CN107000109B - 电阻点焊方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提出一种在重合了的两张以上的厚板中的一方重合有薄板的板厚比大的板组中,无论板隙、分流等干扰的程度如何,都能够没有喷溅的产生地得到适当的直径的熔核的电阻点焊方法。在本发明中,具备正式焊接工序,所述正式焊接工序利用一对电极(14)将在重合了的两张以上的厚板(12、13)中的至少一方重合有薄板(11)的板厚比超过3的板组夹持,一边加压一边通电而进行接合,在正式焊接工序中,将通电/加压模式分割成两级以上的多级步骤,进行焊接,此时,第一步骤的加压力F1和第二步骤的加压力F2满足F1>F2的关系。
Description
技术领域
本发明涉及电阻点焊方法。本发明尤其是要在两张以上的厚板和在其至少一方重合薄板而形成的板厚比大的三张重叠以上的板组中,不受分流、板隙等的干扰的影响,不会产生喷溅而能够稳定地确保熔核直径。
背景技术
通常,重合了的钢板彼此的接合使用作为重叠电阻焊法的一种的电阻点焊法。
该焊接法是一边夹持重合了的两张以上的钢板并从其上下利用一对电极进行加压,一边将高电流的焊接电流向上下电极间进行短时间通电,从而进行接合的方法,利用通过使高电流的焊接电流流动而产生的电阻发热,能得到点状的焊接部。该点状的焊接部被称为熔核,是在电流流过重合的钢板时两钢板在钢板的接触部位熔融并凝固的部分。通过该熔核而将钢板彼此呈点状地接合。
电阻点焊部的接合强度受到熔核直径的影响。在汽车零件等的需要高接合强度的情况下,确保规定的直径以上的熔核直径的情况变得重要。
通常,在使加压力、通电时间一定的情况下,熔核直径随着焊接电流的增加而逐渐增加。然而,当焊接电流成为某值以上时,在钢板间会产生熔融金属进行飞散的称为喷溅的现象。喷溅的产生不仅危险,而且喷溅附着于焊接部周边而使外观恶化,会使熔核直径、接头抗拉强度产生不均。其结果是,接头部的品质变得不稳定。
另外,观察汽车的零件构造时,例如中柱采用在外构件与内构件之间夹入加强件的构造。在该构造中,与单纯地将两张重叠的钢板进行点焊的情况不同,要求使三张以上的钢板重合而进行点焊。
此外,最近,伴随着车身的碰撞安全性的进一步提高的要求,加强件等的高强度化、厚壁化不断进展。因此,需要将在外侧配置板厚较薄的外构件(薄板)并在内侧使板厚较厚的内构件、加强件(厚板)组合而形成的板组进行点焊的情况也较多。需要说明的是,在此,将形成板组的钢板中的板厚相对小的钢板记载为薄板,将板厚相对大的钢板记载为厚板。以下也是同样的记载。
已知在这样的板厚比(板组的整体厚度/构成板组的最薄的钢板的板厚)大的三张重叠以上的板组中,在以往那样的使加压力、焊接电流保持为一定的值而进行点焊的情况下,在最外侧(与电极端头接触的一侧)的薄板与厚板之间难以形成所需要的尺寸的熔核。尤其是在板厚比超过3进而成为5以上那样的板组中,该倾向较强。
其原因是,由于基于电极端头的冷却而在最外侧的薄板与厚板之间温度难以上升。
即,通常,熔核从电极间的中央附近,因钢板的固有电阻产生的体积电阻发热而形成。然而,在熔核生长于薄板侧之前,熔核在位于接近电极间中央部的部分的厚板-厚板间较大地生长,因此在基于电极的加压中无法抑制地产生喷溅。因此,在这样的板组的情况下,没有喷溅的产生而在薄板-厚板间得到所需的尺寸的熔核的情况变得困难。
另外,在配置于最外侧的薄板为外构件的情况下,成形性比强度更重要,因此使用的钢板多为软钢。另一方面,厚板为强度加强构件且多使用高张力钢板。在这样的板组中,发热的位置偏向固有电阻高的高张力钢板侧。由此,在厚板-薄板(软钢)间更难以形成熔核。此外,使用的钢板为镀敷钢板时,在低温下熔融的镀敷层会扩大钢板间的通电路径,因此电流密度减少,在薄板侧的熔核的形成变得更加困难。
这样,在上述那样的板厚比大的三张重叠以上的板组中,在薄板与厚板之间难以形成所需的尺寸的熔核。由此,用于得到适当的熔核直径的焊接条件的范围变得非常窄。
此外,在焊接时存在干扰的情况下,例如,在焊接的点的附近存在已经焊接了的点(已焊接点)的情况、或者被焊接件的表面凹凸大且在焊接的点的附近存在被焊接件的接触点等的情况下,在焊接时,焊接电流向已焊接点、接触点分流。在这样的状态下,由于电极紧下方的要焊接的位置处的电流密度下降,因此即使以规定的条件进行焊接,也仍然无法得到所需的直径的熔核。因此,为了补偿该发热量不足,并得到所需的直径的熔核,需要预先设定高的焊接电流。
另外,由于表面凹凸、构件的形状等而焊接的点的周围受到较强限制的情况下,因钢板间的板隙变大而钢板彼此的接触直径变窄,仍然还存在无法得到所需直径的熔核,或者容易产生喷溅的情况。
如上所述,在板厚比大的三张重叠以上的板组中,用于得到适当的熔核直径的焊接条件的范围变得非常窄,因此这些干扰的影响有时会变得显著。
