焊中接合包括異質工件的層疊工件300的一對焊接電極，如圖13-18所示。層疊工件300具有第一側302和第二側304，并且包括彼此疊加和緊靠以構建延伸穿過焊接位置312的搭接界面310的至少鋼工件306和鋁工件308。層疊工件300的第一側302由鋼工件表面314提供，并且第二側304由鋁工件表面316提供。因此，層疊工件300可以是僅包括相鄰一對鋼和鋁工件306、308的“雙層”層疊，或它可以是包括相鄰鋼和鋁工件306、308加上另外鋼工件318(如圖14中所示鋼-鋼-鋁)或另外鋁工件320(如圖15中所示鋼-鋁-鋁)的“三層”層疊，只要相同基體金屬組分的兩個工件彼此緊接放置。在其它實施方式中，層疊工件300甚至可以是“四層”層疊，如鋼-鋼-鋼-鋁，鋼-鋼-鋁-鋁，或鋼-鋁-鋁-鋁。

鋼工件306包括涂層或未涂層(即裸露)的多種多樣的強度和等級中的任何種鋼基板。涂層或未涂層的鋼基板可以熱軋或冷軋，并且可以包含鋼，如低碳鋼、無間隙鋼、烘烤硬化鋼、高強低合金(hsla)鋼、雙相(dp)鋼、復相(cp)鋼、馬氏體(mart)鋼、相變誘導塑性(trip)鋼、孿生誘導塑性(twip)鋼和硼鋼，如當鋼工件306包括模壓淬火鋼(phs)時。如果被涂層，鋼基板優(yōu)選包括由鋅(如，熱浸鍍鋅或電鍍鋅)、鋅鐵(鍍鋅)、鋅鎳合金、鎳、鋁、或鋁硅合金制成的表面層。如本文使用的術語“鋼工件”因此包含多種多樣的不同等級和強度的鋼基板，無論涂層或未涂層，還包括那些已經歷預焊處理的鋼基板，預焊處理例如在模壓淬火鋼的制造中像退火、淬火、和/或回火?？紤]到鋼基板的厚度和可能存在的任何表面涂層，鋼工件306至少在焊接位置312具有范圍從0.3mm至6.0mm、或更窄地從0.6mm至2.5mm的厚度3060。

鋁工件308包括涂層或未涂層(裸露)的鋁基板。鋁基板可以由非合金的鋁或包括至少85wt％鋁的鋁合金組成。可構成涂層或未涂層的鋁基板的一些值得注意的鋁合金是鋁鎂合金、鋁硅合金、鋁鎂硅合金、或鋁鋅合金。如果被涂層，鋁基板優(yōu)選包括為它的原生耐火氧化層的表面層，或替代的，它可以包括由鋅、錫、或包含鈦、鋯、鉻、或硅的氧化物的金屬氧化轉化涂層制成的表面層，如us2014/0360986中所述?？紤]到鋁基板的厚度和可能存在的任何表面涂層，鋁工件308至少在焊接位置312具有范圍從0.3mm至約6.0mm，或更窄地從0.5mm至3.0mm的厚度3080。

鋁工件308的鋁基板可以提供為鍛造或鑄造成型。例如，鋁基板可以由4xxx、5xxx、6xxx、或7xxx系鍛造鋁合金板層、擠出件、鍛件、或其它加工物件組成。替代的，鋁基板可以由4xx.x、5xx.x、或7xx.x系鋁合金鑄造件組成?？梢詷嫵射X基板的一些更多特定種類的鋁合金包括，但不限制于，aa5182和aa5754鋁鎂合金、aa6011和aa6022鋁鎂硅合金、aa7003和aa7055鋁鋅合金、和al-10si-mg鋁壓鑄合金。如果需要，鋁基板還可以被用在各種回火，包括退火(o)、應變硬化(h)和固溶熱處理(t)。如本文使用的術語“鋁工件”因此包含非合金的鋁和多種多樣的鋁合金基板，無論涂層或未涂層，以不同的可點焊形式，包括鍛造板層、擠出件、鍛件等以及鑄造件，并且還包括已經歷預焊處理的鋁基板，如退火、應變硬化和固溶熱處理。

