CN111163894A - 点焊接方法 - Google Patents

点焊接方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111163894A
CN111163894A CN201880063911.5A CN201880063911A CN111163894A CN 111163894 A CN111163894 A CN 111163894A CN 201880063911 A CN201880063911 A CN 201880063911A CN 111163894 A CN111163894 A CN 111163894A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrode tip
plate
plate group
pressing
tip
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201880063911.5A
Other languages
English (en)
Inventor
村山元
冈田徹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp filed Critical Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp
Publication of CN111163894A publication Critical patent/CN111163894A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K11/00Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/002Resistance welding; Severing by resistance heating specially adapted for particular articles or work
    • B23K11/0033Welding locally a thin plate to a large piece
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K11/00Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/10Spot welding; Stitch welding
    • B23K11/11Spot welding
    • B23K11/115Spot welding by means of two electrodes placed opposite one another on both sides of the welded parts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K11/00Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/16Resistance welding; Severing by resistance heating taking account of the properties of the material to be welded
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K11/00Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/16Resistance welding; Severing by resistance heating taking account of the properties of the material to be welded
    • B23K11/163Welding of coated materials
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K11/00Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/30Features relating to electrodes
    • B23K11/31Electrode holders and actuating devices therefor
    • B23K11/314Spot welding guns, e.g. mounted on robots
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K11/00Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/36Auxiliary equipment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B23K37/04Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups for holding or positioning work
    • B23K37/0426Fixtures for other work
    • B23K37/0435Clamps
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B23K37/06Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups for positioning the molten material, e.g. confining it to a desired area

Abstract

目的是提供一种即使是将板厚最薄的金属板配置在最表面且板厚比为5以上的板组、也能够使用电气控制容易且紧凑的焊接装置、在薄板/厚板的界面处抑制喷溅的发生并且形成希望的熔核径、进行点焊接的点焊接方法。一种点焊接方法,包括:准备将板厚最薄的金属板配置在最表面且板厚比为5以上的板组;将第1电极端头配置到最薄的金属板被配置的一侧,将第2电极端头配置到板组的相反侧,将作为绝缘体的第1加压部件配置到第1电极端头的周围;一边以与第2电极端头相比从第1电极端头向板组施加的加压力小的方式将第1及第2电极端头以及第1加压部件向板组推压而施加加压力,一边在第1及第2电极端头间流经电流,进行板组的焊接。

Description

点焊接方法
技术领域
本公开涉及对包括被重叠的多个金属板的板组进行电阻点焊接的点焊接方法。
背景技术
在汽车的车体的组装及零件的安装等中,在重叠的多片金属板彼此的接合中,主要使用电阻点焊接。在该点焊接中,使用前端部被推压在板组上的一对电极端头。
在点焊接中,以从重叠的多片金属板的两侧夹着金属板的方式,将电极端头一边推压一边通电而形成熔融金属,在通电结束后,通过由电极端头进行的排热及向金属板自身的热传导,使熔融金属冷却凝固,在金属板之间形成截面为椭圆形状的熔融凝固部(熔核)。
在汽车车身中,近年来,为了轻量化,出现了难焊接部位。作为其代表例,是由被称作侧梁(side member)的车门周边的外板的薄壁化和作为骨架部件的B柱的加强件厚壁化所形成的薄板/厚板/厚板的3片重叠点焊接部。在本申请中,将重叠的多片金属板中的厚度最薄的金属板称作薄板,将厚度比其厚的金属板称作厚板。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2011-11259号公报
