CN105904076B - 焊接辅助部件以及使用了该焊接辅助部件的点焊方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种焊接辅助部件以及点焊方法，其能够实现焊接辅助部件的设置稳定化，避免接合材料的劣化。焊接辅助部件及点焊方法，焊接辅助部件具有导电性并使用于在板状金属部件即第1材料之间夹入由碳纤维强化塑料构成的板状部件即第2材料而进行的点焊上，被装填在第2材料贯通形成的孔部，能够在孔部部分从两侧进行第1材料相互的点焊，在该焊接辅助部件具有：主体部，其具有在被装填于孔部的状态下，在与孔部的内侧面之间能够留有间隙的大小和形状；位置保持部件，其被设置在主体部的外侧，对使孔部的内侧面与主体部离开的状态进行保持，并具有隔热性、耐热性以及绝缘性。由此，能够不使第2材料的品质劣化，而进行高品质的、稳定的点焊。

Description

焊接辅助部件以及使用了该焊接辅助部件的点焊方法

技术领域

本发明涉及焊接辅助部件以及使用了该焊接辅助部件的点焊方法，特别是，涉及在充分利用点焊对异种材料彼此进行接合时所使用的焊接辅助部件以及使用了该焊接辅助部件的点焊方法。

背景技术

已知下述技术，即，在具有导通性的2块材料之间夹入异种材料进行点焊时，在异种材料贯通形成孔部，在该孔部中装填由与两侧的材料相同地具有导通性的材料构成的焊接辅助部件，在该孔部部分从两侧进行点焊。

在这种点焊中，装填有焊接辅助部件的孔部是被两侧的导通性的材料夹入的状态，不能够对设置在孔部内的焊接辅助部件的装填状态即装填位置进行确认。因此，如果焊接辅助部件未配置在孔部的中心、或者配置在孔部的中心的焊接辅助部件在作业的中途其位置发生移动，则存在下述情况，即，点焊不在焊接辅助部件的中心处进行，在偏移位置处发生熔融，焊接后的刚性降低，丧失准确性。

专利文献1是考虑了上述情况的技术，是将焊接辅助部件铆接紧固并装填于在异种材料贯通形成的孔部中从而进行的点焊方法。根据该技术，在铆接紧固并装填焊接辅助部件的板状异种材料的两面处层叠设置以铁为主要成分的一对板状材料，在该孔部部分从两侧进行点焊。由此，焊接辅助部件在孔部内的位置稳定，在该稳定状态下进行点焊。从而，进行无偏移的、准确的焊接。

专利文献1：日本特开2014-104502号公报

但是，在上述专利文献1涉及的技术中，成为导电性的焊接辅助部件与异种材料直接接触的状态。在使异种材料为特别是碳纤维强化塑料(下述CFRP)而应用该技术时，会产生下述的问题。在以上述状态进行的点焊中，在两侧的材料与焊接辅助部件成为通电状态时所产生的电阻热向处于直接接触状态的异种材料传递，存在异种材料因着火等而破损、或者向异种材料导通的情况，则存在焊接质量降低的问题。

发明内容

本发明就是鉴于上述课题而提出的，其目的在于，提供一种能够实现焊接辅助部件的设置的稳定化、并避免接合材料的劣化的焊接辅助部件以及使用了该焊接辅助部件的点焊方法。

用于解决上述目的的技术方案1涉及的发明是一种焊接辅助部件，

其用于在具有导通性的第1材料之间夹入作为异种材料的第2材料而进行点焊，该焊接辅助部件装填于在所述第2材料上贯通形成的孔部中，能够在该孔部的部分处从两侧进行第1材料彼此的点焊，

所述焊接辅助部件的特征在于，具有：

主体部，其由具有导通性的材料构成，具有在装填于所述孔部中的状态下，在与所述孔部的内侧面之间能够留有间隙的大小和形状；以及

位置保持部件，其设置在该主体部的外侧，对使所述孔部的内侧面与所述主体部分离的状态进行保持，具有隔热性、耐热性以及绝缘性。

根据该结构，由于由所述位置保持部件将所述主体部的位置牢固地固定在孔部内，因此能够在稳定状态下进行点焊。上述主体部因上述位置保持部件的存在而处于与上述孔部的内侧面分离的状态，另外，由于位置保持部件具有隔热性，因此能够减轻点焊时在上述主体部上所产生的电阻热向第2材料传递。由此，能够防止第2材料升温而品质劣化、或着火等而破损。此外，由于位置保持部件具有耐热性，因此不存在由点焊时产生的电阻热使位置保持部件自身着火等而破损的情况。

