CN107530818B

CN107530818B - 电阻点焊方法

Info

Publication number: CN107530818B
Application number: CN201680022510.6A
Authority: CN
Inventors: 泽西央海; 松田广志; 池田伦正
Original assignee: Jitomi Corp
Current assignee: Jitomi Corp
Priority date: 2015-04-27
Filing date: 2016-04-15
Publication date: 2019-11-05
Anticipated expiration: 2036-04-15
Also published as: WO2016174842A1; MX371462B; KR101974298B1; KR20170129268A; EP3290146A1; CN107530818A; MX2017013697A; EP3290146B1; EP3290146A4; US20180281102A1; US10773334B2

Abstract

将在测试焊接中存储为目标值的每个步骤的每单位体积的瞬时发热量的时间变化曲线及累积发热量作为基准来进行焊接，当在某一个步骤中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偏离的情况下，为了在该步骤的剩余的通电时间内对该偏离量进行补偿，而以正式焊接中的每单位体积的累积发热量与在测试焊接中预先求出的每单位体积的累积发热量一致的方式控制通电量，而且，当在某一个步骤中检测到喷溅发生的情况下，降低之后的上述每单位体积的累积发热量的目标值，并与之相应地控制通电量。

Description

电阻点焊方法

技术领域

本发明涉及通过适应控制焊接技术在即使发生了喷溅的情况下也能够确保恰当的熔核直径的电阻点焊方法。

背景技术

通常，对重合的钢板彼此的接合使用了作为搭接电阻焊接法的一种的电阻点焊法。

该焊接法是夹持重合的两张以上的钢板并从其上下通过一对电极进行加压、且将高电流的焊接电流在上下电极间进行短时间通电来接合的方法，利用由于高电流的焊接电流流动而产生的电阻热而得到点状的焊接部。该点状的焊接部被称为熔核，是在使电流在重合的钢板中流动时在钢板的接触部位处两张钢板熔融并凝固而成的部分。通过该熔核，钢板彼此呈点状接合。

为了得到良好的焊接部品质，重要的是熔核直径在恰当的范围内形成。熔核直径根据焊接电流、通电时间、电极形状及加压力等焊接条件而确定。因此，为了形成恰当的熔核直径，需要根据被焊接材料的材质、板厚及重叠张数等被焊接材料条件来恰当地设定上述的焊接条件。

例如，在制造汽车时，对每一台汽车实施多达数千点的点焊，另外需要对不断流传来的被处理材料(工件)进行焊接。此时，若各焊接部位处的被焊接材料的材质、板厚及重叠张数等被焊接材料条件相同，则在焊接电流、通电时间及加压力等焊接条件也相同的条件下就能够得到相同的熔核直径。但是，在连续的焊接中，电极的被焊接材料接触面逐渐磨损而接触面积与初始状态相比逐渐扩大。若在像这样接触面积扩大了的状态下流过与初始状态相同值的焊接电流，则被焊接材料中的电流密度会降低，焊接部的温度上升会降低，因此熔核直径变小。因此，每进行数百～数千点的焊接时就要进行电极的研磨或更换，以免电极的前端直径过度扩大。

此外，以往使用的是具有如下功能(步进功能)的电阻焊接装置：当进行了预先确定的次数的焊接后使焊接电流值增加，来对伴随着电极的磨损导致的电流密度降低进行补偿。为了使用该步进功能，需要预先恰当地设定上述的焊接电流变化模式。但是，为此，为了通过试验等导出与多个被焊接材料条件及焊接条件相对应的焊接电流变化模式，需要大量的时间和成本。另外，在实际的施工中，由于电极磨损的恶化状态存在偏差，所以预先确定的焊接电流变化模式无法说是始终恰当的。

而且，在焊接时存在干扰的情况下，例如，在要焊接的点附近既已存在已焊接的点(已焊接点)、或被焊接材料的表面凹凸大且在要焊接的点附近存在被焊接材料的接触点等的情况下，在焊接时电流向已焊接点或接触点分流。在这样的状态下，即使以规定的条件进行焊接，电极正下方的要焊接的位置处的电流密度也会降低，因此仍然无法得到所需直径的熔核。为了对该发热量不足进行补偿而得到所需直径的熔核，需要预先设定较高的焊接电流。

