CN111195765A - 电阻点焊用电极 - Google Patents

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CN111195765A CN201911076672.XA CN201911076672A CN111195765A CN 111195765 A CN111195765 A CN 111195765A CN 201911076672 A CN201911076672 A CN 201911076672A CN 111195765 A CN111195765 A CN 111195765A
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Abstract

本发明涉及一种电阻点焊用电极,其在电极顶端部设有凸部和多个凹部。多个凹部相互独立并分散地设于电极顶端部。凸部是设有凹部的区域以外的区域,被配置为具备在多个凹部彼此之间的区域连续的连续面。

Description

电阻点焊用电极
技术领域
本发明涉及一种电阻点焊用电极。特别地,本发明涉及电极顶端部的改良。
背景技术
作为用于金属制板材彼此的电阻点焊的电极(电阻点焊用电极),已知有在电极顶端部(电极顶端部的表面)设有用于破坏存在于金属制板材(特别是铝合金制板材)的表面的氧化膜的凹凸的电极(例如参照日本特开2000-288744)。
该日本特开2000-288744所公开的电极在其电极顶端部设有以目标熔核直径以下的小的间隔在周向上呈同心波纹状扩展的锯齿状的凹凸。通过像这样在电极顶端部设置凹凸,能在电阻点焊时(通过一对电极来夹持金属制板材时)大范围地破坏所述氧化膜,能避免电流集中于金属制板材的一部分(在氧化膜未被破坏的状态下电流集中于氧化膜弱的部分)。由此,能抑制局部的温度上升,抑制电极顶端部熔敷于金属制板材。
如上所述,在电极顶端部设置有凹凸的情况下,电极与金属制板材的接触面积变小(与电极顶端部的整体为平坦面的情况相比,接触面积变小),电流集中于电极与金属制板材的接触部分,但在日本特开2000-288744的构成中通过根据目标熔核直径来设定所述凹凸(在周向上呈同心波纹状扩展的锯齿状的凹凸)的直径,能够得到该目标熔核直径。
然而,该日本特开2000-288744的构成由于所述接触面积变小的原因,产生了用于获得目标熔核直径的焊接电流值(电阻点焊所需的能量)大幅增大的新的问题。也就是说,该日本特开2000-288744的构成虽然能够抑制电极顶端部熔敷于金属制板材,但获得目标熔核直径所需的能量会大幅增大。该所需能量的大幅增大会导致电源装置的大型化、环境恶化,因此不优选。
发明内容
本发明提供一种能够在电极顶端部设有凹凸的电阻点焊用电极中抑制用于获得目标熔核直径所需的能量的构成。
本发明的方案涉及一种电阻点焊用电极,其将相互重叠的多个金属制板材沿该金属制板材的板厚方向夹持并通过进行通电来将所述金属制板材彼此接合。而且,该电阻点焊用电极在被配置为夹持所述金属制板材的电极顶端部分别设有凸部和多个凹部,所述多个凹部相互独立并分散地设于所述电极顶端部,所述凸部是设有所述凹部的区域以外的区域,被配置为具备在所述多个凹部彼此之间的区域连续而不被所述凹部截断的连续面。
根据这样的构成,在电阻点焊时,在通过电阻点焊用电极夹持金属制板材时,通过设于电极顶端部的凸部,能大范围地破坏存在于金属制板材的表面的膜(例如氧化膜),能避免电流集中于金属制板材的一部分(在所述膜未被破坏的状态下电流集中于该膜的弱的部分),能抑制电极顶端部熔敷于金属制板材。此外,设于电极顶端部的多个凹部相互独立,分散在电极顶端部,因此,与该凹部在周向上连续的构成(日本特开2000-288744的构成)相比,能抑制由凸部处的边缘现象引起的电流通路的扩大(与金属制板材的板厚方向正交的方向上的电流通路的扩大),能确保各电流通路中的电流密度高。由此,能将焊接电流值抑制得低,并且高效地使金属制板材熔融而将各金属制板材彼此接合。此外,由于该凸部是设有凹部的区域以外的区域,因此,该凸部会到达电极顶端部的外缘部。一般而言,电极顶端部的外径根据目标熔核直径来设定。其结果是,能在电极顶端部设有凹凸的电阻点焊用电极中抑制用于获得目标熔核直径所需的能量。