作为对于这样的板厚比大的三张重叠以上的板组的电阻点焊方法,例如在专利文献1中,提出了如下的技术。即,在重合了的两张厚板上进而重合薄板而形成的板厚比大的板组中,在薄板的应焊接位置处局部性地形成比一般部高一级的接触面,并且与薄板对抗的电极的前端形成为球面。并且,在焊接初期,以低加压力将薄板的接触面压扁,将薄板和与之相邻的厚板焊接,然后,以高加压力将两张厚板彼此焊接。由此,是在薄板-厚板间形成所需的熔核的技术。
另外,在专利文献2中,提出了如下的技术。即,对于在刚性高的两张厚板上使刚性低的薄板重合而形成的工件,利用一对电极端头夹持并进行点焊的方法中,使与刚性最小的薄板抵接的电极端头的对于工件的加压力小于与厚板抵接的电极端头的对于工件的加压力,由此在薄板-厚板间形成熔核。由此,是提高工件的焊接强度的技术。
此外,在专利文献3中,提出了如下的技术。即,在将板厚比大的被焊接体进行点焊的方法中,向被焊接体负荷第一加压力而使焊接电流流过之后,暂时停止通电,在夹持被焊接体的状态下,负荷比上述第一加压力大的第二加压力而再次使焊接电流流过。并且,优选的是,使负荷上述第一加压力的工序中的焊接电流的电流值呈第一等级~第三等级这3等级地变化,并使第二等级的电流值比第一等级及第三等级的电流值小。由此,是提高板厚比大的被焊接体的接合强度的技术。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2003-071569号公报
专利文献2:日本特开2003-251469号公报
专利文献3:日本特开2004-358500号公报
专利文献4:日本特开平11-33743号公报
专利文献5:日本特开2008-290099号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而,在专利文献1记载的电阻点焊方法中,虽然确实形成了熔核,但是存在需要在薄板的焊接的部分预先通过冲压等形成比一般部高一级的接触面的工序的问题。
另外,在专利文献2记载的电阻点焊方法中,使与刚性最小的薄板抵接的电极端头的对于工件的加压力小于与厚板抵接的电极端头的对于工件的加压力,由此在薄板-厚板间也形成熔核。然而,由于与薄板抵接的电极端头的对于工件的加压力小,因此薄板与电极端头的接触面积变小。其结果是,利用电极加压的范围变窄,当在厚板-厚板间要形成较大的熔核时,容易产生喷溅。此外,在利用电极夹持了工件之后,通过强制性地使安装电极的焊枪主体移动而使加压力产生差异,因此工件也可能会产生较大的变形。
此外,在专利文献3记载的电阻点焊方法中,在初期需要以加压力低的状态进行通电。此时,如果在钢板间存在板隙,则钢板间的接触面积显著变窄,实际施工上困难的情况较多。
此外,作为专利文献1~3共通的课题,在板厚比大的板组中,得到适当的熔核直径的焊接条件的范围非常窄。因此,例如,在板隙、已焊接点这样的干扰存在的情况下,需要根据板隙的大小、与周围的已焊接点的距离等而导出适当的焊接条件,并对于全部的焊接点的每一个来设定适当的焊接条件。将它们通过试验等导出需要较多的时间和成本。
本发明鉴于上述的情况而开发。即,本发明的目的是提供一种在重合了的两张以上的厚板的一方重合有薄板而形成的板厚比大的板组中,无论板隙、分流等干扰的程度如何,都能够没有喷溅的产生地得到适当的直径的熔核的电阻点焊方法。
用于解决课题的方案
此外,发明者们为了实现上述的目的,反复进行了仔细研讨。
如上所述,对于在重合了的两张以上的厚板的一方重合有薄板而形成的板厚比大的板组的电阻点焊中,产生喷溅或者难以确保适当的熔核直径的原因是,尤其在薄板-厚板间得到适当的熔核直径的条件范围非常窄,而且由于板隙、分流等干扰而其条件范围容易变动。根据这样的观点而进行了研讨的结果是,发明者们得到了以下的见解。
(1)为了没有喷溅的产生而在薄板-厚板间得到适当的熔核直径,将通电模式分割成2级以上的多级步骤,在将第一步骤的加压力设为F1,将第二步骤的加压力设为F2时,满足
F1>F2的关系的情况至关重要。
通过满足上述的关系,在第一步骤中,在厚板彼此的界面先形成熔融部,由此,容易确保薄板-厚板间的通电路径。其结果是,抑制在第二步骤中在薄板―厚板间形成熔融部时的喷溅的产生。
另外,通过使第二步骤的加压力低于第一步骤的加压力,与第一步骤时相比减小薄板-厚板间及薄板-电极间的接触面积,由此,能够提高电流密度,进而能够促进为了在薄板-厚板间得到所希望的熔核直径而充分的发热。
(2)此外,在薄板-厚板间得到适当的熔核直径的条件范围因干扰而较大地变动的情况下,进行如下的适应控制焊接是有效的。
即,在正式焊接之前,进行测试焊接,根据测试焊接中的被焊接物的板厚和通电时间,对于每个步骤,来计算能够将该被焊接物良好地焊接的每单位体积的累积发热量。并且,在正式焊接中,进行适应控制焊接是有效的,该适应控制焊接进行调整成产生该计算出的每单位体积/单位时间的发热量的焊接电流或电压的处理,由此追随条件范围的变动。
本发明基于上述的见解,进一步加入研讨而完成。
即,本发明的主旨结构如下所述。
1.一种电阻点焊方法,其中,
所述电阻点焊方法具备正式焊接工序,所述正式焊接工序利用一对电极将在重合了的两张以上的厚板中的至少一方重合有薄板的板厚比超过3的板组夹持,一边加压一边通电而进行接合,