另外，在由于表面凹凸和/或部件形状等而导致要焊接的点周围被强烈约束的情况下，钢板间的板隙会变大，由此钢板彼此之间的接触直径会变窄，有时也会无法得到所需直径的熔核直径，或容易发生喷溅。

为了解决上述问题，提出了以下所述那样的技术。

例如，在专利文献1中记载了如下的电阻焊接机的控制装置：对推算出的焊接部的温度分布和目标熔核进行比较来控制焊接机的输出，由此得到所设定的熔核。

另外，在专利文献2中记载了如下的电阻焊接机的焊接条件控制方法：检测焊接电流和电极头(tip)间电压，通过热传导计算来进行焊接部的模拟，推定熔核的形成状态，由此进行良好的焊接。

而且，在专利文献3中记载了如下的电阻焊接系统：通过使用焊接系统而不依赖于被焊接物的种类和电极的磨损状态地进行良好的焊接，其中该焊接系统进行如下处理：根据被焊接物的板厚和通电时间，计算能够良好地对该被焊接物进行焊接的每单位体积的累积发热量，并调整成会产生所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。

在专利文献4中记载了如下的焊接方法：在通电中每半个循环对取电力和电流、或取电流的平方值的曲线进行运算并求出，根据其推移来判定熔核的形成状态，并调整以后的循环的电流值或加压力，或者在该时刻切断电流。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平9-216071号公报

专利文献2：日本特开平10-94883号公报

专利文献3：日本特开平11-33743号公报

专利文献4：日本特开2004-58153号公报

发明内容

但是，在专利文献1及2所记载的技术中，基于热传导模型(热传导模拟)等推定熔核的温度，因此需要复杂的计算处理，而具有不仅焊接控制装置的结构变得复杂而且焊接控制装置自身变得昂贵的问题。

另外，在专利文献3所记载的电阻点焊方法中，认为通过将累积发热量控制为目标值，即使电极磨损了一定量也能够进行比较良好的焊接。但是，在所设定的被焊接材料条件和实际的被焊接材料条件大幅不同的情况下，例如在附近存在上述的已焊接点和/或钢板间的板隙等干扰且其影响大的情况下，即使能够使最终的累积发热量与目标值一致，发热和通电的方式、即焊接部的温度分布和电流密度分布的时间变化也会从作为目标的能够得到良好的焊接部的模式大幅偏离，而具有无法得到所需的熔核直径、发生喷溅的问题。

例如，在要焊接的点附近存在被焊接材料的接触点、且被焊接材料间的板隙大时，电极间电阻值会增大，因此具有电流值降低而无法确保熔核直径的问题。

此外，在专利文献4中，监视每半个循环的电流增加、减少过程的曲线形状的变化，因此是以交流电源下的焊接为前提，在直流电源下无法使用。另外，抑制发生喷溅的方法为调整电流值、加压力、通电时间中的某一个，但没有记载分别进行调整的必然性。

而且，专利文献1～4所公开的技术对于电极前端磨损的情况下的变化在某种程度上均是有效的，但对于由于距已焊接点的距离短、或因钢板间的凹凸而存在接触点等导致分流或板隙的影响大的情况，没有进行任何研究，存在适应控制实际上不起作用的情况。

另外，在恰当的焊接条件范围非常窄的板组的焊接中、例如在外侧配置有板厚薄的外构件(薄板)、在内侧将板厚厚的内构件、加强件(厚板)组合而成的板组的焊接中，由于干扰的影响，在焊接中尤其容易发生喷溅，一旦发生了喷溅，之后就无法进行恰当的控制。

本发明有利地解决上述的问题，其目的在于提供一种电阻点焊方法，即使板隙和/或分流等干扰的影响大、且由于这样的干扰而在焊接中发生了喷溅，也能够防止进一步发生喷溅，从而得到恰当直径的熔核。