此外,也可以是,构成所述凸部的所述连续面由凸状的曲面形成,该凸状的曲面的电极中心线上的位置最为鼓出。
由此,与电极顶端部的整体为平坦面的电极(实际上平坦度低,与金属制板材单侧接触的可能性高的电极)相比,能在电阻点焊时使流过金属制板材的电流适当地分布(成为电流的分布没有偏倚的状态)。此外,由于从电极顶端部的中央部与金属制板材接触,因此,能可靠地进行所述膜的破坏。而且,与使凸部的顶端变尖的情况相比,能抑制过电流。由此,能提高抑制用于获得目标熔核直径所需的能量的可靠性。
此外,也可以是,所述多个凹部分散在相对于对称中心相互呈点对称的位置。
由此,能抑制电流局部集中,能抑制异形熔核的形成,能进一步提高获得目标熔核直径的可靠性。
此外,也可以是,所述多个凹部分散在所述电极顶端部中相对于电极中心线上的位置呈点对称的位置。
由此,能使电流更均匀地分布于电极顶端部,能有效地向被接合材(金属制板材)进行通电。
此外,也可以是,所述凹部的深度为30μm以上且150μm以下。
这是因为,在凹部的深度小于30μm的情况下,凸部的突出量不足,不能充分地破坏存在于金属制板材的表面的膜,可能会导致所述熔敷。此外,在凹部的深度超过150μm的情况下,用于成型出凹部的加工工具(转印板)可能会破损(用于成型出凹部的突起在该凹部成型时破损)。
此外,也可以是,相邻的所述凹部的中心位置彼此之间的间隔为400μm以上且1200μm以下。
这是因为,在相邻的凹部的中心位置彼此之间的间隔小于400μm的情况下,所述转印板的制作变得困难。此外,在相邻的凹部的中心位置彼此之间的间隔超过1200μm的情况下,因电极与金属制板材的接触面积变得过大而不能充分地破坏所述膜,可能会导致所述熔敷。
此外,也可以是,所述电极顶端部处的所述凹部的开放端的形状为正方形,该开放端的一条边的长度为80μm以上且350μm以下。
这是因为,在凹部的开放端的一条边的长度小于80μm的情况下,所述转印板可能会破损(用于成型出凹部的突起在该凹部成型时破损)。此外,在凹部的开放端的一条边的长度超过350μm的情况下,因电极与金属制板材的接触面积变得过小而助长电流局部集中,可能会导致所述熔敷。
在本发明的方案中,在电极顶端部分别设置凸部和凹部,作为所述多个凹部,相互独立并分散在电极顶端部,使所述凸部是设有所述凹部的区域以外的区域,被配置为具备在多个凹部彼此之间的区域连续而不被凹部截断的连续面。由此,能抑制由凸部处的边缘现象引起的电流通路的扩大,能确保各电流通路中的电流密度高。因此,能将焊接电流值抑制得低,并且高效地使金属制板材熔融而将各金属制板材彼此接合,能抑制用于获得目标熔核直径所需的能量。
附图说明
下面,参照附图,对本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义进行说明,在附图中相同的附图标记表示相同的元件,其中,
图1是表示实施方式的电阻点焊装置的焊枪的概略构成图。
图2是表示焊枪的控制装置的概略构成的图。
图3是从下侧观察上部电极的立体图。
图4是上部电极的仰视图。
图5是沿着图4的V-V线的剖视图。
图6是表示使用了电极顶端部的整体为平坦面的电极的情况下的各金属制板材中的电流的流动的示意图。
图7是表示使用了实施方式的电极的情况下的各金属制板材中的电流的流动的示意图。
