CN101596642B - 电阻焊接方法和焊接结构 - Google Patents

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Abstract

通过以下步骤电阻焊接两个或更多个重叠板(12，14)和薄板(16)：在两个或更多个重叠板(12，14)上放置薄板(16)，所述薄板的厚度小于两个或更多个重叠板(12，14)中的每一个的厚度；将焊接辅助构件(18)放置在薄板(16)上；使一对电极(22，28)中的一个电极(22)邻接在焊接辅助构件(18)上，而使电极(22，28)中的另一个电极(28)邻接在两个或更多个重叠板(12，14)中的最下面的板(12)的底面(26)上；以及通过所述一对电极(22，28)将两个或更多个重叠板(12，14)和薄板(16)互相电阻焊接到一起。

Description

电阻焊接方法和焊接结构
技术领域
本发明涉及一种用于电阻焊接两个或更多个重叠板和薄板的方法，并且还涉及一种焊接结构。更具体地，本发明涉及一种用于将两个或更多个重叠板可靠地电阻焊接到薄板的电阻焊接方法，并且还涉及一种焊接结构。
背景技术
电阻焊接方法已经是公知的，在所述电阻焊接方法中，重叠的金属板夹在棒状电极之间，并且在短时间内将大电流供给所述棒状电极，同时金属板强烈受压，并且其中金属融化，然后凝固在金属板之间的每一个接触面上以形成熔核，使得重叠的金属板被焊接在一起。
专利文献1公开了一种用于将工件106焊接在一起的电阻焊接方法，所述工件通过以下步骤构造而成：首先将厚板102放置在厚板100上，然后在厚板102上放置薄板104，所述薄板的厚度小于厚板100和102的厚度(见图3A)。根据专利文献1公开的方法，从电源(未示出)将电流供应给电极108与110之间的工件106，同时工件106通过电极108和110相互形成挤压接触。因此，熔核产生在厚板100和102之间的接触面周围。熔核随后的生长使厚板100和102与薄板104焊接在一起。
此外，专利文献2公开了一种技术构思，其中，通过将树脂构件116放入薄板112和114之间而制造的复合构件118被电阻焊接到放置在厚板120上的工件122(见图3B)。根据专利文献2中公开的方法，具有与厚板120的厚度相同的厚度的垫板124放置在薄板114上。然后，使电极126邻接在垫板124上。使电极128邻接在厚板120的底面上。然后，在电极126和128之间供给电流。从而，将厚板120焊接到薄板112和114。
[专利文献1]JP-A-2003-251468
[专利文献2]JP-A-06-246462
专利文献1中公开的通常用于焊接的电极108的末端部被在所述电极内循环的冷却水冷却。因为与从电极108的末端部到厚板100和102之间的接触面的距离相比，从电极108的末端部到厚板102与薄板104之间的接触面的距离较短，所以有时熔核的生长被阻碍，使得厚板102和薄板104的焊接不充分。在薄板104通过电极108与厚板102形成挤压接触的情况下，在厚板102与薄板104之间基本上没有间隙形成。因此，在从电极108流到电极110的电流在厚板102与薄板104之间的接触面中通过的情况下，有时电流被扩散，使得电流密度减小，抑制焦耳热的生成，并且厚板102与薄板104的焊接不充分。另外，根据专利文献1，电极110的末端部与厚板100之间的接触面积被设定为大于电极108的末端部与薄板104之间的接触面积，以便逐渐减小电流密度并使熔核均匀生长。这使得必须准备多个电极108和110，由于厚板100和102以及薄板104的厚度之间的关系，所述多个电极的末端直径互不相同。
根据专利文献2中公开的焊接方法，使用垫板124执行工件122的焊接。然而，必须通过设定从树脂构件116沿向上方向布置的板的厚度、和从树脂构件116沿向下方向相对于树脂构件116对称布置的板的厚度，将厚板120的厚度设定为等于垫板124的厚度，以便使施加到工件的压力均匀。因此，在每一个电阻焊接处，应该根据厚板120的厚度准备垫板124。这使得电阻焊接过程变得复杂。
发明内容
本发明的一个或多个实施例提供一种用于尽可能可靠地电阻焊接两个或更多个重叠板和薄板构件的电阻焊接方法。
根据本发明的一个或多个实施例，电阻焊接方法包括以下步骤：在两个或更多个重叠板上放置薄板，所述薄板的厚度小于两个或更多个重叠板中的每一个的厚度；将焊接辅助构件放置在薄板上；使一对电极中的一个电极邻接在焊接辅助构件上，而使电极中的另一个电极邻接在两个或更多个重叠板中最下面的板的底面上；以及通过一对电极将两个或更多个重叠板和薄板相互电阻焊接到在一起。
因此，增加了在薄板与两个或更多个重叠板中的一个之间的接触面上的电流密度，从而促进焦耳热的生成。因此，可以确保实现薄板和两个或更多个重叠板的电阻焊接。
在完成两个或更多个重叠板和薄板的电阻焊接时，焊接辅助构件的上表面的面积可以等于或小于电极中的所述一个电极的末端部的面积。因此，可以将焊接辅助构件压入到薄板中。因此，可以更可靠地实现薄板和两个或更多个重叠板的电阻焊接。
此外，根据本发明的一个或多个实施例，焊接结构设置有：两个或更多个重叠板；薄板，所述薄板的厚度小于两个或更多个重叠板中的每一个的厚度，其中两个或更多个重叠板和放置在两个或更多个重叠板上的薄板将被相互电阻焊接到一起；和焊接辅助构件，其中焊接辅助构件的至少一部分放置在形成在薄板上的凹部上。
通过将焊接辅助构件的至少一部分放置在形成在薄板上的凹部上，可以增加薄板与两个或更多个重叠板中的一个的接触面上的电流密度。因而，可以促进焦耳热的生成。因此，可以确保实现薄板和两个或更多个重叠板的电阻焊接。此外，薄板的上表面被平坦化。因此，可以提高焊接结构的涂布质量。另外，可以保持所述焊接结构的外观。