另外，发明人为了实现上述目的而反复进行了锐意研究，其结果为，发明人得到了以下见解。

(1)在得到恰当的熔核直径的条件范围由于干扰而发生变动的情况下，进行如下的适应控制焊接是有效的：根据被焊接材料的板厚和通电时间并通过测试焊接来计算能够良好地焊接该被焊接材料的每单位体积/单位时间的发热量，接着在正式焊接中，调整成会产生所计算出的每单位体积/单位时间的发热量的通电量。

(2)但是，在电阻点焊前及焊接初期，要焊接的点的金属板间是电阻高、没有确保通电直径的状态。因此，例如在要焊接的点附近存在已焊接点等被焊接材料的接触点、另外被焊接材料间的板隙大时，会产生向接触点的分流，要焊接的点的被焊接材料彼此之间的接触直径变窄，因此存在根据板组而电极间电阻值增大的情况。由于该原因，装置会误识别成要焊接的点处的累积发热量过大，其结果为，适应控制中的电流值减少，发热形态会变得与测试焊接不同，而达不到所需的熔核直径。或者，在由于向接触点的分流量大而电极间电阻值降低的情况下，在被焊接材料彼此之间的接触直径小的状态下电流值会增大，因此发热形态会变得与测试焊接不同，喷溅发生的风险提高。

(3)另一方面，即使金属板间的板隙小，在分流的影响大的情况下，若要使累积发热量与测试焊接的累积发热量一致，则在没有确保金属板间的通电直径的状态下电流值会大幅增加。因此，不是金属板-金属板间而是电极-金属板间附近的发热会变得显著，发热形态仍然会与测试焊接大幅不同。

(4)当由于上述的板隙、分流等干扰的影响而在焊接中一旦发生了喷溅时，熔融的金属向周围飞散，由此焊接部的板厚会减少，电极间的电压会急剧降低。因此，在上述的适应控制焊接中，根据电极间的电气特性计算出的每单位体积的瞬时发热量大幅降低，为了对其进行补充，而进行使焊接电流或电压过度增大的控制。其结果为，会助长进一步发生喷溅。

(5)因此，发明人为了防止在焊接中一旦发生了喷溅的情况下进一步发生喷溅，而进一步反复进行了研究。

其结果为，得到了如下的见解：将通电模式分成两级以上的步骤来进行适应控制焊接，并且设置喷溅的发生检测机构，在通过该检测机构在焊接中检测到喷溅发生的情况下，减少其之后的目标发热量，并基于该减少后的目标发热量，调整通电量，具体地说调整焊接电流及电极间电压，由此防止了进一步发生喷溅，从而能够得到恰当直径的熔核。

(6)另外，为了再次设定喷溅发生后的目标发热量，通常需要考虑在喷溅发生时减少的板厚来再次计算发热量。但是，在焊接中准确地监视板厚的减少量是极其困难的。

因此，发明人对于取而代之的喷溅发生后的目标发热量的再次设定方法进一步反复进行了研究，得到了如下的见解：根据检测到喷溅发生时的电极间电压或电极间电阻的降低程度，减少之后的目标发热量是有效的。

本发明是基于上述见解并进一步加以研究而完成的。

即，本发明的要旨结构如下。

1.一种电阻点焊方法，通过一对电极夹持将多张金属板重合而成的被焊接材料并一边加压一边通电来进行接合，在上述电阻点焊方法中，

进行正式焊接和在该正式焊接之前的测试焊接，此时，将该正式焊接及测试焊接的通电模式分成两级以上的步骤，

另外，在上述测试焊接中，按照每个步骤，将根据通过恒流控制进行通电来形成恰当的熔核的情况下的电极间的电气特性而计算出的、每单位体积的瞬时发热量的时间变化曲线及每单位体积的累积发热量作为目标值进行存储，