并且，主体部的位置处于与孔部的内侧面分离的状态，另外，由于位置保持部件具有绝缘性，因此在点焊中所述主体部通电时，能够防止向第2材料导通而电流分散。由此，能够不使焊接质量降低而进行点焊。

技术方案2涉及的焊接辅助部件的特征在于，根据技术方案1中所述的焊接辅助部件，

所述位置保持部件是由发泡材料形成的。

根据该结构，由于发泡材料具有较多的空隙、隔热性优异，因此能够有效地防止点焊时在主体部产生的电阻热向第2材料传递。

技术方案3涉及的点焊方法是使用了上述技术方案1或2中记载的焊接辅助部件的点焊方法，该点焊方法的特征在于，具有：

孔部形成工序，在该工序中，在所述第2材料上贯通形成孔部；发泡剂设置工序，在该工序中，将未发泡的发泡剂设置在所述主体部的外侧；装填工序，在该工序中，将贯通形成了所述孔部的第2材料层叠设置在一方的所述第1材料上，将在所述主体部的外侧设置了所述未发泡的发泡剂而得到的部件装填至所述孔部中；夹入工序，在该工序中，在装填了在所述主体部的外侧设置有所述未发泡的发泡剂而得到的部件的所述第2材料的上表面，层叠设置另一方的所述第1材料而夹入所述焊接辅助部件；以及焊接工序，在该工序中，从层叠方向的两侧利用电极对夹入有所述第2材料的状态下的所述第1材料进行夹入，在加压状态下使电流流动，利用此时所产生的热使所述未发泡的发泡剂进行发泡而形成发泡材料，同时使所述第1材料彼此熔融接合。

根据该结构，在通常进行的点焊的工序中，因为利用当时产生的电阻热使发泡剂进行发泡，所以不需要另外设置制造发泡材料的工序，能够在点焊的作业的流程中有效地制造位置保持部件。另外，由于在主体部与孔部的内侧面之间的间隙的空间中使发泡剂进行发泡并充满该空间，因此发泡材料紧贴于孔部的内侧面而形成。由此，能够良好地保持使主体部离开孔部的内侧面的状态，另外，由于位置保持部件具有隔热性、耐热性以及绝缘性，因此减轻点焊时在所述主体部上产生的电阻热向第2材料传递，在所述主体部通电时，能够防止向第2材料导通。由此，能够不使第2材料的品质劣化，稳定地进行高品质的焊接。

发明的效果

根据本发明涉及的焊接辅助部件以及使用了该焊接辅助部件的点焊方法，能够将焊接辅助部件牢固地固定在孔部内，另外，能够防止由点焊时产生的电阻热所引起的第2材料的升温、向第2材料的电导通。

由此，能够不使第2材料的品质劣化而稳定地进行高品质的点焊。

附图说明

图1中，(A)是本发明的实施方式涉及的焊接辅助部件的斜视图；(B)是该(A)的厚度方向的剖视图。

图2中，(A)是表示制造主体部的方法的冲裁成型前的说明图；(B)是该(A)的冲裁成型后的说明图。

图3是表示将发泡剂带缠绕在主体部的方法的说明图。

图4中，(A)是用于说明在层叠设置于第1材料上的第2材料的孔部内将未发泡的焊接辅助部件进行装填的方法的装填前的说明图；(B)是该(A)的装填后的说明图。

图5中，(A)是用于说明在装填未发泡的焊接辅助部件的第2材料的顶面处层叠设置第1材料而将未发泡的焊接辅助部件夹入的方法的局部剖视图；(B)是用于说明使接合材料熔融粘结的方法的通电前局部剖视图。