在上述正式焊接工序中,将通电/加压模式分割成两级以上的多级步骤而进行焊接,此时,第一步骤的加压力F1和第二步骤的加压力F2满足F1>F2的关系,且所述第一步骤的通电为了在所述厚板之间形成熔核而进行,所述第二步骤的通电为了在所述厚板与所述薄板之间形成熔核而进行,在所述第一步骤与所述第二步骤的通电之间设置超过5周期的冷却时间,其中,周期数为50Hz下的周期数。
2.根据所述1记载的电阻点焊方法,其中,
所述电阻点焊方法在所述正式焊接工序之前还具备测试焊接工序,所述测试焊接工序进行测试焊接,对于每个步骤,根据利用恒定电流控制进行通电而形成适当的熔核时的电极间的电气特性来算出每单位体积的瞬时发热量的时间变化及每单位体积的累积发热量,并将该每单位体积的瞬时发热量的时间变化及每单位体积的累积发热量作为目标值进行存储,
在所述正式焊接工序中,进行适应控制焊接,所述适应控制焊接以作为上述目标值而存储的每单位体积的瞬时发热量的时间变化曲线为基准而开始焊接,在任一步骤中,在所述正式焊接工序的每单位体积的瞬时发热量的时间变化量从作为基准的上述时间变化曲线脱离的情况下,为了将该脱离情况下产生的差异在该步骤的剩余的通电时间内进行补偿,以使所述正式焊接工序的每单位体积的累积发热量与作为上述目标值而存储的每单位体积的累积发热量一致的方式控制通电量。
3.根据所述1记载的电阻点焊方法,其中,
所述正式焊接工序中的第一步骤的电流值I1和所述第二步骤的电流值I2满足I1<I2的关系。
4.根据所述2记载的电阻点焊方法,其中,
所述测试焊接工序中的第一步骤的电流值I1′和第二步骤的电流值I2′满足I1′<I2′的关系。
发明效果
根据本发明,在板厚比大的三张重叠以上的板组中,无论分流、板隙等干扰的有无,都能够没有喷溅的产生地得到良好的熔核。
附图说明
图1是示意性地表示本发明的电阻点焊方法的第一步骤中的熔核的形成状况的一例的图。
图2是示意性地表示本发明的电阻点焊方法的第二步骤中的熔核的形成状况的一例的图。
图3是示意性地表示本发明的电阻点焊方法的第二步骤中的熔核的形成状况的一例的图。
图4是示意性地表示在本发明的实施例中对于存在板隙的板组进行焊接的情况的图。
具体实施方式
以下,对本发明进行具体说明。
本发明涉及电阻点焊方法,其具备正式焊接工序,所述正式焊接工序利用一对电极将在重合了的两张以上的厚板的至少一方重合有薄板而形成的板组夹持,一边加压一边通电而进行接合。本发明尤其是以如下板组为对象:没有喷溅的产生而在薄板-厚板间得到所需尺寸的熔核的情况困难的板厚比(板组的整体厚度/构成板组的最薄的钢板(金属板)的板厚)超过3,进而为5以上的板组。需要说明的是,板厚比的上限没有特别限定,但是通常到12为止。
需要说明的是,作为本发明的电阻点焊方法中能够使用的焊接装置,只要具备上下一对电极且在焊接中能够分别任意地控制加压力及焊接电流即可。加压机构(气缸、伺服电动机等)、形式(固定式、机器人枪等)、电极形状等没有特别限定。
另外,本发明所说的薄板是指板组所使用的钢板中的板厚相对小的钢板,厚板是指板厚相对大的钢板。需要说明的是,通常,薄板的板厚成为板厚最大的钢板(厚板)的3/4以下的板厚。
在本发明的电阻点焊方法的正式焊接工序中,将通电/加压模式分割成2级以上的多级步骤,从而进行焊接。
以下,以对于图1所示的使两张钢板(厚板)12、13重合进而在上述厚板12、13中的一方重合有薄板11而形成的板组,将通电/加压模式分割成2级步骤而进行电阻点焊的情况为例,来说明本发明的电阻点焊方法。需要说明的是,图中,标号14是电极。
在正式焊接工序中,在所希望的焊接位置利用上下一对电极夹持板组,开始加压及通电。
在此,在第一步骤的焊接中,以避免产生喷溅的方式设定加压力及焊接电流,使厚板12-厚板13间熔融,形成熔核N1。这样,通过在厚板12-厚板13间先形成熔核,从而容易确保各板间,尤其是薄板11-厚板12间的通电路径。因此,在第二步骤以后的通电中,能抑制在薄板11-厚板12间产生喷溅。
并且,在这样的第一步骤的焊接(通电)之后,进行在图2所示的薄板11-厚板12间形成熔核N2的第二步骤的焊接。此时,关于第一步骤的加压力F1(kN)和第二步骤的加压力F2(kN),满足
F1>F2的关系的情况至关重要。
通过满足上述的关系,在第一步骤中先在厚板12与厚板13的界面形成熔融部,容易确保薄板11-厚板12间的通电路径。
另外,通过使第二步骤的加压力比第一步骤的加压力降低,与第一步骤时相比,能减小薄板11-厚板12间及薄板11-电极14间的接触面积,由此,能提高电流密度,进而在第二步骤中,能够促进为了如图2所示在薄板11-厚板12间得到适当的直径的熔核所需的充分的发热。
此外,在将构成板组的多个钢板中的最薄的钢板的板厚设为tm(mm)(在图1及2中成为薄板11的板厚)时,加压力F2优选满足
0.5tm≤F2≤8tm的关系。
这是因为,加压力F2(kN)超过8tm的话,接触面积过分扩大而发热减小,在薄板11-厚板12间难以形成适当的直径的熔核。另一方面,在加压力F2(kN)小于0.5tm时,电极14与薄板11之间的接触电阻增大,容易产生火花,并且在薄板11-厚板12间容易产生喷溅。更优选的是0.6tm≤F2≤7tm的范围。