在上述正式焊接中，将在上述测试焊接中作为目标值存储的每个步骤的每单位体积的瞬时发热量的时间变化曲线及累积发热量作为基准来进行焊接，当在某个步骤中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偏离的情况下，为了在该步骤的剩余的通电时间内对该偏离量进行补偿，而以正式焊接中的每单位体积的累积发热量与在测试焊接中预先求出的每单位体积的累积发热量一致的方式控制通电量，而且当在某个步骤中检测到喷溅发生的情况下，降低之后的上述每单位体积的累积发热量的目标值，并与之相应地进行调整通电量的适应控制焊接。

2.在上述1所记载的电阻点焊方法中，在将检测到上述喷溅发生后设定的通电时间T中的每单位体积的累积发热量的目标值设为Qs[T](J)、将通过上述测试焊接设定的通电时间T中的每单位体积的累积发热量的目标值设为Q0[T](J)、将在喷溅发生时刻为止的每单位体积的累积发热量设为Qf(J)、将检测到喷溅发生时的每一个循环(50Hz)的电极间电压或电极间电阻的降低率设为R(％)时，将Qs[T]与Q0[T]、Qf及R之间的关系设定为下式的范围。

Qf+(Q0[T]-Qf)×(1-(5R/100))≤Qs[T]

≤Qf+(Q0[T]-Qf)×(1-(0.1R/100))

3.在上述1或2所记载的电阻点焊方法中，上述喷溅发生的检测基于电极间电压、电极间电阻、电极间距离、焊枪的伺服转矩及焊枪的应变中的某一个的变化。

发明效果

根据本发明，即使由于分流和/或板隙等干扰而在焊接中发生了喷溅，也能够防止进一步发生喷溅，从而得到恰当直径的熔核。

附图说明

图1是示意地表示遵照本发明的电阻点焊方法的一个实施方式的图，(a)是通电时间与电极间电压之间的关系的一个例子，(b)是通电时间与焊接电流之间的关系的一个例子，(c)是通电时间与累积发热量之间的关系的一个例子。

图2是表示电阻点焊装置的一个例子的概略结构图。

图3是在本发明的电阻点焊方法的一个实施方式中进行焊接的情况下的示意图，(a)是对于具有板隙的三张重叠的板组进行焊接，(b)是对于具有板隙的两张重叠的板组进行。

具体实施方式

以下具体地说明本发明。

本发明是通过一对电极夹持将多张金属板重合而成的被焊接材料并一边加压一边通电来进行接合的电阻点焊方法，是尤其在对强烈地受到干扰的影响而容易发生喷溅的恰当的焊接条件范围非常窄的板组、例如在重合的两张以上的厚板中的至少一方上重合了薄板而成的、板厚比(板组的整体厚度/构成板组的最薄的金属板的板厚)超过3.0、进而为5.0以上的板组进行焊接的情况下优选的电阻点焊方法。此外，板厚比的上限虽然没有特别限定，但通常为12.0。

此外，作为能够在本发明的电阻点焊方法中使用的焊接装置，只要具有上下一对的电极，且能够在焊接中分别任意地控制加压力及焊接电流即可，加压机构(气缸、伺服马达等)、形式(定置式、机械手焊枪等)、电极形状等并没有特别限定。

另外，薄板表示用于被焊接材料的金属板中的、板厚相对小的金属板，厚板表示板厚相对大的金属板。此外，通常薄板的板厚为板厚最大的金属板(厚板)的3/4以下的板厚。

另外，在本发明的电阻点焊方法中，将正式焊接的通电模式分成两级以上的步骤来实施焊接。

在此，作为进行通电模式的步骤划分的时刻，只要根据作为被焊接材料的金属板的材质、板厚、重叠张数等适当设定即可。

例如，在对在重合的两张以上的厚板的至少一方上重合了薄板而成的、板厚比超过3.0、进而为5.0以上的板组进行焊接的情况下，能够以在第1步骤中对厚板-厚板间、薄板-厚板间中的某一个进行熔核形成、在第2步骤中对剩余的板间进行熔核形成的方式进行设定。