图8是从下侧观察日本特开2000-288744的上部电极的立体图。
图9是用于说明日本特开2000-288744的电极与金属制板材的接触部分的图。
图10是用于说明实施方式的电极与金属制板材的接触部分的图。
图11是表示对分别通过电极顶端部的整体为平坦面的电极、日本特开2000-288744的电极以及实施方式的电极来进行金属制板材的焊接的情况下的电流值与熔核直径的关系进行计测的实验结果的图。
图12是变形例1的与图4相当的图。
图13是变形例2的与图4相当的图。
具体实施方式
以下,基于附图对本发明的实施方式进行说明。在本实施方式中,对将本发明应用于电阻点焊装置中使用的电极(电阻点焊用电极)的情况进行说明,该电阻点焊装置用于对两张铝合金制板材彼此进行电阻点焊(以下,有时也仅称为焊接)。
-电阻点焊装置的构成-
图1是表示使用了本实施方式的电极2、3的电阻点焊装置的焊枪G的概略构成图。此外,图2是表示用于焊枪G的控制的控制装置10的概略构成的图。
焊枪G被配置为具有以下主要构成要素:焊枪主体1,保持于机械臂RA;上部电极2;下部电极3,竖立设于焊枪主体1的下部1a;电动式的上部电极升降装置(以下,仅称为电极升降装置)4,保持上部电极2并使其升降;电极位置检测装置5;以及电流调整装置6,调整流过上部电极2与下部电极3之间的焊接电流值(以下,有时也仅称为电流值)。需要说明的是,在图1中,W1、W2为金属制板材(铝合金制板材)。
如图1所示,焊枪主体1被设为大致コ字形的构件,下部电极3拆装自如地竖立设于焊枪主体1的下部1a的上表面。此外,在焊枪主体1的上部1b的顶端装接有电极升降装置4。
电极升降装置4具备:伺服马达41,装接于焊枪主体1的上部1b的顶端;以及升降构件42,与该伺服马达41的驱动轴(省略图示)结合,上部电极2拆装自如地装接于该升降构件42的下端部42a。
电极位置检测装置5例如包括编码器并装接于所述伺服马达41的上端部41a。而且,电极位置检测装置5的检测值被发送给控制装置10。
电流调整装置6根据从控制装置10发送的电流指令值来调整流过上部电极2与下部电极3之间的电流值。例如应用具备可变电阻器的装置或具备转换器的装置等公知的装置来作为该电流调整装置6。
控制装置10具备以下主要部分:输入部11,获取来自输入金属制板材W1、W2的板厚等的输入装置7(参照图2)的信息;电极位置计算部12,根据电极位置检测装置5的检测值计算出电极位置;电流值计算部13,计算出在上部电极2与下部电极3之间进行通电时的电流值;施加压力设定部14,设定焊接所需的施加压力(上部电极2和下部电极3对金属制板材W1、W2的施加压力);以及输出部15,输出由所述电流值计算部13计算出的电流值信息和由施加压力设定部14设定的施加压力信息。
该控制装置10通过将与所述功能对应的程序储存于以CPU为中心并具备ROM、RAM、输入/输出接口等而成的装置中的ROM来实现。此外,在RAM中暂时储存来自电极位置检测装置5的检测值、板厚等信息。需要说明的是,由于控制装置10的其他构成与以往针对焊枪G所使用的装置相同,因此,省略其详细说明。
-电极的构成-
接着,对作为本实施方式的特征的电极2、3的构成进行说明。上部电极2和下部电极3各自的构成相互相同,因此,在此以上部电极2为代表进行说明。
图3是从下侧观察上部电极2的立体图。图4是上部电极2的仰视图。图5是沿着图4的V-V线的剖视图。
该上部电极2由Cu-Cr、Cu-Cr-Zr等铜合金、分散有Al2O3等硬质物质的铜材料构成。
如图3~图5所示,上部电极2为大致圆柱形状的构件,用于夹持金属制板材W1、W2的电极顶端部(电极顶端部的表面)20的形状成为具有规定的曲率半径的大致球面状的凸形状。此外,该上部电极2的外径根据照焊接时的目标熔核直径而被预先设定。