专利文献2:日本特开2012-66284号公报
专利文献3:日本特开2006-55898号公报
发明内容
发明要解决的课题
在汽车车身等中可看到的薄板/厚板/厚板的3片重叠等的点焊接中,厚度最薄的金属板由于加工较容易,所以大致被配置在层叠体的最外。在此情况下,厚板/厚板的界面容易熔融,但薄板/厚板的界面难以熔融,难以稳定地进行点焊接。
在点焊接中,由于从距被水冷的电极最远的板组的中心部开始熔融,所以薄板/厚板界面难以熔融。进而,由于薄板大致使用软钢,厚板大致使用高强度钢,所以如果使用这样的组合的板组,则因为薄板与电极端头的接触面积较大、厚板与电极端头的接触面积较小,所以薄板侧的电流密度变小,薄板/厚板界面变得更难以熔融。进而,由于软钢与高强度钢相比导电率较高,所以难以发热,难以将薄板/厚板界面熔融。
因此,通常板厚比的上限被规定为4~5左右,这成为阻碍设计自由度的原因之一。
为了进行这样的板厚比大的薄板/厚板的板组的点焊接,提出了在焊接电极中设置用来将电极端头及金属板加压的加压部件的技术(专利文献1、2)、以及以两级的加压力加压及以两级的电流值通电的技术(专利文献3)。
但是,在专利文献1、2中,为了对薄板/厚板的界面及厚板/厚板的界面设置接触直径的差,需要在电极端头与加压杆之间设置规定的距离,在板组的宽度方向上装置变大,难以对较窄的部位、例如10~20mm左右的宽度的凸缘进行点焊接。此外,由于在电极端头和加压杆中电流的极性不同,所以用于通电的电气控制也变得复杂。在专利文献3中,也需要在焊接中变更加压力及电流值,点焊接方法变得复杂,点焊接装置的结构也变得复杂。
因而,希望有即使是对于板厚最薄的金属板配置在最表面处的板厚比为5以上的板组,也能够使用电气控制较容易且紧凑(小型)的焊接装置,抑制在薄板/厚板的界面喷溅的发生,并且形成希望的熔核径而进行点焊接的点焊接方法。
用来解决课题的手段
作为本公开的主旨如以下所述。
(1)一种点焊接方法,对将板厚比为5以上的多片金属板重叠而成的板组进行电阻点焊接,该方法包括:准备将板厚最薄的金属板配置在最表面的板厚比为5以上的板组;将第1电极端头及第2电极端头以上述第1电极端头配置到上述最薄的金属板被配置的一侧、上述第2电极端头配置到上述板组的相反侧、且将上述板组夹在中间的方式,对置地配置;将作为绝缘体的第1加压部件配置在第1电极端头的周围;以从上述第1电极端头向上述板组施加的加压力比从上述第2电极端头向上述板组施加的加压力小的方式,将上述第1电极端头及上述第1加压部件的各前端部以及上述第2电极端头的前端部向上述板组推压而施加加压力;以及一边将上述第1电极端头及上述第1加压部件的各前端部以及上述第2电极端头的前端部向上述板组推压而施加加压力,一边使电流流过上述第1电极端头与上述第2电极端头之间,进行上述板组的焊接。
(2)如(1)所述的点焊接方法,包括:将作为导电体的第2加压部件配置在上述第2电极端头的周围;以从上述第1电极端头向上述板组施加的加压力比从上述第2电极端头向上述板组施加的加压力小的方式,将上述第1电极端头及上述第1加压部件的各前端部以及上述第2电极端头的前端部向上述板组推压而施加加压力,并且将上述第2加压部件的前端部向上述板组接触或推压而施加加压力;以及一边将上述第1电极端头及上述第1加压部件的各前端部以及上述第2电极端头的前端部向上述板组推压而施加加压力并将上述第2加压部件的前端部向上述板组接触或推压而施加加压力,一边使电流流过上述第1电极端头与上述第2电极端头及上述第2加压部件之间,进行上述板组的焊接。
(3)如(1)或(2)所述的点焊接方法,上述第1电极端头的躯体部与上述第1加压部件的平均间隔是0.5mm以下。
(4)如(2)所述的点焊接方法,上述第2电极端头的躯体部与上述第2加压部件的平均间隔是0.5mm以下。
(5)如(2)或(4)所述的点焊接方法,当使上述第1电极端头和上述第2电极端头在加压力设为零而接触在上述板组上时,
在(上述第1电极端头与上述第2电极端头的电极间距离)≤(构成上述板组的各金属板的合计厚度×1.1倍)成立的情况下,将上述第2加压部件的加压力降低到0.43kN以下。
发明效果
根据本公开的点焊接方法,即使是对于板厚最薄的金属板配置在最表面的板厚比为5以上的板组,也能够使用电气控制容易且紧凑(小型)的焊接装置,在薄板/厚板的界面抑制喷溅的发生,并且形成希望的熔核径而进行点焊接。
附图说明
图1是表示能够在本公开的点焊接方法中使用的焊接装置的一例的截面示意图。
图2是表示能够在本公开的点焊接方法中使用的焊接装置的一例的截面示意图。
图3是表示将加压部件的前端部推压在板组上、将电极端头的前端部配置在从板组离开的位置时的形态的截面示意图。
图4是表示将电极端头的前端部及加压部件的前端部推压在板组上时的形态的截面示意图。
图5是表示在第1电极端头与第2电极端头之间进行了通电时的电流的流动的截面示意图。
图6是表示在第1电极端头与第2电极端头及第2加压部件之间进行了通电时的电流的流动的截面示意图。
图7是说明熔核径的测量方法的示意图。
图8是作为第2驱动装置而使用气压缸的情况下的本公开的焊接装置的一例的截面示意图。
图9是使图8的焊接装置的加压部件移动时的截面示意图。
图10是在实施例中进行了点焊接的板组的截面照片。
图11是示意地表示点焊接的凸缘的立体图。
图12是表示用第1电极端头及第2电极端头以及第1加压部件及第2加压部件将板组加压时的形态的一例的截面示意图。
图13是表示通过在厚板/厚板之间的对置的两端部配置衬垫而模拟地形成了在厚板/厚板之间有板隙的状态之状态的截面示意图。
图14是表示实施例4~9及比较例3~4的电极及加压部件的平均间隔与合适电流范围的关系的图。
图15是表示实施例2及10~14以及比较例5~10的电极及加压部件的平均间隔与合适电流范围的关系的曲线图。
具体实施方式
本公开以点焊接方法为对象,是对将板厚比为5以上的多片金属板重叠而成的板组进行电阻点焊接的点焊接方法,该方法包括:准备板厚最薄的金属板配置在最表面的、板厚比为5以上的板组;将第1电极端头及第2电极端头以上述第1电极端头配置到上述最薄的金属板被配置的一侧、上述第2电极端头配置到上述板组的相反侧、且将上述板组夹在中间的方式,对置地配置;将作为绝缘体的第1加压部件配置在第1电极端头的周围;以从上述第1电极端头向上述板组施加的加压力比从上述第2电极端头向上述板组施加的加压力小的方式,将上述第1电极端头及上述第1加压部件的各前端部以及上述第2电极端头的前端部向上述板组推压而施加加压力;以及一边将上述第1电极端头及上述第1加压部件的各前端部以及上述第2电极端头的前端部向上述板组推压而施加加压力,一边使电流流过上述第1电极端头与上述第2电极端头之间而进行上述板组的焊接。
在图12中表示用第1电极端头及第2电极端头以及第1加压部件及第2加压部件将板组加压时的形态的一例的截面示意图。
如图12所示,设从第1电极端头2a向板组16施加的加压力为F1,设从第1加压部件3a向板组16施加的加压力为F2,设从第2电极端头2b向板组16施加的加压力为F3,以及设从第2加压部件3b向板组16施加的加压力为F4。
根据本公开的点焊接方法,能够使薄板侧的电极端头的加压力F1比厚板侧的电极端头的加压力F3小,由于能够使薄板侧的电极端头的电流值比以往大,所以即使在将板厚比为5以上的板组点焊接的情况下,也能够抑制喷溅的发生并将形成希望的熔核径的合适电流范围确保得较大。
例如,可以将薄板15a侧的电极端头的加压力F1设为2.5kN,将其周围的绝缘体的加压部件的加压力F2设为1.5kN,将厚板15c侧的电极端头的加压力F3设为4.0kN。这样,使用薄板侧的电极端头的周围的加压部件,使薄板侧的电极端头的加压力F1较小、使厚板侧的电极端头的加压力F3较大,由此能够使薄板的变形变小,使与电极的接触面积变小而使通电径变窄,所以薄板侧的电流密度变大而容易发热。