另外，在对由两张金属板构成的被焊接材料进行焊接的情况下，为了对焊接中的现象变化响应性良好地进行适应控制焊接，考虑分成在金属板间形成稳定的通电路径(熔融部)为止的阶段、和之后的熔核成长过程。此外，在被焊接材料为镀覆钢板的情况下，也可以将焊接过程分成镀层熔融而通电面积急剧扩大的阶段、在通过之后的通电而在电极间形成稳定的通电路径(熔融部)为止的阶段、以及之后的熔核成长过程这三个阶段。

另外，既不论各步骤的焊接电流的大小关系，也可以在步骤之间设置冷却时间。

而且，在正式焊接之前，在与正式焊接相同的时刻进行划分了步骤的测试焊接。在测试焊接中，在每个步骤，将根据通过恒流控制进行通电而形成恰当的熔核的情况下的电极间的电气特性计算出的、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存储为目标值。

另外，在该测试焊接中，在没有向已焊接点的分流和板隙的状态下通过恒流控制在各种条件下进行与被焊接材料相同的钢型、厚度的焊接试验，找到测试焊接中的最适条件。并且，关于各步骤，将在上述条件下进行了焊接时的焊接中的、根据电极间的电气特性计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存储为目标值。在此，电极间的电气特性表示电极间电阻或电极间电压。

在上述的测试焊接后，进行正式焊接。正式焊接将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作为基准而开始焊接，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，直接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偏离的情况下，根据此时的偏离量进行控制通电量的适应控制焊接，以正式焊接中的每单位体积的累积发热量与在测试焊接中预先求出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，即使为电极前端磨损、分流或板隙等干扰的影响大的状态，也能够确保所需的累积发热量，从而得到恰当的熔核直径。

此外，在此所说的干扰除了在焊接点附近具有已焊接点的情况和存在被焊接材料的接触点的情况以外，还可以列举电极的损耗等。

另外，关于每单位体积的累积发热量的计算方法，并没有特别限制，但在专利文献3中公开了其一个例子，在本发明中也能够采用该方法。通过该方法进行的每单位体积的累积发热量Q的计算要领如下。

将被焊接材料的合计厚度设为t、将被焊接材料的电阻率设为r、将电极间电压设为V、将焊接电流设为I、将电极与被焊接材料接触的面积设为S。在该情况下，焊接电流从横截面面积为S、厚度为t的柱状部分通过而产生电阻热。该柱状部分中的每单位体积/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)

若针对S来求解式(2)并将S带入式(1)中，则发热量q成为下式(3)。

q＝(V·I·R′)/(r·t²)

＝(V²)/(r·t²)---(3)

如从上式(3)得以明确那样，每单位体积/单位时间的发热量q能够根据电极间电压V、被焊接物的合计厚度t和被焊接物的电阻率r来计算出，不受电极与被焊接物接触的面积S的影响。此外，式(3)根据电极间电压V来计算发热量，但也能够根据电极间电流I来计算发热量q，此时也不需要使用电极与被焊接物接触的面积S。并且，只要在通电期间内累积每单位体积/单位时间的发热量q，就能够得到在焊接中施加的每单位体积的累积发热量Q。如从式(3)得以明确那样，该每单位体积的累积发热量Q也能够不使用电极与被焊接材料接触的面积S地计算出。

以上，说明了根据专利文献3所记载的方法来计算出累积发热量Q的情况，但当然也可以使用其他计算式。

另外，在本发明的电阻点焊方法中，如图1所示，当在某一个步骤中检测到喷溅发生的情况下，极其重要的是之后减少上述每单位体积的累积发热量的目标值，并与之相应地调整通电量、即焊接电流及电极间电压。

即，若在焊接中一旦发生了喷溅，则熔融的金属向周围飞散，由此焊接部的板厚减少，电极间的电压急剧降低。因此，若将在测试焊接中存储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而直接继续进行焊接，则会进行使焊接电流或电极间电压过度增大的控制，会助长进一步发生喷溅。

因此，在本发明的电阻点焊方法中，当在某一个步骤中检测到喷溅发生的情况下，之后减少上述每单位体积的累积发热量的目标值，并与之相应地调整通电量、即焊接电流及电极间电压。

此外，发明人考虑到：即使降低每单位体积的累积发热量的目标值而也能够得到所期望的熔核直径是因为，由于喷溅发生，焊接部的板厚减少，由此为了得到所期望的熔核直径而需要的发热量也减少。

另外，作为喷溅发生后新设定的每单位体积的累积发热量的目标值的设定方法，例如在将检测到喷溅发生后新设定的通电时间T中的每单位体积的累积发热量的目标值设为Qs[T](J)、将通过测试焊接设定的通电时间T中的每单位体积的累积发热量的目标值设为Q0[T](J)、将喷溅发生时刻为止的每单位体积的累积发热量设为Qf(J)、将喷溅发生时的每一个循环(cycle)(50Hz(以后时间的单位均设为50Hz中的cycle数)))的电极间电压或电极间电阻的降低率设为R(％)时，优选的是将Qs[T]与Q0[T]、Qf及R之间的关系设定为下式的范围。

Qf+(Q0[T]-Qf)×(1-(5R/100))≤Qs[T]

≤Qf+(Q0[T]-Qf)×(1-(0.1R/100))

只要在该范围内设定累积发热量的目标值，则即使是在焊接中检测到喷溅发生的情况，也能够不进一步发生喷溅地得到与喷溅发生后的焊接部的板厚相对应的所期望的直径的熔核。此外，在此所说的通电时间T是从开始了通电的时刻起的经过时间。

更优选的是，将Qs[T]与Q0[T]、Qf及R之间的关系设定为下式的范围。

Qf+(Q0[T]-Qf)×(1-(4R/100))≤Qs[T]

≤Qf+(Q0[T]-Qf)×(1-(0.3R/100))

进一步优选的是，将Qs[T]与Q0[T]、Qf及R之间的关系设定为下式的范围。

Qf+(Q0[T]-Qf)×(1-(3R/100))≤Qs[T]

≤Qf+(Q0[T]-Qf)×(1-(0.5R/100))

此外，在各上列算式中，在算式的左边为Qf以下的情况下，分别成为

Qf＜Qs[T]≤Qf+(Q0[T]-Qf)×(1-(0.1R/100))

Qf＜Qs[T]≤Qf+(Q0[T]-Qf)×(1-(0.3R/100))

Qf＜Qs[T]≤Qf+(Q0[T]-Qf)×(1-(0.5R/100))。

此外，每单位体积的瞬时发热量的时间变化曲线按照上述的每单位体积的累积发热量的目标值的修正，以成为与累积发热量的修正相同的比例的方式进行修正。

另外，作为喷溅发生的检测方法，能够使用以下的手法。

在发生了喷溅时，由于焊接部的板厚减少，电极间电压及电极间电阻会减少。因此，能够使用例如在每一个cycle(50Hz)的电极间电压或电极间电阻的减少率R超过了固定阈值时识别成喷溅发生的手法。作为该阈值，从与通常的适应控制中的电极间电压或电极间电阻的变化进行区别的观点考虑，优选设为10～30％。

此外，即使在发生了喷溅的情况下，每一个循环(50Hz)的电极间电压或电极间电阻的降低率：R的最大值通常也会为50％。

另外，由于因喷溅发生而导致的板厚减少，电极间的距离也会急剧地减少，因此也能够将其作为喷溅发生的检测方法。

而且，由于在喷溅发生时钢板相对于电极的加压力的反作用力急剧减少，所以若要维持设定加压力，则加压力控制装置的响应会跟不上而导致加压力暂时大幅增减。由此，也能够将其作为喷溅发生的检测方法。此外，计测加压力的方法没有特别限制，能够通过焊枪的伺服马达的转矩、焊枪的应变等来计测。