而且,在该电极顶端部20分别设有凹部21、21……和凸部22。以下,对这些凹部21、21……和凸部22进行说明。
作为用于成型出这些凹部21、21……和凸部22的方法,进行了由使用了未图示的转印板的转印加工实现的成型。也就是说,在该转印板上设有用于成型出所述凹部21、21……的多个突起,将未成型出凹部21、21……的状态的上部电极2的电极顶端部(如上所述,呈大致球面状的凸形状的电极顶端部)20或者因被用于电阻点焊而磨耗的上部电极2的电极顶端部20按压于转印板,将该转印板上的突起转印(转印加工)于电极顶端部(电极顶端部的表面)20,由此成型出所述凹部21、21……,这些凹部21、21……以外的区域被成型为凸部22。
所述多个凹部21、21……相互独立,分散地设于电极顶端部20。这些凹部21、21……沿着图4的左右方向(X方向)和上下方向(Y方向)分别被配设(排列)为多列。具体而言,在图4的左右方向(X方向)的右端的第一列,沿着上下方向(Y方向)配设有三个凹部21、21、21。此外,在左右方向(X方向)的左端的第五列,也沿着上下方向(Y方向)配设有三个凹部21、21、21。在左右方向(X方向)的其他列(第二列~第四列),沿着上下方向(Y方向)分别配设有五个凹部21、21……。这些凹部21、21……分散地设于电极顶端部20的比外缘部靠内侧的区域,第三列的五个凹部21、21……中的中央(Y方向上从上数第三个)的凹部21位于上部电极2的中心线上(电极顶端部20的中心)。
各凹部21、21……被成型为四棱锥形状的凹部,该凹部21的与上部电极2的中心线(电极中心线)正交的方向的剖面处的外缘形状(正方形的外缘形状)采用朝向凹部21的进深方向面积(正方形的面积)逐渐变小的构成。此外,各凹部21、21……被配设为使所述正方形的各边沿着X方向和Y方向延伸。而且,各凹部21、21……成为其中心线(在与四棱锥的假想的底面正交的方向延伸的直线)沿着沿上部电极2的中心线的方向(由电极升降装置4实现的上部电极2的升降方向)延伸的形状。
此外,相邻的凹部21、21彼此之间的间隔在左右方向(X方向)和上下方向(Y方向)上的尺寸均相同。例如,这些间隔被设定为与凹部21的开放端的一条边的长度相比长了规定尺寸。而且,位于这些凹部21、21……中的最外侧的(位于电极顶端部20的外缘部附近的)凹部21、21……位于电极顶端部20的与外缘部相距规定尺寸的内侧,在该电极顶端部20的外缘部未设置凹部。
所述凸部22是设有所述凹部21、21……的区域以外的区域,被配置为具备在多个凹部21、21……彼此之间的区域连续而不被凹部21、21……截断的连续面。也就是说,电极顶端部20中未设置多个凹部21、21……的整个区域被配置为凸部22。如上所述,电极顶端部20的形状成为具有规定的曲率半径的大致球面状的凸形状,因此,该凸部22的表面的形状也成为具有规定的曲率半径的大致球面状的凸形状。也就是说,该凸部22的表面由上部电极2的中心线上(电极中心线上)的位置最为鼓出(突出)的凸状的曲面形成,成为其鼓出量(突出量)朝向外周侧逐渐变小的形状。
在此,对凹部21的具体尺寸的一例进行说明。以下的各尺寸为应用于一般的电阻点焊用电极(例如外径为15mm左右的电极)的情况的尺寸。
凹部21的深度被设定为30μm以上且150μm以下的范围。此外,相邻(在X方向或Y方向相邻)的凹部21、21的中心位置彼此之间的间隔(间隔;图4中的尺寸t1)被设定为400μm以上且1200μm以下的范围。此外,凹部21的开放端的一条边的长度(图4中的尺寸t2)被设定为80μm以上且350μm以下的范围。