根据本发明的一个或多个实施例的电阻焊接方法和焊接结构，通过经由焊接辅助构件将电流施加给薄板和两个或更多个重叠板在电极之间供应电流。因此，可以防止薄板的温度降低。此外，可以防止电流的扩散。另一方面，提高了在薄板与两个或更多个重叠板中的一个之间的接触面上的电流密度。因而，可以促进焦耳热的生成。因此，可以确保实现薄板和两个或更多个重叠板的电阻焊接。此外，薄板的上表面被平坦化。因此，可以提高焊接结构的涂布质量。另外，可以保持焊接结构的外观。
从以下说明、附图和权利要求将使本发明的其它方面和优点清楚呈现。
附图说明
图1A-1E是分别图示通过根据本发明的实施例的电阻焊接方法获得焊接结构的过程步骤的说明图；
图2A是图示根据本发明的实施例的焊接结构的示意性透视图；
图2B是沿图2A中所示的线IIB-IIB截得的横截面图；以及
图3A和3B是分别图示用于通过电阻焊接获得焊接结构的传统的电阻焊接方法的说明图。
具体实施方式
以下参照附图详细描述本发明的示例性实施例。图1A-1E是分别图示通过根据本发明的实施例的电阻焊接方法获得焊接结构10的过程步骤的说明图。图2A是图示焊接结构10的示意性透视图。图2B是沿图2A的线IIB-IIB截得的横截面图。
根据本实施例，当执行电阻焊接以获得焊接结构10时，首先将薄板16放置在重叠的厚板12和14上。然后，用于促进厚板14和薄板16的电阻焊接的焊接辅助构件18放置在薄板16的上表面20上(见图1A)。
厚板12和14的材料不局限于特定材料。然而，优选地，此材料例如是高抗张强度钢。薄板16的厚度被设定为小于厚板12和14中的每一个的厚度。优选地，薄板16的厚度是厚板12和14中的每一个的厚度的大约一半。此外，薄板16和焊接辅助构件18的材料不局限于特定材料。然而，优选地，薄板16和焊接辅助构件18的材料是低碳钢。用于将焊接辅助构件18放置在薄板16上的方法不局限于将板简单地放置在薄板16上的方法。例如，可以使用焊条通过电弧焊接、等离子焊接或激光焊接将板焊接到薄板16上。可选地，特定材料可以通过热喷涂或冷喷涂固定到薄板16。当将焊接辅助构件18压入到薄板16内时，有时通过将焊接辅助构件18拉入形成在薄板16内的凹部21中来减少焊接辅助构件18的上表面19的面积。即，虽然在将焊接辅助构件18放置在薄板16上时上表面19的面积可以大于或小于电极(即，电极中的一个)22的末端部24的面积，但是在完成电阻焊接时上表面19的面积被确定为等于或小于末端部24的面积。
接下来，使电极22的末端部24邻接在焊接辅助构件18上。此外，使电极(即，另一个电极)28的末端部30邻接在厚板12的底面26上，薄板16没有放置在厚板12的底面26上(见图1B)。接下来，在电极22和28相互靠近的方向上按压电极22和28。另外，从电源(未示出)将电流供应给电极22和28。因而，在从电极22到电极28的方向上按顺序将电流施加到焊接辅助构件18、薄板16和厚板14以及12。
冷却水在电极22的内部循环。因此，此冷却水的冷却作用通过焊接辅助构件18传递给薄板16。从薄板16的上表面24到接触面的距离变得更短，接触面的温度降低得更多。因此，薄板16的上表面20与焊接辅助构件18之间的接触面36、厚板14与薄板16之间的接触面34和厚板12与14之间的接触面32是成温度递增顺序的接触面。因此，熔核38的生成从接触面32附近开始(见图1C)。此外，通过电极22的推力开始将焊接辅助构件18压入到薄板16中。即，可以将焊接辅助构件18压入到薄板16中。
在进一步继续通过电极22和28按压和供应电流的情况下，熔核38生长到接触面34。同时，进一步将焊接辅助构件18压入到薄板16中(见图1D)。
在继续通过电极22和28按压和供应电流预定时间的情况下，熔核38超过接触面34生长到薄板16中。因此，厚板12和14以及薄板16相互成一体。因而，完成厚板12和14以及薄板16的电阻焊接(见图1E)。然后，将电极22与焊接辅助构件18分离。将电极28与厚板12的底面26分离。因而，得到焊接结构10(见图2A)。
根据本实施例，在获得焊接结构10的电阻焊接过程中，使电极22的末端部24邻接在焊接辅助构件18上，而不是使所述末端部直接邻接在薄板16上。因此，末端部24和接触面34彼此分开薄板16的厚度与焊接辅助构件18的厚度的总和。因此，减轻通过在电极22内循环的冷却水冷却接触面34的冷却效果。因此，从接触面32附近开始的熔核38的生长可以持续进行而不会受到接触面34的阻碍。因此，可以确保实现厚板14和薄板16的电阻焊接。此外，通过焊接辅助构件18执行从电极22到薄板16的电流供应，所述焊接辅助构件18的面积小于电极22的末端部24的面积。因此，可以防止电流扩散。此外，通过增加接触面34的电流密度促进焦耳热的产生。因此，可以确保实现厚板14和薄板16的电阻焊接(见图2B)。
另外，在本实施例中，两个厚板(即，厚板12和14)是重叠的。然而，厚板的数量不限于特定值。可以重叠三个或更多个厚板。在这种情况下，使电极28邻接在最底下的厚板上。
考虑到当焊接辅助构件18放置在薄板16上时，焊接辅助构件18被压入到薄板16中并被拉入凹部21中而收缩，要确定焊接辅助构件18的上表面19的面积，并且通过电极22将焊接辅助构件18压入到薄板16中。因此，在完成电阻焊接时，焊接辅助构件18被压入到薄板16中。此外，薄板16的上表面20被平坦化。因此，可以提高焊接结构的涂布质量。另外，可以保持焊接结构的外观。
如图2B中所示，焊接辅助构件18既没有融化也没有凝固。然而，焊接辅助构件18的厚度和材料可以被选择为薄板16的厚度和材料。因此，可以使熔核38生长超过接触面36。因而，可以将薄板16焊接到焊接辅助构件18。因此，通过将薄板16焊接到焊接辅助构件18可以可靠地防止焊接辅助构件18与薄板16脱离。
虽然已经结合本发明具体的示例性实施例进行了说明，但是对本领域的普通技术人员将显而易见的是在不背离本发明的情况下可以做各种改变和修改。因此，其目的是将落入本发明的精神和范围内的所有这些改变和修改覆盖在所附权利要求中。

Claims (3)

1.一种电阻焊接方法，包括以下步骤：
在两个或更多个重叠板(12，14)上放置薄板(16)，所述薄板的厚度小于所述两个或更多个重叠板(12，14)中的每一个的厚度；
将焊接辅助构件(18)放置在所述薄板(16)上；
使一对电极(22，28)中的一个电极(22)邻接在所述焊接辅助构件(18)上，而使电极(22，28)中的另一个电极(28)邻接在所述两个或更多个重叠板(12，14)中的最下面的板(12)的底面(26)上，其中使所述一对电极中的所述一个电极(22)的末端部(24)邻接在焊接辅助构件(18)上，而不是使所述末端部直接邻接在所述薄板(16)上；以及
通过所述一对电极(22，28)将所述两个或更多个重叠板(12，14)和所述薄板(16)互相电阻焊接到一起，其中来自所述一对电极中的所述一个电极(22)的电流的供应通过焊接辅助构件(18)执行，焊接辅助构件(18)的面积小于所述一对电极中的所述一个电极(22)的末端部(24)的面积，并且其中所述电流在从所述一对电极中的所述一个电极(22)到所述一对电极中的所述另一个电极(28)的方向上以焊接辅助构件(18)，薄板(16)和重叠板(12，14)的顺序供应到焊接辅助构件(18)，薄板(16)和重叠板(12，14)。
2.根据权利要求1所述的电阻焊接方法，其中，在完成所述两个或更多个重叠板(12，14)和所述薄板(16)的电阻焊接时，所述焊接辅助构件(18)的上表面(19)的面积等于或小于电极(22，28)中的所述一个电极(22)的末端部(24)的面积。
3.一种焊接结构，包括：
两个或更多个重叠板(12，14)；
薄板(16)，所述薄板的厚度小于所述两个或更多个重叠板(12，14)中的每一个的厚度，其中所述两个或更多个重叠板(12，14)和放置在所述两个或更多个重叠板(12，14)上的所述薄板(16)将被互相电阻焊接到一起；和
焊接辅助构件(18)，其中所述焊接辅助构件(18)的至少一部分放置在凹部(21)上，所述凹部形成在所述薄板(16)上。
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