根据本公开的方法,由于还能够使电极端头与加压部件接近而配置,所以用来进行本公开的方法的装置变得紧凑(小型),对于狭小的部位、例如图11所示那样的10~20mm左右的宽度的凸缘也能够容易地进行点焊接。进而,通过使电极端头与加压部件接近而配置,也能够使合适电流范围变得更大。图11是示意地表示点焊接的凸缘的立体图。此外,由于能够使电流值成为一定并且通电方向也是一定,所以也不需要电流的极性的控制及多级的电流的切换。进而,能够不需要在点焊接中变更向板组的加压力而以一定加压进行。
根据本公开的方法,只要仅变更电极端头及加压部件,就能够使用以往的焊接装置。
所述的合适电流范围,是指从形成基准直径的熔核的最小的电流值到不伴随喷溅的发生地形成基准直径以上的熔核的最大的电流值的电流值范围。合适电流范围也取决于后述的板隙的有无及其大小,但优选的是1.5kA以上,更优选的是1.8kA以上,更加优选的是1.9kA以上。所述的基准直径,等同于4√t(t是最薄的金属板的板厚)。基准直径也称作基准熔核径。另外,如后述那样,在存在板隙或板隙变大时合适电流范围变得更窄。
在本公开的点焊接方法中,如在图12中例示那样,准备以板厚最薄的金属板15a被配置在最表面的方式重叠而成的、板厚比为5以上的板组作为被焊接部件。所述的板厚比,是将构成板组的各金属板的合计厚度除以最薄的金属板的厚度得到的值,用下式:
板厚比=(构成板组的各金属板的合计厚度)/(最薄的金属板的厚度)表示。
多片金属板包括2片以上的金属板,能够根据接合的构造零件的形态而做成3片以上的金属板。
本公开的点焊接方法能够尤其适用于以板厚为最薄的金属板被配置在最表面的方式而重叠的3片金属板的焊接。
各金属板没有被特别限定,也可以是各种成分组成的钢板,或者也可以是钢板以外的铝、不锈钢等的金属部件。
优选的是,板厚最薄的金属板(薄板)是270MPa以下的软钢,其以外的金属板(厚板)是590MPa以上、980MPa以上、1180MPa以上或1480Mpa以上的高强度钢。本公开的方法能够适用于上述组合的板组的点焊接。例如,根据本公开的方法,即使在将0.75mm厚270MPa的合金化熔融镀锌钢板、1.6mm厚590MPa的合金化熔融镀锌钢板以及2.3mm厚590MPa的合金化熔融镀锌钢板重叠而成的、板厚比为6.2的板组点焊接的情况下,也能够抑制喷溅的发生,并且将形成希望的熔核径的合适电流范围确保得较大。
不论有无第2加压部件,只要板厚比是5以上,各金属板的板厚没有被特别限定,例如可以是0.5~3.2mm或0.7~2.8mm。优选的是,板厚最薄的金属板的厚度是0.7~1.0mm或0.7~0.9mm,其以外的金属板的厚度是1.6~2.3mm或1.8~2.2mm。包括多片金属板的板组的厚度(板组整体的厚度)也没有被特别限定,例如可以设为1.0~7.0mm、2.0~6.0mm或2.4~5.0mm。
根据本公开的点焊接方法,不论有无第2加压部件,都能够将板厚比为5以上、优选的是6以上、更优选的是7以上的板组点焊接。不需要特别设定板厚比的上限,板厚比的上限例如也可以设为20、15或10。根据本公开的点焊接方法,通过减小薄板侧的电极端头的加压力F1,增大厚板侧的电极端头的加压力F3,能够提高薄板侧的电流密度,所以能够将熔核径的位置向薄板侧变位(移动),能够将具有上述范围较大的厚板比例的板组点焊接。
金属板既可以在两面或单面上形成镀层等的表面处理被膜,也可以不形成表面处理被膜。金属板只要是在至少一部分具有板状部、具有将该板状部相互层叠的部分就可以,也可以不是整体为板状,例如也可以是型钢等。多片金属板并不限于由不同的金属板构成,也可以将1片的金属板成形为管状等的规定的形状后重叠而得到。
如在图12或图1中例示那样,以第1电极端头2a被配置在最薄的金属板15a被配置的一侧、第2电极端头2b被配置在板组的相反侧的方式,对置地配置。即,第1电极端头及第2电极端头,以能够将板厚比为5以上的多片金属板重叠得到的板组夹在中间的方式,对置地配置。
如在图12或图1中例示那样,能够使第1电极端头2a及第2电极端头2b在电极端头的轴向上驱动及停止在任意的位置,能够将第1电极端头2a的前端部2a2及第2电极端头2b的前端部2b2推压至板组,将板组夹在中间。能够将电极端头相对于加压部件相对地移动。
在第1电极端头及第2电极端头,能够以规定的电流值及频率使电流流过。由电极端头进行的向板组的通电可以根据板组中包括的金属板的强度及厚度来改变,例如可以以通电时间5~50周期(电源频率50H/)4~15kA的电流流过。
电极端头没有被特别限定,可以使用周知的结构,优选的是Cu、Cu-Cr合金或氧化铝分散Cu制。电极端头优选的是具有:躯体部,具有2~16mm的圆柱形状;以及前端部,具有前端直径为6~8mm的DR型(圆顶辐射型)、CF型(圆锥-平面型)、CR型(圆锥-辐射型)、DF型(圆顶-平面型)或D型的前端形状。在图12的例示中,第1电极端头2a具有躯体部2a1及前端部2a2,第2电极端头2b具有躯体部2b1及前端部2b2。电极端头优选的是相对于加压方向垂直方向的截面具有圆形的形状。
如图12或图1所例示那样,将作为绝缘体的第1加压部件3a配置在第1电极端头2a的周围。第1加压部件能够在电极端头的轴向上驱动及停止在任意的位置,能够将第1加压部件的前端部向板组推压而施加加压力F2。作为绝缘体的第1加压部件的材质只要具有耐热性,同时拥有能够将板组加压的规定的机械的特性,没有被特别限定,优选的是树脂,更优选的是工程塑料,更优选的是芳香树脂族聚醚酮树脂(PEEK)或聚酰胺树脂。
第1加压部件的形状优选的是以第1电极端头为中心而点对称的圆筒形状,圆筒形状的一部分切掉(缺失)但大部分具有以第1电极端头为中心而点对称的圆筒形状的部分圆筒形状,或以第1电极端头为中心而点对称或线对称的、角的数量为5以上的正多边形的筒形状,更优选的是上述圆筒形状或上述部分圆筒形状,更加优选的是上述圆筒形状。第1加压部件通过具有上述形状,能够配置到第1电极端头的周围,并且能够以第1电极端头为中心而点对称或线对称地将板组加压,将第1电极端头的加压力均匀地减轻。也可以是第1加压部位加压的区域为第1电极端头的周围的40%以上、50%以上或75%以上那样的形状。此外,如果需要,则也可以使该区域成为第1电极端头的周围的全周即100%那样的形状。
第1加压部件优选的是在加压方向上内径为一定。由此,能够不使电极端头与加压部件干扰地分别相对移动。由于这样移动,所以第1加压部件优选的是做成圆筒形的形状。更优选的是,从第1电极端头与金属板的抵接面的外周到第1加压部件的内径,距离(间隔)超过5mm或超过6mm。
第1加压部件的内径优选的是在可动作的范围中接近于第1电极端头的直径。第1电极端头2a的躯体部与第1加压部件的平均间隔优选的是0.5mm以下,更优选的是0.3mm以下,更加优选的是0.2mm以下,进而更加优选的是0.1mm以下。所述的第1电极端头的躯体部与第1加压部件的平均间隔,是图12所示的第1电极端头2a的躯体部2a1的外径与第1加压部件3a的内径之间的、相对于加压方向垂直方向上的平均间隔D1。通过第1电极端头的躯体部与第1加压部件的平均间隔处于上述范围内,能够使合适电流范围变得更大。作为绝缘体的第1加压部件既可以与第1电极端头接触,也可以不接触。
第1加压部件3a的相对于加压方向垂直方向上的厚度(壁厚)例如可以是1~7mm或1~5mm。第1加压部件也可以是外径的上限为30mm、25mm或20mm、外径的下限为10mm或15mm的圆筒体。第1加压部件的外径的下限是第1电极端头的外径。
以从第1电极端头向板组施加的加压力F1比从第2电极端头向板组施加的加压力F3小的方式,将第1电极端头及第1加压部件的各前端部以及第2电极端头的前端部向板组推压而施加加压力。