对如此设定各尺寸的理由进行说明。在凹部21的深度小于30μm的情况下,凸部22的突出量不足,不能充分地破坏存在于金属制板材W1、W2的表面的氧化膜,可能会导致所述熔敷。在凹部21的深度超过150μm的情况下,用于成型出凹部21的所述转印板可能会破损(用于成型出凹部21的突起在该凹部21成型时破损)。在相邻的凹部21、21的中心位置彼此之间的间隔小于400μm的情况下,所述转印板的制作变得困难。在相邻的凹部21、21的中心位置彼此之间的间隔超过1200μm的情况下,因与金属制板材W1、W2的接触面积变得过大而不能充分地破坏所述氧化膜,可能会导致所述熔敷。在凹部21的开放端的一条边的长度小于80μm的情况下,所述转印板可能会破损(用于成型出凹部21的突起在该凹部21成型时破损)。在凹部21的开放端的一条边的长度超过350μm的情况下,因与金属制板材W1、W2的接触面积变得过小而助长电流局部集中,可能会导致所述熔敷。考虑以上的点来设定所述各尺寸。
-电阻点焊时-
接着,对使用了如上所述构成的上部电极2和与该上部电极2相同构成的下部电极3的电阻点焊时进行说明。
在通过由这些电极2、3夹持金属制板材W1、W2来进行实现的电阻点焊时,在通过这些电极2、3夹持住金属制板材W1、W2时,通过所述凸部22大范围地破坏存在于金属制板材W1、W2的表面的氧化膜。也就是说,电极顶端部20设有多个凹部21、21……,与金属制板材W1、W2部分地接触(仅凸部22与金属制板材W1、W2接触)。因此,金属制板材W1、W2中凸部22所接触的部分处的应力变高,氧化膜被大范围破坏。
在氧化膜未被破坏的情况下,焊接时电流集中于该氧化膜弱的部分,可能会因温度局部上升而导致电极顶端部可能会熔敷于金属制板材。与此相对,在本实施方式中,氧化膜被大范围地破坏,因此,能避免电流集中于金属制板材W1、W2的一部分,能抑制电极顶端部熔敷于金属制板材W1、W2。
而且,在如上所述通过电极2、3夹持住金属制板材W1、W2的状态下,在电极2、3之间进行通电,金属制板材W1、W2部分熔融而形成熔核,各金属制板材W1、W2彼此被接合。在该情况下,如上所述地设于电极顶端部20的凹部21、21……相互独立,分散在电极顶端部20,因此,与凹部沿着周向连续的构成(日本特开2000-288744的构成)相比,能抑制由凸部22处的边缘现象导致的电流通路的扩大(与金属制板材W1、W2的板厚方向正交的方向上的电流通路的扩大),能确保各电流通路中的电流密度高。因此,能将电流值(焊接电流值)抑制得低,并且能高效地使金属制板材W1、W2熔融而将各金属制板材W1、W2彼此接合。
图6是表示使用了电极顶端部的整体为平坦面的电极a的情况下的各金属制板材W1、W2中的电流的流动的示意图。此外,图7是表示使用了本实施方式的电极(上部电极)2的情况下的各金属制板材W1、W2中的电流的流动的示意图。该图6和图7一起示出了使用了相同直径的电极a、2的情况下的电流的流动。此外,在图6和图7中,仅示出了上部电极来作为电极a、2。
如图6所示,在电阻点焊中,在各金属制板材W1、W2中产生电流通路扩大的边缘现象。在图6中,电流通路因该边缘现象而扩大至图6中的尺寸d1。与此相对,在图7中,由该边缘现象导致的电流通路的扩大被抑制至图7中的尺寸d2(其理由在后文加以记述)。
在图7所示的上部电极2的剖面,凸部22被各凹部21、21……截断(在图7所示的剖面处被截断,但如图4所示在整个电极顶端部20中,凸部22未被各凹部21、21……截断),存在多个接触区域(与金属制板材W1接触的区域)。在该各个接触区域,电流流向各金属制板材W1、W2(产生各自的电流通路),在相邻的电流通路彼此之间,局部存在不流过电流的区域。此外,推测为,与金属制板材W1接触的接触区域(电极顶端部20的接触区域)的宽度越短,越能抑制由边缘现象导致的电流通路的扩大。由此,如上所述,推测为由凸部22处的边缘现象导致的电流通路的扩大被抑制至尺寸d2。因此,能确保各电流通路中的电流密度高,能将焊接电流值抑制得低,并且能高效地使金属制板材W1、W2熔融而将各金属制板材W1、W2彼此接合。此外,该凸部22是设有凹部21、21……的区域以外的区域,因此,会到达电极顶端部20的外缘部。也就是说,能确保获得目标熔核直径所需的足够的接触范围。其结果是,能抑制用于获得目标熔核直径所需的能量。
-实施方式的效果-
如以上所说明的,在本实施方式中,在电极顶端部20分别设有凸部22和凹部21、21……,使多个凹部21、21……相互独立,分散在电极顶端部20,使凸部22为设有凹部21、21……的区域以外的区域并被配置为具备在多个凹部21、21……彼此之间的区域连续而不被凹部21、21……截断的连续面。由此,能抑制由凸部22处的边缘现象导致的电流通路的扩大,能确保各电流通路中的电流密度高。因此,能将焊接电流值抑制得低,并且能高效地使金属制板材W1、W2熔融而将各金属制板材W1、W2彼此接合,能抑制用于获得目标熔核直径所需的能量。
此外,在本实施方式中,构成凸部22的连续面由凸状的曲面形成,该凸状的曲面的电极中心线上的位置最为鼓出。因此,与电极顶端部的整体为平坦面的情况相比,能使在电阻点焊时流过金属制板材W1、W2的电流适当地分布(成为电流的分布没有偏倚的状态)。此外,由于从电极顶端部20的中央部与金属制板材W1、W2接触,因此能可靠地进行氧化膜的破坏。而且,与使凸部的顶端变尖的情况相比,能抑制过电流。由此,能提高抑制用于获得目标熔核直径所需的能量的可靠性。
此外,在本实施方式中,使多个凹部21、21……分散在电极顶端部20中相对于电极中心线上的位置呈点对称的位置。由此,能使在电阻点焊时流过金属制板材W1、W2的电流的分布均匀,能抑制电流局部集中,能高效地向金属制板材W1、W2进行通电。其结果是,能抑制异形熔核的形成,能进一步提高获得目标熔核直径的可靠性。需要说明的是,本发明的技术思想并不限于多个凹部21、21……分散在电极顶端部20中相对于电极中心线上的位置呈点对称的位置的情况,也包括多个凹部21、21……分散在相对于对称中心相互呈点对称的位置的情况(相对于电极中心线上的位置不呈点对称的情况)。这是因为,假设在所述转印板的中心位置与电极顶端部20的电极中心线上的位置之间产生了偏移的情况下,会成为多个凹部21、21……不分散在电极顶端部20中相对于电极中心线上的位置呈点对称的位置,多个凹部21、21……分散在相对于对称中心相互呈点对称的位置的状态。
-实验例1-
接着,对为了确认上述的效果而进行的实验例1进行说明。在分别通过所述日本特开2000-288744的电极和本实施方式的电极2、3进行金属制板材(铝合金制板材)W1、W2的焊接的情况下,通过计测用于获得目标熔核直径所需的能量而进行了本实验例。
图8是从下侧观察日本特开2000-288744的上部电极(以下,有时也仅称为电极)b的立体图。如该图8所示,在日本特开2000-288744的电极b中,在电极顶端部c设有呈同心波纹状扩展的凹凸d、e。此外,图9是用于对该日本特开2000-288744的电极b与金属制板材W1的接触部分进行说明的图。此外,图10是用于对本实施方式的上部电极(以下,有时也仅称为电极)2与金属制板材W1的接触部分进行说明的图。在该图9和图10中,对电极b、2与金属制板材W1的接触部分画上了斑点。
对两者进行比较后,与使用本实施方式的电极2进行焊接的情况相比,使用日本特开2000-288744的电极b进行焊接的情况下用于获得目标熔核直径所需的能量更增大了。可以认为这是因为使用本实施方式的电极2的情况更能抑制上述的由边缘现象导致的电流通路的扩大。而且,可以认为在使用日本特开2000-288744的电极b的情况下,凹部d和凸部e分别呈同心圆状,电流密度的分布也同样呈同心圆状,连续地产生不均而导致所需能量增大。与此相对,在使用本实施方式的电极2的情况下,推测为,凹部21、21……会使电流在电极顶端部20均匀地分布,由此,能抑制经过电极顶端部20整个区域向被接合材高效地进行通电所需的能量的增大。
-实验例2-
接着,对实验例2进行说明。对分别通过电极顶端部的整体为平坦面的电极(以下,称为比较例1)、所述日本特开2000-288744的电极(以下,称为比较例2)以及本实施方式的电极来进行金属制板材(铝合金制板材)的焊接的情况下的电流值(焊接电流值)与熔核直径的关系进行计测来进行了本实验例。
图11是表示其实验结果的图。该图11中的△为使用比较例1的电极的情况,□为使用比较例2的电极的情况,○为使用本实施方式的电极的情况。
如该图11所示可知,在相同电流值的情况下,熔核直径按比较例2、本实施方式、比较例1的顺序变大。换言之,用于获得相同熔核直径所需的电流值按比较例2、本实施方式、比较例1的顺序变小。然而,在比较例1的电极的情况下,如上所述,氧化膜未被破坏,因此,恐怕会导致所述熔敷。在例如连续地进行了焊接的情况下,恐怕会在20次左右(在约第20次焊接时)导致熔敷。与此相对,在比较例2的电极和本实施方式的电极的情况下,即使连续地进行数十次焊接也不产生熔敷。
根据上述,确认了在使用本实施方式的电极的情况下,不会导致所述熔敷,与使用比较例2的电极的情况相比,能抑制用于获得目标熔核直径所需的能量。
-变形例1-
接着,对变形例1进行说明。在本变形例中,设于电极顶端部20的凹部21、21……的配置方式与所述实施方式的情况不同。因此,在此仅针对凹部21、21……的配置方式进行说明。
图12是本变形例中的与图4相当的图。如该图12所示,在本变形例的上部电极2,多个凹部21、21……相互独立,分散地设于电极顶端部20。
而且,在本变形例中,在图12的左右方向(X方向)的右端的第一列,沿着上下方向(Y方向)配设有三个凹部21、21、21。此外,在左右方向(X方向)的左端的第七列,也沿着上下方向(Y方向)配设有三个凹部21、21、21。此外,在左右方向(X方向)的从右端起第二位的第二列,沿着上下方向(Y方向)配设有五个凹部21、21……。此外,在左右方向(X方向)的从左端起第二位的第六列,也沿着上下方向(Y方向)配设有五个凹部21、21……。而且,在左右方向(X方向)的其他列(第三列~第五列),分别沿着上下方向(Y方向)配设有七个凹部21、21……。此外,第四列的七个凹部21、21……中的中央(在Y方向上从上数第四个)的凹部21位于上部电极2的中心线上(电极顶端部20的中心)。其他构成与上述的实施方式相同。
本变形例的上部电极2也能起到与所述实施方式相同的效果。此外,在本变形例中,凹部21、21……的数量比所述实施方式多,因此,能缩短相邻的凹部21、21彼此之间的凸部22的尺寸(X方向的尺寸和Y方向的尺寸),能抑制由所述边缘现象导致的电流通路的扩大(与金属制板材W1、W2的板厚方向正交的方向上的电流通路的扩大),能经过电极顶端部20的整个领域高效地向被接合材进行通电。由此,能进一步抑制用于获得目标熔核直径所需的能量。
-变形例2-
接着,对变形例2进行说明。在本变形例中,设于电极顶端部20的凹部21、21……的配置方式也与所述实施方式不同。因此,在此也仅针对凹部21、21……的配置方式进行说明。
图13是本变形例的与图4相当的图。如该图13所示,本变形例的上部电极2配置为:在同心圆上的多个假想的圆形轨跡上并列配设各凹部21、21……。并且,配设为:越是位于中央侧的凹部21、21……,相邻的凹部21、21彼此之间的间隔越短。
本变形例的上部电极2也能起到与所述实施方式相同的效果。
-其他实施方式-
需要说明的是,本发明并不限于所述实施方式和所述各变形例,可以是包含在权利要求书和与其等同的范围内的所有的变形、应用。
例如,在所述实施方式和所述各变形例中,对将本发明应用于电阻点焊装置中使用的电极2、3的情况进行了说明,该电阻点焊装置用于将两张铝合金制板材W1、W2彼此焊接起来。本发明并不限于此,也能够应用于在用于将其他金属制板材彼此焊接起来的电阻点焊装置中使用的电极2、3。例如,能够应用于在用于将对钢板进行加热并且进行特殊加工(压力加工等)而制作的超高拉力钢板(热冲压材料)彼此焊接起来的电阻点焊装置中使用的电极2、3。此外,本发明也能够应用于在用于将三张以上的金属制板材彼此焊接起来的电阻点焊装置中使用的电极2、3。
此外,在所述实施方式和所述各变形例中,为了破坏氧化膜而在电极顶端部20设置了凹部21、21……和凸部22。本发明并不限于此,也可以是,应用于不存在氧化膜的金属制板材,为了排除由存在于该金属制板材的表面的脱模剂、油膜造成的影响而在电极顶端部20设置凹部21、21……和凸部22。
此外,在所述实施方式和所述各变形例中,使所述凹部21、21……成型为四棱锥形状的凹部。本发明并不限于此,也可以成型为圆锥、三棱锥等形状的凹部。
此外,在所述实施方式和所述各变形例中,通过使用了转印板的转印加工来成型出设于电极顶端部20的凹部21、21……和凸部22。本发明并不限于此,也可以通过其他加工方法(例如切削加工等)来成型出凹部21、21……和凸部22。
此外,在所述实施方式和所述变形例1中,使多个凹部21、21……沿X方向和Y方向排列而使其分散。此外,在所述变形例2中,使多个凹部21、21……在电极顶端部20并列配置于同心圆上的多个假想的圆形轨跡上。本发明并不限于此,也可以是分散在电极顶端部20中相对于电极中心线上的位置呈非对称的位置等,使其随机分散。
此外,在所述实施方式和所述各变形例中,电极顶端部20的形状为具有规定的曲率半径的大致球面状的凸形状。本发明并不限于此,电极顶端部20也可以为平坦面。也就是说,可以配置为在平坦面上分别设有所述凹部21、21……和凸部22。
本发明能够应用于用于将铝合金制板材彼此焊接起来的电阻点焊用电极。

Claims (7)

1.一种电阻点焊用电极,被应用于将相互重叠的多个金属制板材沿该金属制板材的板厚方向夹持并通过进行通电来将所述金属制板材彼此接合,其特征在于,
在被配置为夹持所述金属制板材的电极顶端部分别设有凸部和多个凹部,
相互独立的所述多个凹部分散地设于所述电极顶端部,
所述凸部是设有所述凹部的区域以外的区域,被配置为具备在所述多个凹部彼此之间的区域连续而不被所述凹部截断的连续面。
2.根据权利要求1所述的电阻点焊用电极,其特征在于,
构成所述凸部的所述连续面由凸状的曲面形成,该凸状的曲面的电极中心线上的位置最为鼓出。
3.根据权利要求1或2所述的电阻点焊用电极,其特征在于,
所述多个凹部分散在相对于对称中心相互呈点对称的位置。
4.根据权利要求3所述的电阻点焊用电极,其特征在于,
所述多个凹部分散在所述电极顶端部中相对于电极中心线上的位置呈点对称的位置。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的电阻点焊用电极,其特征在于,
所述凹部的深度为30μm以上且150μm以下。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的电阻点焊用电极,其特征在于,
相邻的所述凹部的中心位置彼此之间的间隔为400μm以上且1200μm以下。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的电阻点焊用电极,其特征在于,
所述电极顶端部处的所述凹部的开放端的形状为正方形,该开放端的一条边的长度为80μm以上且350μm以下。
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