CN112368101B - 电阻点焊方法和焊接构件的制造方法 - Google Patents

电阻点焊方法和焊接构件的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112368101B
CN112368101B CN201980039788.8A CN201980039788A CN112368101B CN 112368101 B CN112368101 B CN 112368101B CN 201980039788 A CN201980039788 A CN 201980039788A CN 112368101 B CN112368101 B CN 112368101B
Authority
CN
China
Prior art keywords
welding
energization
main
post
heat generation
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.)
Active
Application number
CN201980039788.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112368101A (zh
Inventor
泽西央海
松田广志
池田伦正
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.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
JFE Steel 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 JFE Steel Corp filed Critical JFE Steel Corp
Publication of CN112368101A publication Critical patent/CN112368101A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112368101B publication Critical patent/CN112368101B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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
    • B23K11/10Spot welding; Stitch welding
    • B23K11/11Spot welding
    • 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
    • B23K31/00Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups
    • B23K31/12Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups relating to investigating the properties, e.g. the weldability, of materials
    • B23K31/125Weld quality monitoring
    • 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
    • B23K11/24Electric supply or control circuits therefor
    • B23K11/25Monitoring devices
    • B23K11/252Monitoring devices using digital means
    • B23K11/257Monitoring devices using digital means the measured parameter being an electrical current
    • 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
    • B23K11/24Electric supply or control circuits therefor
    • 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
    • B23K11/24Electric supply or control circuits therefor
    • B23K11/25Monitoring devices
    • B23K11/252Monitoring devices using digital means
    • 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
    • B23K2101/00Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/006Vehicles