图6是用于说明在使接合材料熔融粘结的同时使发泡剂带进行发泡的方法的局部剖视图。

标号的说明

10 焊接辅助部件

10a 主体部

10b 发泡材料

12-1、12-2 第1材料

14 第2材料

16 发泡剂带

18 孔部

20 未发泡的焊接辅助部件

具体实施方式

下面，对于本发明涉及的焊接辅助部件的实施方式，一边参照附图一边详细地进行说明。

图1表示本发明的实施涉及的焊接辅助部件10的结构，该图(A)是从上方观察时的斜视图，该图(B)是厚度方向的剖视图。在本实施方式中，焊接辅助部件10由近似圆盘状的主体部10a和作为位置保持部而安装在主体部10a的外侧面的发泡材料10b构成。主体部10a由具有导电性的材料构成，例如，是以铁为主成分的金属材料等。在本实施方式中，第1材料12-1、12-2由同种材料构成。在本实施方式中，主体部10a的外径表示为大约10mm。此外，主体部的厚度如下述所示被设定为与第2材料14的厚度基本相同。发泡材料10b的材料由具有隔热性、耐热性以及绝缘性的合成树脂发泡体构成，与第1材料12-1、12-2的熔点等各种条件相对应而进行选择。

图2表示成为用于制造焊接辅助部件10的前提的工序，该图(A)是表示制造主体部10a的方法的冲裁成型前的说明图，该图(B)同样地，是冲裁成型后的说明图。例如，在开孔台100上设置由与第1材料12-1、12-2同种的材料所构成的主体部10a的制造用的板状材料110，使冲头(punch)102与其引导部104一起下降(该图(A))。而且，如该图(B)所示利用冲头102冲裁板状材料110而使主体部10a成型。

图3是表示将发泡剂带16缠绕于在上述冲裁成型后的主体部10a的方法的说明图。在开孔台100的中央部分将支撑台106设置为能够上下移动，支撑台106利用其上端面支撑上述被冲裁成型而下落的主体部10a。通过在载置有主体部10a的状态下使支撑台106上升，从而与冲头102一起将主体部10a从其两面夹入。在夹入主体部10a的状态下，将其位置固定在高于板状材料110的上表面的位置。

而且，在该状态下使冲头102和支撑台106一起向圆周方向的同方向进行旋转，从而使主体部10a旋转。在使主体部10a旋转的状态下，在其外侧面卷绕安装发泡剂带16。此外，在本实施方式中示出了卷绕安装发泡剂带16的例子，但也可以涂敷发泡剂。通过加热该发泡剂带16并进行发泡而形成发泡材料10b，从而能够制造本实施方式涉及的焊接辅助部件10。

下面，基于图4～6对使用了焊接辅助部件10的本发明的实施方式涉及的点焊方法进行说明。

本实施方式涉及的点焊方法是下述方法，即，最终在具有导通性的2块第1材料12-1、12-2之间夹入作为异种材料的第2材料14而进行点焊。第1材料12-1、12-2是例如由以具有导通性的铁为主成分的材料构成且厚度约为0.5mm的板状金属部件。第2材料14是由碳纤维强化塑料(下面，称为CFRP)构成且厚度约为1.0mm的板状部件。

首先，在第2材料14的将成为焊接部分的位置形成圆筒形的贯通孔即孔部18。孔部18的内径约为14mm(孔部形成工序)。

图4(A)表示在第1材料12-2上，层叠设置有以上述方式预先形成了孔部18的第2材料14的状态。该图(B)表示在上述状态下，将在上述主体部10a的外侧面卷绕安装了发泡剂带16而得到的部件(下面，称为未发泡的焊接辅助部件20)装填至孔部18内后的状态。此外，未发泡的焊接辅助部件20的制造工序如上述所示(发泡剂设置工序)。

在该状态下，未发泡的焊接辅助部件20的外径小于孔部18的内径。因此，该装填作业能够简单地进行(装填工序)。

图5(A)表示在孔部18内装填了未发泡的焊接辅助部件20(图4(B))后的状态，在第2材料14的上表面层叠设置有第1材料12-1(夹入工序)。

该图(B)以及图6表示将接合材料熔融粘结的阶段。首先，在装填有未发泡的焊接辅助部件20的孔部18的中心的位置，从层叠方向的两侧利用2根电极108-1、108-2夹入上述接合材料，并在上述状态下进行加压(该图(B))。通过在该状态下使电流流动，从而在主体部10a上产生电阻热，第1材料12-1、12-2与主体部10a的熔融开始。

在本实施方式的特征在于，利用上述电阻热对卷绕在主体部10a的外侧的发泡剂带16进行加热，从而使发泡剂带16发泡。

图6表示在使接合材料熔融粘结的同时使发泡剂带进行发泡的方法。发泡剂带16在主体部10a与孔部18的内侧面之间的间隙的空间内进行发泡，将主体部10a与孔部18的内侧面的间隙充满。由此，不需要另外设置用于形成发泡材料的工序，能够容易地形成发泡材料，主体部10a能够保持从孔部18的内侧面离开的状态。另外，发泡材料10b由于具有空隙因此隔热性优异，减轻在主体部10a产生的电阻热向第2材料14传递的情况。由此，能够防止第2材料14升温而使品质劣化的情况。

此外，发泡材料10b的材料被调制为使其具有不会因点焊时产生的热而起火的程度的耐热性。

并且，由于发泡材料10b具有绝缘性，因此在主体部10a上通电期间，能够防止向第2材料14导电而电流分散流动。在该状态下使第1材料12-1、12-2以及主体部10a熔融，该熔融部分凝固而形成熔核112，从而对接合材料进行接合(焊接工序)。

由此，能够不使第2材料的品质劣化，而进行高品质且稳定的点焊。

此外，本发明并不限定于上述实施方式所示的范围，在发明的主旨的范围内能够进行各种变形。例如，在本实施方式中通过下述方式进行发泡，即利用点焊时产生的热使发泡剂带16在孔部18内发泡，但是也可以预先将已发泡状态的发泡材料10b安装在主体部10a，使其嵌合在孔部18内。

另外，示出了位置保持部件是发泡材料10b的例子，但不限于此，只要具有隔热性、耐热性以及绝缘性并能够填充在主体部10a与孔部18的内侧面之间的间隙的材料即可，能够使用各种材料。

并且，在本实施方式中，示出了在近似圆盘状的主体部10a的外侧面整体设置作为位置保持部件的发泡材料10b的例子，但主体部10a的形状不限于近似圆盘状，只要大小容纳于孔部18的各种形状均可，另外，示出了位置保持部件形成在主体部10a的外侧面整体的例子，但只要是能够使主体部10a稳定地位于孔部18内的结构，也可以在主体部10a的外侧局部地设置。

Claims (2)

1.一种焊接辅助部件，其具有导电性，用于在具有导通性的第1材料之间夹入作为异种材料的第2材料而进行的点焊，该焊接辅助部件装填入在所述第2材料上贯通形成的孔部中，能够在该孔部的部分处从两侧进行第1材料彼此的点焊，

所述焊接辅助部件的特征在于，具有：

主体部，其具有在装填入所述孔部中的状态下，在与所述孔部的内侧面之间能够留有间隙的大小和形状；以及

位置保持部件，其设置在该主体部的外侧，由利用点焊时所产生的热使未发泡的发泡剂成为发泡状态的发泡剂形成，在发泡后，对使所述孔部的内侧面与所述主体部分离的状态进行保持，具有隔热性、耐热性以及绝缘性。

2.一种点焊方法，其是使用了所述权利要求1中记载的焊接辅助部件的点焊方法，

该点焊方法的特征在于，具有：

孔部形成工序，在该工序中，在所述第2材料上贯通形成孔部；

发泡剂设置工序，在该工序中，将未发泡的发泡剂设置在所述主体部的外侧；

装填工序，在该工序中，将贯通形成了所述孔部的第2材料层叠设置在一方的所述第1材料上，将在所述主体部的外侧设置了所述未发泡的发泡剂而得到的部件装填入至所述孔部中；

夹入工序，在该工序中，在装填了在所述主体部的外侧设置有所述未发泡的发泡剂而得到的部件的所述第2材料的上表面，层叠设置另一方的所述第1材料而夹入所述焊接辅助部件；以及

焊接工序，在该工序中，从层叠方向的两侧利用电极对夹入有所述第2材料的状态下的所述第1材料进行夹入，在加压状态下使电流流动，利用此时所产生的热使所述未发泡的发泡剂进行发泡而形成发泡材料，同时使所述第1材料彼此熔融接合。