CN103862157B - 电阻焊方法和电阻焊装置 - Google Patents

Abstract

电阻焊方法和电阻焊装置。本发明的课题在于，提供能够对通过一方钢板的无效电流进行抑制的电阻焊技术。预先形成高温部（24）。通过接下来的通电，电流（I2）从一方电极（18）经由工件（12）流向另一方电极（19、19），但是，电流（I2）由于被电阻较大的环状的高温部（24）阻挡而不会流向一方钢板（32），而是通过环状的中央部，几乎都流向另一方钢板（31），通过另一方钢板（31）到达另一方电极（19、19）。结果是，在另一方电极（19、19）的附近，以充分的大小生成使另一方钢板（31）与一方钢板（32）接合的熔接部（25、25）。

Description

电阻焊方法和电阻焊装置

技术领域

本发明涉及电阻焊技术的改进，具体来说涉及单侧点焊技术的改进。

背景技术

在双面点焊法中，使一方电极与上板的上表面接触，使另一方电极与下板的下表面接触。在电极无法配置于下板侧时，推荐将一方电极和另一方电极配置于上板侧的单侧点焊法（例如，参照专利文献1（图2）。）。

基于下图对专利文献1进行说明。

图8是对现有技术的基本原理进行说明的图，在下板101上重叠有上板102，一方电极103和另一方电极104保持预定的距离地配置于上板102的上表面。一方电极103通过一方加压控制装置105按压在上板102上，另一方电极104通过另一方加压控制装置106按压在上板102上。在该状态下，如果通过电流控制装置107对一方电极103通电，则电流如箭头（1）那样从上板102流向下板101，如箭头（2）那样在下板101中流动，如箭头（3）那样从下板101流向上板102，并流入另一方电极104。

在此期间，通过箭头（1）的电流在上板102与下板101的边界发生电阻发热现象，进行焊接，从而生成焊核108。同时，通过箭头（3）的电流在下板101与上板102的边界发生电阻发热现象，进行焊接，从而生成焊核109。

但是，一部分电流111从一方电极103经由上板102直接到达另一方电极104。该电流111被称作无效电流。如果无效电流增多，则有效电流减少，结果是，焊核108、109的生成变得不充分。

因此，要求对通过上板的无效电流进行抑制。

专利文献1：日本特开2006-181621公报

发明内容

本发明的课题在于，提供一种能够对通过上板的无效电流进行抑制的电阻焊技术。

本发明的技术方案1为一种电阻焊方法，该电阻焊方法使至少两张钢板层叠，使一方电极和另一方电极与一方钢板接触，并从所述一方电极经由所述钢板向所述另一方电极通电，由此至少在所述另一方电极的附近生成熔接部，所述电阻焊方法的特征在于，所述电阻焊方法包括如下工序：圆环高温部形成工序，在该圆环高温部形成工序中，所述一方电极使用在圆柱部的末端部一体地形成有球面部的电极，通过使比焊接电流小的电流从所述一方电极流向所述另一方电极，由此，利用电阻发热，在所述一方电极的附近局部地形成比周围温度高且包围所述圆柱部的环状的高温部；和焊接工序，在该焊接工序中，流过焊接电流来生成所述熔接部。

本发明的技术方案2为一种电阻焊装置，该电阻焊装置包括：装置框架，其被保持成相对于由层叠的至少两张钢板构成的工件相对移动自如；一方电极，其经由主移动构件以移动自如的方式保持于该装置框架；另一方电极，其经由辅助移动构件以移动自如的方式保持于所述装置框架；以及焊接电源，其与所述一方电极和所述另一方电极接线，使所述一方电极和所述另一方电极与一方钢板接触，并从所述一方电极经由所述钢板向所述另一方电极通电，由此至少在所述另一方电极的附近生成熔接部，所述电阻焊装置的特征在于，所述一方电极在圆柱部的末端部一体地形成有球面部，所述电阻焊装置具备控制部，所述控制部依次实施如下工序：圆环高温部形成工序，在该圆环高温部形成工序中，通过使比焊接电流小的电流从所述一方电极流向所述另一方电极，由此，利用电阻发热，在所述一方电极的附近局部地形成比周围温度高且包围所述圆柱部的环状的高温部；和焊接工序，在该焊接工序中，流过焊接电流来生成所述熔接部。