    • 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
    • B23K2103/00Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/02Iron or ferrous alloys
    • B23K2103/04Steel or steel alloys

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Resistance Welding (AREA)
  • Manufacturing Of Electrical Connectors (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

进行正式焊接和该正式焊接之前的试焊接,在该试焊接中,针对主通电的电极间电压的平均值Vtm和焊后通电的电极间电压的平均值Vtp,使它们满足0.2≤Vtp/Vtm≤1.5的关系,在上述正式焊接的主通电和焊后通电中,分别进行适应控制焊接,上述适应控制焊接将上述试焊接的主通电和焊后通电的每单位体积的瞬时发热量的时间变化曲线和每单位体积的累积发热量设定为目标值,并根据该目标值控制通电量。

Description

电阻点焊方法和焊接构件的制造方法
技术领域
本发明涉及一种电阻点焊方法,目的在于尤其是在分流、板隙等扰动的影响较大的情况下,也能够在包括高强度钢板的板组条件下稳定地确保熔核直径,并且能够提高接头强度。
背景技术
通常,重叠起来的钢板彼此的接合中使用作为搭接电阻焊接法之一的电阻点焊法。
该焊接法是将重叠起来的两张以上钢板夹持并从其上下用一对电极进行加压,并且使高电流的焊接电流在上下电极间进行短时间通电来进行接合的方法,利用通过流过高电流的焊接电流所产生的电阻发热而得到点状的焊接部。该点状的焊接部被称为熔核,是使电流流过重叠起来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,钢板彼此以点状接合。
为了得到良好的焊接部件品质,熔核直径以适当范围形成较为重要。熔核直径受焊接电流、通电时间、电极形状和加压力等焊接条件决定。因此,为了形成适当的熔核直径,需要根据被焊接材料的材质、板厚和重叠张数等被焊接材料条件而适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,另外需要对依次输送来的被处理材料(工件)进行焊接。此时,若各焊接部位的被焊接材料的材质、板厚和重叠张数等被焊接材料的状态相同,则在焊接电流、通电时间和加压力等焊接条件相同的条件下也能够得到相同的熔核直径。然而,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比初期状态逐渐扩大。若在像这样接触面积出现了扩大的状态下流过与初期状态相同的值的焊接电流,则被焊接材料中的电流密度降低,焊接部的温度上升变低,因此,熔核直径变小。因此,每当进行数百~数千点焊接时,进行电极的研磨或者更换,以防止电极的末端直径过度扩大。
除此之外,一直以来使用具备如下功能(步进功能)的电阻焊接装置,即,若进行预先决定的次数的焊接则使焊接电流值增加而补偿与电极的磨损相伴的电流密度的降低。为了使用该步进功能,需要预先适当地设定上述的焊接电流变化模式。然而,为了通过试验等导出与多个焊接条件和被焊接材料条件对应的适当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,由于电极磨损的进行状态上存在偏差,所以预先决定的焊接电流变化模式谈不上是总是适当的。
而且,在焊接时存在扰动的情况下,例如,在进行焊接的点的附近已经存在焊接过的点(已焊接点)的情况下、被焊接材料的表面凹凸大且进行焊接的点的附近存在被焊接材料的接触点的情况下,在焊接时电流向已焊接点(以下,也称为已打点)、接触点分流。在这样的状态下,即便以规定的条件焊接,电极正下方的要焊接的位置的电流密度也降低,因此,仍然无法得到所需直径的熔核。为了补偿该发热量不足、得到所需直径的熔核,需要预先设定较高的焊接电流。
另外,还存在如下情况,即,在因表面凹凸、构件的形状等而异,使焊接的点的周围被强烈限制的情况下,或者在焊接点周围的钢板间夹有异物的情况下,钢板间的板隙变大,使钢板彼此的接触直径变小,也容易发生溅点。
为了解决上述问题,提出了以下所述的技术。
例如,专利文献1中记载了一种高张力钢板的点焊方法,通过以下工序进行点焊,从而抑制由通电初期的融合性不良引起的溅点,上述工序具备:第1阶段,通过使向高张力钢板的通电电流渐变地上升而进行熔核生成;第2阶段,在上述第1阶段之后,使电流下降;及第3阶段,在上述第2阶段之后,使电流上升而进行正式焊接,并且使通电电流渐变地下降。
专利文献2记载了一种点焊的通电控制方法,其中,在通电时间的初期以规定时间维持在可抑制溅射发生的程度的电流值而使被焊接物的表面软化,其后,将电流值以规定时间维持得较高而一边抑制溅射发生一边使熔核生长。
专利文献3记载了一种电阻焊接机的控制装置,其中,通过将推算出的焊接部的温度分布与目标熔核进行比较而控制焊接机的输出,从而获得设定好的熔核直径。
专利文献4记载了一种电阻焊接机的焊接条件控制方法,其中,通过检测焊接电流和焊嘴间电压,并利用热传导计算进行焊接部的模拟,推断焊接中的焊接部的熔核的形成状态,从而进行良好的焊接。