由于从第1电极端头及第1加压部件向板组施加的加压力F1、F2的合计与从第2电极端头向板组施加的加压力F3相等,所以如果从第1加压部件向板组施加加压力F2,则能够将从第1电极端头向板组施加的加压力F1减小相当于上述的量。由此,能够使从第1电极端头向板组施加的加压力F1比从第2电极端头向板组施加的加压力F3小。
优选的是,从第1电极端头向板组施加的加压力F1/从第2电极端头向板组施加的加压力F3的比率为:(10~95)/100。即,优选的是,不论第2加压部件的有无,加压力F1都为加压力F3的10%~95%。也可以将加压力F1相对于加压力F3的比率的上限设为90%、85%、80%或70%。也可以将加压力F1相对于加压力F3的比率的下限设为20%、30%或40%。更优选的是,从第1电极端头向板组施加的加压力F1比从第2电极端头向板组施加的加压力F3小1.5~2.5kN。这样,相当于从第1电极端头向板组施加的加压力F1比从第2电极端头向板组施加的加压力F3小的量、从第1加压部件对于板组的加压力F2被施加,取得将板组夹持而加压的加压力的平衡。
从第1加压部件向板组施加的加压力F2可以根据板组中包含的金属板的强度及厚度而改变,例如可以是0.0~6.0kN或1.5~4.5kN。
从第2电极端头向板组施加的加压力F3可以根据板组中包含的金属板的强度及厚度而改变,例如可以是0.0~6.0kN或1.5~4.5kN。
本公开的点焊接方法优选的是,包括:将作为导电体的第2加压部件配置在上述第2电极端头的周围;以从上述第1电极端头向上述板组施加的加压力F1比从上述第2电极端头向上述板组施加的加压力F3小的方式,将上述第1电极端头及上述第1加压部件的各前端部以及上述第2电极端头的前端部向上述板组推压而施加加压力F1、F2、F3,并且使上述第2加压部件的前端部与上述板组接触或推压而施加加压力F4;一边将上述第1电极端头及上述第1加压部件的各前端部以及上述第2电极端头的前端部向上述板组推压而施加加压力F1、F2、F3、并使上述第2加压部件的前端部与上述板组接触或推压而施加加压力F4,一边使电流流到上述第1电极端头与上述第2电极端头及上述第2加压部件之间,进行上述板组的焊接。
如图12或图1所例示那样,在薄板15a侧使用绝缘体的加压部件3a并在厚板15c侧使用导电性的加压部件3b,由此,能够将与薄板15a接触的电极端头2a的加压力F1减小、将与厚板15c接触的电极端头2b的加压力F3增大、并且缩小从与薄板15a接触的电极端头2a向薄板15a通电的通电径并扩大向厚板15c通电的通电径,所以能够进一步增大薄板15a侧的电流密度。
例如,可以使薄板15a侧的电极端头2a的加压力F1为2.5kN,使其周围的绝缘体的加压部件3a的加压力F2为1.5kN,使厚板15c侧的电极端头2b的加压力F3为3.9kN,并使其周围的加压部件3b的加压力F4为0.1kN。
如图12所例示那样,在将第2加压部件的前端部推压而施加加压力F4的情况下,以从第1电极端头向板组施加的加压力F1比从第2电极端头向板组施加的加压力F3小的方式,将第1电极端头及第1加压部件的各前端部以及第2电极端头及第2加压部件的各前端部向板组推压而施加加压力。
能够在将加压力实质上设为零而使第2加压部件的前端部与板组接触或推压而施加加压力F4的同时,也从第2加压部件将板组通电加热。除了第2电极端头以外也从第2加压部件将板组通电加热,由此即使在对将板厚比为5以上的多片金属板重叠得到的板组进行点焊接的情况下,也能够不产生喷溅地更稳定地形成希望的熔核径。通过在厚板侧使用导电性的加压部件,能够降低厚板侧的电流密度,能够使熔核径的位置向薄板侧变位(转移),能够对板厚比为5以上、优选的是6以上、更优选的是7以上的具有较大的厚板比例的板组进行点焊接。
由第2加压部件进行的向板组的通电可以根据板组中包含的金属板的强度及厚度改变,例如能够以通电时间5~50周期(电源频率50H/)4~15kA的电流流动。
作为导电体的第2加压部件的材质只要具有耐热性、同时拥有能够与板组接触或能够将板组加压的规定的机械特性,则没有被特别限定,但优选的是Cu、Cu-Cr合金或氧化铝分散Cu制。第2电极端头和第2加压部件也可以材质不同,但优选的是相同的材质。
第2加压部件能够在电极端头的轴向上驱动及停止在任意的位置,能够将第2加压部件的前端部向板组推压而施加加压力F4。
第2加压部件的形状优选的是以第2电极端头为中心而点对称的圆筒形状、圆筒形状的一部分切掉(欠缺)但大部分具有以第2电极端头中心而点对称的圆筒形状的部分圆筒形状、或以第2电极端头为中心而点对称或线对称的角的数量为5以上的正多边形的筒形状,更优选的是上述圆筒形状或上述部分圆筒形状,更加优选的是上述圆筒形状。第2加压部件通过具有上述形状,能够配置在第2电极端头的周围,并且以第2电极端头为中心而点对称或线对称地与板组接触或将板组加压,使向厚板15c通电的通电径以第2电极端头为中心更均匀地扩大,降低厚板侧的电流密度。也可以是第2加压部位加压的区域成为第2电极端头的周围的40%以上、50%以上或75%以上那样的形状。此外,如果需要,也可以使该区域成为第2电极端头的周围的全周即100%那样的形状。
第2加压部件优选的是在加压方向上内径为一定。由此,能够不使电极端头与加压部件干扰地分别使其相对地移动。由于这样移动,所以第2加压部件优选的是为圆筒形的形状。更优选的是,从第2电极端头与金属板的抵接面的外周到第2加压部件的内径的距离(间隔)超过5mm或超过6mm。
第2加压部件的内径优选的是在可动作的范围中接近于第2电极端头的直径。第2电极端头的躯体部与第2加压部件的平均间隔优选的是0.5mm以下,更优选的是0.3mm以下,更加优选的是0.2mm以下,进而更加优选的是0.1mm以下。所述的第2电极端头的躯体部与第2加压部件的平均间隔,是图12所示的第2电极端头的躯体部2b1的外径与第1加压部件3b的内径之间的、相对于加压方向垂直方向上的平均间隔D2。通过第2电极端头的躯体部与第2加压部件的平均间隔处于上述范围内,能够使合适电流范围变得更大。
第2加压部件3b的相对于加压方向垂直方向上的厚度(壁厚)例如可以是1~7mm或1~5mm。第2加压部件也可以是外径的上限为30mm、25mm或20mm、外径的下限为10mm,或15mm的圆筒体。第2加压部件的外径的下限是第2电极端头的外径。
第1电极端头的躯体部与第1加压部件的平均间隔和第2电极端头的躯体部与第2加压部件的平均间隔可以分别单独地设定。
从第2加压部件向板组施加的加压力F4例如可以是0.0~6.0kN或1.5~4.5kN。构成板组的金属板有通过在压力加工时发生的弹回等而翘曲等变形的情况,在此情况下,有在重叠的板组之间存在间隙(也称作板隙)的情况。如果金属板变形,则板组的厚度变得比构成板组的各金属板的合计厚度大相当于在重叠的板组之间存在间隙的量。相比于比较软的薄板与厚板之间,在比较硬的厚板与厚板之间更容易存在间隙。在板组的厚度比构成板组的各金属板的合计厚度大的情况下,在重叠得到的板组之间存在间隙,但在重叠得到的板组之间没有间隙的情况或虽有间隙但较小的情况下,即使减小第2加压部件的加压力F4,通过向板组施加第1电极端头的加压力F1、第1加压部件的加压力F2及第2电极端头的加压力F3,也能够在焊接部位使构成板组的各金属板彼此接触。因此,在重叠得到的板组之间没有间隙的情况或虽有间隙但较小的情况下,优选的是在能够防止喷溅的发生的范围中减小第2加压部件的加压力F4而使加压集中于第2电极端头,使第2电极端头与厚板的接触面积变大。
在板组间没有间隙的情况或虽有间隙但较小的情况,是指当在焊接前使第1电极端头和第2电极端头都将加压力实质上设为零而接触于板组时,(第1电极端头与第2电极端头的电极间距离)≤(构成板组的各金属板的合计厚度×1.1倍)成立的状态。