提供層疊工件300的第一和第二側302、304的鋼工件表面314和鋁工件表面316可以通過相鄰且疊加的鋼工件和鋁工件306、308而顯示出。例如，當兩個工件306、308被層疊用于圖13中所示的“兩層”實施例情況下的點焊時，鋼工件306包括搭接表面322和外部的外表面324，并且同樣的，鋁工件308包括搭接表面326和外部的外表面328。兩個工件306、308的搭接表面322、326彼此疊加和接觸以構建延伸穿過焊接位置312的搭接界面310。另一方面，鋼工件和鋁工件306、308的外部外表面324、328，在焊接位置312以相反方向朝向遠離彼此，并且分別構成層疊工件300的鋼工件表面和鋁工件表面314、316。

術語“搭接界面310”在本公開中被廣義的使用并且旨在包含相鄰的鋼和鋁工件306、308的搭接表面322、326之間的直接和間接接觸的情況。當搭接表面322、326物理上地緊靠并且沒有被獨立的介于中間的材料層分開時，它們彼此直接接觸。當搭接表面322、326被獨立的介于中間的材料層分開時，它們彼此間接接觸——因此沒有經歷在直接接觸中存在的界面物理緊靠的類型——但仍足夠緊密彼此靠近，從而仍然可以進行電阻點焊。當可選中間材料層(未示出)在層疊工件300的成型期間在工件306、308相互疊加抵靠之前施加在搭接表面322、326之間時，通常導致鋼和鋁工件306、308的搭接表面322、326之間的間接接觸。

可以存在于相鄰鋼和鋁工件306、308的搭接表面322、326之間的中間材料層是還沒固化的可熱固化結構性粘結劑。這樣的中間材料通常具有0.1mm至2.0mm的厚度，這允許點焊沒有太大難度的穿過中間層。結構性粘結劑可以置于鋼和鋁工件306、308的搭接表面322、326之間，以便在點焊之后，層疊工件300可以在elpo烤爐或其它設備中被加熱來固化粘結劑并提供工件306、308之間的額外粘接。適當?shù)目蔁峁袒Y構性粘結劑的特定示例是可熱固化環(huán)氧樹脂，其可以包括填充顆粒，如二氧化硅顆粒，以便當固化時改變粘結劑的粘度或其它機械性能。多種可熱固化環(huán)氧樹脂是市售的，包括dowbetamate1486、henkel5089、和uniseal2343。代替可熱固化結構性粘結劑，其它類型的材料當然可以構成中間材料層。

當然，如圖14-15所示，層疊工件300不限制于僅包括鋼工件306和相鄰鋁工件308。層疊工件300還可以包括另外的鋼工件318或另外的鋁工件320——除了相鄰鋼和鋁合金工件306、308之外——只要另外的工件與具有相同基體金屬組分的工件306、308相鄰放置；也就是，另外的鋼工件318(如果存在)與其它鋼工件306相鄰放置，并且另外的鋁工件320(如果存在)與其它的鋁工件308相鄰放置。至于另外工件的特征，以上提供的鋼工件306和鋁工件308的說明可適用于可以被包括在層疊工件300中的另外的鋼工件或另外的鋁工件。應當注意的是，盡管相同的總體說明適用，但不要求3t層疊的兩個鋼工件或兩個鋁工件就組分、厚度或形式(鍛造或鑄造)而言是相同的。

例如，如圖14所示，層疊工件300可以包括上述相鄰鋼和鋁工件306、308連同疊加且與鋼工件306相鄰放置的另外的鋼工件318。當另外的鋼工件318這樣定位時，鋁工件308的外部外表面328構成提供層疊工件300的第二側304的鋁工件表面316，如同之前，同時位于與鋁工件308相鄰的鋼工件306現(xiàn)在包括一對相反的搭接表面322、330。鋼工件306的搭接表面322面對和接觸(直接或間接)鋁工件308的相鄰搭接表面326，如先前所述在兩個工件306、308之間構建搭接界面310。鋼工件306的另一個搭接表面330面對和疊加接觸(直接或間接)另外的鋼工件318的搭接表面332。這樣，在這個特定布置的疊加工件308、306、318中，另外的鋼工件318的外部外表面334現(xiàn)在構成提供層疊工件300的第一側302的鋼工件表面314。