专利文献5中记载了一种电阻焊接系统,其中,通过使用进行下述处理的焊接系统,从而与被焊接物的种类、电极的磨损状态无关地进行良好的焊接,上述处理是根据被焊接物的板厚和通电时间,来计算能良好地焊接该被焊接物的每单位体积的累积发热量,并调整为可产生计算出的每单位体积、每单位时间的发热量的焊接电流或者电压。
专利文献1:日本特开2003-236674号公报
专利文献2:日本特开2006-43731号公报
专利文献3:日本特开平9-216071号公报
专利文献4:日本特开平10-94883号公报
专利文献5:日本特开平11-33743号公报
然而,在专利文献1和2记载的技术中,因扰动的有无和大小不同,而使适当的焊接条件变化。因此,存在如下问题:在产生了预想以上的板隙、分流时,无法在不发生溅点的条件下确保所希望的熔核直径。
另外,专利文献3和4记载的技术中存在如下问题:为了基于热传导模型(热传导模拟)等来推断熔核的温度,需要进行复杂的计算处理,不仅使焊接控制装置的结构变复杂,而且焊接控制装置自身变高价。
并且,专利文献1~5记载的技术中存在以下问题:针对包括高强度钢板的板组的焊接的接头强度的提高方法,没有作任何讨论。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而完成的,目的在于提供一种电阻点焊方法,其无论有无扰动均能够得到适当的直径的熔核,并且能够提高包括高强度钢板(特别是,拉伸强度为590MPa以上,进一步而言为980MPa以上的钢板)的板组的焊接中的接头强度(以下,也称为高强度钢板的接头强度)。
另外,本发明目的在于提供通过上述的电阻点焊方法使重叠起来的多张金属板接合的焊接构件的制造方法。
为此,发明人等为了实现上述目的而反复进行深入研究,得到以下的见解。
如前述那样,若存在分流、板隙之类的扰动,则即便在与没有扰动的情况相同的条件下进行了基于恒定电流控制的焊接,得到的熔核直径也会变动。
在这一点上,通过预先进行试焊接,对于正式焊接,进行将该试焊接中得到的累积发热量设定为目标值来控制通电量(电流和电极间电压)的所谓的适应控制焊接,从而能够进行进一步考虑到扰动影响的适当的通电,作为其结果,能够与扰动无关地得到恒定的熔核直径。
另外,为了在包括高强度钢板的板组中确保所需的接头强度,在用于熔核形成的主通电后,进行用于焊接部的热处理的焊后通电较为有效。
但是,若在存在扰动条件下,进行基于适应控制的焊后通电,则存在由于扰动使焊接部的电流密度分布乃至发热形式变化,而没有得到规定的热处理效果这种情况。例如,若在分流的影响显著的状态下进行基于适应控制的焊后通电,则存在由于分流的影响使与电极接触的接触端附近的电流密度过度增加,产生表面溅点,而没有得到规定的热处理效果这种情况。另外,还存在基于适应控制的电流的控制没达到,没得到作为目标的发热量,因此,没得到规定的热处理效果这种情况。
在这一点上,发明人进行更详细的研究,得到以下的见解。
与没有扰动的情况比较,在存在扰动的情况下,需要更严密地设定焊后通电的条件。因此,着眼于作为用于决定适应控制焊接的电流值的重要的指标的参数之一的电极间电压推进研究。
作为其结果,得到以下见解:
·使试焊接中的焊后通电的电极间电压的平均值与主通电的电极间电压的平均值之比(以下,也称为试焊接时的主通电和焊后通电之电压比)合理化后,通过恒定电流控制进行试焊接的焊后通电,并且,存储在其适当的条件下进行的该试焊接的焊后通电的每单位体积的瞬时发热量的时间变化曲线和每单位体积的累积发热量,
·在正式焊接的焊后通电中,将如上述那样存储的试焊接的焊后通电的每单位体积的瞬时发热量的时间变化曲线和每单位体积的累积发热量作为目标值,进行适应控制,
由此,即便在存在扰动的状态下通过适应控制进行焊后通电,也得到充分的热处理效果,能够实现初期的目的。
本发明是基于上述的见解,进一步加以研究而完成的。
即,本发明的主旨结构如以下那样。
1.一种电阻点焊方法,将重叠有多张金属板的被焊接材料用一对电极夹持,一边加压一边通电而进行接合,在上述电阻点焊方法中,
进行正式焊接和该正式焊接之前的试焊接,
(a)在上述试焊接中,进行用于形成熔核的主通电和用于焊后热处理的焊后通电,
在上述试焊接的主通电中,
分别存储根据通过恒定电流控制进行通电而形成适当的熔核的情况下的电极间的电特性计算出的每单位体积的瞬时发热量的时间变化曲线和每单位体积的累积发热量,
在上述试焊接的焊后通电中,
在将上述试焊接的主通电的电极间电压的平均值设为Vtm,将上述试焊接的焊后通电的电极间电压的平均值设为Vtp时,
在满足0.2≤Vtp/Vtm≤1.5这个关系的条件下,通过恒定电流控制进行通电,
并且,存储此时根据电极间的电特性计算出的每单位体积的瞬时发热量的时间变化曲线和每单位体积的累积发热量,
(b)接着,在上述正式焊接中,形成用于形成熔核的主通电和用于焊后热处理的焊后通电,
在上述正式焊接的主通电和焊后通电中,分别进行适应控制焊接,上述适应控制焊接中,将上述试焊接的主通电和焊后通电的每单位体积的瞬时发热量的时间变化曲线和每单位体积的累积发热量设定为目标值,并根据该目标值控制通电量。