在使第1电极端头和第2电极端头都将加压力实质上设为零而接触于板组时(第1电极端头与第2电极端头的电极间距离)≤(构成板组的各金属板的合计厚度×1.1倍)成立的情况下,将第2加压部件的加压力F4降低到优选的是0.43kN以下、更优选的是0.10kN以下、更加优选的是0.00kN。或者,也可以将第2加压部件的加压力F4设为第2电极端头的加压力F3与第2加压部件的加压力F4的合计的40%以下、30%以下、20%以下或10%以下。
另一方面,在重叠得到的板组间有较大的间隙的情况下,优选的是将从第2加压部件向板组施加的加压力F4设为超过0.43kN。在板组间有较大的间隙的情况下,在焊接前使第1电极端头和第2电极端头将加压力实质上设为零而接触于板组时的第1电极端头与第2电极端头的电极间距离处于超过构成板组的各金属板的合计厚度的1.1倍且优选的是1.5倍以下、更优选的是1.4倍以下、更加优选的是1.3倍以下、进而更加优选的是1.2倍以下的范围内。
作为导电体的第2加压部件与第2电极端头既可以接触也可以不接触。第2电极端头及第2加压部件与连接着第1电极端头的电源连接,能够将电流分流而减小电极端头的电流。电流相应于第2电极端头及第2加压部件的材质及截面积而分流。
优选的是,将第1加压部件及第2加压部件的各前端部向板组推压而施加加压力F2、F4,接着将第1电极端头及第2电极端头的各前端部向板组推压而施加加压力F1、F3。由此,能够减小点焊接的节拍时间。
参照附图对于能够在本公开的方法中使用的点焊接装置的结构的一例进行说明。
在图1中表示呈现对包括多片金属板的板组进行点焊接时的点焊接装置的结构的一例的截面示意图。
图1所记载的焊接装置具备:第1电极端头2a及第2电极端头2b(以下,也称作一对电极端头),前端部被向板组16推压;作为绝缘体的第1加压部件3a,被配置在第1电极端头2a的周围,前端部被向板组16推压;电源17,连接在一对电极端头;第1驱动机构18,连接在一对电极端头;第2驱动机构19,连接在第1加压部件3a;以及加压力控制部20,连接在第1驱动机构18及第2驱动机构19。
电源17能够以规定的电流值及频率使电流流过电极端头。由电极端头进行的向板组的通电可以根据板组中包含的金属板的强度及厚度来改变,例如可以以通电时间5~50周期(电源频率50H/)4~15kA的电流流过。
第1驱动机构18能够使一对电极端头在电极端头的轴向上驱动及停止在任意的位置,并且施加将一对电极端头向板组16推压的加压力。第2驱动机构19能够使第1加压部件3a在电极端头的轴向上驱动及停止在任意的位置,并且能够施加将第1加压部件3a向板组16推压的加压力。
第1驱动机构及第2驱动机构独立,优选的是气压缸、液压缸、弹簧、滚珠丝杠、电动缸、致动器、齿轮驱动或齿轮齿条,更优选的是气压缸、液压缸或电动缸。只要根据实际的施工环境等从上述驱动机构中选择就可以。
气压缸即使空气泄漏也不会将其他部分污染,维护较容易。液压缸对热耐受力较强,能够得到较大的功率。电动缸不需要配管,能够进行高精度的控制。
加压力控制部20独立地控制由第1驱动机构18施加的加压力及由第2驱动机构19施加的加压力。加压力控制部20控制各个加压力,以使从第1电极端头2a及第1加压部件3a施加的加压力与从第2电极端头2a施加的加压力相同。
连接在一对电极端头第1驱动机构18既可以以一对分别地构成,也可以一体地构成。
用一对电极端头及第1加压部件3a从两侧夹持包括多片金属板的板组16。在图1中,例示了将3片金属板15a、15b、15c的板组16夹持的形态。金属板15a在3片金属板中板厚最薄,3片金属板15a、15b、15c的板组的板厚比是5以上。
图2所记载的焊接装置具备:第1电极端头2a及第2电极端头2b(以下,也称作一对电极端头),前端部被向板组16推压;作为绝缘体的第1加压部件3a,被配置在第1电极端头2a的周围,前端部被向板组16推压;作为导电体的第2加压部件3b,被配置在第2电极端头2b的周围,前端部被向板组16推压;电源17,连接在一对电极端头;第1驱动机构18,连接在一对电极端头;第2驱动机构19,连接在第1加压部件3a及第2加压部件3b;以及加压力控制部20,连接在第1驱动机构18及第2驱动机构19。
第1驱动机构18能够使一对电极端头在电极端头的轴向上驱动及停止在任意的位置,并且施加将一对电极端头向板组16推压的加压力。第2驱动机构19能够使第1加压部件3a及第2加压部件3b在电极端头的轴向上驱动及停止在任意的位置,并且能够施加将第1加压部件3a及第2加压部件3b向板组16推压的加压力。
加压力控制部20独立地控制由第1驱动机构18施加的加压力及由第2驱动机构19施加的加压力。加压力控制部20控制各个加压力,以使从第1电极端头2a及第1加压部件3a施加的加压力与从第2电极端头2a及第2加压部件3b施加的加压力相同。
连接在一对电极端头的第1驱动机构18既可以以一对分别地构成,也可以一体地构成。
由一对电极端头以及第1加压部件3a及第2加压部件3b,与图1同样地从两侧夹着包括多片金属板的板组16。
在进行点焊接时,将一对电极端头的前端部向板组16推压。此时,也可以将电极端头的前端部和加压部件的前端部同时或在不同的定时向板组16推压。如果以图2为例进行说明,则也可以将一对电极端头的前端部以及第1加压部件3a及第2加压部件3b(以下,也称作一对加压部件)的前端部同时向板组16推压,也可以将一对加压部件的前端部向板组16推压、接着将一对电极端头的前端部向板组16推压,或者也可以将一对电极端头的前端部向板组16推压、接着将一对加压部件的前端部向板组16推压。
优选的是,如图3所示,在进行点焊接之前,将一对加压部件的前端部向板组16推压,将一对电极端头的前端部配置在从板组16离开的位置。图3是表示将一对加压部件的前端部向板组16推压、将一对电极端头的前端部配置在从板组16离开的位置时的形态的截面示意图。当将一对加压部件的前端部向板组16推压、将一对电极端头的前端部配置在从板组16离开的位置时,也可以将一对电极端头的前端部配置在以例如0~5mm或1~3mm从板组离开的位置。
如图3所示,在将一对加压部件的前端部向板组16推压、将一对电极端头的前端部配置到从板组16离开的位置后,接着使一对电极端头相对于一对加压部件相对地移动,如图4所示,能够使一对电极端头与金属板15接触。图4是表示将一对电极端头的前端部及一对加压部件的前端部推压在板组16时的形态的截面示意图。
在图3中,由于能够在使一对电极端头与板组16接触之前用一对加压部件将板组16以希望的加压力加压,所以在图4中,能够在使一对电极端头与板组16接触的同时使电流流过,能够缩短点焊接的节拍时间。在图3及图4中,虽然点焊接装置具备电源17及加压力控制部20,但也没有图示。
如在图4中用实线箭头表示那样,能够在第1电极端头2a与第2电极端头2b及第2加压部件3b之间通电,在金属板15a/金属板15b/金属板15c的重叠面形成熔融金属。
如图4所示,在将第1电极端头及第2电极端头推压在板组16、进而将第1加压部件推压在板组16、使第2加压部件接触或推压在板组16的状态下,在第1电极端头2a与第2电极端头2b及第2加压部件3b之间通电,能够在金属板15a/金属板15b/金属板15c的重叠面形成熔融金属。由于以从第1电极端头向板组施加的加压力比从第2电极端头向板组施加的加压力小的方式从第1加压部件3a施加加压力,进而在第1电极端头2a与第2电极端头2b及第2加压部件3b之间通电,所以能够使金属板15a/金属板15b的界面处的电流密度变大,即使在将板厚比为5以上的板组点焊接的情况下,也能够抑制喷溅的发生,并且将形成希望的熔核径的合适电流范围确保得较大。在从第1电极端头向板组施加的加压力比从第2电极端头向板组施加的加压力小的范围且不发生喷溅的范围中,第2加压部件的加压力根据板组中包含的金属板的强度及厚度也可以增大,也可以设为零。
