CN113909660B - 电阻点焊方法以及电阻点焊装置 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种无论板厚如何均能够抑制镀锌钢板的LME裂纹的电阻点焊方法。本公开的一个方案涉及一种电阻点焊方法，其包括利用电阻点焊装置对由多张钢板叠置而成的工件实施焊接的工序。多张钢板中的至少一张钢板是被镀锌的钢板。在实施焊接的工序中，使多张钢板中的高抗拉强度钢板的冷却速度大于其他钢板的冷却速度，其中，高抗拉强度钢板的抗拉强度大于其他钢板的抗拉强度。

Description

电阻点焊方法以及电阻点焊装置

技术领域

本公开涉及电阻点焊方法以及电阻点焊装置。

背景技术

对镀锌的高抗拉强度钢板进行电阻点焊的方法为公知的方法(参照日本特开2003-164975号公报)。

发明内容

在上述电阻点焊方法中，通过使熔核形成为规定以上的大小，来抑制因镀锌而引起的高抗拉强度钢板的LME(液态金属致脆)裂纹。但是，有时因钢板的板厚而无法确保所需的熔核直径。

本公开的一个方面优选提供一种无论板厚如何均能够抑制镀锌钢板的LME裂纹的电阻点焊方法。

本公开的一个方案涉及一种电阻点焊方法，其包括利用电阻点焊装置对由多张钢板叠置而成的工件实施焊接的工序。多张钢板中的至少一张钢板是被镀锌的钢板。在实施焊接的工序中，使多张钢板中的高抗拉强度钢板的冷却速度大于其他钢板的冷却速度，其中，高抗拉强度钢板的抗拉强度大于其他钢板的抗拉强度。

根据如上构成，通过使高抗拉强度钢板比其他钢板更快地冷却，而能够使高抗拉强度钢板的应变(即抗拉应力)小于其他钢板。其结果为，无论被焊接的多张钢板的板厚如何，均能够抑制高抗拉强度钢板中的LME裂纹。

在本公开的一个方案的电阻点焊方法中，电阻点焊装置可以具备第1电极和第2电极，第1电极构成为与高抗拉强度钢板接触；第2电极构成为与其他钢板接触。第1电极与高抗拉强度钢板的接触面积可以大于第2电极与其他钢板的接触面积。根据如上构成，能够以比较简易的结构使高抗拉强度钢板的冷却速度大于其他钢板的冷却速度。因此，能够减少电阻点焊装置的设备费用，且能够切实地抑制LME裂纹。

本公开的另一个方案涉及一种电阻点焊装置，其构成为对由多张钢板叠置而成的工件实施焊接。多张钢板中的至少一张钢板是被镀锌的钢板。电阻点焊装置构成为：使多张钢板中的高抗拉强度钢板在焊接时的冷却速度大于其他钢板在焊接时的冷却速度，其中，高抗拉强度钢板的抗拉强度大于其他钢板的抗拉强度。

根据如上构成，无论被焊接的多张钢板的板厚如何，均能够抑制高抗拉强度钢板中的LME裂纹。

本公开的另一个方案的电阻点焊装置可以具备第1电极和第2电极，第1电极构成为与高抗拉强度钢板接触；第2电极构成为与其他钢板接触。第1电极与高抗拉强度钢板的接触面积可以大于第2电极与其他钢板的接触面积。根据如上构成，能够减少电阻点焊装置的设备费用，且能够切实地抑制LME裂纹。

附图说明

图1是实施方式的电阻点焊装置的示意图。

图2A是示出图1的电阻焊接机的第1电极的示意性剖视图；图2B是示出图1的电阻焊接机的第2电极的示意性剖视图。

图3A以及图3B是已被焊接的钢板的示意性剖视图。

图4A是示出图1的电阻焊接机的第1电极的示意性剖视图；图4B是示出图1的电阻焊接机的第2电极的示意性剖视图。

图5是示出图1的电阻焊接机的第1电极、第2电极以及按压件的示意图。

图6是实施方式的电阻点焊方法的流程图。

具体实施方式

以下参照附图说明本公开的例示性的实施方式。

[1.第1实施方式]