2.在上述1所述的电阻点焊方法中,在上述正式焊接的主通电的适应控制焊接中,在每单位体积的瞬时发热量的时间变化量偏离了设定为上述目标值的每单位体积的瞬时发热量的时间变化曲线的情况下,为了在上述正式焊接的主通电的剩余的通电时间内补偿该偏离量,以使上述正式焊接的主通电中的每单位体积的累积发热量与设定为上述目标值的每单位体积的累积发热量一致的方式控制通电量。
3.在上述1或2所述的电阻点焊方法中,在上述正式焊接的焊后通电的适应控制焊接中,在每单位体积的瞬时发热量的时间变化量偏离了设定为上述目标值的每单位体积的瞬时发热量的时间变化曲线的情况下,为了在上述正式焊接的焊后通电的剩余的通电时间内补偿该偏离量,以使上述正式焊接的焊后通电中的每单位体积的累积发热量与设定为上述目标值的每单位体积的累积发热量一致的方式控制通电量。
4.在上述1~3中任一项所述的电阻点焊方法中,在上述试焊接的主通电与焊后通电之间,设定通电休止时间,并且反复进行两次以上上述试焊接的主通电之后的通电休止和焊后通电。
5.一种焊接构件的制造方法,通过上述1~4中任一项所述的电阻点焊方法,将重叠起来的多张金属板接合。
根据本发明,无论有无扰动均能够稳定地确保恒定的熔核直径,并且即便为包括高强度钢板的板组也能够得到较高的接头强度。
另外,根据本发明,即便在汽车制造等实际作业中连续焊接依次输送来的被处理材料(按每个焊接位置、每种被处理材料出现扰动的状态变动)的情况下,也能够有效地应对扰动的状态的变动而稳定地确保所希望的熔核直径,作为其结果,在提高作业效率、成品率这点上极为有效。
附图说明
图1是表示试焊接的主通电的通电模式的一个例子的图。
图2是表示试焊接的通电模式的一个例子的图,(a)是主通电为一阶段通电的情况,(b)是主通电为两阶段通电的情况。
图3是表示实施例中使用的L字拉伸试件的图,(a)是两张重叠且没有已打点的情况,(b)是两张重叠且存在已打点的情况。
图4是表示实施例中使用的L字拉伸试件的图,(a)是重叠三张且没有已打点的情况,(b)是重叠三张且存在已打点的情况。
具体实施方式
基于以下的实施方式对本发明进行说明。
本发明的一实施方式是将重叠有多张金属板的被焊接材料用一对电极夹持,一边加压一边通电而进行接合的电阻点焊方法,
进行正式焊接和该正式焊接之前的试焊接,
(a)在上述试焊接中,进行用于形成熔核的主通电和用于焊后热处理的焊后通电,
在上述试焊接的主通电中,
分别存储根据通过恒定电流控制进行通电而形成适当的熔核的情况下的电极间的电特性计算出的每单位体积的瞬时发热量的时间变化曲线和每单位体积的累积发热量,
在上述试焊接的焊后通电中,
在将上述试焊接的主通电的电极间电压的平均值设为Vtm,将上述试焊接的焊后通电的电极间电压的平均值设为Vtp时,
在满足0.2≤Vtp/Vtm≤1.5的关系的条件下,通过恒定电流控制进行通电,
另外,存储此时根据电极间的电特性计算出的每单位体积的瞬时发热量的时间变化曲线和每单位体积的累积发热量,
(b)接着,在上述正式焊接中,进行用于形成熔核的主通电和用于焊后热处理的焊后通电,
在上述正式焊接的主通电和焊后通电中,分别进行适应控制焊接,上述适应控制焊接中,将上述试焊接的主通电和焊后通电的每单位体积的瞬时发热量的时间变化曲线和每单位体积的累积发热量设定为目标值,并根据该目标值,控制通电量。
此外,作为可在本发明的一实施方式所涉及的电阻点焊方法中使用的焊接装置,只要具有上下一对电极,且能够在焊接中分别任意地控制加压力和焊接电流即可,加压机构(气缸、伺服马达等)、形式(定置式、机械手焊枪等)、电极形状等没有特别限定。另外,电极间的电特性是指电极间电阻或者电极间电压。
以下,对本发明的一实施方式所涉及的电阻点焊方法的试焊接和正式焊接进行说明。
·试焊接
在试焊接中,分别通过恒定电流控制进行用于形成熔核的主通电和用于焊后热处理的焊后通电。
而且,在试焊接的主通电中,存储根据通过恒定电流控制进行通电而形成适当的熔核的情况下的电极间的电特性计算出的每单位体积的瞬时发热量的时间变化曲线和每单位体积的累积发热量。
此外,试焊接也可以在没有扰动的状态下进行,也可以在存在分流、板隙等扰动的状态(预想有扰动的状态)下进行。
此处,对于试焊接的主通电的通电模式而言,在整个通电中使电流值恒定的通电模式是自不用说的,也可以如图1的(a)、(b)所示,是将通电模式分割为两阶段以上,按每个阶段分别成为恒定的电流值的通电模式。另外,也可以如图1的(c)所示,是在阶段之间设置有冷却时间的两阶段以上的通电模式,也可以是如图1的(d)~(f)所示,是斜坡形式的通电模式。并且,也可以是将它们组合起来的通电模式。
此外,对于恒定电流控制而言,包括在通电中使电流值恒定的通电模式是自不必说的,还包括上述的图1的(a)~(f)所示那样的通电模式以及将这些组合的通电模式。针对试焊接的焊后通电中进行的恒定电流控制也相同。
另外,在试焊接的焊后通电中,在将主通电的电极间电压的平均值设为Vtm,将焊后通电的电极间电压的平均值设为Vtp时,
在满足0.2≤Vtp/Vtm≤1.5的关系的条件下,通过恒定电流控制进行通电,并存储此时根据电极间的电特性计算出的每单位体积的瞬时发热量的时间变化曲线和每单位体积的累积发热量较为重要。
即,如前述那样,在后述的正式焊接中,若在存在扰动下进行基于适应控制的焊后通电,则存在由于扰动而使焊接部的电流密度分布乃至发热形式变化,没得到规定的热处理效果这种情况。