在通电结束后,通过将一对电极端头冷却进行的排热及向板组16的焊接部的周围的热传导,由此能够将熔融金属迅速冷却而使其凝固,在金属板15a/金属板15b/金属板15c之间形成截面为椭圆形状的熔核。在熔核形成后,能够将电极端头及加压部件从金属板离开,使焊接装置回到焊接待机时的状态。
图5表示在第1电极端头与第2电极端头之间通电时的电流的流动的截面示意图,图6表示在第1电极端头与第2电极端头及第2加压部件之间通电时的电流的流动的截面示意图。
在图5中,如用箭头表示那样,仅在第1电极端头与第2电极端头之间流过电流,但在图6中,由于如用箭头表示那样使导电体的第2加压部件接触于板组16,所以能够在第1电极端头与第2电极端头及第2加压部件之间通电。因此,能够在薄板15a/厚板15b的界面处更稳定地形成熔核。
熔核径的确认方法为图7所示那样。图7是将进行了点焊接的板组的点焊接部中心切断、埋入研磨之后施以了金属流动蚀刻的截面的放大照片。熔核是图7的熔融凝固的部分,分别将薄板与厚板界面的熔核径用虚线箭头、将厚板与厚板界面的熔核径用实线箭头表示。
在图8中,表示使用气压缸作为第2驱动机构的情况下的能够在本公开的点焊接方法中使用的焊接装置的一例的截面示意图。第1驱动机构优选的是气压缸,但也可以是液压缸、电动缸等。在图8中,第1驱动机构省略,但在第1驱动机构是气压缸的情况下,也可以具有与图8所例示的第2驱动机构的气压缸同样的结构。
第1电极端头2a被安装在棒状的柄1。柄1被组装在安装于点焊枪的保持器(未图示)上。第1加压部件3a被配置在第1电极端头2a的周围。电源及加压力控制部没有图示。
除了加压部件以外,焊接装置还具备一对电极端头,夹着重叠的多片金属板对置配置而使用,但由于对置配置的两个焊接装置的基本结构相同,所以以下对一方的焊接装置进行说明。不使用第2加压部件的情况及使用第2加压部件的情况实质上相同。
柄1及第1电极端头2a能够相对于气压缸4相对地移动。柄1被用Cu-1质量%Cr制的螺纹适配器12和螺母13固定于气压缸4。
作为第2驱动机构的气压缸4具有被插入柄1的大致圆筒状的缸壳体5、将缸壳体5封堵的圆形状的液压缸端盖6和在缸壳体5内沿柄1的轴线方向移动的活塞杆7。活塞杆7具有圆筒状供柄1插入的杆部7a、和形成在该杆部7a的外周上的环部7b,活塞杆7由SUS304等形成。
缸壳体5具有用来使活塞杆7向相对于活塞杆7的环部7b在活塞杆7上安装着加压部件3的一侧(以下称作“内侧”)和液压缸端盖6侧(以下称作“外侧”)移动的空气的供给/排出的口8、9a。缸壳体5由SUS304等形成。
液压缸端盖6具备限制活塞杆7的移动范围的下侧套6a、和具有将活塞杆7的杆部7a的外侧的空气供给/排出的口9b的上侧套6b,液压缸端盖6由SUS304等形成。下侧套6a和上侧套6b通过袋形螺母10而被固定。
在缸壳体5、活塞杆7、下侧套6a上,分别设有O形环11a、11b、11c,抑制相对于活塞杆7的环部7b而内侧与外侧之间的压缩空气的移动,经由口8和口9a、9b将压缩空气供给/排出,从而能够使连接在活塞杆7及其前端的加压部件3移动及停止。
使用图7对点焊接时的电流的流动进行说明。电极端头2中,在点焊接时经由柄1如实线箭头表示那样流过电流。由此,金属板的焊接部位被加热,形成熔核。
电流的朝向(箭头的朝向)没有被特别限定,也可以是相反朝向。
在图9中,表示使图8的焊接装置的第1加压部件3a移动到外侧时的截面示意图。
第1加压部件3a通过经由口8和口9a、9b将压缩空气供给/排出,从而经由活塞杆7移动。如图9所示,活塞杆7通过压缩空气被移动到由内侧套6a限制的位置而停止。
柄的材质只要能够保持电极端头、从电极端头向板组施加加压力,则没有被特别限定,例如可以是Cu-Cr合金制等,在其内部具备冷却用管。保持器只要能够组装柄1,则没有被特别限定,例如可以是Cu-Cr合金制等,在其内部具备冷却用管。
实施例
(实施例1)
将0.75mm厚270MPa的合金化熔融镀锌钢板(薄板)、1.6mm厚590MPa的合金化熔融镀锌钢板(厚板)、以及2.3mm厚590MPa的合金化熔融镀锌钢板(厚板)重叠,准备构成板组的各金属板的合计厚度是4.65mm、板厚比为6.2的板组。钢板的纵横尺寸是30mm×100mm。
准备DR型前端40R、前端径6mm的Cu-1%Cr合金的直径13.0mm的电极端头作为第1电极端头及第2电极端头。准备内径13.2mm、外径16.0mm的圆筒形状的绝缘体(MC尼龙(注册商标)(工程塑料))作为用来配置到第1电极端头的周围的第1加压部件。
将第1电极端头及第2电极端头以第1电极端头配置在薄板侧、第2电极端头配置在板组的相反侧(厚板侧)的方式,在中间夹持着板组而对置地配置。
在第1电极端头的周围配置第1加压部件。第1电极端头的躯体部与第1加压部件的平均间隔是0.10mm。使用弹簧,在薄板侧,使第1加压部件的加压力F2为0.86kN,使第1电极端头的加压力F1为3.06kN,在厚板侧,仅第2电极端头,使第2电极端头的加压力F3为3.92kN。在施加上述加压力的同时,一边变更电流值一边以单通电31cyc(0.62秒通电)进行点焊接。在焊接前,使第1电极端头和第2电极端头将加压力设为零而接触在板组上时的第1电极端头与第2电极端头的电极间距离,是构成板组的各金属板的合计厚度×1.1倍以下。得到的合适电流范围是3.0kA。上述电极间距离通过在焊接前测量使第1电极端头和第2电极端头将加压力实质上设为零而接触在板组上时的第1电极端头的前端与第2电极端头的前端之间的距离来得到。
(实施例2)
为了评价更严格的条件,也在模拟了在厚板/厚板之间存在板隙的情况的条件下进行了实验。具体而言,如图13所示,通过在厚板/厚板之间的对置的两端部配置衬垫,模拟地形成在厚板/厚板之间有板隙的状态。衬垫的厚度是2mm,板隙的尺寸是40mm间距(径间、跨距),高度是2mm。以下,将配置有衬垫的情况称作“有衬垫”,将没有配置衬垫的情况称作“无衬垫”。另外,在图13中省略了第1加压部件及第2加压部件的图示。准备内径17.0mm、外径20.0mm的圆筒形状的Cu-1%Cr合金作为用来配置到第2电极端头的周围的第2加压部件。
如上述那样设为有衬垫,进而,除了在第2电极端头的周围配置第2加压部件,第2电极端头的躯体部与第2加压部件的平均间隔为2.00mm,使用弹簧,在薄板侧使第1加压部件的加压力F2为1.37kN,使第1电极端头的加压力F1为2.55kN,在厚板侧使第2加压部件的加压力F4为0.43kN,使第2电极端头的加压力F3为3.49kN以外,与实施例1同样地进行点焊接。在焊接前使第1电极端头和第2电极端头将加压力设为零而接触在板组上时的第1电极端头与第2电极端头的电极间距离超过构成板组的各金属板的合计厚度×1.1倍。一边变更电流值一边进行点焊接后,得到了1.5kA的合适电流范围。在以下的实施例及比较例中,在无衬垫的情况下,在焊接前使第1电极端头和第2电极端头将加压力设为零而接触在板组上时,满足(第1电极端头与第2电极端头的电极间距离)≤(构成板组的各金属板的合计厚度×1.1倍)的关系,但在有衬垫的情况下不满足上述关系。
在图10中,表示在实施例2中进行了点焊接的板组的截面照片。在电流值为9.0~10.5kA的情况下,薄板/厚板的界面的熔核径是5.26~6.92mm。基准熔核径是
Figure BDA0002430536720000201
得到了基准熔核径以上的熔核径,没有发生喷溅。在电流值是11.0~11.5kA的情况下,薄板/厚板的界面的熔核径是7.29~5.97mm,虽然得到了基准熔核径以上的熔核径,但发生了喷溅。因而,得到了9.0~10.5kA的1.5kA的合适电流范围。
(实施例3)
除了设为有衬垫,在薄板侧使第1加压部件的加压力F2为1.37kN,使第1电极端头的加压力F1为2.55kN(合计3.92kN)以外,与实施例1同样地进行点焊接。一边变更电流值一边进行点焊接,得到了1.2kA的合适电流范围。
(比较例1)