[1-1.结构]

图1所示的电阻点焊装置1构成为对由高抗拉强度钢板P1和低抗拉强度钢板P2叠置而成的工件W实施焊接。电阻点焊装置1具有电阻焊接机2。

高抗拉强度钢板P1的抗拉强度大于低抗拉强度钢板P2的抗拉强度。高抗拉强度钢板P1是例如抗拉强度为1470MPa的钢板。低抗拉强度钢板P2是例如抗拉强度为440MPa或270MPa的钢板。在本实施方式中，低抗拉强度钢板P2叠置在高抗拉强度钢板P1之上。

高抗拉强度钢板P1以及低抗拉强度钢板P2中的至少一张钢板被镀锌。在本实施方式中，仅高抗拉强度钢板P1被镀锌，低抗拉强度钢板P2未被镀锌。不过，也可以是高抗拉强度钢板P1未被镀锌而仅低抗拉强度钢板P2被镀锌，还可以是高抗拉强度钢板P1和低抗拉强度钢板P2双方均被镀锌。此外，“镀锌”也包括镀锌合金。

<电阻焊接机>

电阻焊接机2对作为工件W而配置的高抗拉强度钢板P1和低抗拉强度钢板P2沿着厚度方向实施电阻点焊。

电阻焊接机2具备第1电极21和第2电极22。第1电极21配置在工件W的下方。第2电极22配置成在工件W的上方与第1电极21共同在厚度方向上夹着工件W。第2电极22能够相对于第1电极21在上下方向上相对移动。

第1电极21以及第2电极22分别在焊接时与工件W接触。具体而言，第1电极21构成为与高抗拉强度钢板P1接触。第2电极22构成为与低抗拉强度钢板P2接触。焊接电流经由工件W而在第1电极21与第2电极22之间流动。

如图2A所示，在第1电极21的内部配置有冷介质供给路径23A和冷介质回收路径23B。在实施焊接的过程中，从冷介质供给路径23A向第1电极21的内部供给冷介质(例如水)，由此，第1电极21被冷却。已将第1电极21冷却的冷介质被冷介质回收路径23B回收，并被电阻焊接机2的换热器(省略图示)冷却，然后再次被送入冷介质供给路径23A。

如图2B所示，在第2电极22的内部也配置有冷介质供给路径24A和冷介质回收路径24B。与第1电极21相同，第2电极22也在实施焊接的过程中通过冷介质的循环而被冷却。

在本实施方式中，第1电极21与高抗拉强度钢板P1的接触面积大于第2电极22与低抗拉强度钢板P2的接触面积。具体而言，第1电极21的前端中与钢板接触的部位呈平坦的形状。另一方面，第2电极22的前端中与钢板接触的部位呈圆弧形状。第1电极21的接触部位的直径D1大于第2电极22的接触部位的直径D2。

第1电极21与高抗拉强度钢板P1的接触面积大于第2电极22与低抗拉强度钢板P2的接触面积，由此，高抗拉强度钢板P1的因与第1电极21进行热交换而被冷却的速度大于低抗拉强度钢板P2的因与第2电极22进行热交换而被冷却的速度。

即，电阻点焊装置1构成为：使得高抗拉强度钢板P1的在焊接时的(即，焊接过程中以及焊接后的)焊接部位的冷却速度大于低抗拉强度钢板P2的在焊接时的焊接部位的冷却速度。

如图3A所示，当高抗拉强度钢板P1的冷却速度与低抗拉强度钢板P2的冷却速度相同时，焊接形成的熔核N中的在冷却时的最终凝固部位F产生在熔核N的中心处。而如图3B所示，当高抗拉强度钢板P1的冷却速度大于低抗拉强度钢板P2的冷却速度时，最终凝固部位F产生在靠近低抗拉强度钢板P2的位置处。

即，通过使高抗拉强度钢板P1比低抗拉强度钢板P2更快地冷却，而能够使最终凝固部位F的位置远离高抗拉强度钢板P1的表面。从而抑制高抗拉强度钢板P1的冷却应变的集中。