在这一点上,若在满足上述关系的条件下进行试焊接的焊后通电,则在基于正式焊接的适应控制进行的焊后通电中,能够防止焊接部的电流密度和发热量过大。例如,在正式焊接中,即便在分流显著的状态下进行了基于适应控制的焊后通电,也能够抑制电极表面附近的过度发热,能够防止表面溅点的产生。因此,存储该试焊接的焊后通电的每单位体积的瞬时发热量的时间变化曲线和每单位体积的累积发热量,并将它们作为目标值,且通过适应控制进行后述的正式焊接的焊后通电,则即便在存在扰动的情况下,也能够将该正式焊接的焊后通电的发热量控制为可得到规定的热处理效果的范围。
因此,在试焊接的焊后通电中,
满足0.2≤Vtp/Vtm≤1.5的关系较为重要。
另外,特别是在扰动的影响大等情况下,
更加优选满足0.4≤Vtp/Vtm≤1.4的关系。
此外,在主通电和焊后通电任一个通电中,在通电中设置有冷却时间的情况下,使用除去冷却时间之外的通电中的电极间电压的时间平均。
即,将主通电和焊后通电的电极间电压的时间积分值分别除以(除去通电休止时间之外)主通电和焊后通电的合计的通电时间而得到的值作为主通电和焊后通电的电极间电压的平均值。
并且,试焊接的主通电的电流值的优选范围因作为被焊接材料的板组不同而变化,但例如在将TS(拉伸强度):板厚1.2~1.6mm的980MPa级的钢板的两片重叠用于板组的情况下,优选试焊接的主通电的电流值成为3.0~12.0kA的范围。
除此之外,优选试焊接的主通电中的合计的通电时间(除去通电休止时间之外)为60~1000ms。
除此之外,优选试焊接的每一次的焊后通电的通电时间为20~3000ms。更优选为60~3000ms。
·正式焊接
在上述试焊接之后,进行正式焊接。
在正式焊接的主通电中,进行适应控制焊接,上述适应控制焊接中,将上述试焊接的主通电中存储的每单位体积的瞬时发热量的时间变化曲线和每单位体积的累积发热量设定为目标值,并根据该目标值控制通电量。
在该正式焊接的主通电的适应控制焊接中,例如,在将上述的试焊接的主通电中设定为目标值的每单位体积的瞬时发热量的时间变化曲线和累积发热量作为基准进行焊接,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,保持原样进行焊接并结束焊接。但是,在每单位体积的瞬时发热量的时间变化量偏离了作为基准的时间变化曲线的情况下,为了在正式焊接的主通电的剩余的通电时间内补偿该偏离量,以使正式焊接的主通电中的每单位体积的累积发热量与作为目标值而设定的每单位体积的累积发热量一致的方式控制通电量。
此外,针对发热量的计算方法没有特别限制,但专利文献5公开其一个例子,本发明也能够采用该方法。基于该方法的每单位体积、每单位时间的发热量q和每单位体积的累积发热量Q的计算要领如以下那样。
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,将电极和被焊接材料接触的面积设为S。在这种情况下,焊接电流在横截面积为S、厚度t的柱状部分通过而产生电阻发热。该柱状部分的每单位体积、每单位时间的发热量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求解(2)式并将其代入(1)式,则发热量q如下式(3)
q=(V·I·R)/(r·t2)=(V2)/(r·t2)---(3)。
如根据上述式(3)可知的那样,每单位体积、每单位时间的发热量q能够根据电极间电压V、被焊接物的合计厚度t、被焊接物的电阻率r来计算,不会受到电极和被焊接物接触的面积S的影响。此外,(3)式根据电极间电压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和被焊接物接触的面积S。而且,若在跨通电期间地累积每单位体积、每单位时间的发热量q,则得到施加于焊接的每单位体积的累积发热量Q。若根据(3)式可知的那样,该每单位体积的累积发热量Q也能够不使用电极和被焊接材料接触的面积S来计算。
根据以上内容,对通过专利文献5记载的方法计算累积发热量Q的情况进行了说明,但也可以使用其他计算式是不言而喻的。
另外,针对正式焊接的焊后通电,也进行适应控制,上述以上述试焊接的焊后通电中存储的每单位体积的瞬时发热量的时间变化曲线和累积发热量作为基准控制通电量。
如前述那样,在本发明的一实施方式中,在更适当的条件具体而言满足0.2≤Vtp/Vtm≤1.5的关系的条件下通过恒定电流控制进行试焊接的焊后通电。
因此,存储该试焊接的焊后通电的每单位体积的瞬时发热量的时间变化曲线和每单位体积的累积发热量,若将它们作为目标值,通过适应控制进行正式焊接的焊后通电,则即便在存在扰动的情况下,也得到适于焊后热处理的发热量,作为其结果,得到规定的热处理效果。
另外,试焊接和正式焊接中,也可以在主通电和焊后通电之间设定通电休止时间。通电休止时间优选为20~3000ms。
并且,如图2的(a)和(b)所示,也可以反复进行两次以上试焊接的主通电之后的通电休止和焊后通电。由此,更有效地获得规定的热处理效果。即,假设即便在第一次的焊后通电成为过度发热而产生了再熔融,也在第二次的焊后通电中进行热处理,得到提高接头强度的效果。反复进行次数的上限没有特别限定,但为10次左右。另外,也可以按每次将通电时间、通电休止时间、电流值分别设定为不同的值。
此外,在反复进行两次以上主通电后的通电休止和焊后通电的情况下,试焊接的焊后通电的电流值Itp成为将该焊后通电的电流的时间积分值除以(除去通电休止时间之外)焊后通电中的合计的通电时间而得到的值。