另外,在适当的条件范围由于分流、板隙等干扰而容易变化的情况下,优选在上述的正式焊接工序之前进行测试焊接工序。并且,根据测试焊接工序中的被焊接物的板厚和通电时间,对于正式焊接工序的每个步骤,计算能够将该被焊接物良好地焊接的每单位体积的累积发热量。并且,在正式焊接工序中,优选进行适应控制焊接,所述适应控制焊接调整成产生如上所述计算出的每单位体积/单位时间的发热量的焊接电流或电压。
以下,对该测试焊接工序及适应控制焊接进行说明。
首先,关于测试焊接,在没有向已焊接点的分流、板隙的状态下,利用恒定电流控制在各种条件下进行与被焊接件相同的钢种、厚度的焊接试验,来寻找测试焊接的最适条件。
并且,对于每个步骤,将根据在上述的条件下进行焊接时的焊接中的电极间的电气特性而算出的每单位体积的瞬时发热量的时间变化及每单位体积的累积发热量作为目标值进行存储,而作为测试焊接。
需要说明的是,在本发明中,电极间的电气特性是指电极间电阻或电极间电压。
并且,在上述的测试焊接之后,在正式焊接工序中进行适应控制焊接。
在该适应控制焊接中,以在上述的测试焊接中得到的每个步骤的每单位体积的瞬时发热量的时间变化曲线为基准而开始焊接,在每单位体积的瞬时发热量的时间变化量沿着作为基准的时间变化曲线的情况下,原封不动地进行焊接而结束焊接。
但是,在每单位体积的瞬时发热量的时间变化量从作为基准的时间变化曲线脱离的情况下,关于其差异,进行控制通电量的适应控制焊接,以使正式焊接工序中的每单位体积的累积发热量与作为目标值而存储的每单位体积的累积发热量一致的方式,在该步骤的剩余的通电时间内进行补偿。由此,在分流、板隙等干扰的影响大的状态下也能够确保所需要的累积发热量,得到适当的熔核直径。
在本发明中,关于每单位体积的发热量的算出方法没有特别限制,但是专利文献4公开其一例,在本发明中可以采用该方法。基于该方法的每单位体积的累积发热量Q的算出要领如下所述。
将被焊接件的总计厚度设为t,将被焊接件的电阻率设为r,将电极间电压设为V,将焊接电流设为I,将电极与被焊接件接触的面积设为S。这种情况下,焊接电流通过横截面积为S且厚度为t的柱状部分而产生电阻发热。该柱状部分的每单位体积/单位时间的发热量q通过下式(1)求出。
q=(V·I)/(S·t) ---(1)
另外,该柱状部分的电阻R通过下式(2)求出。
R=(r·t)/S ---(2)
将(2)式关于S求解并将其代入(1)式时,发热量q成为下式(3)
q=(V·I·R)/(r·t2)
=(V2)/(r·t2) ---(3)。
根据上式(3)可知,每单位体积/单位时间的发热量q可以根据电极间电压V、被焊接物的总计厚度t、被焊接物的电阻率r来算出,不会受到电极与被焊接物接触的面积S产生的影响。需要说明的是,(3)式根据电极间电压V来计算发热量,但也可以根据电极间电流I来计算发热量q,此时也无需使用电极与被焊接物接触的面积S。并且,如果将每单位体积/单位时间的发热量q在通电期间进行累积,则能得到向焊接施加的每单位体积的累积发热量Q。根据(3)式可知,该每单位体积的累积发热量Q也可以不使用电极与被焊接件接触的面积S而算出。
以上,说明了通过专利文献4记载的方法来算出累积发热量Q的情况,但是当然也可以使用其他的计算式。
另外,在板厚比大的板组或板隙、分流的影响大的施工状态下,在正式焊接工序中进行恒定电流控制的情况下,在将正式焊接工序中的第一步骤的电流值设为I1、将第二步骤的电流值设为I2时,优选满足
I1<I2的关系。
由此,能够更积极地促进第二步骤中的薄板11-厚板12间的发热/熔融。
需要说明的是,在进行上述的适应控制焊接的情况下,在将所述测试焊接中的第一步骤的电流值设为I1′、将第二步骤的电流值设为I2′时,优选满足
I1′<I2′的关系。
此外,在适当的条件范围窄的板组、施工状态下,第二步骤中的喷溅非常容易产生的情况下,优选在正式焊接工序中的第一步骤与第二步骤的通电之间设置冷却时间(以下,也称为Tc)。
这是因为,在第一步骤中,在使厚板12-厚板13间熔融之后使温度下降,从而防止第二步骤的厚板12-厚板13间的熔核生长,能够抑制喷溅。
另外,上述的冷却时间优选设为5周期(cycle)(以后,将时间的单位全部设为50Hz下的周期(cycle)数)以上。
在此,如前所述,在第二步骤中促进薄板11-厚板12间的发热/熔融是通过薄板11-厚板12间的电流密度的增加引起的。即,通过使第二步骤的加压力F2(kN)小于第一步骤的加压力F1(kN)而第二步骤中的薄板11-厚板12间的电流密度升高,能促进薄板11-厚板12间的发热/熔融。