在另一個示例中，如圖15所示，層疊工件300可以包括上述相鄰鋼和鋁工件306、308連同疊加和與鋁構件308相鄰放置的另外的鋁工件320。當另外的鋁工件320這樣定位時，鋼工件306的外部外表面324構成提供層疊工件300的第一側302的鋼工件表面314，如同之前，同時位于相鄰于鋼工件306的鋁工件308現(xiàn)在包括一對相反的搭接表面326、336。鋁工件308的搭接表面326面對和接觸(直接或間接)鋼工件306的相鄰搭接表面322，如先前所述在兩個工件306、308之間構建搭接界面310。鋁工件308的另一個搭接表面336面對和疊加接觸(直接或間接)另外的鋁工件320的搭接表面338。這樣，在這個特定布置的疊加工件306、308、320中，另外的鋁工件320的外部外表面340現(xiàn)在構成提供層疊工件300的第二側304的鋁工件表面316。

現(xiàn)在轉向圖16-17，以上所述的第一焊接電極200和第二焊接電極220可以被用于電阻點焊層疊工件300。第一焊接電極200的焊接面204具有第一幾何形狀(通過切割刀具10的第一切割槽32可修整)并且第二焊接電極220的第二焊接面224具有第二幾何形狀(通過切割刀具10的第二切割槽34可修整)。焊接電極200、220被承載到任何適當類型的焊槍(未示出)上，包括c型或x型焊槍，并且電連接到能夠根據(jù)編程焊接程序在焊接電極200、220之間并且穿過層疊工件300輸送電流——優(yōu)選在5ka到50ka范圍內的直流電流——的電源。焊槍還可以安裝有冷卻劑管線和相關控制設備以便在點焊操作期間輸送冷卻劑流體，如水，到每個焊接電極200、220。

電阻點焊方法通過相對于層疊工件300定位第一和第二焊接電極200、220以使第一焊接面204面對鋼工件表面314并且第二焊接面224面對鋁工件表面316開始，如圖16中所示。隨后在焊接位置312在施加的夾持力下以彼此面對齊的方式將第一焊接面204和第二焊接面224按壓在它們各自的鋼工件表面和鋁工件表面314、316。施加的夾持力優(yōu)選范圍從400lb到2000lb，或更窄的，從600lb到1300lb。雖然在這個附圖中僅描繪了彼此疊加且相鄰布置從而構建搭接界面310的鋼工件和鋁工件306、308，但電阻點焊方法的以下討論同樣適用于其中層疊工件300包括另外的鋼工件318或另外的鋁工件320(圖14-15)的情況，即使為了清晰起見那些另外的工件318、320從附圖中省略。

在第一焊接面204和第二焊接面224分別被按壓在層疊工件300的鋼和鋁工件表面314、316之后，電流經由它們的面對齊的焊接面204、224在焊接電極200、220之間經過。在焊接電極200、220之間交換的電流穿過層疊工件300和橫穿在相鄰的鋼和鋁工件306、308之間構建的搭接界面310。電流流動的阻力熔化鋁工件308并且在鋁工件308內產生熔融鋁焊接熔池350，其中所述電流優(yōu)選是具有范圍從5ka到50ka的電流水平的直流電流。熔融鋁焊接熔池350在焊接位置312潤濕鋼工件308的搭接表面322并且穿透一定距離進入鋁工件308，該距離從鋁工件308的厚度3080的20％到100％范圍內變化。

當電流流動停止，熔融鋁焊接熔池350固化成焊接接頭352，其在焊接位置312將鋼和鋁工件306、308焊接連接在一起，如圖17所示，沒有消耗工件306、308之間的搭接界面310。焊接接頭352包括鋁工件308的再凝固材料，而且還可以包括鄰近于鋼工件306的搭接表面322的fe-al金屬間化合物的一個或多個反應層。一個或多個fe-al金屬間層可以包括feal3化合物，fe2al5化合物和可能的其它金屬間化合物，并且通常具有1μm至5μm的組合的總厚度。焊接接頭352在焊接位置312延伸進入鋁工件308至一定距離，所述距離經常從鋁工件308的厚度3080的20％到100％(100％是完全穿過鋁工件308)范圍內變化，正如先前存在的熔融鋁焊接熔池350。

在停止電流經過焊接電極200、220之間并且不再需要由焊接電極200、220施加的夾持力之后，焊接電極200、220從它們各自的鋼和鋁工件表面314、316縮回。電阻點焊方法隨后在相同或不同層疊工件300上的其它焊接位置312重復。電阻點焊操作中第一和第二焊接電極200、220的持續(xù)使用最終導致第一焊接面204和第二焊接面224變得老化。焊接面204、224的這種老化通常是不可避免的并且在某點開始干擾電流在焊接電極200、220之間和穿過層疊工件300的流通。當由于明顯的焊接面老化電流流動被干擾時，焊接接頭352的形成被擾亂，使其很難持續(xù)獲得接頭352中的良好強度性能。

