CN115279529A - 固相点接合方法和固相点接合装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供无论作为被接合材的金属材的种类，都能够实现接合温度的准确的控制，且能够使接合温度低温化的固相点接合方法，和能够适合用于该固相点接合方法的固相点接合装置。本发明是将金属板材重叠地进行点接合的固相接合方法，其特征在于，具有：接合准备工序，其将2片以上的上述金属板材以重叠的状态夹持，形成被接合界面；升温工序，通过由一对电极进行的通电来将被接合界面升温，在上述被接合界面附近形成软化区域；和应力施加工序，对上述软化区域施加在期望的接合温度下的上述金属板材的屈服强度以上的外部应力，使上述软化区域局部变形而将上述金属板材彼此接合。

Description

固相点接合方法和固相点接合装置

技术领域

本发明涉及将金属材彼此进行固相点接合的方法和能够适合用于该固相点接合方法的固相点接合装置。

背景技术

在现有金属板的点接合中作为电阻焊接法的一种的电阻点焊接被广泛使用。在电阻点焊接中，将重叠的2片金属板从上下用电极夹着，通过从电极对金属板流通大电流而产生的焦耳热使被接合区域熔融，而形成接合部。

电阻点焊接以汽车行业为主，在各种金属构造物的制造中是不可或缺的技术，由于点接合部成为熔融凝固组织，通常与母材(被接合材)相比缺乏强度和韧性，在接合区域的外边缘形成被称为热影响部的软化区域。这些特征在被接合材的强度较低的情况下或对金属构造体要求的强度和可靠性不高的情况下不是大问题，但是，近年来钢板等的高强度化迅速推进，焊接部的机械性质的低下成为严重的问题。

相对于此，例如专利文献1(日本特开2013-103273号公报)中提案有电阻点焊接方法，其为将重叠有2片以上的钢板的板组用一对焊接电极夹持，并加压，通电来进行焊接的电阻点焊接方法，其特征在于具有：通过通电形成规定的直径的熔核的主工序；进行加压且无通电的中间工序；和进行再通电的后工序，在该后工序中，在熔核与塑性金属环区的界面的非熔融部侧的最高温度TT成为TT>A_c3。

在上述专利文献1记载的电阻点焊接方法中，通过利用电极将焊接部加压并且无通电使其冷却并凝固，和通过进行再通电以不超过融点的程度升温到充分的高温等，对于至少包含一片以上的高张力钢板的2片以上的板组，与现有技术的回火通电相比能够以更短时间制作交叉拉伸强度高的电阻点焊接接头。

另外，在专利文献2(日本特开2007-332452号公报)中提案有电阻焊接用高张力钢板和该电阻焊接用高张力钢板的电阻焊接方法，其特征在于，按质量比含有C：0.15～0.25％、Si：0.1～2.5％、Mn：0.10～1.0％、Cr：0.5～3.5％，其余部分由Fe和不可避免的杂质构成，具有1180MPa以上的拉伸强度，并且Mn和Cr的含量满足Mn/(Mn+Cr)<0.50。

在上述专利文献2记载的电阻焊接用高张力钢板中，通过抑制Mn的添加量，并且对应于Mn的减少而添加Cr，由此即使将C添加至0.25％，也能够使接合强度几乎不降低，能够实现兼顾电阻焊接部的强度和钢板的高强度化两者，能够提供虽然是1180MPa级以上的高张力钢板也能够确保基于电阻焊接的接合部的接合强度的、电阻焊接性优异的高张力钢板。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-103273号公报

专利文献2：日本特开2007-332452号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

但是，在上述专利文献1公开的电阻点焊接方法中，由于加热经历等，虽然高张力钢板点接合部的机械性质被一定程度改善，但是不能一直在该点接合部中的熔融凝固组织和热影响部的形成，充分利用高张力钢板的强度和韧性是非常困难的。

另外，在上述专利文献2公开的电阻焊接用高张力钢板，虽然以确保电阻焊接部的强度的方式来设计，但将该电阻焊接用高张力钢板应用于要求多种多样的特性的各种金属构造部件的全部也是不能实现的，而且拉伸强度也被限于1180MPa级。

并且，在电阻焊接(电阻点焊接)中使被接合区域熔融成为必须的条件，伴随熔融凝固在焊接部产生裂纹等也是较大的问题。特别是，由于该问题而不能使用于碳含量较多的钢，不能将用便宜的碳而实现高强度化的钢材有效地进行工业利用。

鉴于以上的现有技术的问题点，本发明的目的在于，提供一种无论作为被接合材的金属材的种类如何，都能够实现接合温度的准确的控制，能够使接合温度低温化的固相点接合方法、和能够适合于该固相点接合方法使用的固相点接合装置。

用于解决课题的技术方案

本发明者为了达成上述目的，关于金属材的固相点接合方法进行了深入的研究，其结果发现，将被接合区域局部地通电加热使其软化，并且对固相状态的被接合界面施加应力而形成新生面等是非常有效的，并达成了本发明。

即，本发明提供一种金属板材的固相点接合方法，其为使金属板材重叠进行点接合的固相接合方法，其特征在于，具备：

接合准备工序，其将2片以上的上述金属板材以重叠的状态夹持，形成被接合界面；

升温工序，通过由一对电极进行的通电来将被接合界面升温，在上述被接合界面附近形成软化区域；和

应力施加工序，对上述软化区域施加在期望的接合温度下的上述金属板材的屈服强度以上的外部应力，

使上述软化区域局部变形而将上述金属板材彼此接合。

本发明的接合方法为固相点接合方法，通过通电使被接合界面升温，但与现有的电阻点焊接不同，不使被接合界面熔融。通过不使被接合界面熔融地、以固相状态进行接合(以更低温进行接合)，能够抑制在接合部表面形成的焊接烧附，能够提高接合部的美观。在此，通电的方法只要不损害本发明的效果就没有特别的限定，能够使用现有公知的各种直接方式、间接方式或者串联方式等，也能够使用与其类似的通电方式。

在本发明的固相点接合方法中，在接合工艺中，不只是为了确保被接合材的固定和被接合界面的紧贴性而从电极施加较小的压力，而是以接合温度的决定为目的，施加较大的压力。在图1中示意性地表示该接合温度决定的机理。图1是示意性地表示金属材的屈服应力和温度的关系图表。金属材的屈服应力依赖于温度而变化，该屈服应力和温度的关系在每一种金属材中不同。

关注图1中表示的作为被接合材的金属板材的变形电阻(屈服应力)时，在温度高的情况下较低，在温度低的情况下变高。即，在对被接合界面附近施加压力的情况下，通过施加更高的压力而在较低的温度开始变形，其结果是，能够在低温形成新生面达成接合。在图1中，具体而言，当对被接合界面施加压力P₁时，材料A的接合温度成为t₁，当使压力增加到P₂时，接合温度降低到t₂。另外，关于材料B，通过使压力从P₁增加到P₂，接合温度从T₁降低到T₂。

即，当关注作为被接合材的金属板材的变形电阻时，在温度较高的情况下较低，在温度较低的情况下变高。对被接合界面附近施加压力的情况下，通过施加更高的压力而在较低的温度开始变形，结果是，在低温达成接合。本发明的金属板材的固相点接合方法，是基于本发明者阐明的该机理，由于在特定的金属板材中的变形电阻与温度具有大致恒定的关系，通过在被接合界面附近施加的压力，能够准确地控制接合温度。此外，为了使被接合界面附近局部变形所需要的按压力也受到金属板材的厚度影响，厚板的情况下较大，薄板的情况下变小。

另外，在本发明的固相点接合方法中，优选通过在至少一方的上述电极的内部或者周围配置的按压部施加上述外部应力。可以使用电极施加该外部压力，但需要注意电极的寿命。在现有技术的电阻点焊接中使用的电极，由于以使被接合材彼此抵接的程度被施加应力，因此该应力施加对电极的寿命造成的影响不大。相对于此，在本发明的固相点接合方法中被施加的应力，是使通过通电加热导致的升温而形成的软化区域局部变形，将上述金属板材彼此接合作为目的，需要在期望的接合温度下的上述金属板材的屈服强度以上的外部应力。其结果是，使用在现有技术的电阻点焊接中使用的电极的情况下，在室温～接合温度下的该电极的强度和硬度不充分，寿命变得非常短。

而且，通过将电极和按压部分别地构成，也能够容易地控制对被接合界面施加外部应力的时机。在此，施加该外部应力的时机，只要不损害本发明的效果就没有特别的限定，从向被接合界面形成新生面的观点考虑，适当地设定即可。外部应力可以在通电后施加，也可以在通电中施加，也可以从通电前施加。在此，通过从通电前施加外部应力，接合温度成为与该外部应力对应的值，能够将外部应力作为决定接合开始的时机的触发器使用。而且，通过从通电前施加外部应力，被接合界面更紧贴，电阻降低，因此能够使该区域积极地形成导电通路，能够使被接合界面附近更高效地升温。另外，外部应力可以持续地施加恒定压力，也可以瞬间地施加，例如也可以脉冲状地施加。

进一步，通过将电极和按压部分别地构成，关于按压部导致的压入量等能够适当地控制。由于被接合界面的变形量依赖于按压部的压入量，因此通过使该压入量增加能够促进新生面的形成。另一方面，由于当按压部的压入量增加时，在接合部表面形成凹状的凹陷，因此在外观上优选降低压入量。即，优选从新生面形成的观点和接合部表面形状的观点考虑，使压入量最佳化。

另外，在本发明的固相点接合方法中，优选通过在至少一方的上述电极的内部或者周围配置的按压部施加上述外部应力。如上所述，当使用在现有技术的电阻点焊接中使用的电极时，由于电极寿命变短，因此优选施加外部应力的按压部和进行通电的电极部分别设置。在该情况下，对于按压部不需要从“通电”的观点考虑进行材料和形状等的设计，而能够从“寿命”的观点考虑使材料和形状等最佳化。

在此，只要不损害本发明的效果，按压部的材料就没有特别的限定，例如能够使用各种工具钢、超硬合金、耐热钢和陶瓷等，也能够使用通常的冲头和模具等。另外，为了抑制与被接合材的凝固和反应等，优选在按压部的表面形成适当的硬质陶瓷覆膜。只要不损害本发明的效果，硬质陶瓷覆膜没有特别的限定，例如能够使用在各种切削工具等中使用的PVD膜等。

另外，在本发明的固相点接合方法中，优选将上述外部应力作为在上述接合温度的上述金属板材的流动应力。通过将外部应力作为在接合温度下的金属板材的流动应力，在所设定的接合温度下在被接合界面附近的连续的变形开始，能够以最小限的压力稳定地达成基于新生面彼此的抵接产生的固相接合。

另外，在本发明的固相点接合方法中，优选在至少一方的上述金属板材设置凸部，使上述凸部抵接于另一方的上述金属板而形成上述被接合界面。通过在金属板材的被接合部设置凸部，在通电时电流集中在该凸部，能够高效地使被接合界面附近的温度上升。而且，由于从按压部施加的外部应力，凸部进行塑性变形，能够容易地形成固相接合部。

凸部的形成方法只要不损害本发明的效果就没有特别的限定，能够使用现有技术公知的各种加工方法。例如，可以在金属板材的表面设置圆环状的凹部，在其中心形成凸部，也可以利用适当的冲压加工等形成凹部。另外，凹部的形状和尺寸根据接合部的形状或期望的接头特性等适当地调整即可。

另外，在本发明的固相接合方法中，优选通过上述升温之后的冷却，使在上述应力施加工序中的上述金属板材的表面的温度降低。在应力施加工序中需要使被接合界面附近的软化区域塑性变形，达成新生面彼此的接合，在将按压部压入的金属板材的表面发生软化的情况下，即使压入按压部，软化了的金属材成毛刺状地被排出，不能使被接合界面附近的软化区域充分地塑性变形，难以达成新生面彼此的接合。

相对于此，通过升温工序的通电将被接合区域加热后，通过设置冷却时间，能够使金属板材的表面附近的温度降低。在此，在冷却时被接合界面附近的温度也降低，由于表面附近的冷却速度比被接合界面附近的冷却速度大，能够在被接合界面附近的软化区域一定程度地维持的状态下，使金属板材表面硬化。其结果是，通过从一定程度硬化了的金属板材表面压入按压部，能够充分地传达应力，能够使被接合界面附近的软化区域塑性变形。关于通电后的冷却，可以在停止通电后保持原样地放置进行空冷，也可以用送风等的现有技术公知的各种方法强制冷却。

另外，在本发明的固相点接合方法中，优选具有以将上述电极内包的方式配置的圆筒状的成型夹具，在上述应力施加工序之后，将上述成型夹具按压于上述金属板材，使因上述局部变形而产生的上述金属板材间的间隙减少。

在本发明的固相接合方法中，需要在通过因通电导致的升温而形成的软化区域施加外部应力，使软化区域局部变形形成新生面，因此由于该局部变形，被接合材流出到接合区域的周围，在上下的金属板材之间形成间隙。相对于此，利用以将电极内包的方式配置的圆筒状的成型夹具将接合区域的外周按压，由此能够使金属板材间的间隙减少。只要不损害本发明的效果，成型夹具的材质、形状和尺寸没有特别的限定，能够根据被接合材的材质、形状和尺寸等适当选择。另外，关于由成型夹具形成的按压力，根据被接合材的材质、形状和尺寸等，以减少通过接合工艺形成的间隙的方式适当设定即可。

另外，在本发明的固相点接合方法中，优选在上述金属板材中包含铁类金属板材，将上述接合温度设为上述铁类金属板材的A₁点以下。由于在现有技术的电阻点焊接中被接合材熔融，不能抑制在点接合部的熔融凝固组织和热影响部的形成，充分地利用高张力钢板等的具有高强度的铁类金属板材的强度和韧性是非常困难的。另外，关于碳含量较多的钢，由于伴随熔融凝固而在焊接部产生破裂等，因此不能将利用便宜的碳而实现高强度化的钢材有效地进行工业利用。相对于此，在本发明的固相点接合方法中，由于作为被接合材的金属板材不熔融，因此即使是高张力钢板活中高碳钢板，也能够非常有效地抑制由于接合工艺导致的强度低下。

另外，在本发明的固相点接合方法中，优选是不同种材料的接合。通常，在将不同种金属熔融焊接的情况下，在接合界面形成脆弱的金属间化合物层，接头的机械性质大幅降低。该现象例如在工业上的用途广泛的钢-铝、铜-铝、钛-铝和钛-钢等中较为显著，因此通过电阻点焊接使它们形成良好的点接合部是较为困难的。相对于此，在本发明的固相点接合方法中，由于不使金属板材熔融，通过基于新生面彼此的抵接的低温接合达成接合，因此能够非常有效地抑制金属间化合物的形成。

另外，在本发明的固相点接合方法中，优选通过下述的(1)和/或(2)抑制接合温度的变化：

(1)伴随在上述被接合界面中的紧贴面积的增加而使上述通电的电流值增加的电流密度恒定控制，

(2)伴随在上述被接合界面中的紧贴面积的增加而使上述应力施加工序中的外部负荷增加的外部应力恒定控制。

在金属板材的被接合区域，施加在期望的接合温度下的该金属板材的屈服应力以上的外部应力的状态下，通过通电使被接合界面附近升温了的情况下，在被接合界面中的金属板材表面彼此的紧贴状况时刻发生变化。更具体而言，由于紧贴面积增加，电流密度减少。另外，在使外部负荷恒定的情况下，由于紧贴面积的增加，外部应力减少。在此，电流密度的减少使升温速度降低，产生使被接合界面附近成为期望的接合温度较为困难的情况。另外，外部应力的减少，使由该外部应力决定的接合温度上升，产生准确地控制期望的接合温度较为困难的情况。

相对于此，通过伴随在上述被接合界面中的紧贴面积的增加而使上述通电的电流值增加的电流密度恒定控制，能够使被接合界面附近在短时间且均匀地升温至期望的接合温度。另外，通过伴随在上述被接合界面中的紧贴面积的增加而使上述应力施加工序中的外部负荷增加的外部应力恒定控制，能够更准确地控制期望的接合温度。关于电流密度恒定控制和外部应力恒定控制的具体的方法，只要不损害本发明的效果就没有特别的限定，能够使用现有技术公知的各种方法。例如，可以将电流值和外部负荷多阶段地设定。

进一步，在本发明的固相点接合方法中，优选在上述按压部的前端部底面具有突起部。将突起部插入被接合区域后，通过在其以外的区域进一步进行按压，能够促进在被接合界面附近的塑性变形，能够抑制缺陷的形成。该前端部底面的形状只要不损害本发明的效果就没有特别的限定，例如，能够使用作为摩擦搅拌接合用工具或金属加工工具而提案的形状。

此外，本发明的固相点接合方法中实施接合的金属板材的材质、形状和尺寸，只要不损害本发明的效果就没有特别的限定，例如在现有技术的电阻点焊接中作为对象的金属板材全部作为对象。

另外，本发明也提供一种金属板材的固相点接合装置，其特征在于，具备：

通电机构，其具有能够由直接方式、间接方式或串联方式进行通电的一对电极；和

加压机构，其能够对通过上述通电机构升温了的金属板材的被接合界面施加压力。

本发明的金属板材的固相点接合装置的最大的特征在于，与通电机构分开另设有能够对金属板材的被接合界面施加压力的加压机构。在此，在现有技术的电阻点焊接装置中具有加压机构的情况下，该加压机构主要与被接合材抵接为了固定位置而使用(即，不是对被接合界面施加压力的机构)。相对于此，在本发明的金属材的固相点接合装置中的加压机构，其以对通过通电导致的升温而形成的软化区域(被接合界面)施加压力，使软化区域局部变形，而将上述金属板材彼此接合作为目的。

另外，在本发明的金属板材的固相点接合装置中，优选与上述金属板材抵接的上述加压机构的前端部为工具钢、超硬合金、镍基合金、钴基合金和陶瓷中的任一种。对于加压机构，要求具有使软化区域局部变形而在被接合界面形成新生面的能力和长寿命。在此，使加压机构的前端部采用工具钢、超硬合金、镍基合金、钴基合金和陶瓷中的任一种，能够确保充分的强度和硬度。在此，在接合温度比较低的情况下，优选使用工具钢或超硬合金，在接合温度比较高的情况下优选使用镍基合金或钴基合金，在接合温度更高的情况下优选使用陶瓷。另外，通过使用陶瓷，能够抑制被接合材的凝固和与被接合材的反应。在加压机构的前端部也可以使用这些材料的块材，也可以例如在工具钢的表面形成陶瓷覆膜。

另外，在本发明的金属板材的固相点接合装置中，优选通过上述通电机构能够将上述被接合界面附近的温度升温至300～1000℃，通过上述加压机构能够将上述压力控制在100～1200MPa的范围中。通过使被接合界面的温度升温到300～1000℃，关于各种金属板材，能够使强度充分降低到利用由小型的加压机构产生的外力施加(100～1200MPa)使该被接合界面发生局部变形的程度。

另外，在本发明的金属板材的固相点接合装置中，优选通过期望的接合温度的设定，上述压力成为在上述接合温度的上述金属板材的流动应力。通过使外部应力成为在接合温度下的金属板材的流动应力，在所设定的接合温度下在被接合界面附近的连续的变形开始，能够以最小限的压力稳定地达成基于新生面彼此的抵接产生的固相接合。

流动应力的温度依赖性在各金属材中是固有的，固相点接合装置预先将在各温度的流动应力作为数据库保存，如果设定金属材的种类和期望的接合温度，就能够决定对应的压力。此外，优选在固相点接合装置中至少记录有各种铁类材料的数据库。

另外，在本发明的金属板材的固相点接合装置中，优选上述电极具有大致圆筒形状，上述加压机构配置在上述电极的内部或者周围。通过在大致圆筒形状的电极的内部或者周围具有加压机构，能够对于通过该电极被通电加热的软化区域(被接合界面)高效地施加外部应力。而且，能够使电极和加压机构紧凑地一体化，能够使与金属板材抵接的机构小型化。在此，电极的形状和规格，优选以能够使从金属板材的表面至被接合界面均匀地加热的方式设计。通过不仅使被接合界面，而且使从金属板材的表面至被接合界面均匀地软化，能够容易地达成由加压机构形成的局部变形。

另外，在本发明的金属板材的固相点接合装置中，优选具有通过下述的(1)和/或(2)抑制接合温度的变化的控制机构：

(1)伴随在上述被接合界面中的紧贴面积的增加而使上述通电的电流值增加的电流密度恒定控制，

(2)伴随在上述被接合界面中的紧贴面积的增加而使由上述加压机构进行的外部负荷增加的外部应力恒定控制。

在对金属板材的被接合区域，施加了在期望的接合温度下的该金属板材的屈服应力以上的外部应力的状态下，通过通电将被接合界面附近升温了的情况下，在被接合界面中的金属板材表面彼此的紧贴状况时刻发生变化。更具体而言，由于紧贴面积增加，电流密度减少。另外，在使外部负荷恒定的情况下，由于紧贴面积的增加，外部应力减少。在此，电流密度的减少使升温速度降低，产生使被接合界面附近达到期望的接合温度较为困难的情况。另外，外部应力的减少使由该外部应力决定的接合温度上升，产生准确地控制期望的接合温度较为困难的情况。

相对于此，通过伴随在上述被接合界面中的紧贴面积的增加使上述通电的电流值增加的电流密度恒定控制，能够使被接合界面附近在短时间均匀地升温至期望的接合温度。另外，通过伴随在上述被接合界面中的紧贴面积的增加而使上述应力施加工序中的外部负荷增加的外部应力恒定控制，能够更准确地控制期望的接合温度。关于电流密度恒定控制和外部应力恒定控制的具体的控制机构，只要不损害本发明的效果就没有特别的限定，能够使用现有技术公知的各种控制机构。例如可以应用能够将电流值和外部负荷多阶段地设定的控制机构。

进一步，在本发明的金属板材的固相点接合装置中，优选在上述加压机构的上述前端部的底面具有突起部。在将突起部插入到被接合区域后，在其以外的区域进一步进行按压，由此能够促进在被接合界面附近的塑性变形，能够抑制缺陷的形成。该前端部底面的形状只要不损害本发明的效果就没有特别的限定，例如能够使用作为摩擦搅拌接合用工具或金属加工工具而提案的形状。

发明效果

依据本发明，能够提供无论作为被接合材的金属材的种类，都能够实现接合温度的准确的控制，且能够使接合温度低温化的固相点接合方法、和能够适合用于该固相点接合方法的固相点接合装置。

附图说明

图1是示意性地表示金属材的屈服应力和温度的关系的图表。

图2是表示使用直接方式的情况下的接合准备工序的一个方式的截面示意图。

图3是表示使用间接方式的情况下的接合准备工序的一个方式的截面示意图。

图4是表示使用串联方式的情况下的接合准备工序的一个方式的截面示意图。

图5是表示使用直接方式的情况下的升温工序的一个方式的截面示意图。

图6是表示使用间接方式的情况下的升温工序的一个方式的截面示意图。

图7是表示使用串联方式的情况下的升温工序的一个方式的截面示意图。

图8是表示在直接方式中仅一方的焊接电极具有按压部的情况下的、应力施加工序的一个方式的截面示意图。

图9是表示在直接方式中在两方的焊接电极具有按压部的情况下的、应力施加工序的一个方式的截面示意图(模式1)。

图10是表示在直接方式中在两方的焊接电极具有按压部的情况下的、应力施加工序的一个方式的截面示意图(模式2)。

图11是表示按压部12的代表性的形状的示意图。

图12是表示使用直接方式的情况下的固相点接合装置的一个方式的概略图。

图13是图11所示的固相接合装置的焊接电极附近的放大图。

图14是在实施例中使用的固相点接合装置的电极附近的概略截面图。

图15是在实施例(外部负荷恒定)中使用的中心加压轴的示意图。

图16是在实施例中获得的接头的外观照片。

图17是在实施例中获得的接头的截面微距照片。

图18是在实施例中获得的接头的母材的SEM像。

图19是在实施例中获得的接头的接合部的SEM像。

图20是在实施例(多阶段负荷控制)中使用的中心加压轴的示意图。

图21是在实施例中获得的接头的截面微距照片。

图22是在实施例中获得的接头的接合部的细微组织照片。

图23是在3750A获得的接头的接合部端部的SEM像。

图24是在3750A获得的接头的接合部端部的结晶取向图。

图25是在实施例中获得的接头的接合部的硬度分布的图表。

具体实施方式

以下，参照附图关于本发明的金属材的固相点接合方法和固相点接合装置的代表性的实施方式进行详细说明，但本发明不仅限于这些实施方式。此外，在以下的说明中，存在对于相同或者相应部分标注相同的符号，省略重复说明的情况。另外，附图是用于概念性地说明本发明的附图，因此也存在所表示的各构成要素的尺寸或它们的比与实际的尺寸或者比不同的情况。

(1)金属材的固相点接合方法

本发明的金属材的固相点接合方法具有：将2片以上的金属板材以重叠的状态夹持，并且形成被接合界面的接合准备工序；利用一对电极通过由直接方式、间接方式或者串联方式进行的通电将被接合界面升温，并且在被接合界面附近形成软化区域的升温工序；和将在期望的接合温度下的金属板材的屈服强度以上的外部应力施加于软化区域的应力施加工序。以下，以在焊接电极的内部具有按压部的情况为代表例，关于各工序进行详述。

(1-1)接合准备工序

在接合准备工序中，将2片以上的金属板材以重叠的状态夹持，形成被接合界面。使2片以上的金属板材以至少在被接合区域中重叠的状态紧贴，以在接合行程中不移动的方式固定即可。

图2是表示使用直接方式的情况下的接合准备工序的一个方式的截面示意图。使金属板材2与金属板材4重叠形成被接合界面6，从被接合界面6的上下用焊接电极8和焊接电极10夹持金属板材2和金属板材4。在此，在图2中仅用焊接电极8和焊接电极10固定金属板材2和金属板材4的位置，除此以外也可以使用适当的固定夹具。此外，本发明的焊接电极是用于通过通电将被接合区域升温的电极，而不是如通常的焊接电极那样使被接合材熔化的电极。

另外，在图2中，在配置于金属板材2的表面的焊接电极8的内部具有按压部12，但也可以仅在焊接电极10中设置按压部12，也可以在焊接电极8和焊接电极10设置按压部12。在接合准备工序中，以按压部12不出到焊接电极8、10之外的方式被控制。

在接合准备工序中从焊接电极施加的加压力的目的在于使金属板材2和金属板材4紧贴，与通常的电阻点焊接同样地0.1～数MPa程度是足够的。另外，焊接电极8和焊接电极10的材质、形状和尺寸没有特别的限定，能够使用于现有公知的各种电阻点焊接用电极同样的电极，在将按压部12设置于内部的情况下需要形成贯通孔。

图3是表示使用间接方式的情况的接合准备工序的一个方式的截面示意图。使金属板材2与金属板材4重叠形成被接合界面6，使焊接电极8从被接合界面6的上方(金属板材2侧)抵接，使焊接电极10在金属板材4的不与金属板材2重叠的区域抵接。在该情况下，由于在被接合界面6的下侧(金属板材4侧)没有配置焊接电极，因此为了承受由焊接电极8和按压部12产生的施加应力，需要利用适当的夹具等支承被接合界面6的下侧(金属板材4侧)，或者对金属板材4自身赋予充足的强度。

图4是表示使用了串联方式的情况下的接合准备工序的一个方式的截面示意图。使金属板材2与金属板材4重叠的结构与其它的通电方式相同，使用串联方式的情况下，被接合界面6形成有2处。在串联方式的情况下，使焊接电极8和焊接电极10从一方的金属板材侧抵接，因此需要用焊接电极以外的方式支承金属板材2、4。另外，由于在两方的焊接电极的下侧形成加热部，因此需要在焊接电极8和焊接电极10的两方设置按压部12。

(1-2)升温工序

升温工序是通过使用焊接电极8和焊接电极10的通电将被接合界面6升温，在被接合界面6附近形成软化区域的工序。

图5是表示使用直接方式的情况下的升温工序的一个方式的截面示意图(图中的箭头表示电流。)。在使用直接方式的情况下，对与焊接电极8相对抗地配置的焊接电极10通电，在被接合界面6的附近形成软化区域20。在此，在直接方式的情况下，不仅焊接电极8也利用焊接电极10控制电流的状态是容易的，因此能够使由按压部12施加压力的区域(金属板材的表面～被接合界面6)可靠地软化。在此，在本发明的金属材的固相点接合方法中，最终成为接合界面的区域不熔融，但例如在界面配置有助焊剂等的情况下，使该助焊剂等熔融的情况包含在本发明的技术范围内。另外，例如在进行不同材料接合的情况下，也存在在被接合界面中生成低融点的化合物的情况，最终该熔融区域从接合界面被排出的情况也包含在本发明的技术范围内。

图6是表示使用间接方式的情况的升温工序的一个方式的截面示意图(图中的箭头表示电流。)。在使用间接方式时，由于不需要将焊接电极10与焊接电极8对应地配置，因此例如能够适当地用于在金属板材4的下方没有配置焊接电极10的空间的情况。此外，在使用间接方式时，在焊接电极8的下方形成软化区域20。

图7是表示使用串联方式的情况下的升温工序的一个方式的截面示意图(图中的箭头表示电流)。在使用串联方式时，能够将焊接电极8和焊接电极10的下方的被接合界面6同时升温，能够高效率地形成软化区域20。在此，由于需要对2处的软化区域20进行加压，因此在焊接电极8和焊接电极10的两方具有按压部12。

通电的电流值可以使恒定的，但由于升温和按压，在被接合界面6中的金属板材4表面彼此的紧贴状况时刻发生变化，因此优选伴随紧贴面积的增加使电流值增加。电流值可以多阶段地增加，也可以连续地增加。通过伴随在被接合界面6中的紧贴面积的增加使通电的电流值增加的电流密度恒定控制，能够将被接合界面6附近在短时间且均匀地升温到期望的接合温度。

(1-3)应力施加工序

应力施加工序是将在期望的接合温度的金属板材(2、4)的屈服强度以上的外部应力施加于软化区域20的工序。关于应力施加工序，以使用由直接方式进行通电的情况为代表例进行说明。

图8是表示用直接方式仅在一方的焊接电极具有按压部的情况下的应力施加工序的一个方式的截面示意图。从金属板材2的表面侧向软化区域20压入按压部12，由此使被接合界面6附近局部变形，达成基于新生面彼此的抵接的固相接合。在该情况下，在压入了按压部12的金属板材2的表面形成凹部。在此，对按压部12的外部负荷优选在通电前施加。即使在金属板材2的表面形成凹部的情况下，当对接合部施加了外部应力时，使从龟裂的发生位置至凹部表面的最短的距离比被接合材的板厚长，能够充分地确保接合部的强度和可靠性。

图9和图10是表示用直接方式在两方的焊接电极具有按压部的情况下的应力施加工序的一个方式的示意图。在焊接电极8和焊接电极10的两方具有按压部12的情况下，主要存在：将2个按压部12同时从金属板材的表面压入软化区域20的模式(模式1)；和随着一方的按压部12的压入将另一方按压部12引入焊接电极中后，将两方的按压部12移动到金属板材的表面的模式(模式2)。分别在图9中表示模式1的一个方式的截面示意图，在图10中表示模式2的一个方式的截面示意图。

在模式1中，从金属板材2的表面将焊接电极8中具有的按压部12压入软化区域20中，并且从金属板材4的表面将焊接电极10中具有的按压部12压入软化区域20中。其结果是，与从一方压入按压部12的情况相比较促进了在被接合界面6附近的局部变形，能够更有效地形成接合部。在该情况下，在压入了按压部12的金属板材2和金属板材4的表面形成凹部。

另外，在模式2中，从金属板材2的表面将焊接电极8具有的按压部12压入软化区域20中，并且将焊接电极10具有的按压部12向焊接电极10的内部下拉。通过在压入的按压部12的下方设置凹部，不仅促进该按压的效果，而且由于被接合界面6弯曲，能够获得更牢固的接合界面。此次，将按压部12在焊接电极10中下拉的距离只要不损害本发明的效果，就没有特别的限定，可以考虑接合部的强度和外观等适当地决定即可，优选为与将按压部12压入的距离相同程度。

而且，在模式2中，由于最终上下的按压部12位于金属板材(2、4)的表面，因此能够抑制在金属板材(2、4)的表面的凹部的形成，获得平滑的接合部表面。

另外，虽然图中没有表示，优选设置以将焊接电极(8、10)内包的方式配置的圆筒状的成型夹具，在应力施加工序后，将成型夹具从金属板材(2、4)的表面按压，能够减少由于按压部12的压入导致的局部变形而产生的金属板材间的间隙。另一方面，从应力施加工序之前施加由于成型夹具导致的较大的压力时，由于局部变形的材料移动的空间减少，优选压力的大小和施加时机根据局部变形举动而适当调整。

按压按压部12的外部负荷可以是恒定的，但由于升温和按压而在被接合界面6中的金属板材4表面彼此的紧贴状况时刻发生变化，因此优选伴随紧贴面积的增加而使外部负荷增加。外部负荷可以多阶段地增加，也可以连续地增加。通过伴随在被接合界面6中的紧贴面积的增加而使外部负荷增加的外部应力恒定控制，利用外部应力能够更准确地控制要决定的接合温度。另外，在使通电的电流值恒定的情况下，由于伴随紧贴面积的增加的电流密度的降低，存在按压部12的压入变得困难的状况的情况，通过使外部负荷增加，能够将按压部12顺滑地压入。

在图11中表示关于按压部12的代表性的形状的示意图。在按压部12的底面设置有突起部30，从金属板材2的表面按压突起部30后，底面部32被按压。由于突起部30与包含底面部32的底面整体相比较面积较小，因此能够顺滑地压入金属板材2中。而且，通过突起部30的压入，从被接合界面6被挤出的材料被底面部32压碎，从被接合界面6排出，能够获得良好的接合部。

(2)金属材的固相点接合装置

本发明的金属材的固相点接合装置的特征在于，具有：包括一对电极的通电机构，其能够由直接方式、间接方式或者串联方式进行通电；和能够对通过通电机构而升温的金属板材的被接合界面施加压力的加压机构。以下，以使用直接方式的情况为代表例进行说明。

图12是表示使用直接方式的情况的固相点接合装置的一个方式的概略图。另外，图13是图12所示的固相接合装置的焊接电极附近的放大图。通电机构包括焊接电极8和焊接电极10，与现有的通常的电阻点焊接机同样地，由焊接电源、母线和各种控制装置等构成。另外，加压机构成为用伺服压力机使按压部12上下的机构。在此，在焊接电极的中央设置有贯通孔，形成为能够插入按压部12的形状。

与金属板材抵接的加压机构的前端部(按压部12的前端部)优选为陶瓷。对于加压机构要求具有使软化区域20局部变形在被接合界面6形成新生面的能力和长寿命。在此，通过将加压机构的前端部采用适当的陶瓷，能够确保充分的强度和硬度，并且能够抑制被接合材的凝结和与被接合材的反应。在加压机构的前端部也可以使用陶瓷的块材，也可以例如在工具钢的表面形成陶瓷覆膜。

另外，优选通过通电机构能够将被接合界面6附近的温度升温到300～1000℃，通过加压机构将施加压力控制在100～1200MPa的范围中。通过将被接合界面6的温度升温至300～1000℃，关于各种金属板材(2、4)，能够使其充分地降低强度至使被接合界面6通过利用小型的加压机构(压力机)的外力施加(100～1200MPa)产生局部变形的程度。

另外，在本发明的金属板材的固相点接合装置中，优选通过期望的接合温度的设定，施加压力成为在接合温度下的金属板材2、4的流动应力。通过将外部应力形成为在接合温度下的金属板材2、4的流动应力，在所设定的接合温度下开始在被接合界面6附近的连续的变形，能够以最小限的压力稳定地达成基于新生面彼此的抵接的固相接合。在此，在金属板材2与金属板材4的材质不同的情况下，优选采用在两方的金属板材产生局部变形的施加压力。

流动应力的温度依赖性是各金属材固有的，固相点接合装置预先将在各温度的流动应力作为数据库保存，由此只要设定金属材的种类和期望的接合温度，就能够决定对应的压力。此外，优选使固相点接合装置中至少记录各种铁类材料的数据库。

另外，在本发明的金属板材的固相点接合装置中，优选焊接电极(8、10)具有大致圆筒形状，且加压机构配置在焊接电极(8、10)的内部或者周围。另外，更优选加压机构配置在焊接电极(8、10)的内部。通过在大致圆筒形状的焊接电极(8、10)的内部具有加压机构，能够对通过焊接电极(8、10)被通电加热了的软化区域20(被接合界面6)高效地施加外部应力。而且，能够使焊接电极(8、10)和加压机构紧凑地一体化，能够将与金属板材(2、4)抵接的机构小型化。在此，焊接电极(8、10)的形状和规格，优选以能够从金属板材(2、4)的表面至被接合界面6均匀地加热的方式设计。不仅被接合界面6，而是使从金属板材(2、4)的表面至被接合界面6均匀地软化，能够容易地达成由加压机构进行的局部变形。

另外，在本发明的金属板材的固相点接合装置中，优选通过下述的(1)和/或者(2)具有抑制接合温度的变化的控制机构。

(1)伴随在上述被接合界面的紧贴面积的增加而使上述通电的电流值增加的电流密度恒定控制

(2)伴随在上述被接合界面的紧贴面积的增加而使上述应力施加工序中的外部负荷增加的外部应力恒定控制

通过伴随被接合界面6中的紧贴面积的增加而使通电的电流值增加的电流密度恒定控制，能够使被接合界面6附近以短时间均匀地升温至期望的接合温度。另外，通过伴随被接合界面6中的紧贴面积的增加而使外部负荷增加的外部应力恒定控制，能够更准确地控制期望的接合温度。关于电流密度恒定控制和外部应力恒定控制的具体的控制机构，只要不损害本发明的效果，就没有特别的限定，能够使用现有公知的各种控制机构。例如，可以使用能够将电流值和外部负荷多阶段地设定的控制机构。

并且，在本发明的金属板材的固相点接合装置中，优选在按压部12的前端部底面具有突起部。在图11中表示了关于按压部12的代表性的形状的示意图，在将突起部30插入被接合区域中后，通过用底面部32进一步按压，能够促进在被接合界面6附近的塑性变形，能够抑制缺陷的形成。另外，作为接合的预备处理想要在金属板材2设置有凸部的情况下，能够利用突起部30进行塑性加工。该前端部底面的形状只要不损害本发明的效果，就没有特别的限定，例如能够使用作为摩擦搅拌接合用工具或金属加工工具而提案的形状。

以上，关于本发明的代表性的实施方式进行了说明，本发明不仅限于这些实施方式，能够进行各种设计变更，这些设计变更全部包含在本发明的技术范围内。

实施例

《基于外部负荷恒定的固相点接合》

在被接合材使用150mm×50mm×2mm的中碳钢(JIS-S45C)板材，实施了本发明的固相点接合。该中碳钢板材具有铁氧体·珠光体组织。使2片中碳钢材十字形地重叠，通过本发明的固相线接合而接合。

图14表示在固相点接合中使用的固相点接合装置的电极附近的概略截面图。该固相点接合装置具有中心加压轴(按压部)、和圆筒形状的通电用铜电极。中心加压轴为超硬合金制，能够利用最大适用推力为40kN的AC伺服压力机按压被接合区域。在图15中表示中心加压轴的示意图。另外，圆筒形状的铜电极能够通过气缸施加轻负荷，与中心加压轴通过不同驱动进行控制。用于对铜电极通电的电源，使用能够以5000A最长通电9秒的AMADA公司(AMADA WELD TECH CO.,LTD.)制的IS-300A。

使铜电极的加压力为3.4kN，从上下夹住重叠的被接合材，固定该被接合材。接着，从铜电极通电3500～5000A的电流来加热被接合材，以1000MPa的压力将中心加压轴从被接合区域的上下压入。

在图16中表示了使电流值为4500A、通电时间为2秒而获得的接头的外观照片。可知在被接合材的中心形成了点接合部。在图17中表示了将该点接合部在图中的虚线切断的截面的微距照片。通过利用中心加压轴的按压，接合部的上下成为凹状，由于没有使用成型夹具，所以接合部的周围成为隆起的状态。

关于图17所示的1～4的各点，是利用显微维氏硬度计进行硬度测量时的测量点1：243HV、测量点2：265HV、测量点3：281HV、测量点4：274HV。测量点1为母材，测量点2～4为接合部，可知接合部与母材具有同等的硬度。其结果意味着，在接合部中没有产生因为接合的输入热引起的马氏体相变。此外，维氏硬度测量以负荷：0.1kgf、负荷加载时间：15s作为条件。

相对于母材(测量点1)和接合部(测量点2)，使用扫描型电子显微镜(SEM)进行了细微组织观察。其中，SEM使用了日本电子株式会社制的JSM-7001FA。在图18和图19中分别表示了母材和接合部的SEM像。母材成为中碳钢的典型的铁氧体·珠光体组织。相对于此，在接合部中细密地分布着渗碳体，铁氧体颗粒也以扁平的形状存在。另外，一部分的渗碳体发生球状化。这是随着按压中心加压轴导致塑性变形，而珠光体被细碎地分断并且铁氧体颗粒扁平的结果。另外，认为受到通电导致的加热的影响，球状渗碳体析出。其结果表示，通过本发明的固相点接合方法，达成了没有伴随马氏体相变的在A₁点以下的点接合。

《基于多阶段负荷控制的固相点接合》

使用具有图20中表示的形状的中心加压轴，使电流值为3250A、3500A、3750A的任一者，将150mm×50mm×1.6mm的中碳钢(JIS-S45C)板材作为被接合材实施了固相点接合。作为接合工艺，(1)：用铜电极夹着作为被接合材的板材，(2)：对于铜电极施加任意的设定负荷。之后，(3)：对于中心加压轴施加第一阶段的设定负荷。(4)：在保持加压的状态下开始通电，在被接合界面温度上升且发生材料的变形。(5)：变形进行，且所设定的第一阶段的变形量(中心加压轴的压入量设定值)的变形完成后，(6)：相对于中心加压轴施加第二阶段的设定负荷。(7)：反复进行(5)和(6)的工艺，增加负荷直至第九阶段。在表1中表示了实际上设定的施加负荷和变形量的值。从第一阶段至第九阶段不中断地连续地进行，能够如同1个工艺那样完成接合。

表1

	施加负荷[kN]	变形量[mm]
			1阶段	12	0.1
2阶段	14	0.2
			3阶段	16	0.3
4阶段	20	0.5
			5阶段	24	0.7
6阶段	28	0.9
			7阶段	32	1.1
8阶段	36	1.3
			9阶段	40	1.4

如表1所示使负荷变化，在图21中表示以各电流值获得的接头的截面照片。伴随电流值的增加接合界面的直径增加。另外，在图22中表示在各接头的接合界面中的细微组织。在任一电流值中，中心部的细微组织均为与母材同样的由铁氧体和珠光体构成的组织。在接合界面附近存在细微的铁氧体粒。这认为是由于大负荷的施加导入巨大的应变，并且由于接合部的温度上升，产生了动态再结晶。另外，在接合界面附近，细微的渗碳体分布在接合界面附近，且一部分的渗碳体球状化。认为这是由于伴随中心加压轴的按压的塑性变形，珠光体被细碎地分断的同时由于通电导致的升温而产生球状化。接合界面端部的细微组织，在电流值3250A和3500A的条件下是由与中心部同样的铁氧体和珠光体形成的组织。与中心部不同，在接合界面附近细微的渗碳体粒减少。认为是伴随温度的上升而渗碳体发生了固溶。

图23表示在电流值3750A的条件下获得的接头从端部至1mm内侧的区域中拍摄的SEM照片。在该区域中，能够确认形成有由铁氧体和渗碳体构成的组织。

图24中表示中心部和从端部向1mm内侧的区域中的结晶取向图(IPF)。端部的平均结晶粒径为1.7μm。由于母材的平均结晶粒径成为大约14μm，因此认为产生了动态再结晶导致的细微化。在端部中的细微颗粒的分布，不仅在接合界面附近而且在与界面离开的区域中也被确认，因此可知在较广的范围中产生了动态再结晶。另一方面，在中心部仅在非常靠近界面的附近发生了动态再结晶。动态再结晶通常越是高温或者高应变越被促进，认为由于在端部比中心部更高温，因此动态再结晶被促进，导致了细微组织的形成。

图25表示在各电流值获得的接头截面的硬度分布。硬度分布的测量沿着图25所示的截面照片上的虚线实施。另外，用虚线表示母材的平均硬度。在全部的电流值的条件下，接合部的中心的硬度是与母材同等的250HV程度，认为在中心部没有达到A₁点以上的温度。

在电流值3250A和3500A的条件下的端部的硬度是与母材同等的250HV程度。根据该结果，能够确认在3250A和3500A的条件下，在接合部整体没有伴随马氏体相变地能够达成在A₁点以下的接合。在电流值3750A的条件下的端部的硬度为380HV程度，表示了比母材高的值。由于在该接合条件下的端部的细微组织为铁氧体和马氏体，通过硬质的马氏体的形成，认为在端部硬度上升了。此外，硬度上升的区域为从端部起大约1mm程度的宽度，是非常狭窄的区域。

表2表示使用多阶段负荷控制的各接合条件下所获得的接头的剪切拉伸强度。伴随电流值的增加，剪切拉伸强度提高。通过使电流值增加，被接合界面附近迅速地软化，由于中心加压轴的压入导致的塑性变形而进行新生面彼此的紧贴。在此，通过被接合界面附近的升温迅速地达成，而塑性变形充分进行，认为接合面积增大是对强度的提高有贡献的原因之一。

表2

电流值[A]	3250	3500	3750
				剪切拉伸试验[kN]	9.4	14.8	15.9

熔融焊接的情况下，不会引起脆化并且具有与这次作为被接合材使用的中碳钢(JIS-S45C)同等的拉伸强度(720MPa)的材料中，具有5√t的熔核径的电阻点焊接接头的剪切拉伸强度的预测值为15.8kN(焊接学会论文集、vol.14、No.4、p.754-761(1996))。根据本发明的固相接合法，能够获得与此同等及以上的值，可知通过使用本发明的固相接合法，即使在熔融焊接极为困难的中碳钢也能够获得良好的接合部。

符号的说明

2、4…金属板材、

6…被接合界面、

8、10…焊接电极、

12…按压部、

20…软化区域、

30…突起部、

32…底面部。

Claims (18)

1.一种金属板材的固相点接合方法，其特征在于：

为使金属板材重叠而进行点接合的固相接合方法，其具有：

接合准备工序，其将2片以上的所述金属板材以重叠的状态夹持，形成被接合界面；

升温工序，通过由一对电极进行的通电来将被接合界面升温，在所述被接合界面附近形成软化区域；和

应力施加工序，对所述软化区域施加在期望的接合温度下的所述金属板材的屈服强度以上的外部应力，

使所述软化区域局部变形而将所述金属板材彼此接合。

2.如权利要求1所述的金属板材的固相点接合方法，其特征在于：

通过在至少一方的所述电极的内部或者周围配置的按压部，施加所述外部应力。

3.如权利要求1或2所述的金属板材的固相点接合方法，其特征在于：

将所述外部应力设为在所述接合温度下的所述金属板材的流动应力。

4.如权利要求1～3中任一项所述的金属板材的固相点接合方法，其特征在于：

将所述升温工序中的所述通电设为直接方式、间接方式或者串联方式。

5.如权利要求1～4中任一项所述的金属板材的固相点接合方法，其特征在于：

在至少一方的所述金属板材设置凸部，

使所述凸部抵接于另一方的所述金属板而形成所述被接合界面。

6.如权利要求1～5中任一项所述的金属板材的固相点接合方法，其特征在于：

通过所述升温之后的冷却，使在所述应力施加工序中的所述金属板材的表面的温度降低。

7.如权利要求1～6中任一项所述的金属板材的固相点接合方法，其特征在于：

具有以将所述电极内包的方式配置的圆筒状的成型夹具，

在所述应力施加工序之后，将所述成型夹具按压于所述金属板材，使因所述局部变形而产生的所述金属板材间的间隙减少。

8.如权利要求1～7中任一项所述的金属板材的固相点接合方法，其特征在于：

在所述金属板材中包含铁类金属板材，

将所述接合温度设为所述铁类金属板材的A₁点以下。

9.如权利要求1～8中任一项所述的金属板材的固相点接合方法，其特征在于：

为不同材料接合。

10.如权利要求1～9中任一项所述的金属板材的固相点接合方法，其特征在于：

通过下述的(1)和/或(2)，抑制接合温度的变化：

(1)伴随在所述被接合界面中的紧贴面积的增加而使所述通电的电流值增加的电流密度恒定控制，

(2)伴随在所述被接合界面中的紧贴面积的增加而使所述应力施加工序中的外部负荷增加的外部应力恒定控制。

11.如权利要求2～10中任一项所述的金属板材的固相点接合方法，其特征在于：

在所述按压部的前端部底面具有突起部。

12.一种金属板材的固相点接合装置，其特征在于：

具有：

通电机构，其包括能够由直接方式、间接方式或串联方式进行通电的一对电极；和

加压机构，其能够对通过所述通电机构升温了的金属板材的被接合界面施加压力。

13.如权利要求12所述的固相点接合装置，其特征在于：

与所述金属板材抵接的所述加压机构的前端部为工具钢、超硬合金、镍基合金、钴基合金和陶瓷中的任一种。

14.如权利要求12或13所述的固相点接合装置，其特征在于：

通过所述通电机构能够将所述被接合界面附近的温度升温至300～1000℃，

通过所述加压机构能够将所述压力控制在100～1200MPa的范围中。

15.如权利要求12～14中任一项所述的固相点接合装置，其特征在于：

通过期望的接合温度的设定，所述压力成为在所述接合温度下的所述金属板材的流动应力。

16.如权利要求12～15中任一项所述的固相点接合装置，其特征在于：

所述电极具有大致圆筒形状，

所述加压机构配置在所述电极的内部或者周围。

17.如权利要求12～16中任一项所述的固相点接合装置，其特征在于：

具有通过下述的(1)和/或(2)，抑制接合温度的变化的控制机构：

(1)伴随在所述被接合界面中的紧贴面积的增加而使所述通电的电流值增加的电流密度恒定控制，

(2)伴随在所述被接合界面中的紧贴面积的增加而使由所述加压机构进行的外部负荷增加的外部应力恒定控制。

18.如权利要求13～17中任一项所述的固相点接合装置，其特征在于：

在所述加压机构的所述前端部的底面具有突起部。

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