然而,在冷却时间小于5周期(cycle)的情况下,在厚板12-厚板13间的温度高的状态下开始第二步骤的通电。因此,即便使第二步骤的加压力F2(kN)小于第一步骤的加压力F1(kN)而如何地增加薄板11-厚板12间的电流密度,在第二步骤中也有时会促进厚板12-厚板13间的再熔融。其结果是,不仅在薄板11-厚板12间得不到所希望的熔核直径,而且厚板12-厚板13间的喷溅也容易产生。关于这一点,如果使冷却时间为5周期(cycle)以上,则能够更可靠地防止厚板12-厚板13间的熔核的过大生长,并促进薄板11-厚板12间的发热/熔融。更优选超过5周期(cycle),进一步优选为7周期(cycle)以上。
但是,冷却时间超过100周期(cycle)时,不仅产生施工时间过度增大这样的问题,在第二步骤中要熔融的薄板11-厚板12间的发热效率也下降。因此,冷却时间的上限优选设为100周期(cycle)。
另外,正式焊接工序中的第一步骤及第二步骤的优选通电时间T1、T2通常分别为5~50周期(cycle)左右、1~20周期(cycle)左右。
需要说明的是,本发明的电阻点焊方法关于成为被焊接材料的钢板没有特别限制,也可以适用于从软钢至超高张力钢板的具有各种强度的钢板及镀敷钢板、铝合金等轻金属板的焊接,还可以适用于在重合了的两张以上的厚板的两方重合有薄板的由四张以上的金属板构成的板组。
另外,在用于形成熔核的第一步骤及第二步骤的通电之后,为了焊接部的热处理,即使施加第三步骤以后的通电也没有任何问题。
此外,在第一步骤中,如果是没有产生喷溅的范围,则薄板11-厚板12间的一部分也可以熔融。此外,在第二步骤中,也可以如图2那样使薄板11-厚板12间均一地熔融,还可以如图3那样在中心部保持未熔融的状态下,仅使外周部呈环状地熔融。
需要说明的是,在专利文献5中公开了“一种电阻点焊方法,其特征在于,利用一对电极将在重合了的两张以上的厚板的一方重合有薄板而形成的板组的工件夹持,一边赋予加压力一边进行电阻点焊,此时,相对于固定了的工件,将与薄板相接的一侧的电极作为焊枪的固定电极,将与厚板相接的一侧的电极作为可动电极,将焊接设为2级的工序,在第一工序中以低加压/高电流进行焊接,在第二工序中以比第一工序的加压力大的加压力进行焊接。”。
在此,专利文献5的焊接方法如上所述,将与薄板相接的一侧的电极作为固定电极,将与厚板相接的一侧的电极作为可动电极,利用由此产生的现象,在焊接初期以低加压力高电流,然后利用高加压力进行焊接,由此在薄板-厚板间及厚板-厚板间分别形成适当的直径的熔核。另一方面,在本发明的焊接方法中,将在重合了的厚板中的仅一方重合有薄板而形成的板组进行焊接的情况下,按照通常方法,将与薄板相接的一侧的电极作为可动电极,将与厚板相接的一侧的电极作为固定电极。由此,本发明的焊接方法与专利文献5的焊接方法可以说是不同的焊接方法。
实施例
关于表1及图1~4所示的三张重叠的钢板的板组,在表2所示的条件下进行电阻点焊,制造了接头。
在此,表2的控制模式为“恒定电流”的情况示出在表所示的焊接条件下由恒定电流控制进行了焊接时的结果。另一方面,在控制模式为“适应控制”的情况下,示出在表所示的焊接条件下以没有板隙等干扰的状态进行测试焊接,将每单位体积的瞬间发热量的时间变化存储之后,以利用测试焊接得到的每单位体积的瞬时发热量的时间变化曲线为基准而进行追随电流值的适应控制焊接时的结果。
另外,在制成一部分的接头时,如图4所示,向厚板12-厚板13间插入间隔件15(间隔件间距离60mm),从上下夹紧(未图示),由此设置了成为各种板隙厚度的板隙。
需要说明的是,焊接机使用逆变器直流电阻点焊机,电极使用了DR形前端径6mm的铬铜电极。而且,在此,将与薄板相接的一侧的电极作为可动电极,将与厚板相接的一侧的电极作为固定电极。
对于得到的各接头,将焊接部切断并对截面进行了蚀刻后,利用光学显微镜观察,分别计测厚板间的熔核直径d1及薄板-厚板间的熔核直径d2(mm),将熔核直径d1、d2都为以上(t′:相邻的两张钢板中的薄的一方的钢板的板厚(mm))且未产生喷溅的情况评价为○。而且,将熔核直径d1、d2小于或者产生了喷溅的情况评价为×。
[表1]
表1
[表2]
另一方面,在脱离本发明的范围的比较例中都产生喷溅或者未形成充分的熔核。
标号说明
11:钢板(薄板)
12、13:钢板(厚板)
14:电极
15:间隔件
Claims (4)
1.一种电阻点焊方法,其中,
所述电阻点焊方法具备正式焊接工序,所述正式焊接工序利用一对电极将在重合了的两张以上的厚板中的至少一方重合有薄板的板厚比超过3的板组夹持,一边加压一边通电而进行接合,
在上述正式焊接工序中,将通电/加压模式分割成两级以上的多级步骤而进行焊接,此时,第一步骤的加压力F1和第二步骤的加压力F2满足F1>F2的关系,且所述第一步骤的通电为了在所述厚板之间形成熔核而进行,所述第二步骤的通电为了在所述厚板与所述薄板之间形成熔核而进行,在所述第一步骤与所述第二步骤的通电之间设置超过5周期的冷却时间,
其中,周期数为50Hz下的周期数。
2.根据权利要求1所述的电阻点焊方法,其中,
所述电阻点焊方法在所述正式焊接工序之前还具备测试焊接工序,所述测试焊接工序进行测试焊接,对于每个步骤,根据利用恒定电流控制进行通电而形成适当的熔核时的电极间的电气特性来算出每单位体积的瞬时发热量的时间变化及每单位体积的累积发热量,并将该每单位体积的瞬时发热量的时间变化及每单位体积的累积发热量作为目标值进行存储,