除了在薄板侧及厚板侧的各自中不使用加压部件而仅使用第1电极端头及第2电极端头,使加压力F1、F3分别为3.92kN以外,以与实施例1相同的条件进行点焊接。一边变更电流值一边进行点焊接,得到了0.5kA的合适电流范围。
(比较例2)
除了设为有衬垫以外,以与比较例1相同的条件进行点焊接。一边变更电流值一边进行点焊接,合适电流范围是0.0kA。
在表1中,表示实施例1~5及比较例1~2的衬垫有无、加压力F1、F2、F3及F4、电极与加压部件的平均间隔、以及得到的合适电流范围。
[表1]
Figure BDA0002430536720000211
(实施例4~9)
除了使用具有表2所示的内径及外径的圆筒形状的第1加压部件,使第1电极端头与第1加压部件的间隔为0.10mm、0.25mm、0.40mm、0.60mm、0.90mm及1.50mm,以及与实施例2同样地配置有衬垫以外,以与实施例1相同的条件下进行点焊接。将在各例中得到的合适电流范围表示在表2中。
[表2]
Figure BDA0002430536720000212
(实施例10~14)
除了使用具有表3所示的内径及外径的圆筒形状的第2加压部件,使第2电极端头与第2加压部件的间隔为0.10mm、0.25mm、0.40mm、0.60mm及0.90mm以外,在与实施例2相同的条件下进行点焊接。将在各例中得到的合适电流范围表示在表3中。
[表3]
Figure BDA0002430536720000221
(比较例3~4)
除了代替第1加压部件而使用具有表4所示的内径及外径的圆筒形状且材质是Cu-1%Cr合金的第3加压部件,使第1电极端头与第3加压部件的间隔为0.25mm及0.90mm以外,在与实施例4相同的条件下进行点焊接。将在各例中得到的合适电流范围表示在表2中。
[表4]
Figure BDA0002430536720000222
(比较例5~6)
除了代替第2加压部件而使用具有表5所示的内径及外径的圆筒形状且材质是绝缘体(MC尼龙(注册商标)(工程塑料))的第4加压部件,使第2电极端头与第4加压部件的间隔为0.25mm及0.90mm以外,在与实施例2相同的条件下进行点焊接。将在各例中得到的合适电流范围表示在表2中。
[表5]
Figure BDA0002430536720000223
(比较例7~8)
除了代替第1加压部件而使用具有与第1加压部件相同的尺寸的圆筒形状且材质是Cu-1%Cr合金的第3加压部件,并且使用具有表6所示的内径及外径的圆筒形状的第2加压部件,使第2电极端头与第2加压部件的间隔为0.25mm及0.90mm以外,在与实施例2相同的条件下进行点焊接。将在各例中得到的合适电流范围表示在表2中。
[表6]
Figure BDA0002430536720000231
(比较例9~10)
除了代替第1加压部件而使用具有与第1加压部件相同尺寸的圆筒形状且材质是Cu-1%Cr合金的第3加压部件,并且代替第2加压部件而使用具有表7所示的内径及外径的圆筒形状且材质是绝缘体(MC尼龙(注册商标)(工程塑料))的第4加压部件,使第2电极端头与第4加压部件的间隔为0.25mm及0.90mm以外,在与实施例2相同的条件下进行点焊接。将在各例中得到的合适电流范围表示在表7中。
[表7]
Figure BDA0002430536720000232
图14中示出了,表示实施例4~9及比较例3~4中的电极及加压部件的平均间隔与合适电流范围的关系的图。图15中示出了,表示实施例2及10~14及比较例5~10中的电极及加压部件的平均间隔与合适电流范围的关系的图。
标号说明
1 柄
2a 第1电极端头
2a1 第1电极端头的躯体部
2a2 第1电极端头的前端部
2b 第2电极端头
2b1 第2电极端头的躯体部
2b2 第2电极端头的前端部
3a 第1加压部件
3b 第2加压部件
4 气压缸
5 缸壳体
6 液压缸端盖
6a 下侧套
6b 上侧套
7 活塞杆
7a 杆部
7b 环部
8 口
9a、9b 口
10 盖形螺母
11a、11b、11c O形环
12 螺纹适配器
13 螺母
14 绝缘套筒
15a 厚度最薄的金属板(薄板)
15b、15c 厚度厚的金属板(厚板)
16 板组
17 电源
18 第1驱动机构
19 第2驱动机构
20 加压力控制部
21 熔融金属
23 衬垫
30 钢板部件
31 凸缘
32 凸缘
33 点焊接部
D1 第1电极端头的躯体部与第1加压部件之间的平均间隔
D2 第2电极端头的躯体部与第2加压部件之间的平均间隔
F1 从第1电极端头向板组施加的加压力
F2 从第1加压部件向板组施加的加压力
F3 从第2电极端头向板组施加的加压力
F4 从第2加压部件向板组施加的加压力

Claims (5)

1.一种点焊接方法,对于将板厚比为5以上的多片金属板重叠而得到的板组进行电阻点焊接,上述点焊接方法的特征在于,
包括:
准备将板厚最薄的金属板配置在最表面、且板厚比为5以上的板组;
将第1电极端头及第2电极端头以上述第1电极端头配置在上述最薄的金属板被配置的一侧、上述第2电极端头配置在上述板组的相反侧的方式,在中间夹着上述板组而对置地配置;
将作为绝缘体的第1加压部件配置在第1电极端头的周围;
以从上述第1电极端头向上述板组施加的加压力比从上述第2电极端头向上述板组施加的加压力小的方式,将上述第1电极端头及上述第1加压部件的各前端部以及上述第2电极端头的前端部向上述板组推压而施加加压力;以及
一边将上述第1电极端头及上述第1加压部件的各前端部以及上述第2电极端头的前端部向上述板组推压而施加加压力,一边在上述第1电极端头和上述第2电极端头间流经电流,进行上述板组的焊接。
2.如权利要求1所述的点焊接方法,其特征在于,
包括:
将作为导电体的第2加压部件配置在上述第2电极端头的周围;
以从上述第1电极端头向上述板组施加的加压力比从上述第2电极端头向上述板组施加的加压力小的方式,将上述第1电极端头及上述第1加压部件的各前端部以及上述第2电极端头的前端部向上述板组推压而施加加压力,并且将上述第2加压部件的前端部向上述板组接触或推压而施加加压力;以及
一边将上述第1电极端头及上述第1加压部件的各前端部以及上述第2电极端头的前端部向上述板组推压而施加加压力、并将上述第2加压部件的前端部向上述板组接触或推压而施加加压力,一边在上述第1电极端头和上述第2电极端头及上述第2加压部件间流经电流,进行上述板组的焊接。
3.如权利要求1或2所述的点焊接方法,其特征在于,
上述第1电极端头的躯体部与上述第1加压部件的平均间隔是0.5mm以下。
4.如权利要求2所述的点焊接方法,其特征在于,
上述第2电极端头的躯体部与上述第2加压部件的平均间隔是0.5mm以下。
5.如权利要求2或4所述的点焊接方法,其特征在于,
当使上述第1电极端头和上述第2电极端头以加压力为零而接触在上述板组时,在上述第1电极端头与上述第2电极端头的电极间距离小于等于构成上述板组的各金属板的合计厚度的1.1倍成立的情况下,将上述第2加压部件的加压力降低到0.43kN以下。
CN201880063911.5A 2017-11-15 2018-11-15 点焊接方法 Pending CN111163894A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-219693 2017-11-15
JP2017219693 2017-11-15
PCT/JP2018/042366 WO2019098305A1 (ja) 2017-11-15 2018-11-15 スポット溶接方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111163894A true CN111163894A (zh) 2020-05-15

Family

ID=66539750

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880063911.5A Pending CN111163894A (zh) 2017-11-15 2018-11-15 点焊接方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20200276665A1 (zh)
JP (1) JP6562191B1 (zh)
KR (1) KR102304017B1 (zh)
CN (1) CN111163894A (zh)
MX (1) MX2020005102A (zh)
WO (1) WO2019098305A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114043060A (zh) * 2021-12-10 2022-02-15 安徽江淮汽车集团股份有限公司 一种用于螺纹件与板件的电阻点焊定位工装
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 (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101850468A (zh) * 2009-03-31 2010-10-06 本田技研工业株式会社 电阻焊方法和电阻焊装置
CN102458751A (zh) * 2009-06-05 2012-05-16 本田技研工业株式会社 电阻焊接方法及用于所述电阻焊接方法的装置
CN102689088A (zh) * 2011-03-24 2012-09-26 富士重工业株式会社 点焊装置及点焊方法
CN103153519A (zh) * 2010-09-30 2013-06-12 本田技研工业株式会社 焊接设备
CN103180082A (zh) * 2010-09-06 2013-06-26 本田技研工业株式会社 焊接方法和焊接装置
CN105579181A (zh) * 2013-09-25 2016-05-11 新日铁住金株式会社 电阻点焊装置、复合电极以及电阻点焊方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4831228A (en) * 1987-10-02 1989-05-16 Ford Motor Company Electrical resistance welding guns having workpiece clamping and independent electrode biasing
DE10052509C1 (de) * 2000-10-23 2002-06-20 Star Fix Gmbh Vorrichtung zum punktuellen Verschweißen von wenigstens zwei Bauteilen
JP4543823B2 (ja) 2004-08-23 2010-09-15 Jfeスチール株式会社 抵抗スポット溶接方法
JP5519457B2 (ja) * 2010-09-24 2014-06-11 本田技研工業株式会社 スポット溶接方法及びその装置
JP6175041B2 (ja) * 2014-10-24 2017-08-02 株式会社神戸製鋼所 スポット溶接方法
JP6151758B2 (ja) * 2015-09-24 2017-06-21 青山 省司 電気抵抗溶接用電極

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101850468A (zh) * 2009-03-31 2010-10-06 本田技研工业株式会社 电阻焊方法和电阻焊装置
CN102458751A (zh) * 2009-06-05 2012-05-16 本田技研工业株式会社 电阻焊接方法及用于所述电阻焊接方法的装置
CN103180082A (zh) * 2010-09-06 2013-06-26 本田技研工业株式会社 焊接方法和焊接装置
CN103153519A (zh) * 2010-09-30 2013-06-12 本田技研工业株式会社 焊接设备
CN102689088A (zh) * 2011-03-24 2012-09-26 富士重工业株式会社 点焊装置及点焊方法
CN105579181A (zh) * 2013-09-25 2016-05-11 新日铁住金株式会社 电阻点焊装置、复合电极以及电阻点焊方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114043060A (zh) * 2021-12-10 2022-02-15 安徽江淮汽车集团股份有限公司 一种用于螺纹件与板件的电阻点焊定位工装
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

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019098305A1 (ja) 2019-05-23
KR102304017B1 (ko) 2021-09-24
JP6562191B1 (ja) 2019-08-21
US20200276665A1 (en) 2020-09-03
JPWO2019098305A1 (ja) 2019-11-14
MX2020005102A (es) 2020-09-09
KR20200047603A (ko) 2020-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108349039B (zh) 具有可动加压构件的点焊电极和使用该点焊电极的点焊方法
EP2623247B1 (en) Welding device
JP2011011259A (ja) 抵抗溶接方法及びその装置
KR102127991B1 (ko) 저항 스폿 용접 방법 및 용접 구조물
WO2013172202A1 (ja) スイッチ用電極及びそれを用いた抵抗溶接装置、スポット溶接装置及びスポット溶接方法
CN111163894A (zh) 点焊接方法
JP2012066284A (ja) スポット溶接方法及びその装置
JP2013035063A (ja) 抵抗スポット溶接方法
JP6519510B2 (ja) スポット溶接物の製造方法およびそのための製造装置
CN110475642B (zh) 电阻点焊接头的制造方法
US20190224775A1 (en) Method for joining dissimilar metal plates
JP6104013B2 (ja) スポット溶接方法及びスポット溶接装置
JP6852443B2 (ja) ポータブルスポット溶接装置
CN110948098B (zh) 间接点焊装置及焊接方法
JP5430530B2 (ja) スポット溶接装置
JP6090910B2 (ja) スポット溶接方法
JP6406297B2 (ja) スポット溶接物の製造方法およびそのための製造装置
JP5873402B2 (ja) スポット溶接用電極チップ
JP7160864B2 (ja) 抵抗スポット溶接方法及び抵抗スポット溶接装置
JP6049512B2 (ja) スポット溶接方法及びスポット溶接装置
CN114192950B (zh) 电阻点焊方法以及电阻点焊装置
CN117098627A (zh) 电阻点焊方法
JP2022029726A (ja) スポット溶接方法
CN113909660A (zh) 电阻点焊方法以及电阻点焊装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20200515