在本发明的技术方案1中，通过圆环高温部形成工序在一方钢板上形成圆环状的高温部。该高温部形成为包围一方电极。钢的电阻值与温度成比例地增加。由于圆环状的高温部的电阻值较大，因此电流难以流动，与此处相比，电流在圆环状的中央部容易流动。因此，在接下来的焊接工序中，电流通过圆环状的中央部从一方钢板流向另一方钢板，并通过另一方钢板到达另一方电极。即，不存在电流仅在一方钢板中流动的担忧。

其结果是，能够在另一方电极的附近形成充分大的熔接部。

在本发明的技术方案2中，可以发挥出与技术方案1相同的效果。

并且，仅对控制部的控制方式进行改进即可，电阻焊装置可以是现有的装置，因此无需担心装置成本上升。

附图说明

图1是对本发明的电阻焊装置进行保持的装置移动构件的立体图。

图2是本发明的电阻焊装置的原理图。

图3是电阻焊装置的作用图。

图4是通过控制部实施的电流控制的曲线图。

图5是说明圆环高温部形成工序的图。

图6是示出温度与电阻值的关系的图。

图7是说明焊接工序的图。

图8是对现有技术的基本原理进行说明的图。

标号说明

10：电阻焊装置；11：装置移动构件；12：工件；15：装置框架；16：主移动构件；18：一方电极；19：另一方电极；21：辅助移动构件；22：焊接电源；23：控制部；24：高温部；25：熔接部；31：钢板（另一方钢板）；32：钢板（一方钢板）。

具体实施方式

下面，基于附图对本发明的实施方式进行说明。

（实施例）

如图1所示，电阻焊装置10由以机器人为代表的装置移动构件11保持，适当地进行移动。在下图中对电阻焊装置10的详细情况进行说明。

如图2所示，电阻焊装置10包括：装置框架15，其被保持在工件12的上方；主移动构件16，其设在该装置框架15的中央；主电极18，其安装于从该主移动构件16延伸的杆17；另一方电极19、19，其以夹着该主电极18的方式配置于两侧；辅助移动构件21、21，其设于装置框架15，用于使另一方电极19、19移动；焊接电源22，其与主电极18和另一方电极19、19接线；以及控制部23，其控制该焊接电源22。

一方电极18具有圆柱部18a和球面部18b，所述球面部18b设在圆柱部18a的末端（在图中为下端）。

关于主移动构件16，优选以伺服马达为驱动源的气缸单元。辅助移动构件21也同样。

另外，焊接电源22优选载置于装置框架15，但设置位置可以是任意的。

在最一般的点焊装置中，一对电极上下配置于一条直线上。

在本例的电阻焊装置1O中，一方电极18、另一方电极19、19都配置在工件12的一侧，因此也称作单侧点焊装置，属于特殊的点焊装置的范畴。即，无需在工件12的背侧（在实施例中为下侧）配置地线，使得焊接施工的自由度提高。

接下来对以上说明的电阻焊装置10的作用进行叙述。

如图3的（a）所示，工件12是将一方钢板32层叠于另一方钢板31上而成的，将一方电极18向一方钢板32推压，并使另一方电极19、19与一方钢板32接触。另一方电极19、19的推力设定得比一方电极18的推力小。

图3的（b）是图3的（a）中的b部的放大图，另一方钢板31和一方钢板32以向下方突出的方式变形。在比一方钢板32的拐点33、33靠中心的范围A中，另一方钢板31紧贴于一方钢板32，从而电阻变小。在比拐点33、33靠外侧的范围C、C中，在另一方钢板31与一方钢板32之间形成间隙等，无法期待通电性。

拐点33、33附近的范围B、B具有范围A与范围C的中间的性质，虽然可以确保通电性，但电阻比范围A显著增大。

图2的控制部23实施图4所示的电流控制。

控制部23首先进行控制，以使比焊接电流I2小的电流I1流过。推荐以I1=（0.3～0.5）×I2的范围来设定I1。

这样，如图3的（c）所示，电流I1从一方电极18经由工件12向另一方电极19、19流动。该流动可以认为是主要在一方钢板32中流动的箭头（4）、主要在另一方钢板31中流动的箭头（5）、以及中间的箭头（6）。

可是，在图3的（b）中，在范围C、C中几乎没有电流流动。电流在范围A和范围B、B中流动。由于电流，会产生与IR²（I：电流值，R：电阻值）相当的焦耳热。与范围A相比较，范围B、B的电阻值格外大，因此，在范围B、B中会产生大的焦耳热。