在所述正式焊接工序中,进行适应控制焊接,所述适应控制焊接以作为上述目标值而存储的每单位体积的瞬时发热量的时间变化曲线为基准而开始焊接,在任一步骤中,在所述正式焊接工序的每单位体积的瞬时发热量的时间变化量从作为基准的上述时间变化曲线脱离的情况下,为了将该脱离情况下产生的差异在该步骤的剩余的通电时间内进行补偿,以使所述正式焊接工序的每单位体积的累积发热量与作为上述目标值而存储的每单位体积的累积发热量一致的方式控制通电量。
3.根据权利要求1所述的电阻点焊方法,其中,
所述正式焊接工序中的第一步骤的电流值I1和所述第二步骤的电流值I2满足I1<I2的关系。
4.根据权利要求2所述的电阻点焊方法,其中,
所述测试焊接工序中的第一步骤的电流值I1′和第二步骤的电流值I2′满足I1′<I2′的关系。
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---|---|---|---|---|
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JP6399266B1 (ja) * | 2017-03-31 | 2018-10-03 | Jfeスチール株式会社 | 抵抗スポット溶接継手の製造方法 |
WO2019124465A1 (ja) * | 2017-12-19 | 2019-06-27 | 日本製鉄株式会社 | 抵抗スポット溶接継手の製造方法 |
KR20200086730A (ko) * | 2017-12-19 | 2020-07-17 | 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 | 저항 스폿 용접 조인트의 제조 방법 |
KR102010069B1 (ko) * | 2017-12-22 | 2019-08-12 | 주식회사 포스코 | 다층 강판의 저항 점 용접방법 |
CN110277204B (zh) * | 2018-03-14 | 2021-12-10 | 国巨电子(中国)有限公司 | 分流电阻器及其制造方法 |
WO2019180923A1 (ja) * | 2018-03-23 | 2019-09-26 | 本田技研工業株式会社 | スポット溶接方法 |
CN110364318B (zh) * | 2018-03-26 | 2021-08-17 | 国巨电子(中国)有限公司 | 高频电阻器与高频电阻器的制造方法 |
US20190358733A1 (en) * | 2018-05-22 | 2019-11-28 | GM Global Technology Operations LLC | Overlapping spot welds for improved mechanical performance and weld repair |
KR102415951B1 (ko) * | 2018-06-29 | 2022-06-30 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 저항 스폿 용접 방법 및 용접 부재의 제조 방법 |
US20200055139A1 (en) * | 2018-08-14 | 2020-02-20 | GM Global Technology Operations LLC | Manufacturing method for welding a multi-sheet assembly |
CN109202245B (zh) * | 2018-09-17 | 2021-06-22 | 武汉钢铁有限公司 | 一种适用于中间层为铝硅涂层热成形钢的三层板的电阻点焊方法 |
US12053834B2 (en) * | 2018-11-26 | 2024-08-06 | Honda Motor Co., Ltd. | Spot welding method |
JP6790050B2 (ja) * | 2018-12-13 | 2020-11-25 | 本田技研工業株式会社 | 抵抗溶接評価装置及び抵抗溶接評価方法 |
US20220288718A1 (en) * | 2019-08-20 | 2022-09-15 | Honda Motor Co., Ltd. | Spot welding method |
KR102617967B1 (ko) * | 2019-08-29 | 2023-12-22 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 저항 스폿 용접 방법 및 용접 부재의 제조 방법 |
CN111014923A (zh) * | 2020-02-18 | 2020-04-17 | 吉林大学 | 不等厚板的电阻点焊装置及方法 |
JP7479757B2 (ja) * | 2020-03-25 | 2024-05-09 | ダイハツ工業株式会社 | スポット溶接方法 |
CN111390366A (zh) * | 2020-04-15 | 2020-07-10 | 深圳市欧帝克科技有限公司 | 一种电阻焊电极温度补偿方法 |
US11167378B1 (en) | 2020-05-01 | 2021-11-09 | David W. Steinmeier | Techniques for determining weld quality |
CN115156681A (zh) * | 2022-07-14 | 2022-10-11 | 首钢集团有限公司 | 一种多层板的电阻点焊方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103889634A (zh) * | 2011-10-18 | 2014-06-25 | 杰富意钢铁株式会社 | 高张力钢板的电阻点焊方法以及电阻点焊接缝 |
WO2014136507A1 (ja) * | 2013-03-08 | 2014-09-12 | Jfeスチール株式会社 | 抵抗スポット溶接方法 |
Family Cites Families (33)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4135076A (en) * | 1977-04-11 | 1979-01-16 | Beneteau Donald J | Apparatus for resistance welding |
JPS57202988A (en) * | 1981-06-10 | 1982-12-13 | Nippon Abionikusu Kk | Accommodation controlling device for resistance welding |
JP2510377B2 (ja) * | 1992-05-01 | 1996-06-26 | 株式会社ナ・デックス | 溶接コントロ―ラ |
JP3114440B2 (ja) * | 1993-07-22 | 2000-12-04 | 日産自動車株式会社 | スポット溶接装置 |
JPH1058157A (ja) * | 1996-06-13 | 1998-03-03 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | スポット溶接の制御方法および装置 |
JP3886603B2 (ja) | 1997-07-14 | 2007-02-28 | 株式会社ナ・デックス | 単位体積当たりの累積発熱量を指標とする抵抗溶接システム |
DE19917896B4 (de) * | 1998-04-20 | 2019-02-21 | Nissan Motor Co., Ltd. | Punktschweißverfahren |
US6506997B2 (en) * | 2000-09-21 | 2003-01-14 | Massachusetts Institute Of Technology | Spot welding system and method for sensing welding conditions in real time |
JP3794300B2 (ja) | 2001-08-30 | 2006-07-05 | トヨタ車体株式会社 | スポット溶接方法 |
JP3894545B2 (ja) | 2002-03-05 | 2007-03-22 | 本田技研工業株式会社 | スポット溶接方法 |
JP4327508B2 (ja) | 2003-06-04 | 2009-09-09 | ダイハツ工業株式会社 | スポット溶接方法およびスポット溶接装置 |
US7060929B2 (en) * | 2004-02-24 | 2006-06-13 | General Motors Corporation | Sheet-to-tube resistance spot welding using servo gun |
FR2895925B1 (fr) | 2006-01-06 | 2008-02-15 | Alcan Technology & Man | Procede de soudage par resistance par points d'alliages d'aluminium |
JP5261984B2 (ja) | 2007-05-23 | 2013-08-14 | Jfeスチール株式会社 | 抵抗スポット溶接方法 |
JP5427074B2 (ja) * | 2009-03-31 | 2014-02-26 | 本田技研工業株式会社 | 抵抗溶接方法及びその装置 |
EP2474381B8 (en) * | 2009-08-31 | 2019-07-24 | Nippon Steel Corporation | Spot-welded joint and spot welding method |
JP5468350B2 (ja) * | 2009-10-23 | 2014-04-09 | マツダ株式会社 | 異種金属板の接合方法 |
JP2011152574A (ja) * | 2010-01-28 | 2011-08-11 | Honda Motor Co Ltd | 抵抗溶接方法 |
JP5149355B2 (ja) * | 2010-09-08 | 2013-02-20 | 富士重工業株式会社 | スポット溶接方法及びスポット溶接装置 |
WO2012050108A1 (ja) * | 2010-10-14 | 2012-04-19 | 住友金属工業株式会社 | 溶接品質判別装置 |
JP5758667B2 (ja) | 2011-03-24 | 2015-08-05 | 富士重工業株式会社 | スポット溶接装置 |
US9969026B2 (en) * | 2011-08-25 | 2018-05-15 | GM Global Technology Operations LLC | Weld schedule for resistance spot welding of aluminum alloy workpieces |
JP5498463B2 (ja) * | 2011-10-13 | 2014-05-21 | 富士重工業株式会社 | スポット溶接装置の加圧制御方法 |
JP5267640B2 (ja) * | 2011-11-25 | 2013-08-21 | Jfeスチール株式会社 | 抵抗スポット溶接継手の評価方法 |
KR101744427B1 (ko) * | 2012-09-24 | 2017-06-07 | 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 | 조인트 강도가 우수한 고강도 강판의 스폿 용접 방법 |
CN103111741A (zh) * | 2012-12-21 | 2013-05-22 | 上海交通大学 | 一种用于降低多层板电阻点焊焊接飞溅的可控电极力方法 |
KR101584495B1 (ko) | 2013-03-29 | 2016-01-13 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 저항 스폿 용접 시스템 |
JP2014200797A (ja) * | 2013-04-01 | 2014-10-27 | トヨタ自動車株式会社 | 抵抗スポット溶接方法及び装置 |
EP3006154B1 (en) * | 2013-06-05 | 2018-01-17 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Spot welded joined structure and spot welding method |
DE102013014701A1 (de) * | 2013-09-05 | 2015-03-05 | GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) | Schweißanordnung zum Verschweißen eines Verbindungsabschnitts und Verfahren zum Verschweißen des Verbindungsabschnitts mit der Schweißanordnung |
US10730134B2 (en) * | 2014-05-07 | 2020-08-04 | Nippon Steel Corporation | Spot welding method |
US10279418B2 (en) * | 2014-07-16 | 2019-05-07 | Honda Motor Co., Ltd. | Method and apparatus for resistive spot welding |
US10773334B2 (en) * | 2015-04-27 | 2020-09-15 | Jfe Steel Corporation | Resistance spot welding method |
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103889634A (zh) * | 2011-10-18 | 2014-06-25 | 杰富意钢铁株式会社 | 高张力钢板的电阻点焊方法以及电阻点焊接缝 |
WO2014136507A1 (ja) * | 2013-03-08 | 2014-09-12 | Jfeスチール株式会社 | 抵抗スポット溶接方法 |
Also Published As
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