除了调整第1电极21以及第2电极22各自与钢板接触的面积之外，电阻点焊装置1还可以通过以下例示的方式来使得高抗拉强度钢板P1的冷却速度大于低抗拉强度钢板P2的冷却速度。

例如，电阻点焊装置1也可以根据电极的结构或材质来调整冷却速度。具体而言，如图4A以及图4B所示，第1电极21的厚度T1(即，从冷介质循环的内部空间S到与高抗拉强度钢板P1接触的部位的距离)可以小于第2电极22的厚度T2(即，从内部空间S到与低抗拉强度钢板P2接触的部位的距离)。此外，第1电极21的热传导率可以大于第2电极22的热传导率。

此外，例如电阻点焊装置1可以根据冷介质的温度、流量或种类来调整冷却速度。具体而言，对第1电极21进行冷却的冷介质的温度可以低于对第2电极22进行冷却的冷介质的温度。此外，第1电极21中的冷介质的流量可以大于第2电极22中的冷介质的流量。此外，对第1电极21进行冷却的冷介质的热吸收率(即热传导率)可以大于对第2电极22进行冷却的冷介质的热吸收率。例如，第1电极21的冷介质可以是水，第2电极22的冷介质可以是甘油。

此外，例如电阻点焊装置1可以根据电极对钢板施加的压力来调整冷却速度。具体而言，如图5所示，可以用按压件25(即，与第2电极22一起)从低抗拉强度钢板P2侧朝第1电极21按压工件W，由此，第1电极21对高抗拉强度钢板P1施加的压力大于第2电极22对低抗拉强度钢板P2施加的压力。

按压件25是围绕第2电极22而配置的圆筒，或者是以围绕第2电极22的方式等间隔配置的多个柱状体。作为按压件25的材质，可使用例如金属、橡胶等。

此外，电阻点焊装置1可以通过洒水装置而使得高抗拉强度钢板P1的冷却速度大于低抗拉强度钢板P2的冷却速度，其中，洒水装置构成为：向高抗拉强度钢板P1、或与高抗拉强度钢板P1接触的第1电极21喷洒水。

此外，电阻点焊装置1可以通过珀尔贴元件而使得高抗拉强度钢板P1的冷却速度大于低抗拉强度钢板P2的冷却速度，其中，珀尔贴元件安装于第1电极21，并通过通电来冷却第1电极21。

此外，电阻点焊装置1可以通过冷却装置而使得高抗拉强度钢板P1的冷却速度大于低抗拉强度钢板P2的冷却速度，其中，冷却装置利用空气等冷却气体对高抗拉强度钢板P1、或与高抗拉强度钢板P1接触的第1电极21进行冷却。

[1-2.制造方法]

图6所示的电阻点焊方法包括配置工序S10和焊接工序S20。使用例如图1的电阻点焊装置1来实施本实施方式的电阻点焊方法。

<配置工序>

在该工序中，将工件W配置到电阻焊接机2的第1电极21与第2电极22之间，其中，工件W是通过在厚度方向上叠置高抗拉强度钢板P1和低抗拉强度钢板P2而形成的。

<焊接工序>

在该工序中，通过电阻点焊装置1对叠置的高抗拉强度钢板P1和低抗拉强度钢板P2实施焊接。

在该工序中，例如通过上述方法来调整高抗拉强度钢板P1与第1电极21的接触面积和低抗拉强度钢板P2与第2电极22的接触面积，而使得高抗拉强度钢板P1的焊接部位的冷却速度大于低抗拉强度钢板P2的焊接部位的冷却速度。

[1-3.效果]

根据以上详述的实施方式，可获得以下效果。

(1a)通过使高抗拉强度钢板P1比低抗拉强度钢板P2更快地冷却，而能够使高抗拉强度钢板P1的应变(即抗拉应力)小于低抗拉强度钢板P2的应变。其结果为，无论被焊接的多张钢板P1、P2的板厚如何，均能够抑制高抗拉强度钢板P1中的LME裂纹。

(1b)通过使第1电极21与高抗拉强度钢板P1的接触面积大于第2电极22与低抗拉强度钢板P2的接触面积，而能够以比较简易的结构使高抗拉强度钢板P1的冷却速度大于低抗拉强度钢板P2的冷却速度。因此，能够减少电阻点焊装置1的设备费用，且能够切实地抑制LME裂纹。

(1c)通过使熔核N的重心靠向低抗拉强度钢板P2侧，而能够使裂纹应力集中到比高抗拉强度钢板P1不易产生裂纹的低抗拉强度钢板P2。其结果为，能够抑制工件W中的裂纹。

[2.其他实施方式]

以上对本公开的实施方式进行了说明，不过本公开不限于上述实施方式，能够以各种方式加以实施。

(2a)在上述实施方式的电阻点焊装置1以及电阻点焊方法中，工件W可以包括三张以上的钢板。即，可以在高抗拉强度钢板P1与低抗拉强度钢板P2之间配置一张以上的钢板。

(2b)在上述实施方式的电阻点焊装置1以及电阻点焊方法中，高抗拉强度钢板P1可以叠置在低抗拉强度钢板P2之上。此外，第1电极21和第2电极22彼此相对的方向(即夹持工件W的方向)不限于上下方向。例如，第1电极21和第2电极22也可以配置成在水平方向上夹着工件W。

(2c)可以由多个构成元素分担上述实施方式中的一个构成元素所具有的功能，或者可以将多个构成元素所具有的功能统合到一个构成元素中。此外，可以省略上述实施方式的构成的一部分。此外，可以将上述实施方式的构成的一部分添加到上述其他实施方式的构成中，或者对上述实施方式的构成的一部分和上述其他实施方式的构成进行置换等。另外，由权利要求记载的语句确定的技术思想所包含的所有方式均为本公开的实施方式。

Claims (4)

1.一种电阻点焊方法，其包括利用电阻点焊装置对由多张钢板叠置而成的工件实施焊接的工序，所述电阻点焊方法的特征在于，

所述电阻点焊装置具备第1电极和第2电极，

所述第1电极构成为与所述多张钢板中的高抗拉强度钢板接触，其中，所述高抗拉强度钢板的抗拉强度大于所述多张钢板中的其他钢板的抗拉强度；

所述第2电极构成为与所述其他钢板接触；

所述多张钢板中的至少一张钢板是被镀锌的钢板，

所述第1电极和所述第2电极各自通过其内部的冷介质的循环而被冷却，

在所述第1电极循环的冷介质和在所述第2电极循环的冷介质各自的温度、流量或种类互不相同，

在所述实施焊接的工序中，以使得熔核中的在冷却时的最终凝固部位远离所述高抗拉强度钢板的表面的方式，使所述高抗拉强度钢板的冷却速度大于所述其他钢板的冷却速度。

2.根据权利要求1所述的电阻点焊方法，其特征在于，

所述第1电极与所述高抗拉强度钢板的接触面积大于所述第2电极与所述其他钢板的接触面积。

3.一种电阻点焊装置，其构成为对由多张钢板叠置而成的工件实施焊接，所述电阻点焊装置的特征在于，

具备第1电极和第2电极，

所述第1电极构成为与所述多张钢板中的高抗拉强度钢板接触，其中，所述高抗拉强度钢板的抗拉强度大于所述多张钢板中的其他钢板的抗拉强度；

所述第2电极构成为与所述其他钢板接触；

所述多张钢板中的至少一张钢板是被镀锌的钢板，

所述第1电极和所述第2电极各自通过其内部的冷介质的循环而被冷却，

在所述第1电极循环的冷介质和在所述第2电极循环的冷介质各自的温度、流量或种类互不相同，

以使得熔核中的在冷却时的最终凝固部位远离所述高抗拉强度钢板的表面的方式，使所述高抗拉强度钢板在焊接时的冷却速度大于所述其他钢板在焊接时的冷却速度。

4.根据权利要求3所述的电阻点焊装置，其特征在于，

所述第1电极与所述高抗拉强度钢板的接触面积大于所述第2电极与所述其他钢板的接触面积。

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