另外,针对除上述条件以外的正式焊接的条件,基本上与试焊接的条件相同即可。
此外,针对使用的被焊接材料、板组没有特别限制,也能够在从软钢到超高张力钢板这样具有各种强度的钢板和镀敷钢板中应用。另外,也能够在重叠了三张以上钢板的板组中应用,但板组中的一张以上钢板拉伸强度为590MPa以上较为有效。
另外,对于试焊接和正式焊接而言,通电中的加压力也可以恒定,也可以适当地变化。加压力的优选范围因作为被焊接材料的板组而变化,例如在将TS(拉伸强度):板厚1.2~1.6mm的980MPa级的钢板重叠两张用于板组的情况下,优选加压力为1.5~10.0kN的范围。
而且,通过将使用上述的电阻点焊方法重叠的多张金属板接合,有效地应对扰动的状态的变动而稳定地确保所希望的熔核直径,并且制造各种高强度的焊接构件,特别是汽车部件等焊接构件。
实施例
以下,对根据本发明的一实施方式的实施例进行说明,但实施例的条件是为了确认本发明的可实施性和效果而采用的一条件例,本发明不限定于该一条件例。本发明只要不脱离本发明的主旨且实现本发明的目的,则可采用各种条件。
针对表1所示的重叠两张或者重叠三张金属板的板组,在表2所示的条件下进行试焊接,接着,针对相同的板组,在表3所示的条件下进行正式焊接,制成焊接接头(L字拉伸试件)。
试焊接的通电模式表示于图2中。图2的(a)是主通电为一阶段通电的情况,图2的(b)是主通电为两阶段通电的情况。
此处,如图3的(a)、图4的(a)所示,试焊接在无扰动的状态下进行,如图3的(b)、图4的(b)所示,正式焊接在与试焊接相同的无扰动的状态下和存在扰动的状态下进行。
图3的(a)是在重叠两张、无已打点的状态,图3的(b)是在重叠两张、存在已打点的状态,已打点与焊接点之间的打点间隔L(中心间距离)进行各种变化。
另外,图4的(a)是在重叠三张、无已打点的状态,图4的(b)是在重叠三张中存在已打点的状态。
此外,表2的试焊接条件的“焊后通电的通电时间”是每一次焊后通电的通电时间。另外,表2的试焊接条件的通电休止时间、焊后通电的电流值和焊后通电的通电时间在焊后通电的所有各次中相同。
并且,针对在表3的正式焊接条件的“主通电的控制方式”和“焊后通电的控制方式”中记载为“恒定电流控制”的情况,进行了与试焊接相同条件的恒定电流控制。
此外,在存在已打点的状态下进行了正式焊接的情况下,从L字拉伸试件切除了已打点部分后,进行了后述的拉伸试验。
另外,焊接机使用逆变直流电阻点焊机,电极使用DR形末端直径6mm的铬铜电极。
使用得到的L字拉伸试件,在拉伸速度(长边方向):10mm/min的条件下进行拉伸试验,测定出接头强度(LTS:L字拉伸强度)。而且,根据焊接时有无溅点和接头强度,以以下的三层次进行了评价。
·A:无论打点间隔L如何,LTS均为2.0kN以上,并且全部无溅点。
·B:无已打点或者打点间隔L≥10mm且LTS为2.0kN以上,打点间隔L<10mm且LTS不足2.0kN,并且全部无溅点。
·F:无已打点或者打点间隔L≥10mm且LTS不足2.0kN,或者有溅点。
表1
Figure BDA0002834152260000131
表2
Figure BDA0002834152260000141
表3
Figure BDA0002834152260000151
A:无论打点间隔如何,LTS均为2.0kN以上,并且没有溅点
B:无已打点或打点间隔≥10mm且LTS为2.0kN以上,打点间隔<10mm且LTS不足2.0kN并且无溅点
F:无已打点或打点间隔≥10mm且LTS不足2.0kN,或者有溅点
如表3所示那样,在发明例中,评价均为A或者B中一者。特别是在反复进行了两次以上主通电之后的通电休止和焊后通电的条件下,评价全部为A。
相对于此,不满足适当条件的比较例均评价为F,无法得到充分的接头强度。

Claims (6)

1.一种电阻点焊方法,将重叠有多张金属板的被焊接材料用一对电极夹持,一边加压一边通电而进行接合,
所述电阻点焊方法的特征在于,
进行正式焊接和该正式焊接之前的试焊接,
(a)在所述试焊接中,进行用于形成熔核的主通电和用于焊后热处理的焊后通电,
在所述试焊接的主通电中,
分别存储根据通过恒定电流控制进行通电而形成适当的熔核的情况下的电极间的电特性计算出的每单位体积的瞬时发热量的时间变化曲线和每单位体积的累积发热量,
在所述试焊接的焊后通电中,
在将所述试焊接的主通电的电极间电压的平均值设为Vtm,将所述试焊接的焊后通电的电极间电压的平均值设为Vtp时,
在满足0.2≤Vtp/Vtm≤1.5的关系的条件下,通过恒定电流控制进行通电,
另外,存储此时根据电极间的电特性计算出的每单位体积的瞬时发热量的时间变化曲线和每单位体积的累积发热量,
(b)接着,在所述正式焊接中,进行用于形成熔核的主通电和用于形成焊后热处理的焊后通电,
在所述正式焊接的主通电和焊后通电中,分别进行适应控制焊接,所述适应控制焊接中,将所述试焊接的主通电和焊后通电的每单位体积的瞬时发热量的时间变化曲线和每单位体积的累积发热量设定为目标值,并根据该目标值,控制通电量。
2.根据权利要求1所述的电阻点焊方法,其特征在于,