另外，在实施本发明的电阻点焊方法时，作为优选的电阻点焊装置，可以列举由图2所示那样的结构构成的装置。

图中，附图标记1是电阻点焊电源，附图标记2是向电阻点焊电源1提供控制信号的控制部，附图标记3是焊接电流的检测部，将检测到的信号输入到控制部2。附图标记4是与电阻点焊电源1的输出连接的二次导体，为了与电极7进行通电而与电极7连接。附图标记5是下部臂，附图标记6是加压缸，在各自上安装有电极7，通过电极7而夹持被焊接材料8。附图标记9是安装在电极7上的电极间电压检测线，插入在控制部2中。在控制部2中，能够切换进行测试焊接的模式和进行正式焊接的模式。

在此，在测试焊接模式中，根据从焊接电流检测部3输入的电流、和从电极间电压检测线9输入的电压来计算瞬时发热量，并存储其时间变化。

另外，在进行正式焊接的模式中，在测试焊接的焊接条件下开始通电，并且在控制部2中，根据从焊接电流检测部3输入的电流、和从电极间电压检测线9输入的电压来在每个取样时间计算瞬时发热量。并且，对各时间中的瞬时发热量和目标值进行比较，在该两个值产生了差异的时刻，进行与其偏离量相应地控制焊接电流的适应控制焊接。即，构成为，将以正式焊接中的累积发热量与作为目标值而存储的累积发热量一致的方式通过控制部2进行了适应控制后的焊接电流向被焊接材料8通电。

并且，在通过从电极间电压检测线9输入的电压的急剧降低等而检测到喷溅发生的情况下，通过控制部2再次设定在测试焊接中设为目标值的累积发热量，基于该再次设定后的累积发热量，调整通电量、即焊接电流及电极间电压。

此外，各步骤中的加压力和焊接时间等条件的大小关系并没有特别限定，只要根据作为被焊接材料的金属板的材质、板厚、重叠张数等来适当设定即可。

例如在对在重合的两张以上的厚板的至少一方上重合了薄板而成的、板厚比超过3.0、进而为5.0以上的板组进行焊接时，当在第1步骤中使厚板-厚板间熔融、在第2步骤中使薄板-厚板间熔融来进行焊接的情况下，关于第1步骤的加压力F1(kN)和第2步骤的加压力F2(kN)，优选的是使其满足F1＞F2的关系。另外，若使第1步骤及第2步骤的通电时间T1、T2分别为5～50cycles、1～20cycles则会更合适。而且，在该情况下，从防止在第2步骤中发生喷溅的观点考虑，优选的是，在第1步骤与第2步骤的通电期间，设置1cycle以上、100cycles以下的冷却时间。

另外，在本发明的电阻点焊方法中作为被焊接材料的金属板没有特别限制，能够适用于从软钢到超高张力钢板的具有各种强度的钢板及镀覆钢板、铝合金等轻金属板的焊接，也能够适用于将四张以上的钢板重叠而成的板组。

实施例

关于表1及图3的(a)、(b)所示那样的三张重叠或两张重叠的金属板的板组，在表2所示的条件下进行电阻点焊，而生成了接缝。图中，附图标记11是金属板(薄板)，附图标记12及13是金属板(厚板)，附图标记14是电极，附图标记15是间隔件(spacer)。

在此，在表2的控制模式“适应控制(无喷溅修正)”中示出了无论有无喷溅发生均进行了适应控制点焊时的结果，其中，在适应控制点焊中，在表所示的焊接条件下在无板隙等干扰的状态下进行测试焊接，在存储了每单位体积的瞬间发热量的时间变化后，将通过测试焊接而得到的每单位体积的瞬时发热量的时间变化曲线作为基准来使电流值追从。另外，在控制模式为“适应控制(有喷溅修正)”中，示出了在每单位时间的电极间电压的减少率超过了阈值(20％)的情况下，判断成喷溅发生，之后基于检测到喷溅发生时的每一个循环的电极间电压或电极间电阻的降低率，如表2所示那样使每单位体积的累积发热量的目标值减少，并与之相应地调整了通电量时的结果。此外，通电时间和加压力等条件在测试焊接和正式焊接中相同。

另外，如图3的(a)、(b)所示，在厚板12-厚板13之间插入间隔件15(间隔件之间距离为60mm)，通过从上下夹紧(未图示)，而设置了成为各种板隙厚度的板隙。

而且，对焊接机使用了变频直流电阻点焊机(inverter DC resistance spotwelder)，对电极使用了DR形前端直径6mm的铬铜电极。

关于得到的各接缝，在将焊接部剖切而对截面进行了蚀刻后，通过光学显微镜进行观察，分别计测薄板-厚板间的熔核直径d1(mm)及厚板-厚板间的熔核直径d2(mm)，将熔核直径d1、d2均为4√t′以上(t′：相邻的两张金属板中的薄的一方的金属板的板厚(mm))、且焊接部的最小厚度为焊接前的板组的合计厚度的40％以上的情况评价为○。另外，将熔核直径d1、d2小于4√t′或焊接部的最小厚度小于焊接前的板组的合计厚度的40％的情况评价为×。

[表1]

表1

[表2]

表2

*1检测到喷溅发生时的每一个循环(50Hz)的电极间电压或电极间电阻的降低率*2在检测到喷溅发生后设定的通电时间T中的每单位体积的累积发热量的目标值

*3通过测试焊接设定的通电时间T中的每单位体积的累积发热量的目标值

在发明例中能够得到焊接部的充分的最小厚度，并且能够在薄板-厚板间及厚板-厚板间得到具有4√t′以上的直径的熔核。此外，在板隙厚度小的参考例中，能够在中途没有检测到喷溅发生地在薄板-厚板间及厚板-厚板间得到具有4√t′以上的直径的熔核。

另一方面，在比较例中均无法得到焊接部的充分的最小厚度。

附图标记说明

1 电阻点焊电源

2 向电阻点焊电源提供控制信号的控制部

3 焊接电流的检测部

4 与电阻点焊电源的输出连接的二次导体

5 下部臂

6 加压缸

7 电极

8 被焊接材料

9 电极间电压检测线

11 金属板(薄板)

12、13 金属板(厚板)

14 电极

15 间隔件

Claims

1.一种电阻点焊方法，通过一对电极夹持将多张金属板重合而成的被焊接材料并一边加压一边通电来进行接合，所述电阻点焊方法的特征在于，

另外，在所述测试焊接中，按照每个步骤，将根据通过恒流控制进行通电来形成恰当的熔核的情况下的电极间的电气特性而计算出的、每单位体积的瞬时发热量的时间变化曲线及每单位体积的累积发热量作为目标值进行存储，

在所述正式焊接中，将在所述测试焊接中作为目标值存储的每个步骤的每单位体积的瞬时发热量的时间变化曲线及每单位体积的累积发热量作为基准来进行焊接，当在某个步骤中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偏离的情况下，为了在该步骤的剩余的通电时间内对该偏离量进行补偿，而以正式焊接中的每单位体积的累积发热量与在测试焊接中预先求出的每单位体积的累积发热量一致的方式控制通电量，而且，当在某个步骤中检测到喷溅发生的情况下，降低之后的所述每单位体积的累积发热量的目标值，并与之相应地进行调整通电量的适应控制焊接，

而且，在将检测到所述喷溅发生后设定的通电时间T中的每单位体积的累积发热量的目标值设为Qs[T](J)、将通过所述测试焊接设定的通电时间T中的每单位体积的累积发热量的目标值设为Q0[T](J)、将在喷溅发生时刻为止的每单位体积的累积发热量设为Qf(J)、将检测到喷溅发生时的每一个循环(50Hz)的电极间电压或电极间电阻的降低率设为R(％)时，将Qs[T]与Q0[T]、Qf及R之间的关系设定为下式的范围：

Qf+(Q0[T]-Qf)×(1-(5R/100))≤Qs[T]≤Qf+(Q0[T]-Qf)×(1-(0.1R/100))。

2.如权利要求1所述的电阻点焊方法，其特征在于，

所述喷溅发生的检测基于电极间电压、电极间电阻、电极间距离、焊枪的伺服转矩及焊枪的应变中的某一个的变化。