層疊工件300中異質材料以及第一和第二焊接電極200、220的不同焊接面幾何形狀的組合，導致發(fā)生在第一焊接面204和第二焊接面224的不同形式的老化。例如，由于在鋼工件表面314經歷的高溫和焊接面204上施加的夾持壓力，第一焊接電極200的第一焊接面204可以以迅速增長的形式經歷宏觀變形，特別是當鋼工件306包括高強度鋼，如dp、trip、或其它。另外，第一焊接面204，如果由銅合金構造，可能在鋼工件306上與鋅(如果存在)反應，以在焊接面204上形成銅鋅合金層，其加速宏觀變形。另一方面，第二焊接電極220的第二焊接面224，如果由銅合金構造，可能經歷在銅和鋁之間的金屬間反應，其形成銅鋁反應產物。這個銅鋁反應產物可以使焊接面224破裂且有凹陷。另外，豎立環(huán)形脊232經過一段時間可能變形或變平，這危害焊接面224的使電流流通進或出層疊工件300的能力。

無論何時需要，第一和第二焊接面204、224可由切割刀具10周期性地修整以抵消焊接面老化，并且因此延長第一和第二焊接電極200、220的可用操作壽命。特別是，第一和第二焊接電極200、220可以在形成從10到100個的任何數(shù)量的焊接接頭352之后被修整。也就是，第一和第二焊接電極200、220可以用于形成從10個到100個的范圍的第一組焊接接頭352，隨后使用切割刀具10修整。修整之后，第一和第二焊接電極200，220可以再一次用于形成從10個到100個的范圍的第二組焊接接頭352，隨后使用切割刀具10又一次修整。對于每個焊接電極200、220，焊接和修整的這種模式可以持續(xù)直到由于修整操作導致的焊接面材料的累計消耗致使電極200、220不適合繼續(xù)使用。由于使用切割刀具10的每個修整操作去除了范圍從10μm至500μm、更優(yōu)選的50μm至200μm的材料的深度，在不得不用具有相同焊接面幾何形狀的新電極替換之前，每個焊接電極200、220通?？梢越浭軓?0到500次的任意數(shù)量的修整操作。

可以進行使用切割刀具10來修整第一和第二焊接面204、224，而無需從焊槍上移除第一和第二焊接電極200、220。修整操作包括將切割刀具10安裝到可轉動刀架。第一和第二焊接電極200、220隨后沿著切割刀具10的通孔16的中心軸18同時聚攏，以使第一焊接面204接收在第一切割槽32中并且第二焊接面224接收在第二切割槽34中，如圖18所示。焊接面204、224的這種接收使它們分別接觸切割部件14的一個多個切割出屑槽58的第一和第二切削表面68、70。這時，第二焊接面224上的豎立環(huán)形脊232與在第二切割出屑槽34的第二切削表面70中限定的匹配陷入凹槽96對準并接收在該匹配陷入凹槽96中。當?shù)谝缓偷诙附用?04、224這樣被接收時，第一焊接面204的軸線212和第二焊接面224的軸線234與切割刀具10的通孔16的中心軸18同軸對齊。

切割刀具10圍繞通孔16的中心軸18，以通常范圍在100rpm到1000rpm，或更窄的，從200rpm到500rpm的速度，轉動最少圍繞焊接面204、224的軸線212、234的一圈到十圈、或更窄的四圈到六圈的整圈轉動。在該轉動期間，一個或多個切割出屑槽58的切削表面68、70的前緣76、90相似地圍繞它們各自焊接面204、224的軸線212、234轉動，同時保持與焊接面204、224接觸。前緣76、90圍繞焊接面204、224的這種轉動運動切割第一和第二焊接面204、224和它們的相關過渡突出部208、228來暴露新的焊接面材料并且復原第一和第二焊接面幾何形狀。一旦第一和第二焊接面204、224已經被足夠的修整，焊接電極200、220從第一和第二切割出屑槽32、34縮回，由于它們仍然由焊槍承載，可以快速回到使用中。

優(yōu)選示例性實施方式和特定示例的以上說明本質上僅僅是說明性的；它們的目的不是限制以下權利要求的范圍。所附權利要求中使用的每個術語應當被賦予其普通和習慣的含義，除非另外在說明書中特別地或清楚地被陳述。