在所述正式焊接的主通电的适应控制焊接中,在每单位体积的瞬时发热量的时间变化量偏离了设定为所述目标值的每单位体积的瞬时发热量的时间变化曲线的情况下,为了在所述正式焊接的主通电的剩余的通电时间内补偿该偏离量,以使所述正式焊接的主通电中的每单位体积的累积发热量与设定为所述目标值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或2所述的电阻点焊方法,其特征在于,
在所述正式焊接的焊后通电的适应控制焊接中,在每单位体积的瞬时发热量的时间变化量从设定为所述目标值的每单位体积的瞬时发热量的时间变化曲线偏离的情况下,为了在所述正式焊接的焊后通电的剩余的通电时间内补偿该偏离量,以使所述正式焊接的焊后通电中的每单位体积的累积发热量与设定为所述目标值的每单位体积的累积发热量一致的方式控制通电量。
4.根据权利要求1或2所述的电阻点焊方法,其特征在于,
在所述试焊接的主通电与焊后通电之间设定通电休止时间,并且反复进行两次以上所述试焊接的主通电后的通电休止和焊后通电。
5.根据权利要求3所述的电阻点焊方法,其特征在于,
在所述试焊接的主通电与焊后通电之间设定通电休止时间,并且反复进行两次以上所述试焊接的主通电后的通电休止和焊后通电。
6.一种焊接构件的制造方法,其特征在于,
通过权利要求1~5中任一项所述的电阻点焊方法,将重叠起来的多张金属板接合。
CN201980039788.8A 2018-06-29 2019-06-17 电阻点焊方法和焊接构件的制造方法 Active CN112368101B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018-125392 2018-06-29
JP2018125392 2018-06-29
PCT/JP2019/023966 WO2020004116A1 (ja) 2018-06-29 2019-06-17 抵抗スポット溶接方法および溶接部材の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112368101A CN112368101A (zh) 2021-02-12
CN112368101B true CN112368101B (zh) 2022-03-11

Family

ID=68986510

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980039788.8A Active CN112368101B (zh) 2018-06-29 2019-06-17 电阻点焊方法和焊接构件的制造方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11904404B2 (zh)
EP (1) EP3815834A4 (zh)
JP (1) JP6658993B1 (zh)
KR (1) KR102415945B1 (zh)
CN (1) CN112368101B (zh)
MX (1) MX2020013758A (zh)
WO (1) WO2020004116A1 (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105073326A (zh) * 2013-03-29 2015-11-18 杰富意钢铁株式会社 电阻点焊系统
CN107405717A (zh) * 2015-03-16 2017-11-28 杰富意钢铁株式会社 电阻点焊方法和电阻点焊接头的制造方法

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3379323B2 (ja) 1996-02-07 2003-02-24 松下電器産業株式会社 抵抗溶接機の制御装置
JP3161339B2 (ja) 1996-09-24 2001-04-25 松下電器産業株式会社 抵抗溶接機の溶接条件制御方法
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
JP2003236674A (ja) 2002-02-15 2003-08-26 Mazda Motor Corp 高張力鋼板のスポット溶接方法およびその装置
JP2006043731A (ja) 2004-08-04 2006-02-16 Daihatsu Motor Co Ltd スポット溶接の通電制御方法
US20100065533A1 (en) * 2008-09-18 2010-03-18 Square D Company Adaptive Resistance Weld Control
JP5473048B2 (ja) * 2009-03-25 2014-04-16 株式会社ダイヘン 抵抗溶接制御方法
US8357871B2 (en) 2009-05-07 2013-01-22 Innovative Weld Solutions Ltd. Welding assembly and method
JP5052586B2 (ja) * 2009-11-18 2012-10-17 株式会社豊田中央研究所 抵抗溶接方法、抵抗溶接部材、抵抗溶接機とその制御装置、抵抗溶接機の制御方法とその制御プログラム、抵抗溶接の評価方法とその評価プログラムおよび抵抗溶接の溶融開始時の検出方法