结果是，如图5所示，在一方电极18的附近生成包围圆柱部18a的大小的环状的高温部24。

如图6所示，如果在钢板上温度升高，则电阻值增加。

在该状态下，控制部23将电流值切换为图4所示的焊接电流I2。

这样，如图7所示，电流I2从一方电极18经由工件12流向另一方电极19、19，但是，电流I2由于被电阻较大的环状的高温部24阻挡而不会流向一方钢板32，而是通过环状的中央部几乎都流向另一方钢板31，通过另一方钢板31到达另一方电极19、19。

其结果是，在另一方电极19、19的附近，以充分的大小生成使另一方钢板31与一方钢板32接合的熔接部25、25。并且，虽然未图示，但也可以在一方电极18的附近生成熔接部。

综上所述，本发明方法由下面叙述的圆环高温部形成工序和焊接工序构成。

如在图2中所说明的那样，对于一方电极18，使用在圆柱部18a的末端部一体地形成有球面部18b的电极。

并且，如图3的（c）所示，使比焊接电流12小的电流I1从一方电极18流向另一方电极19、19。

这样，由于电阻发热，如图5所示，能够在一方电极18的附近局部地形成比周围温度高且包围圆柱部18a这样的环状的高温部24（圆环高温部形成工序）。

接下来，如图7所示，使焊接电流I2流过以生成熔接部25、25（焊接工序）。

实施以上的发明方法（圆环高温部形成工序和焊接工序）的电阻焊装置10为图2所示的那样的通用装置即可。即，仅对控制部23的控制方式进行改进即可，由于电阻焊装置10可以是现有的装置，因此无需担心装置成本上升。

并且，在实施例中，使两张钢板进行层叠，但也可以使3张以上的钢板进行层叠。另外，另一方电极在实施例中为两个，但也可以是一个或3个以上。

另外，在实施例中，将一方钢板32载置于另一方钢板31上，但也可以将另一方钢板31载置于一方钢板32上。另外，除了水平地配置板31、32外，也可以纵向或斜着进行配置。只要对应于板31、32的朝向使一方电极18和另一方电极19、19从上或从下或者从侧面与一方钢板32接触或分离即可，构成部件的朝向是任意的。

产业上的可利用性

本发明适用于通过单侧点焊法使两张薄钢板接合的技术中。

Claims (2)

1.一种电阻焊方法，使至少两张钢板层叠，使一方电极和另一方电极与一方钢板接触，并从所述一方电极经由所述钢板向所述另一方电极通电，由此至少在所述另一方电极的附近生成熔接部，

所述电阻焊方法的特征在于，

所述电阻焊方法包括如下工序：

圆环高温部形成工序，在该圆环高温部形成工序中，所述一方电极使用在圆柱部的末端部一体地形成有球面部的电极，通过使比焊接电流小的电流从所述一方电极流向所述另一方电极，由此，利用电阻发热，在所述一方电极的附近局部地形成比周围温度高且包围所述圆柱部的环状的高温部；和

焊接工序，其在该圆环高温部形成工序完成后，使比所述圆环高温部形成工序中的电流大的焊接电流从所述一方电极经由所述钢板向所述另一方电极进行通电，由此在所述另一方电极的附近生成所述熔接部。

2.一种电阻焊装置，该电阻焊装置包括：装置框架，其被保持成相对于由层叠的至少两张钢板构成的工件相对移动自如；一方电极，其经由主移动构件以移动自如的方式保持于该装置框架；另一方电极，其经由辅助移动构件以移动自如的方式保持于所述装置框架；以及焊接电源，其与所述一方电极和所述另一方电极接线，

将至少两张钢板层叠，使一方电极和另一方电极与一方钢板接触，并从所述一方电极经由所述钢板向所述另一方电极通电，由此至少在所述另一方电极的附近生成熔接部，

所述电阻焊装置的特征在于，

所述一方电极在圆柱部的末端部一体地形成有球面部，

所述电阻焊装置具备控制部，所述控制部实施如下工序：

圆环高温部形成工序，在该圆环高温部形成工序中，通过使比焊接电流小的电流从所述一方电极流向所述另一方电极，由此，利用电阻发热，在所述一方电极的附近局部地形成比周围温度高且包围所述圆柱部的环状的高温部；和

焊接工序，其在该圆环高温部形成工序完成后，使比所述圆环高温部形成工序中的电流大的焊接电流从所述一方电极经由所述钢板向所述另一方电极进行通电，由此在所述另一方电极的附近生成所述熔接部。