US10391582B2 (en) 2011-07-21 2019-08-27 Ford Global Technologies, Llc System and method of welding a workpiece
US8895887B2 (en) 2011-08-05 2014-11-25 General Electric Company Resistance weld repairing of casing flange holes
JP5333560B2 (ja) 2011-10-18 2013-11-06 Jfeスチール株式会社 高張力鋼板の抵抗スポット溶接方法及び抵抗スポット溶接継手
MX351054B (es) 2013-03-08 2017-09-29 Jfe Steel Corp Método de soldadura por puntos de resistencia.
EP3006154B1 (en) * 2013-06-05 2018-01-17 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Spot welded joined structure and spot welding method
CN105612020B (zh) * 2013-10-04 2018-04-10 杰富意钢铁株式会社 电阻点焊方法
EP3088119B1 (en) * 2013-12-27 2018-07-25 JFE Steel Corporation Resistance spot welding method
CN106457453B (zh) 2014-06-12 2019-01-08 杰富意钢铁株式会社 电阻点焊装置和电阻点焊方法
CN107530818B (zh) 2015-04-27 2019-11-05 杰富意钢铁株式会社 电阻点焊方法
US10272515B2 (en) * 2015-09-15 2019-04-30 GM Global Technology Operations LLC Power pulse method for controlling resistance weld nugget growth and properties during steel spot welding
US10036731B2 (en) 2016-03-31 2018-07-31 Honda Motor Co., Ltd. Weld testing system and method for a welding assembly
KR102215856B1 (ko) 2016-06-09 2021-02-15 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 저항 스폿 용접 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105073326A (zh) * 2013-03-29 2015-11-18 杰富意钢铁株式会社 电阻点焊系统
CN107405717A (zh) * 2015-03-16 2017-11-28 杰富意钢铁株式会社 电阻点焊方法和电阻点焊接头的制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
MX2020013758A (es) 2021-03-02
KR20210021569A (ko) 2021-02-26
CN112368101A (zh) 2021-02-12
EP3815834A4 (en) 2021-09-22
JPWO2020004116A1 (ja) 2020-07-02
KR102415945B1 (ko) 2022-06-30
WO2020004116A1 (ja) 2020-01-02
EP3815834A1 (en) 2021-05-05
US20210252629A1 (en) 2021-08-19
JP6658993B1 (ja) 2020-03-04
US11904404B2 (en) 2024-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101906084B1 (ko) 저항 스폿 용접 방법
JP5999293B1 (ja) 抵抗スポット溶接方法および抵抗スポット溶接継手の製造方法
CN110997210B (zh) 电阻点焊方法及焊接构件的制造方法
WO2017212916A1 (ja) 抵抗スポット溶接方法
CN111770807B (zh) 电阻点焊方法和焊接部件的制造方法
CN112262012B (zh) 电阻点焊方法和焊接构件的制造方法
CN112368101B (zh) 电阻点焊方法和焊接构件的制造方法
CN114466722B (zh) 电阻点焊方法和焊接构件的制造方法
JP6969649B2 (ja) 抵抗スポット溶接方法および溶接部材の製造方法
CN112334261B (zh) 电阻点焊方法和焊接构件的制造方法
WO2020095847A1 (ja) 抵抗スポット溶接方法および溶接部材の製造方法
JP6856181B1 (ja) 抵抗スポット溶接方法および溶接部材の製造方法

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant