DE102019100651A1

DE102019100651A1 - Widerstandspunktschweißverfahren

Info

Publication number: DE102019100651A1
Application number: DE102019100651.1A
Authority: DE
Inventors: Toru HIOKI; Shuhei Ogura; Atsushi Kawakita; Yoichi Tsutsumi; Takashi Goto
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-02-13
Filing date: 2019-01-11
Publication date: 2019-08-14
Also published as: CN110153544A; JP7010720B2; US11135671B2; JP2019136748A; US20190247948A1

Abstract

Ein Widerstandspunktschweißverfahren umfasst ein sandwichartiges Aufnehmen aufeinandergelegter Metallplatten (W1, W2) zwischen einem Paar Elektroden (2, 3) und ein aufeinanderfolgendes Durchführen von Widerstandspunktschweißen an einer Mehrzahl auf den Metallplatten (W1, W2) nahe beieinander liegenden Schweißpunkten (WP1, WP2, WP3), indem ein Stromanlegen zwischen den Elektroden (2, 3) durchgeführt wird, sodass die Metallplatten (W1, W2) miteinander verbunden werden. Ein Schweißstromwert (13) zur Ausbildung einer Schweißlinse (N2, N3) an einem Schweißpunkt (WP2, WP3), der von den Schweißpunkten (WP1, WP2, WP3) als zweites oder später dem Widerstandspunktschweißen unterzogen wird, wird höher eingestellt als ein erster Schweißstromwert (12) zur Ausbildung einer ersten Schweißlinse (N1) an einem ersten Schweißpunkt (WP1), der von den Schweißpunkten (WP1, WP2, WP3) als erstes dem Widerstandspunktschweißen unterzogen wird.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Widerstandspunktschweißverfahren. Insbesondere betrifft die Erfindung Maßnahmen zur Erhöhung der Verbindungsfestigkeit eines Schweißabschnitts.
Beschreibung des Stands der Technik
Widerstandspunktschweißen ist herkömmlich als Schweißen bekannt, das bei Verbindungen zwischen einer Mehrzahl an Metallplatten (Schweißmaterialien) angewendet wird. Um die Verbindungsfestigkeit eines Schweißabschnitts zwischen den Metallplatten zu erhöhen, ist es effektiv, einen Schweißlinsendurchmesser, der durch das Widerstandspunktschweißen ausgebildet wird, zu vergrößern.
Bei dem Widerstandspunktschweißen im Stand der Technik sind allerdings dem Schweißlinsendurchmesser, der gebildet werden kann, durch einen Spitzendurchmesser einer Elektrode von einer Schweißvorrichtung Grenzen gesetzt. Wenn ein Schweißstromwert extrem hoch eingestellt wird, ist es ferner möglich, einen Schweißlinsendurchmesser zu erhalten, der größer ist als der Spitzendurchmesser der Elektrode. Allerdings bestehen in diesem Fall Bedenken hinsichtlich des Auftretens von Werkstoffauspressung und einem Oberflächengrat (Verteilung von geschmolzenem Metall) in einem Verbindungsabschnitt zwischen den Metallplatten. Ferner ist es in einem Fall, in dem der Spitzendurchmesser der Elektrode groß gestaltet wird, erforderlich, einen Druck (Schweißdruck) auf den Metallplatten zu erhöhen. Dies erfordert eine Vergrößerung der Schweißvorrichtung und ist nicht zweckmäßig.
In der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2016-196015 ( JP 2016-196015 A ) werden in einem Zustand, in dem Metallplatten vorübergehend durch Widerstandspunktschweißen befestigt werden, diese durch Laserpunktschweißen an einer Mehrzahl an Punkten um dieses vorübergehend befestigte Teil herum verbunden. Das heißt, die Verbindungsfestigkeit eines Schweißabschnitts wird erhöht, indem eine Mehrzahl an Schweißlinsen innerhalb eines vorgegebenen Bereichs nahe beieinander ausgebildet werden.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Die in JP 2016-196015 A beschriebene Technik erfordert zwei Arten von Schweißen, d. h. Widerstandspunktschweißen und Laserpunktschweißen, sodass individuelle Schweißvorrichtungen erforderlich sind, um die zwei Schweißarten durchzuführen. In dieser Hinsicht ist ein Schweißverfahren gewünscht, um die Verbindungsfestigkeit eines Schweißabschnitts zu erhöhen, indem eine Mehrzahl an Schweißlinsen innerhalb eines vorgegebenen Bereichs nahe beieinander nur durch Widerstandspunktschweißen ausgebildet wird.
Die Erfinder der Erfindung untersuchten das Ausbilden einer Mehrzahl an nahe beieinander liegenden Schweißlinsen innerhalb eines vorgegebenen Bereichs nur durch Widerstandspunktschweißen. Die Erfinder konzentrierten sich auf den folgenden Punkt. Das Widerstandspunktschweißen kann nämlich ein Aufteilen (Verteilen) eines Schweißstroms verursachen, weil die Schweißpunkte zu nahe beieinander liegen, und falls negative Auswirkungen (unzureichender Schweißlinsendurchmesser und dergleichen) aufgrund des Aufteilens des Schweißstroms nicht begrenzt werden können, ist es schwierig, eine Mehrzahl an Schweißlinsen mit einem Solllinsendurchmesser nahe beieinander innerhalb eines vorgegebenen Bereichs nur durch Widerstandspunktschweißen auszubilden.
Dann fanden die Erfinder der Erfindung erstmals heraus, dass das obige Problem gelöst werden kann, indem der Schweißstromwert beim Widerstandspunktschweißen zweckmäßig eingestellt wird.
Die Erfindung schafft ein Widerstandspunktschweißverfahren, durch das eine Mehrzahl an Schweißlinsen mit einem Solllinsendurchmesser nur durch Widerstandspunktschweißen nahe beieinander innerhalb eines vorgegebenen Bereichs gebildet werden kann.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Widerstandspunktschweißverfahren. Das Widerstandspunktschweißverfahren umfasst ein sandwichartiges Aufnehmen einer Mehrzahl aufeinandergelegter Metallplatten zwischen einem Paar Elektroden und ein aufeinanderfolgendes Durchführen von Widerstandspunktschweißen an einer Mehrzahl auf den Metallplatten nahe beieinander liegenden Schweißpunkten, indem ein Stromanlegen zwischen den Elektroden durchgeführt wird, um die Metallplatten zu verbinden. Ein Schweißstromwert zur Ausbildung einer Schweißlinse an einem Schweißpunkt, der von den Schweißpunkten als zweites oder später dem Widerstandspunktschweißen unterzogen wird, wird höher eingestellt als ein erster Schweißstromwert, um eine erste Schweißlinse an einem ersten Schweißpunkt auszubilden, welcher von den Schweißpunkten als erstes dem Widerstandspunktschweißen unterzogen wird.
Es ist zu beachten, dass „nahe beieinander“ hier einen Zustand angibt, wo die Schweißpunkte so nahe beieinander liegen, dass es Bedenken hinsichtlich des Auftretens von Aufteilen eines Schweißstroms in einem Fall gibt, in dem Widerstandspunktschweißen nacheinander an den Schweißpunkten durchgeführt wird.
Aufgrund des angegebenen Sachverhalts wird ein Schweißstrom nicht aufgeteilt, wenn die Schweißlinse (erste Schweißlinse) an dem Schweißpunkt (ersten Schweißpunkt) gebildet wird, der von den auf den Metallplatten nahe beieinander liegenden Schweißpunkten als erstes dem Widerstandspunktschweißen unterzogen wird. Dementsprechend ist es nicht nötig, das Aufteilen des Schweißstroms zu berücksichtigen und daher sollte der Schweißstromwert (erste Schweißstromwert) zu dieser Zeit auf einen Wert zur Ausbildung einer Schweißlinse mit einem Solllinsendurchmesser eingestellt werden. Zu der Zeit allerdings, zu der eine Schweißlinse an einem Schweißpunkt gebildet wird, der von den auf den Metallplatten nahe beieinander liegenden Schweißpunkten als zweites oder später dem Widerstandspunktschweißen unterzogen wird, ist es sehr wahrscheinlich, dass der Schweißstrom aufgeteilt wird. Diesbezüglich wird der Schweißstromwert zu dieser Zeit, unter Berücksichtigung des Aufteilens des Schweißstroms, höher eingestellt als der obige Schweißstromwert (der erste Schweißstromwert zur Bildung der Schweißlinse an dem Schweißpunkt, der dem Widerstandspunktschweißen als erstes unterzogen wird), sodass die Schweißlinse selbst dann mit dem Solllinsendurchmesser gebildet werden kann, falls der Schweißstrom aufgeteilt wird. Hierdurch ist es möglich, die Schweißlinse mit dem Solllinsendurchmesser selbst an dem Schweißpunkt auszubilden, der dem Widerstandspunktschweißen als zweites oder später unterzogen wird, wodurch negative Auswirkungen begrenzt werden (unzureichender Schweißlinsendurchmesser und dergleichen), die durch das Aufteilen des Schweißstroms verursacht werden. Folglich ist es möglich, die Schweißlinsen mit dem Solllinsendurchmesser nahe beieinander innerhalb eines vorgegebenen Bereichs nur durch Widerstandspunktschweißen auszubilden. Dies ermöglicht es, die Verbindungsfestigkeit eines Schweißabschnitts zu erhöhen, ohne ein Vergrößern einer Schweißvorrichtung zu verursachen.
Das Widerstandspunktschweißverfahren des ersten Aspekts kann ferner ein Durchführen eines vorläufigen Stromanlegens an den Schweißpunkten umfassen, bevor ein Schweißstrom an den Schweißpunkten angelegt wird, um die erste Schweißlinse und die Schweißlinse auszubilden. Ein Stromwert bei dem vorläufigen Stromanlegen kann einen niedrigeren Wert betragen als der erste Schweißstromwert und der Schweißstromwert, und der gleiche Stromwert kann für die Schweißpunkte als Stromwert bei dem vorläufigen Stromanlegen eingestellt werden.
Mit der Konfiguration werden die Metallplatten durch das vorläufige Stromanlegen erwärmt, das vor Anlegen des Schweißstroms zur Ausbildung einer Schweißlinse durchgeführt wird, und zusammen mit einem weich werden der Metallplatten, kann ein Spalt zwischen den Metallplatten beinahe beseitigt werden. Folglich ist es möglich, Werkstoffauspressung und Oberflächengrat zu begrenzen, die leicht zu der Zeit auftreten, zu der Punktschweißen (ein Stromanlegen des Schweißstroms zur Ausbildung einer Schweißlinse) in einem Zustand durchgeführt wird, in dem eine Berührungsfläche zwischen den Metallplatten gering ist, wodurch es möglich wird, eine Zuverlässigkeit zu erhöhen, um die Schweißlinse mit dem Solllinsendurchmesser auszubilden.
Bei dem ersten Aspekt kann der Schweißstromwert auf einen um 10 % bis 50 % höheren Wert als der erste Schweißstromwert eingestellt werden.
Selbst mit dieser Konfiguration ist es möglich, einen Schweißlinsendurchmesser an dem Schweißpunkt, der als zweites oder später dem Widerstandspunktschweißen unterzogen wird, ausreichend sicherzustellen, wodurch es möglich wird, eine Zuverlässigkeit zu erhöhen, die Schweißlinsen mit dem Solllinsendurchmesser an jeweiligen Schweißpunkten zweckmäßig auszubilden.
Bei dem ersten Aspekt kann ein Verhältnis des Schweißstromwerts zu dem ersten Schweißstromwert umso höher eingestellt werden, je kürzer ein Abstand zwischen den Schweißpunkten ist.
Da der Abstand zwischen den Schweißpunkten kürzer ist, ist es sehr wahrscheinlich, dass der Schweißstrom zu der Zeit aufgeteilt wird, zu der ein Schweißen an den Schweißpunkten, die dem Widerstandspunktschweißen als zweites oder später unterzogen werden, durchgeführt wird, sodass sein Spaltverhältnis leicht steigt. Diesbezüglich wird, um die Schweißlinse selbst dann mit dem Solllinsendurchmesser auszubilden, wenn der Schweißstrom aufgeteilt wird, das Verhältnis des Schweißstromwerts zur Ausbildung der Schweißlinse an dem Schweißpunkt, der dem Widerstandspunktschweißen als zweites oder später unterzogen wird, mit zunehmend kürzerem Abstand zwischen den Schweißpunkten höher eingestellt. Dadurch ist es unabhängig von dem Abstand zwischen den Schweißpunkten möglich, die Schweißlinse mit dem Solllinsendurchmesser selbst an dem Schweißpunkt auszubilden, der dem Widerstandspunktschweißen als zweites oder später unterzogen wird, wodurch negative Auswirkungen begrenzt werden (unzureichender Schweißlinsendurchmesser und dergleichen), die durch das Aufteilen des Schweißstroms verursacht werden.
Bei dem ersten Aspekt können die Schweißpunkte an Positionen platziert werden, wo ein Verhältnis eines Abstands zwischen einer Zentralposition des ersten Schweißpunkts und einer Zentralposition des Schweißpunkts zu einem Durchmesser der ersten Schweißlinse oder einem Durchmesser der Schweißlinse 0,5 bis 2,5 beträgt. Ferner können die Schweißpunkte an Positionen platziert werden, wo das Verhältnis des Abstands zwischen den Zentralpositionen des ersten Schweißpunkts und des Schweißpunkts zu dem Durchmesser der ersten Schweißlinse oder der Schweißlinse 1,6 bis 1,7 beträgt.
Wenn das Verhältnis (das Verhältnis des Abstands zwischen den Zentralpositionen der Schweißpunkte zu dem Schweißlinsendurchmesser) auf 0,5 bis 2,5 eingestellt wird, kann die Verbindungsfestigkeit eines Schweißabschnitts (eines Schweißabschnitts, der von den nahe beieinander liegenden Schweißpunkten gebildet wird), welcher erhalten wird, indem die Metallplatten mit dem Solllinsendurchmesser verschweißt werden, unabhängig von dem Wert des Solllinsendurchmessers ausreichend hoch eingestellt werden. Wenn das Verhältnis auf 1,6 bis 1,7 eingestellt wird, kann die Verbindungsfestigkeit des Schweißabschnitts (dem Schweißabschnitt, der von den nahe beieinander liegenden Schweißpunkten gebildet wird), welche erhalten wird, indem die Metallplatten mit dem Solllinsendurchmesser verschweißt werden, unabhängig von dem Wert des Solllinsendurchmessers am höchsten eingestellt werden.
Bei dem ersten Aspekt kann ein Stromwert des Stromanlegens allmählich erhöht werden, um ihn auf den ersten Schweißstromwert oder den Schweißstromwert einzustellen, wenn das Stromanlegen zwischen den Elektroden durchgeführt wird.
Das Widerstandspunktschweißverfahren des ersten Aspekts kann ferner ein Beibehalten eines Klemmzustands umfassen, in dem die Metallplatten zwischen den Elektroden sandwichartig über eine vorgegebene Zeit aufgenommen sind, nachdem ein Stromwert des Stromanlegens von dem ersten Schweißstromwert oder dem Schweißstromwert auf null zurückgeführt wurde, und anschließendes Lösen des Klemmzustands.
Bei dem ersten Aspekt können die Schweißpunkte einen zweiten Schweißpunkt und einen dritten Schweißpunkt umfassen. Ein Abstand zwischen einer Zentralposition des ersten Schweißpunkts und einer Zentralposition des zweiten Schweißpunkts, ein Abstand zwischen der Zentralposition des ersten Schweißpunkts und einer Zentralposition des dritten Schweißpunkts, sowie ein Abstand zwischen der Zentralposition des zweiten Schweißpunkts und der Zentralposition des dritten Schweißpunkts können gleich sein.
Bei dem ersten Aspekt können die Schweißpunkte einen zweiten Schweißpunkt und einen dritten Schweißpunkt umfassen. Ein Abstand zwischen einer Zentralposition des ersten Schweißpunkts und einer Zentralposition des dritten Schweißpunkts kann sich von einem Abstand zwischen einer Zentralposition des zweiten Schweißpunkts und der Zentralposition des dritten Schweißpunkts unterscheiden.
Bei dem ersten Aspekt können die Schweißpunkte einen zweiten Schweißpunkt und einen dritten Schweißpunkt umfassen. Ein zweiter Schweißstromwert zur Ausbildung einer zweiten Schweißlinse an dem zweiten Schweißpunkt, der dem Widerstandspunktschweißen als zweites unterzogen wird, kann sich von einem dritten Schweißstromwert zur Ausbildung einer dritten Schweißlinse an dem dritten Schweißpunkt, der dem Widerstandspunktschweißen als drittes unterzogen wird, unterscheiden.
Bei der Erfindung wird zu der Zeit, zu der ein Widerstandspunktschweißen an einer Mehrzahl an Schweißpunkten, die nahe beieinander auf einer Mehrzahl aufeinandergelegter Metallplatten liegen, nacheinander durchgeführt wird, ein Schweißstromwert zur Ausbildung einer Schweißlinse an einem Schweißpunkt, der von den Schweißpunkten als zweites oder später dem Widerstandspunktschweißen unterzogen wird, höher eingestellt als ein Schweißstromwert, um eine Schweißlinse an einem Schweißpunkt auszubilden, welcher von den Schweißpunkten als erstes dem Widerstandspunktschweißen unterzogen wird. Hierdurch ist es möglich, eine Schweißlinse mit einem Solllinsendurchmesser zu bilden, selbst falls ein Schweißstrom zu der Zeit aufgeteilt wird, zu der die Schweißlinse an dem Schweißpunkt gebildet wird, welcher dem Widerstandspunktschweißen als zweites oder später unterzogen wird, wodurch negative Auswirkungen (unzureichender Schweißlinsendurchmesser und dergleichen) begrenzt werden, die durch das Aufteilen des Schweißstroms verursacht werden. Folglich ist es möglich, die Schweißlinsen mit dem Solllinsendurchmesser nahe beieinander innerhalb eines vorgegebenen Bereichs nur durch Widerstandspunktschweißen auszubilden. Dies ermöglicht es, die Verbindungsfestigkeit eines Schweißabschnitts zu erhöhen, ohne ein Vergrößern einer Schweißvorrichtung zu verursachen.
Figurenliste
Merkmale, Vorteile und technische und gewerbliche Bedeutung beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend mit Bezug auf die beiliegende Zeichnung beschrieben, in der gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen und wobei:

1 ein schematisches Konfigurationsdiagramm ist, das eine Punktschweißpistole einer Punktschweißvorrichtung zeigt, die in einem Widerstandspunktschweißverfahren gemäß einer Ausführungsform verwendet wird;
2 eine Ansicht ist, die eine schematische Konfiguration einer Steuervorrichtung der Punktschweißpistole darstellt;
3 ein Funktionsblockdiagramm ist, das eine elektrische Konfiguration der Steuervorrichtung darstellt;
4A eine perspektivische Ansicht ist, die einen Schweißabschnitt zwischen Schweißmaterialien und seine nähere Umgebung darstellt;
4B eine Draufsicht ist, die den Schweißabschnitt zwischen den Schweißmaterialien und seine nähere Umgebung darstellt;
5A eine Ansicht ist, die ein Beispiel von einem Verlauf eines Stromwerts bei Widerstandspunktschweißen bei einem ersten Schweißpunkt darstellt;
5B eine Ansicht ist, die ein Beispiel von einem Verlauf eines Stromwerts bei Widerstandspunktschweißen bei einem zweiten Schweißpunkt und einen dritten Schweißpunkt darstellt;
6 eine Ansicht ist, die ein Ergebnis einer Verbindungsfestigkeitsprüfung darstellt;
7A eine Ansicht ist, die ein experimentelles Messergebnis einer Beziehung zwischen einer Nahtabstandsgröße von Schweißlinse zu Schweißlinse und einer Verbindungsfestigkeit darstellt, wenn die Nahtabstandsgröße von Schweißlinse zu Schweißlinse verändert wird;
7B eine Ansicht ist, die ein experimentelles Messergebnis einer Beziehung zwischen einem Nahtabstandsverhältnis von Schweißlinse zu Schweißlinse und einer Verbindungsfestigkeit darstellt, wenn das Nahtabstandsverhältnis von Schweißlinse zu Schweißlinse verändert wird;
8A eine Ansicht ist, die 4B entspricht, in Abwandlung 1, bei der zwei Schweißpunkte ausgebildet sind;
8B eine Ansicht ist, die 4B entspricht, in Abwandlung 2, bei der vier Schweißpunkte ausgebildet sind;
9A eine Ansicht ist, die 4B entspricht, in Abwandlung 3, bei der drei Schweißpunkte ausgebildet sind; und
9B eine Ansicht ist, die 4B entspricht, in Abwandlung 3, bei der drei Schweißpunkte ausgebildet sind.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend wird eine Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben. Die vorliegende Ausführungsform behandelt einen Fall, bei dem die Erfindung als Widerstandspunktschweißverfahren zum Verschweißen zweier Plattenmaterialien, die aus Aluminium hergestellt sind, angewendet wird.
Konfiguration der Punktschweißvorrichtung
1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm, das eine Punktschweißpistole G einer Punktschweißvorrichtung zeigt, die bei dem Widerstandspunktschweißverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird. Ferner ist 2 eine Ansicht, die eine schematische Konfiguration einer Steuervorrichtung 10 darstellt, die zur Steuerung der Punktschweißpistole verwendet wird. Ferner ist 3 ein Funktionsblockdiagramm, das eine elektrische Konfiguration der Steuervorrichtung 10 darstellt.
Die Punktschweißpistole G wird durch die nachfolgenden Hauptbestandteile gebildet: ein Pistolenkörper 1, der von einem Roboterarm RA gehalten wird; ein oberes Plättchen (obere Elektrode) 2; ein unteres Plättchen (untere Elektrode) 3, das an einem unteren Teil 1a des Pistolenkörpers 1 befestigt ist; eine elektrisch angetriebene obere Plättchenhebevorrichtung 4 (nachfolgend einfach als Hebevorrichtung bezeichnet), die eingerichtet ist, das obere Plättchen 2 so zu halten, dass sie das obere Plättchen 2 auf und ab bewegt; eine Plättchenpositionserfassungsvorrichtung 5; und eine Stromanpassvorrichtung 6, die eingerichtet ist, einen Stromwert anzupassen, damit dieser zwischen dem oberen Plättchen 2 und dem unteren Plättchen 3 fließt. Es ist zu beachten, dass in 1 W1, W2 Schweißmaterialien bezeichnen (Plattenmaterialien aus Aluminium).
Wie in 1 dargestellt, ist der Pistolenkörper 1 ein Element, das im Wesentlichen eine U-Form aufweist, und das untere Plättchen 3 ist auf der oberen Oberfläche des unteren Teils 1a auf stehende Art und Weise ausgebildet. Ferner ist die Plättchenhebevorrichtung 4 an einem distalen Ende eines oberen Teils lb des Pistolenkörpers 1 befestigt.
Die Plättchenhebevorrichtung 4 umfasst einen Servomotor 41, der an dem distalen Ende des oberen Teils lb des Pistolenkörpers 1 befestigt ist, und ein Hebeelement 42, das mit einer Antriebswelle (nicht gezeigt) des Servomotors 41 verbunden ist, und das obere Plättchen 2 ist an einem unteren Ende 42a des Hebeelements 42 befestigt.
Die Plättchenpositionserfassungsvorrichtung 5 wird zum Beispiel durch einen Encoder gebildet und ist an einem oberen Ende 41a des Servomotors 41 befestigt. Ein Erfassungswert der Plättchenpositionserfassungsvorrichtung 5 wird an die Steuervorrichtung 10 übermittelt.
Die Stromanpassvorrichtung 6 passt einen Stromwert so an, dass er zwischen dem oberen Plättchen 2 und dem unteren Plättchen 3 gemäß einem Strombefehlswert fließt, der von der Steuervorrichtung 10 übermittelt wurde. Als Stromanpassvorrichtung 6 wird eine bekannte Vorrichtung wie beispielsweise eine, die einen veränderbaren Widerstand oder einen Wandler umfasst, verwendet.
Als Hauptabschnitte umfasst die Steuervorrichtung 10 einen Eingabeabschnitt 11, der eingerichtet ist, Informationen von einer Eingabevorrichtung 7 zu beziehen, über die Plattendicken der Schweißmaterialien W1, W2 und dergleichen eingegeben werden, einen Plättchenpositionsberechnungsabschnitt 12, der eingerichtet ist, eine Plättchenposition basierend auf dem Erfassungswert der Plättchenpositionserfassungsvorrichtung 5 zu berechnen, einen Stromwertberechnungsabschnitt 13, der eingerichtet ist, einen Stromwert zu der Zeit zu berechnen, zu der ein Stromanlegen zwischen dem oberen Plättchen 2 und dem unteren Plättchen 3 durchgeführt wird, einen Schweißdruckeinstellabschnitt 14, der eingerichtet ist, einen Schweißdruck einzustellen (Schweißdrücke auf den Schweißmaterialien W1, W2 von dem oberen Plättchen 2 und dem unteren Plättchen 3), die für ein Schweißen erforderlich sind, und einen Ausgabeabschnitt 15, der eingerichtet ist, Informationen zu dem Stromwert auszugeben, der von dem Stromwertberechnungsabschnitt 13 berechnet wurde, und Informationen zu dem Schweißdruck, der von dem Schweißdruckeinstellabschnitt 14 eingestellt wurde.
Die Steuervorrichtung 10 wird so realisiert, dass Programme, die den obigen Funktionen entsprechen, auf einem ROM in einer Vorrichtung gespeichert sind, die eine CPU, den ROM, einen RAM, eine Eingabe-Ausgabe-Schnittstelle und dergleichen umfasst, wie in 2 gezeigt. Ferner werden Informationen über den Erfassungswert von der Plättchenpositionserfassungsvorrichtung 5, die Plattendicke und so weiter vorübergehend auf dem RAM gespeichert. Es ist zu beachten, dass andere Konfigurationen der Steuervorrichtung 10 die gleichen sind wie diejenigen, die für die Punktschweißpistole G im Stand der Technik verwendet werden, und daher wird hier auf eine detaillierte Beschreibung derselben verzichtet.
Punktschweißverfahren
Als nächstes wird ein Punktschweißverfahren als Merkmal der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
Bei dem Punktschweißverfahren der vorliegenden Ausführung wird Widerstandspunktschweißen nacheinander an einer Mehrzahl an Schweißpunkten, die nahe beieinander liegen, auf den aufeinander liegenden Schweißmaterialien W1, W2 durchgeführt. Das heißt, die Schweißpunkte, die nahe beieinander liegen, werden innerhalb eines vorgegebenen Bereichs auf den Schweißmaterialien W1, W2 eingestellt und das Widerstandspunktschweißen wird nacheinander an den Schweißpunkten durchgeführt. Hierbei wird eine Gruppe der Schweißpunkte innerhalb des Bereichs als ein vergrößerter, Schweißabschnitt gebildet, sodass die Verbindungsfestigkeit des Schweißabschnitts zwischen den Schweißmaterialien W1, W2 erhöht werden kann. Es ist zu beachten, dass die vorliegende Ausführungsform einen Fall behandelt, wo drei Schweißpunkte innerhalb des vorgegebenen Bereichs liegen und das Widerstandspunktschweißen nacheinander an diesen Schweißpunkten durchgeführt wird.
4A ist eine perspektivische Ansicht, die den Schweißabschnitt zwischen den Schweißmaterialien W1, W2 und seine nähere Umgebung darstellt, und 4B ist eine Draufsicht, die den Schweißabschnitt zwischen den Schweißmaterialien W1, W2 und seine nähere Umgebung darstellt. In diesen Figuren sind äußere Ränder von Schweißlinsen N1, N2, N3, die an Schweißpunkten WP1, WP2, WP3 gebildet sind, durch Strichlinien gekennzeichnet.
Ferner behandelt die vorliegende Ausführungsform einen Fall, in dem, nachdem von drei Schweißpunkten WP1, WP2, WP3 in 4B an dem Schweißpunkt WP1 (nachfolgend als erster Schweißpunkt bezeichnet) auf der oberen Seite in der Figur Punktschweißen durchgeführt wurde, Punktschweißen an dem Schweißpunkt (nachfolgend als zweiter Schweißpunkt bezeichnet) WP2 auf der rechten Seite in der Figur durchgeführt wird, und dann Punktschweißen an dem Schweißpunkt (nachfolgend als dritter Schweißpunkt bezeichnet) WP3 auf der linken Seite in der Figur durchgeführt wird.
Das Punktschweißen an dem ersten Schweißpunkt WP1, dem zweiten Schweißpunkt WP2 und dem dritten Schweißpunkt WP3 wird wie folgt durchgeführt. Das heißt, in einem Zustand, in dem die Schweißmaterialien W1, W2 sandwichartig zwischen dem oberen Plättchen 2 und dem unteren Plättchen 3 mit einem vorgegebenen Schweißdruck (einem Schweißdruck, der von dem Schweißdruckeinstellabschnitt 14 eingestellt wird; z. B. 5 kN) aufgenommen sind, wird ein erstes Stromanlegen zuerst mit einem Stromwert durchgeführt, der von dem Stromwertberechnungsabschnitt 13 berechnet wurde, und dann wird das Stromanlegen für nur eine vorgegebene Zeit angehalten. Danach wird ein zweites Stromanlegen mit einem Stromwert (einem Stromwert, der sich von dem bei dem ersten Stromanlegen verwendeten Stromwert unterscheidet; ein Schweißstromwert) durchgeführt, der neu von dem Stromwertberechnungsabschnitt 13 berechnet wurde, sodass jede der Schweißlinsen N1, N2, N3 gebildet wird. Das heißt, nachdem die Schweißlinse N1 (eine erste Schweißlinse) gebildet wurde, indem nacheinander das erste Stromanlegen und das zweite Stromanlegen in einem Zustand durchgeführt werden, in dem der erste Schweißpunkt WP1 zwischen den Plättchen 2, 3 sandwichartig aufgenommen ist, wird die Schweißlinse N2 (eine zweite Schweißlinse) gebildet, indem nacheinander das erste Stromanlegen und das zweite Stromanlegen in einem Zustand durchgeführt werden, in dem der zweite Schweißpunkt WP2 zwischen den Plättchen 2, 3 sandwichartig aufgenommen ist, und danach wird die Schweißlinse N3 (eine dritte Schweißlinse) gebildet, indem nacheinander das erste Stromanlegen und das dritte Stromanlegen in einem Zustand durchgeführt werden, in dem der dritte Schweißpunkt WP3 zwischen den Plättchen 2, 3 sandwichartig aufgenommen ist.
Das erste Stromanlegen ist ein vorläufiges Stromanlegen in der Erfindung und soll die Schweißmaterialien W1, W2 erwärmen. Dieses Erwärmen macht die Schweißmaterialien W1, W2 weich und dabei kann ein Spalt zwischen den Schweißmaterialien W1, W2 beinahe beseitigt werden. Das heißt, indem das vorläufige Stromanlegen an dem ersten Schweißpunkt WP1 durchgeführt wird, werden die Schweißmaterialien W1, W2 an dem ersten Schweißpunkt WP1 weicher, sodass ein Spalt zwischen den Schweißmaterialien W1, W2 an diesem Teil beinahe beseitigt werden kann. Indem das vorläufige Stromanlegen an dem zweiten Schweißpunkt WP2 durchgeführt wird, werden ferner die Schweißmaterialien W1, W2 an dem zweiten Schweißpunkt WP2 weich gemacht, sodass ein Spalt zwischen den Schweißmaterialien W1, W2 an diesem Teil beinahe beseitigt werden kann. Indem das vorläufige Stromanlegen an dem dritten Schweißpunkt WP3 durchgeführt wird, werden zudem die Schweißmaterialien W1, W2 an dem dritten Schweißpunkt WP3 weich gemacht, sodass ein Spalt zwischen den Schweißmaterialien W1, W2 an diesem Teil beinahe beseitigt werden kann.
Ferner ist das zweite Stromanlegen ein Stromanlegen zur Ausbildung der Schweißlinsen N1, N2, N3 an den Schweißpunkten WP1, WP2, WP3, und die Schweißmaterialien W1, W2 werden durch das zweite Stromanlegen an den Schweißpunkten WP1, WP2, WP3 aufgeschmolzen, sodass die Schweißlinsen N1, N2, N3 mit einem vorgegebenen Durchmesser (einem Solllinsendurchmesser) gebildet werden.
Nachfolgend werden das erste Stromanlegen und das zweite Stromanlegen genauer beschrieben.
Erstes Stromanlegen
Das erste Stromanlegen wird an dem ersten Schweißpunkt WP1, dem zweiten Schweißpunkt WP2 sowie an dem dritten Schweißpunkt WP3 mit dem gleichen Stromwert durchgeführt. Wie zuvor beschrieben wird der Stromwert bei dem ersten Stromanlegen so eingestellt, dass die Schweißmaterialien W1, W2 durch Erwärmen weich werden und dass der Spalt zwischen den Schweißmaterialien W1, W2 reduziert wird. Das heißt, der Stromwert bei dem ersten Stromanlegen wird auf einen Wert eingestellt, der innerhalb eines Bereichs, in dem die Schweißmaterialien W1, W2 nicht schmelzen, so hoch ist wie möglich. Dies ist ein Stromwert, der den Spalt zwischen den Schweißmaterialien W1, W2 reduziert und keine Werkstoffauspressung oder Oberflächengrat verursacht, ohne die Schweißmaterialien W1, W2 aufzuschmelzen.
Ob die Schweißmaterialien W1, W2 geschmolzen werden oder nicht hängt von dem Material der Schweißmaterialien W1, W2 ab, dem Plattendickenmaß der Schweißmaterialien W1, W2 und der Anzahl an Schweißmaterialien, die aufeinandergelegt werden sollen. Entsprechend wird der Stromwert bei dem ersten Stromanlegen im Voraus basierend auf Versuchen eingestellt, die durchgeführt werden, indem das Material der Schweißmaterialien W1, W2, das Plattendickenmaß der Schweißmaterialien W1, W2 und die Anzahl Schweißmaterialien, die aufeinandergelegt werden sollen, geändert werden. Ob die Schweißmaterialien W1, W2 schmelzen oder nicht hängt ferner auch von einer Stromanlegungszeit ab, selbst bei demselben Stromwert. Diesbezüglich wird der Stromwert bei dem ersten Stromanlegen auch entsprechend der Stromanlegungszeit verändert. Informationen zu Stromwerten bei dem ersten Stromanlegen (Informationen bezüglich der Stromwerte bei dem ersten Stromanlegen entsprechend dem Material der Schweißmaterialien W1, W2, dem Plattendickenmaß der Schweißmaterialien W1, W2, der Anzahl Schweißmaterialien, die aufeinandergelegt werden sollen, und der Stromanlegungszeit) werden im Voraus auf dem ROM der Steuervorrichtung 10 gespeichert. Aus diesen Informationen zu den Stromwerten werden Informationen, die für die Schweißmaterialien W1, W2 geeignet sind, welche einem Punktschweißen tatsächlich unterzogen werden, von dem Stromwertberechnungsabschnitt 13 berechnet (bezogen), und ein den Informationen entsprechender Strombefehlswert des ersten Stromanlegens wird von dem Ausgabeabschnitt 15 an die Stromanpassvorrichtung 6 ausgegeben.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Material der Schweißmaterialien W1, W2 Aluminium (Aluminiumlegierung), das Plattendickenmaß beträgt 2,5 mm und die Anzahl Schweißmaterialien, die aufeinander gelegt werden sollen, beträgt zwei. In diesem Fall wird der Stromwert bei dem ersten Stromanlegen zum Beispiel auf 10 kA eingestellt, wenn die Stromanlegungszeit des ersten Stromanlegens 100 ms beträgt. Dieser Wert wird umso höher eingestellt, je höher der Schmelzpunkt des Materials der zu Schweißmaterialien W1, W2 ist, je größer das Plattendickenmaß ist, je größer die Anzahl an aufeinanderzulegenden, Schweißmaterialien ist, und je kürzer die Stromanlegungszeit ist.
Zweites Stromanlegen
Das zweite Stromanlegen wird so durchgeführt, dass Stromwerte (ein zweiter Schweißstromwert, ein dritter Schweißstromwert) für den zweiten Schweißpunkt WP2 und den dritten Schweißpunkt WP3 höher eingestellt werden, als ein Stromwert (ein erster Stromwert) für den ersten Schweißpunkt WP1. Wie zuvor beschrieben, werden die Stromwerte bei dem zweiten Stromanlegen so eingestellt, dass sie an den Schweißpunkten WP1, WP2, WP3 die Schweißlinsen N1, N2, N3 mit dem im Voraus eingestellten Solllinsendurchmesser ausbilden. Das heißt, die Stromwerte bei dem zweiten Stromanlegen werden so eingestellt, dass sie die Schweißlinsen N1, N2, N3 mit dem Solllinsendurchmesser ausbilden, indem die Schweißmaterialien W1, W2 an den Schweißpunkten WP1, WP2, WP3 aufgeschmolzen werden.
Zuerst wird der Stromwert bei dem zweiten Stromanlegen für den ersten Schweißpunkt WP1 beschrieben.
Zu der Zeit, zu der die Schweißlinse N1 an dem ersten Schweißpunkt WP1 gebildet wird, wird an den Schweißpunkten WP2, WP3 nicht geschweißt, und daher tritt kein Aufteilen des Schweißstroms auf. Dementsprechend ist es als Stromwert bei dem zweiten Stromanlegen für den ersten Schweißpunkt WP1 nicht erforderlich, ein Aufteilen des Schweißstroms zu berücksichtigen, und der Stromwert wird auf einen Wert, bei dem die Schweißlinse N1 mit dem im Voraus eingestellten Solllinsendurchmesser gebildet werden kann, innerhalb eines Bereichs eingestellt, in dem Werkstoffauspressung und Oberflächengrat nicht auftreten.
Es ist erforderlich, den Stromwert bei dem zweiten Stromanlegen für das Ausbilden der Schweißlinse N1 mit dem Solllinsendurchmesser basierend auf dem Material der Schweißmaterialien W1, W2, dem Plattendickenmaß der Schweißmaterialien W1, W2 und der Anzahl aufeinanderzulegender Schweißmaterialien zu verändern. Angesichts dessen wird der Stromwert des zweiten Stromanlegens für den ersten Schweißpunkt WP1 im Voraus basierend auf Versuche eingestellt, die durch ein Ändern des Materials der Schweißmaterialien W1, W2, dem Plattendickenmaß der Schweißmaterialien W1, W2 und der Anzahl aufeinanderzulegender Schweißmaterialien eingestellt. Ferner ist es auch erforderlich, den Stromwert bei dem zweiten Stromanlegen zur Ausbildung der Schweißlinse N1 mit dem Solllinsendurchmesser basierend auf der Stromanlegungszeit zu verändern. Diesbezüglich wird der Stromwert bei dem zweiten Stromanlegen für den ersten Schweißpunkt WP1 ebenfalls entsprechend der Stromanlegungszeit verändert. Informationen zu Stromwerten bei dem zweiten Stromanlegen für den ersten Schweißpunkt WP1 (Informationen bezüglich der Stromwerte bei dem ersten Stromanlegen entsprechend dem Material der Schweißmaterialien W1, W2, dem Plattendickenmaß der Schweißmaterialien W1, W2, der Anzahl Schweißmaterialien, die aufeinandergelegt werden sollen, und der Stromanlegungszeit) werden im Voraus auf dem ROM der Steuervorrichtung 10 gespeichert. Aus diesen Informationen zu den Stromwerten werden von dem Stromwertberechnungsabschnitt 13 Informationen, die für die Schweißmaterialien W1, W2, die einem Punktschweißen tatsächlich unterzogen werden sollen, geeignet sind, berechnet (bezogen), und von dem Ausgabeabschnitt 15 wird ein den Informationen entsprechender Strombefehlswert bei dem zweiten Stromanlegen an die Stromanpassvorrichtung 6 ausgegeben. Ferner ist es auch erforderlich, den Stromwert bei dem zweiten Stromanlegen entsprechend dem Solllinsendurchmesser zu verändern. Das heißt, je größer der Solllinsendurchmesser ist, desto höher wird der Stromwert bei dem zweiten Stromanlegen eingestellt.
Wie zuvor beschrieben ist das Material der Schweißmaterialien W1, W2 bei der vorliegenden Ausführungsform Aluminium (Aluminiumlegierung), das Plattendickenmaß beträgt 2,5 mm und die Anzahl Schweißmaterialien, die aufeinander gelegt werden sollen, beträgt zwei. In diesem Fall wird der Stromwert bei dem zweiten Stromanlegen zum Beispiel auf etwa 30 kA eingestellt, wenn der Solllinsendurchmesser 6,0 mm beträgt und die Stromanlegungszeit bei dem zweiten Stromanlegen für den ersten Schweißpunkt WP1 200 ms beträgt. Je höher der Schmelzpunkt des Materials der Schweißmaterialien W1, W2, je größer das Plattendickenmaß, je größer die Anzahl an aufeinanderzulegenden Schweißmaterialien, je größer der Solllinsendurchmesser und je kürzer die Stromanlegungszeit, desto höher wird dieser Wert eingestellt.
Hierdurch wird die Schweißlinse N1 mit dem Solllinsendurchmesser an dem ersten Schweißpunkt WP1 gebildet.
Als nächstes werden die Stromwerte bei dem zweiten Stromanlegen für den zweiten Schweißpunkt WP2 und den dritten Schweißpunkt WP3 beschrieben.
Zu der Zeit, zu der die Schweißlinsen N2, N3 an den Schweißpunkten WP2, WP3 gebildet werden, wurde die Schweißlinse N1 bereits an dem ersten Schweißpunkt WP1 gebildet und daher ist es sehr wahrscheinlich, dass sich der Schweißstrom aufteilt. Diesbezüglich werden, unter Berücksichtigung des Aufteilens des Schweißstroms, die Stromwerte bei dem zweiten Stromanlegen für die Schweißpunkte WP2, WP3 innerhalb eines Bereichs, in dem eine Werkstoffauspressung und ein Oberflächengrat nicht auftreten, höher eingestellt als der Stromwert bei dem zweiten Stromanlegen für den ersten Schweißpunkt WP1, sodass die Schweißlinsen N2, N3 selbst dann mit dem Solllinsendurchmesser gebildet werden können, falls der Schweißstrom aufgeteilt wird. Insbesondere werden die Stromwerte bei dem zweiten Stromanlegen für die Schweißpunkte WP2, WP3 auf um 10 % bis 50 % höhere Werte eingestellt als der Stromwert bei dem zweiten Stromanlegen für den ersten Schweißpunkt WP1.
In diesem Fall ist es auch erforderlich, die Stromwerte bei dem zweiten Stromanlegen für das Ausbilden der Schweißlinsen N2, N3 mit dem Solllinsendurchmesser basierend auf dem Material der Schweißmaterialien W1, W2, dem Plattendickenmaß der Schweißmaterialien W1, W2 und der Anzahl aufeinanderzulegender Schweißmaterialien zu verändern. Angesichts dessen werden die Stromwerte des zweiten Stromanlegens für die Schweißpunkte WP2, WP3 im Voraus basierend auf Versuche eingestellt, die durch ein Ändern des Materials der Schweißmaterialien W1, W2, dem Plattendickenmaß der Schweißmaterialien W1, W2 und der Anzahl aufeinanderzulegender Schweißmaterialien eingestellt. Ferner ist es auch erforderlich, die Stromwerte bei dem zweiten Stromanlegen zur Ausbildung der Schweißlinsen N2, N3 mit dem Solllinsendurchmesser basierend auf der Stromanlegungszeit zu verändern. Diesbezüglich werden die Stromwerte bei dem zweiten Stromanlegen für die Schweißpunkte WP2, WP3 ebenfalls entsprechend der Stromanlegungszeit verändert.
Da die Abstände zwischen den Schweißpunkten WP1, WP2, WP3 (Nahtabstandsgrößen von Schweißlinse zu Schweißlinse) kürzer sind, ist es sehr wahrscheinlich, dass der Schweißstrom aufgeteilt wird, und sein Spaltverhältnis wird leicht groß. Diesbezüglich werden die Stromwerte bei dem zweiten Stromanlegen für die Schweißpunkte WP2, WP3 höher eingestellt, je kürzer die Abstände zwischen den Schweißpunkten WP1, WP2, WP3 sind.
Informationen zu Stromwerten bei dem zweiten Stromanlegen für die Schweißpunkte WP2, WP3 (Informationen zu den Stromwerten bei dem zweiten Stromanlegen entsprechend dem Material der Schweißmaterialien W1, W2, dem Plattendickenmaß der Schweißmaterialien W1, W2, der Anzahl Schweißmaterialien, die aufeinandergelegt werden sollen, der Stromanlegungszeit und den Nahtabstandsgrößen von Schweißlinse zu Schweißlinse) werden im Voraus auf dem ROM der Steuervorrichtung 10 gespeichert. Aus diesen Informationen zu den Stromwerten werden von dem Stromwertberechnungsabschnitt 13 Informationen, die für die Schweißmaterialien W1, W2, die einem Punktschweißen tatsächlich unterzogen werden sollen, geeignet sind, berechnet (bezogen), und von dem Ausgabeabschnitt 15 wird ein den Informationen entsprechender Strombefehlswert bei dem zweiten Stromanlegen an die Stromanpassvorrichtung 6 ausgegeben. Ferner ist es in diesem Fall auch erforderlich, den Stromwert bei dem zweiten Stromanlegen entsprechend dem Solllinsendurchmesser zu verändern. Das heißt, je größer der Solllinsendurchmesser ist, desto höher wird der Stromwert bei dem zweiten Stromanlegen eingestellt.
Wie zuvor beschrieben ist das Material der Schweißmaterialien W1, W2 bei der vorliegenden Ausführungsform Aluminium (Aluminiumlegierung), das Plattendickenmaß beträgt 2,5 mm und die Anzahl Schweißmaterialien, die aufeinander gelegt werden sollen, beträgt zwei. Wenn der Solllinsendurchmesser 6,0 mm beträgt und die Nahtabstandsgröße von Schweißlinse zu Schweißlinse 10 mm beträgt sowie die Stromanlegungszeit bei dem zweiten Stromanlegen für sowohl den zweiten Schweißpunkt WP2 als auch den dritten Schweißpunkt WP3 200 ms beträgt, wird in diesem Fall der Stromwert bei dem zweiten Stromanlegen auf, zum Beispiel, etwa 35 kA eingestellt. Je höher der Schmelzpunkt des Materials der zu Schweißmaterialien W1, W2, je größer das Plattendickenmaß, je größer die Anzahl an aufeinanderzulegenden Schweißmaterialien, je größer der Solllinsendurchmesser, je kleiner die Nahtabstandsgröße von Schweißlinse zu Schweißlinse und je kürzer die Stromanlegungszeit, desto höher wird dieser Wert eingestellt.
Hierdurch werden die Schweißlinsen N2, N3 mit dem Solllinsendurchmesser an den Schweißpunkten WP2, WP3 gebildet.
Verlauf eines Stromwerts beim Punktschweißen
5A stellt ein Beispiel für einen Verlauf eines Stromwerts bei Widerstandspunktschweißen bei dem ersten Schweißpunkt WP1 dar, und 5B stellt ein Beispiel für einen Verlauf eines Stromwerts bei Widerstandspunktschweißen bei dem zweiten Schweißpunkt WP2 und den dritten Schweißpunkt WP3 dar.
Zuerst wird der Verlauf eines Stromwerts bei Widerstandspunktschweißen bei dem ersten Schweißpunkt WP1 beschrieben.
Wie in 5A dargestellt, ist zur Zeit eines Widerstandspunktschweißens an dem ersten Schweißpunkt WP1 der erste Schweißpunkt WP1 der Schweißmaterialien W1, W2 mit einem vorgegebenen Schweißdruck zwischen dem oberen Plättchen 2 und dem unteren Plättchen 3 der Punktschweißpistole G sandwichartig aufgenommen. Die Steuerzeit, zu welcher der erste Schweißpunkt WP1 sandwichartig aufgenommen wurde, ist in 5A eine Steuerzeit t0. Der sandwichartig aufgenommene Zustand bzw. Klemmzustand wird nur über eine vorgegebene Zeit beibehalten (von Steuerzeit t0 bis Steuerzeit t1).
Danach wird das erste Stromanlegen bei einem Stromwert I1 (in der vorliegenden Ausführungsform 10 kA) gestartet und das erste Stromanlegen wird nur für eine vorgegebene Zeit fortgesetzt (von Steuerzeit t1 bis Steuerzeit t2). Das erste Stromanlegen wird in der Figur bei Steuerzeit t1 gestartet (der Stromwert wird von 0 auf I1 geändert), ohne den Stromwert während der Stromanlegungszeit des ersten Stromanlegens allmählich zu ändern, und das erste Stromanlegen wird in der Figur bei der Steuerzeit t2 beendet (der Stromwert wird von I1 auf 0 geändert).
Nachdem das erste Stromanlegen beendet ist, wird das Stromanlegen nur während einer Abkühlzeit (von Steuerzeit t2 bis Steuerzeit t3) angehalten, während der der erste Schweißpunkt WP1 und sein Randabschnitt in dem Klemmzustand abgekühlt werden.
Danach wird das zweite Stromanlegen gestartet und das zweite Stromanlegen wird nur für eine vorgegebene Zeit fortgesetzt (von Steuerzeit t3 bis Steuerzeit t6).
Während der Stromanlegungszeit des zweiten Stromanlegens, wenn das Stromanlegen als zweites Stromanlegen gestartet wird, wird der Stromwert allmählich für eine vorgegebene Zeit erhöht (von Steuerzeit t3 bis Steuerzeit t4). Zu der Zeit, zu der der Stromwert einen vorgegebenen Stromwert I2 (in der vorliegenden Ausführungsform 30 kA) für das zweiten Stromanlegen erreicht, wird der Stromwert 12 nur für eine vorgegebene Zeit (von Steuerzeit t4 bis Steuerzeit t5) aufrechterhalten. Danach wird der Stromwert für eine vorgegebene Zeit (von Steuerzeit t5 bis Steuerzeit t6) allmählich gesenkt, sodass der Stromwert auf null zurückgeführt wird (Steuerzeit t6). Das allmähliche Erhöhen des Stromwerts von Steuerzeit t3 bis Steuerzeit t4 begrenzt ein Auftreten von Werkstoffauspressung und Oberflächengrat, welche leicht auftreten, wenn der Stromwert schnell erhöht wird. Wenn bei der vorliegenden Ausführungsform eine Zeit (von Steuerzeit t3 bis Steuerzeit t4), während der der Stromwert allmählich erhöht wird, eine Zeit (von Steuerzeit t4 bis Steuerzeit t5), während der der Stromwert 12 für das zweite Stromanlegen aufrechterhalten wird, und eine Zeit (Steuerzeit t5 bis Steuerzeit t6), während der der Stromwert allmählich gesenkt wird, miteinander verglichen werden, ist ferner die Zeit, während der der Stromwert 12 für das zweite Stromanlegen beibehalten wird, am längsten, und die Zeit, während der der Stromwert allmählich erhöht wird, am kürzesten.
Nachdem der Stromwert auf null zurückgeführt wird, wird der Zustand, in dem der erste Schweißpunkt WP1 der Schweißmaterialien W1, W2 zwischen dem oberen Plättchen 2 und dem unteren Plättchen 3 sandwichartig aufgenommen sind, nur für eine vorgegebene Zeit beibehalten (von Steuerzeit t6 bis Steuerzeit t7) und danach wird dieser Klemmzustand gelöst (Steuerzeit t7). Indem die Schweißmaterialien W1, W2 zwischen den Plättchen 2, 3 nur für die vorgegebene Zeit nachdem der Stromwert auf null zurückgeführt wird sandwichartig aufgenommen werden, ist es möglich, ein Auftreten eines Gaseinschlusses in der Schweißlinse N1 zu begrenzen.
Bei der vorliegenden Ausführungsform werden eine Zeit (von Steuerzeit t0 bis Steuerzeit tl), während der der Klemmzustand beibehalten wird, bevor das erste Stromanlegen gestartet wird, eine Zeit (von Steuerzeit t1 bis Steuerzeit t2), während der das erste Stromanlegen fortgesetzt wird, die Abkühlzeit (von Steuerzeit t2 bis Steuerzeit t3) und eine Zeit (von Steuerzeit t6 bis Steuerzeit t7), während der der Klemmzustand beibehalten wird, nachdem das zweite Stromanlegen abgeschlossen ist, auf die gleiche Zeitspanne eingestellt. Ferner wird eine Zeit (von Steuerzeit t3 von Steuerzeit t6), während der das zweite Stromanlegen durchgeführt wird, länger eingestellt als diese Zeiten.
Aufgrund des Widerstandspunktschweißens an dem ersten Schweißpunkt WP1, wird die Schweißlinse N1 mit dem Solllinsendurchmesser an dem ersten Schweißpunkt WP1 gebildet.
Als nächstes wird ein Verlauf eines Stromwerts bei Widerstandspunktschweißen bei dem zweiten Schweißpunkt WP2 beschrieben.
Wie in 5B dargestellt, ist zur Zeit eines Widerstandspunktschweißens an dem zweiten Schweißpunkt WP2 der zweite Schweißpunkt WP2 der Schweißmaterialien W1, W2 mit einem vorgegebenen Schweißdruck zwischen dem oberen Plättchen 2 und dem unteren Plättchen 3 der Punktschweißpistole G sandwichartig aufgenommen. Die Steuerzeit, zu welcher der zweite Schweißpunkt WP2 sandwichartig aufgenommen wurde, ist in 5B eine Steuerzeit t10. Der Klemmzustand wird nur über eine vorgegebene Zeit beibehalten (von Steuerzeit t10 bis Steuerzeit t11).
Danach wird das erste Stromanlegen bei einem Stromwert I1 (in der vorliegenden Ausführungsform 10 kA) gestartet und das erste Stromanlegen wird nur für eine vorgegebene Zeit fortgesetzt (von Steuerzeit t11 bis Steuerzeit t12). In diesem Fall wird der Stromwert nicht allmählich während der Stromanlegungszeit bei dem ersten Stromanlegen verändert.
Nachdem das erste Stromanlegen beendet ist, wird das Stromanlegen nur während einer Abkühlzeit (von Steuerzeit tl2 bis Steuerzeit t13) angehalten, während der der zweite Schweißpunkt WP2 und sein Randabschnitt in dem Klemmzustand abgekühlt werden.
Danach wird das zweite Stromanlegen gestartet und das zweite Stromanlegen wird nur für eine vorgegebene Zeit fortgesetzt (von Steuerzeit t13 bis Steuerzeit t16).
Während der Stromanlegungszeit des zweiten Stromanlegens, wenn das Stromanlegen als zweites Stromanlegen gestartet wird, wird der Stromwert allmählich für eine vorgegebene Zeit erhöht (von Steuerzeit t13 bis Steuerzeit tl4). Zu der Zeit, zu der der Stromwert einen vorgegebenen Stromwert 13 (in der vorliegenden Ausführungsform 35 kA) für das zweiten Stromanlegen erreicht, wird der Stromwert 13 nur für eine vorgegebene Zeit (von Steuerzeit t14 bis Steuerzeit t15) aufrechterhalten. Danach wird der Stromwert für eine vorgegebene Zeit (von Steuerzeit t15 bis Steuerzeit 116) allmählich gesenkt, sodass der Stromwert auf null zurückgeführt wird (Steuerzeit t16). Das allmähliche Erhöhen des Stromwerts von Steuerzeit t13 bis Steuerzeit t14 begrenzt in diesem Fall ein Auftreten von Werkstoffauspressung und Oberflächengrat, der leicht auftritt, wenn der Stromwert schnell erhöht wird. Wenn eine Zeit (von Steuerzeit t13 bis Steuerzeit t14), während der der Stromwert allmählich erhöht wird, eine Zeit (von Steuerzeit t14 bis Steuerzeit t15), während der der Stromwert 13 für das zweite Stromanlegen aufrechterhalten wird, und eine Zeit (Steuerzeit t15 bis Steuerzeit t16), während der der Stromwert allmählich gesenkt wird, miteinander verglichen werden, ist ferner die Zeit, während der der Stromwert 13 für das zweite Stromanlegen beibehalten wird, am längsten, und die Zeit, während der der Stromwert allmählich erhöht wird, am kürzesten.
Nachdem der Stromwert auf null zurückgeführt wird, wird der Zustand, in dem der zweite Schweißpunkt WP2 der Schweißmaterialien W1, W2 sandwichartig zwischen dem oberen Plättchen 2 und dem unteren Plättchen 3 aufgenommen wird, nur für eine vorgegebene Zeit beibehalten (von Steuerzeit t16 bis Steuerzeit t17) und danach wird dieser Klemmzustand gelöst (Steuerzeit t17). Indem die Schweißmaterialien W1, W2 zwischen den Plättchen 2, 3 nur für die vorgegebene Zeit, nachdem der Stromwert auf null zurückgeführt wurde, sandwichartig aufgenommen werden, ist es möglich, ein Auftreten eines Gaseinschlusses in der Schweißlinse N2 zu begrenzen.
Auch in diesem Fall werden eine Zeit (von Steuerzeit t10 bis Steuerzeit t11), während der der Klemmzustand beibehalten wird, bevor das erste Stromanlegen gestartet wird, eine Zeit (von Steuerzeit t11 bis Steuerzeit t12), während der das erste Stromanlegen fortgesetzt wird, die Abkühlzeit (von Steuerzeit t12 bis Steuerzeit t13) und eine Zeit (von Steuerzeit t16 bis Steuerzeit t17), während der der Klemmzustand beibehalten wird, nachdem das zweite Stromanlegen abgeschlossen ist, auf die gleiche Zeitspanne eingestellt. Ferner wird eine Zeit (von Steuerzeit t13 bis Steuerzeit t16), während der das zweite Stromanlegen fortgesetzt wird, länger eingestellt als diese Zeiten. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind jeweilige Zeiten (von Steuerzeit t13 bis Steuerzeit t14, von Steuerzeit t14 bis Steuerzeit t15 und von Steuerzeit t15 bis Steuerzeit t16) bei dem zweiten Stromanlegen des Widerstandspunktschweißens an dem zweiten Schweißpunkt WP2 dieselben wie die jeweiligen Zeiten (von Steuerzeit t3 bis Steuerzeit t4, von Steuerzeit t4 bis Steuerzeit t5 und von Steuerzeit t5 bis Steuerzeit t6) bei dem zweiten Stromanlegen des Widerstandspunktschweißens an dem ersten Schweißpunkt WP1.
Aufgrund des Widerstandspunktschweißens an dem zweiten Schweißpunkt WP2, wird die Schweißlinse N2 mit dem Solllinsendurchmesser an dem zweiten Schweißpunkt WP2 gebildet.
Bei Widerstandspunktschweißen an dem dritten Schweißpunkt WP3 wird ferner die Schweißlinse N3 mit dem Solllinsendurchmesser an dem dritten Schweißpunkt WP3 durch den gleichen Verlauf des Stromwerts gebildet, wie demjenigen bei Widerstandspunktschweißen an dem zweiten Schweißpunkt WP2.
Effekte der Ausführungsform
Wie oben beschrieben ist es bei der vorliegenden Ausführungsform möglich, eine Mehrzahl (in der vorliegenden Ausführungsform drei) Schweißlinsen N1, N2, N3 mit einem Solllinsendurchmesser auf nahe beieinander liegende Weise innerhalb eines vorgegebenen Bereichs nur durch Widerstandspunktschweißen auszubilden. Dies ermöglicht es, die Verbindungsfestigkeit eines Schweißabschnitts zu erhöhen, ohne ein Vergrößern einer Schweißvorrichtung zu verursachen. Zum Beispiel in einem Fall, in dem das Punktschweißverfahren auf ein Verbinden zwischen Fahrzeugkarosserieteilen eines Automobils angewendet wird, können Schweißabschnitte, die diskontinuierlich entlang einem Ausrichtungsteil zwischen den Fahrzeugkarosserieteilen gebildet sind, jeweils als Schweißpunktgruppe ausgestaltet werden, wodurch es möglich wird, eine Steifigkeit einer Fahrzeugkarosserie zu erhöhen und eine Lastabsorbierungsleistung zur Zeit einer Fahrzeugkollision zu verbessern.
Ferner ist der Schweißabschnitt als Schweißpunktgruppe gebildet, sodass die Verbindungsfestigkeit des Schweißabschnitts hoch ist. In einem Fall, in dem die Schweißmaterialien W1, W2 über eine Mehrzahl Schweißabschnitte verbunden werden, kann dementsprechend eine Verbindungsfestigkeit zwischen den Schweißmaterialien W1, W2 aufrechterhalten werden, während eine Intervallgröße zwischen zueinander benachbarten Schweißabschnitten groß gestaltet wird. Das heißt, die Intervallgröße zwischen den zueinander benachbarten Schweißabschnitten kann im Vergleich zu dem im Stand der Technik verwendeten Punktschweißen vergrößert werden. Diesbezüglich ist es selbst in einem Fall von Schweißmaterialien W1, W2, in dem ein flacher Abschnitt, der als Schweißabschnitt nutzbar ist, klein ist, möglich, eine hohe Verbindungsfestigkeit zwischen den Schweißmaterialien W1, W2 sicherzustellen.
Ferner, wie oben beschrieben, wird das erste Stromanlegen (ein vorläufiges Stromanlegen) an den Schweißpunkten WP1, WP2, WP3 vor dem zweiten Stromanlegen (einem Stromanlegen zur Ausbildung der Schweißlinsen N1, N2, N3) durchgeführt, und daher werden die Schweißmaterialien W1, W2 erwärmt, sodass die erwärmten Materialien W1, W2 weich werden, wodurch es möglich ist, den Spalt zwischen den Schweißmaterialien W1, W2 beinahe zu beseitigen. Folglich ist es möglich, Werkstoffauspressung und Oberflächengrat zu begrenzen, welche leicht auftreten, wenn Punktschweißen in einem Zustand durchgeführt wird, in dem eine Berührungsfläche zwischen den Schweißmaterialien W1, W2 klein ist, wodurch es möglich ist, eine Zuverlässigkeit zu erhöhen, dass die Schweißlinsen N1, N2, N3 mit dem Solllinsendurchmesser zweckmäßig gebildet werden.
Da nur Widerstandspunktschweißen verwendet wird, werden ferner keine Probleme verursacht, die verursacht werden, wenn Laserpunktschweißen, Stanznieten (Self-Piercing Riveting, SPR) oder Flow-Drill- bzw. Fließlochform-Schrauben (FDS) verwendet wird. Das heißt, es ist möglich, Fehler, wie beispielsweise eine Abnahme der Schweißnahtdicke, Risse und eine Perforation einer Schmelzzone, die zusammen mit dem Auftreten von Schweißspritzern verursacht werden, wenn Laserpunktschweißen verwendet wird, zu verhindern. Ferner ist es möglich, Nachteile zu vermeiden, wie beispielsweise ein Betriebskostenanstieg und einen Zykluszeitanstieg, die verursacht werden, wenn SPR und FDS verwendet werden.
Ergebnis Verbindungsfestigkeitsprüfung
Als nächstes wird ein Ergebnis eines Verbindungsfestigkeitsprüfung beschrieben, die durchgeführt wird, um die oben beschriebenen Effekte zu überprüfen. Die Verbindungsfestigkeitsprüfung wurde so durchgeführt, dass eine Last in einer Scherrichtung auf einen Schweißabschnitt der Schweißmaterialien W1, W2 aufgebracht wurde, welche durch das Widerstandspunktschweißverfahren der obigen Ausführungsform verbunden wurden, und von Schweißmaterialien, die durch ein Widerstandspunktschweißverfahren aus dem Stand der Technik verbunden wurden, und ein Hubweg bzw. Hub in Scherrichtung vor und nach Bruch des Schweißabschnitts gemessen wurde. Es ist zu beachten, dass bei den Schweißmaterialien, die durch das Widerstandspunktschweißverfahren aus dem Stand der Technik wie hier verwendet verbunden wurden, nur ein Schweißpunkt ausgebildet ist und eine Schweißlinse mit einem vorgegebenen Schweißlinsendurchmesser (der im Allgemeinen einem Schweißlinsendurchmesser einer Schweißlinse in der obigen Ausführungsform entspricht) an diesem Schweißpunkt gebildet wird.
6 ist eine Ansicht, die das Ergebnis der Verbindungsfestigkeitsprüfung darstellt und eine Volllinie in der Figur kennzeichnet eine Beziehung zwischen dem Hub und der Verbindungsfestig der Schweißmaterialien W1, W2, die durch das Widerstandspunktschweißverfahren der obigen Ausführungsform verbunden wurden. Ferner kennzeichnet eine Strichlinie in der Figur eine Beziehung zwischen dem Hub und der Verbindungsfestigkeit der Schweißmaterialien, die durch das Widerstandspunktschweißverfahren aus dem Stand der Technik verbunden wurden.
Wie aus 6 ersichtlich ist, konnte bestätigt werden, dass die Schweißmaterialien W1, W2 in der obigen Ausführungsform eine wesentlich erhöhte Verbindungsfestigkeit im Vergleich zu den Schweißmaterialien aus dem Stand der Technik aufweisen (bei dieser Verbindungsfestigkeitsprüfung war die Verbindungsfestigkeit der obigen Ausführungsform etwa drei Mal höher als diejenige aus dem Stand der Technik).
Optimale Platzierung der Schweißlinse
Als nächstes wird eine bevorzugte Platzierung der Schweißlinsen N1, N2, N3 beschrieben.
Als Platzierung der Schweißlinsen N1, N2, N3 werden die nachfolgenden Fälle betrachtet: ein Fall, in dem die Nahtabstandsgröße von Schweißlinse zu Schweißlinse (Abstände zwischen Zentralpositionen der Schweißpunkte WP1, WP2, WP3; in 4B ein Maß P) definiert ist; und ein Nahtabstandsverhältnis P/d von Schweißlinse zu Schweißlinse, der ein Verhältnis des Nahtabstandsgröße P von Schweißlinse zu Schweißlinse zu einem Schweißlinsendurchmesser ist (in 4B ein Maß d), definiert ist.
7A ist eine Ansicht, die ein experimentelles Messergebnis einer Beziehung zwischen der Nahtabstandsgröße P von Schweißlinse zu Schweißlinse und der Verbindungsfestigkeit eines Verbindungsabschnitts darstellt, wenn die Nahtabstandsgröße P von Schweißlinse zu Schweißlinse verändert wird, und 7B ist eine Ansicht, die ein experimentelles Messergebnis einer Beziehung zwischen dem Nahtabstandsverhältnis P/d von Schweißlinse zu Schweißlinse und der Verbindungsfestigkeit eines Verbindungsabschnitts darstellt, wenn das Nahtabstandsverhältnis P/d von Schweißlinse zu Schweißlinse verändert wird. Bei diesen Figuren kennzeichnet eine Volllinie einen Fall, in dem der Schweißlinsendurchmesser relativ groß eingestellt ist (ein Fall, in dem der Schweißlinsendurchmesser d1 ist; z. B. 8,0 mm), und eine Strichlinie kennzeichnet einen Fall, in dem der Schweißlinsendurchmesser relativ klein eingestellt ist (ein Fall, in dem der Schweißlinsendurchmesser d2 ist; z. B. 5,0 mm).
Wie in 7A dargestellt, wird in einem Fall, in dem die Nahtabstandsgröße P von Schweißlinse zu Schweißlinse verändert wird, wenn der Schweißlinsendurchmesser verändert wird, ein Wert des Nahtabstandsgröße P von Schweißlinse zu Schweißlinse, an dem die Verbindungsfestigkeit am höchsten ist, ebenfalls verändert. Insbesondere beträgt die Nahtabstandsgröße von Schweißlinse zu Schweißlinse, bei der die Verbindungsfestigkeit am höchsten ist, in einem Fall, in dem der Schweißlinsendurchmesser d1 ist, etwa 13 mm, und in einem Fall, in dem der Schweißlinsendurchmesser d2 ist, beträgt die Nahtabstandsgröße von Schweißlinse zu Schweißlinse, bei der die Verbindungsfestigkeit am höchsten ist, etwa 8 mm.
In einem Fall dagegen, wie in 7B dargestellt, in dem das Nahtabstandsverhältnis P/d von Schweißlinse zu Schweißlinse verändert wird, weist das Nahtabstandsverhältnis P/d von Schweißlinse zu Schweißlinse, an dem die Verbindungsfestigkeit am höchsten ist, im Allgemeinen denselben Wert auf, selbst falls der Schweißlinsendurchmesser verändert wird. Das heißt, sowohl in dem Fall, in dem der Schweißlinsendurchmesser d1 ist, als auch in dem Fall, in dem der Schweißlinsendurchmesser d2 ist, ist das Nahtabstandsverhältnis von Schweißlinse zu Schweißlinse, bei dem die Verbindungsfestigkeit am höchsten ist, etwa 1,6.
Aus diesem Grund ist es als bevorzugte Platzierung der Schweißlinsen N1, N2, N3 effektiv, die Schweißlinsen N1, N2, N3 basierend auf dem Nahtabstandsverhältnis P/d von Schweißlinse zu Schweißlinse zu platzieren, da eine hohe Verbindungsfestigkeit erzielt werden kann, ohne den Schweißlinsendurchmesser zu berücksichtigen.
Zum Beispiel in einem Fall, in dem eine Verbindungsfestigkeit von A oder mehr in 7B als Verbindungsfestigkeit erforderlich ist, sollte das Nahtabstandsverhältnis P/d von Schweißlinse zu Schweißlinse auf einen Bereich von 0,5 bis 2,5 eingestellt werden. Um die höchste Verbindungsfestigkeit zu erzielen sollte das Nahtabstandsverhältnis P/d von Schweißlinse zu Schweißlinse ferner auf einen Bereich von 1,6 bis 1,7 eingestellt werden.
Basierend auf dem Vorstehenden wird bei der obigen Ausführungsform der Nahtabstandsverhältnis P/d von Schweißlinse zu Schweißlinse vorzugsweise auf 0,5 bis 2,5 eingestellt, insbesondere vorzugsweise 1,6 bis 1,7.
Abwandlung 1
Als nächstes wird Abwandlung 1 beschrieben. Die vorliegende Abwandlung unterscheidet sich von der obigen Ausführungsform hinsichtlich der Anzahl an Schweißpunkten. Andere Konfigurationen und ein Schweißverfahren der vorliegenden Abwandlung ähneln denen der obigen Ausführungsform.
8A ist eine Ansicht, die 4B entspricht, in einem Fall, in dem zwei Schweißpunkte WP1, WP2 ausgebildet sind.
Selbst in diesem Fall wird bei dem zweiten Stromanlegen ein Stromwert an dem zweiten Schweißpunkt WP2 höher eingestellt als ein Stromwert bei dem ersten Stromanlegen an dem ersten Schweißpunkt WP1.
Abwandlung 2
Als nächstes wird Abwandlung 2 beschrieben. Die vorliegende Abwandlung unterscheidet sich ebenfalls von der obigen Ausführungsform hinsichtlich der Anzahl an Schweißpunkten. Andere Konfigurationen und ein Schweißverfahren der vorliegenden Abwandlung ähneln denen der obigen Ausführungsform.
8B ist eine Ansicht, die 4B entspricht, in einem Fall, in dem vier Schweißpunkte WP1, WP2, WP3, WP4 ausgebildet sind.
Selbst in diesem Fall werden bei dem zweiten Stromanlegen Stromwerte an dem zweiten Schweißpunkt WP2, dem dritten Schweißpunkt WP3 und dem vierten Schweißpunkt WP4 höher eingestellt als ein Stromwert an dem ersten Schweißpunkt WP1.
Abwandlung 3
Als nächstes wird Abwandlung 3 beschrieben. Die vorliegende Abwandlung behandelt einen Fall, in dem die Anzahl an Schweißpunkten drei beträgt, ähnlich wie bei der obigen Ausführungsform, und die Schweißpunkte WP1, WP2, WP3 in ungleichen Intervallen ausgebildet sind. Beispiel für eine solche Platzierung sind Platzierungen der Schweißpunkte WP1, WP2, WP3 wie in den 9A und 9B dargestellt.
In diesem Fall wird Widerstandspunktschweißen an den Schweißpunkten WP1, WP2, WP3 vorzugsweise in der nachfolgenden Reihenfolge durchgeführt. Das heißt, Schweißen wird zuerst an den Schweißpunkten WP1, WP2 durchgeführt, die an Positionen ausgebildet sind, zwischen denen die Nahtabstandsgröße von Schweißlinse zu Schweißlinse kurz ist, und schließlich wird ein Schweißen an dem Schweißpunkt WP3 durchgeführt, der an einer Position mit einer langen Nahtabstandsgröße von Schweißlinse zu Schweißlinse von den Schweißpunkten WP1, WP2 ausgebildet ist. Das heißt, in 9A ist die Nahtabstandsgröße von Schweißlinse zu Schweißlinse zwischen dem zweiten Schweißpunkt WP2 und dem dritten Schweißpunkt WP3 lang und daher wird ein Schweißen nacheinander an dem ersten Schweißpunkt WP1 und dem zweiten Schweißpunkt WP2 durchgeführt, und danach wird schließlich ein Schweißen an dem dritten Schweißpunkt WP3 durchgeführt. Dies gilt auch für die 9B. Dies soll ein Aufteilen des Schweißstroms so weit wie möglich verhindern, indem der Schweißpunkt (der dritte Schweißpunkt WP3) schließlich einem Schweißen an einer Position unterzogen wird, die von den anderen Schweißpunkten beabstandet ist, wodurch erforderliche Stromwerte bei dem zweiten Stromanlegen zum Schweißen der Schweißpunkte WP1, WP2, WP3 reduziert werden und eine Reduzierung des Leistungsverbrauchs erzielt wird.
Weitere Ausführungsformen
Es ist zu beachten, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die Ausführungsform und die Abwandlungen beschränkt ist, sondern alle Abwandlungen und Anwendungen umfassen kann, die innerhalb der Ansprüche und einem den Ansprüchen entsprechenden Umfang angefertigt werden.
Zum Beispiel behandeln die obige Ausführungsform und die Abwandlungen einen Fall, in dem die Erfindung als Widerstandspunktschweißverfahren zum Schweißen zweier Plattenmaterialien aus Aluminium angewendet wird. Allerdings ist die Erfindung nicht auf diese Konfiguration beschränkt und ist auch als Widerstandspunktschweißverfahren für das Schweißen von drei oder mehr Plattenmaterialien anwendbar. Ferner ist ein Material eines Plattenmaterials, bei dem das Widerstandspunktschweißverfahren der Erfindung anwendbar ist, nicht auf Aluminium beschränkt, sondern es kann Eisen, Magnesium, Titan, Kupfer oder dergleichen sein. Ferner ist die Erfindung auch auf Metalle unterschiedlicher Arten anwendbar.
Ferner wird das erste Stromanlegen bei der Ausführungsform und den Abwandlungen vor dem zweiten Stromanlegen durchgeführt. Allerdings ist die Erfindung nicht darauf beschränkt und ein Stromanlegen (das dem zweiten Stromanlegen in der Ausführungsform und den Abwandlungen entspricht) zur Ausbildung einer Schweißlinse kann durchgeführt werden, ohne das erste Stromanlegen durchzuführen. Ein solches Schweißverfahren kann insbesondere bei einem Schweißmaterial (z. B. Stahlblech) angewendet werden, das aus einem Material besteht, bei dem Werkstoffauspressung und Oberflächengrat kaum auftritt.
Ferner wird bei der obigen Ausführungsform und den Abwandlungen derselbe Wert als zweite Stromwerte bei dem Widerstandspunktschweißen eingesetzt, das nach dem Widerstandspunktschweißen an dem zweiten Schweißpunkt WP2 durchgeführt wird. Allerdings ist die Erfindung nicht darauf beschränkt und es können unterschiedliche zweite Stromwerte so eingestellt werden, dass sie jeweils Schweißlinsen mit dem Solllinsendurchmesser ausbilden.
Die Erfindung ist auf ein Widerstandspunktschweißverfahren zum Schweißen von Plattenmaterialien aus Aluminium anwendbar.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2016196015 [0004]
JP 2016196015 A [0004, 0005]

Claims

Widerstandspunktschweißverfahren, aufweisend ein sandwichartiges Aufnehmen einer Mehrzahl aufeinandergelegter Metallplatten (W1, W2) zwischen einem Paar Elektroden (2, 3) und ein aufeinanderfolgendes Durchführen von Widerstandspunktschweißen an einer Mehrzahl auf den Metallplatten (W1, W2) nahe beieinander liegenden Schweißpunkten (WP1, WP2, WP3), indem ein Stromanlegen zwischen den Elektroden (2, 3) durchgeführt wird, sodass die Metallplatten (W1, W2) miteinander verbunden werden, wobei ein Schweißstromwert (13) zur Ausbildung einer Schweißlinse (N2, N3) an einem Schweißpunkt (WP2, WP3), der von den Schweißpunkten (WP1, WP2, WP3) als zweites oder später dem Widerstandspunktschweißen unterzogen wird, höher eingestellt wird als ein erster Schweißstromwert (12) zur Ausbildung einer ersten Schweißlinse (N1) an einem ersten Schweißpunkt (WP1), der von den Schweißpunkten (WP1, WP2, WP3) als erstes dem Widerstandspunktschweißen unterzogen wird.
Widerstandspunktschweißverfahren nach Anspruch 1, ferner aufweisend ein Durchführen eines vorläufigen Stromanlegens an den Schweißpunkten (WP1, WP2, WP3) vor Anlegen eines Schweißstroms an den Schweißpunkten (WP1, WP2, WP3), um die erste Schweißlinse (N1) und die Schweißlinse (N2, N3) auszubilden, wobei ein Stromwert (I1) bei dem vorläufigen Stromanlegen einen niedrigeren Wert beträgt als der erste Schweißstromwert (12) und der Schweißstromwert (13), und bei dem vorläufigen Stromanlegen ein gleicher Stromwert für die Schweißpunkte (WP1, WP2, WP3) als Stromwert (II) eingestellt wird.
Widerstandspunktschweißverfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Schweißstromwert (13) auf einen um 10 % bis 50 % höheren Wert als der erste Schweißstromwert (12) eingestellt wird.
Widerstandspunktschweißverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei, je kürzer ein Abstand zwischen den Schweißpunkten (WP1, WP2, WP3) ist, desto höher ein Verhältnis des Schweißstromwerts (13) zu dem ersten Schweißstromwert (12) eingestellt wird.
Widerstandspunktschweißverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Schweißpunkte (WP1, WP2, WP3) an Positionen platziert werden, wo ein Verhältnis eines Abstands (P) zwischen einer Zentralposition des ersten Schweißpunkts (WP1) und einer Zentralposition des Schweißpunkts (WP2, WP3) zu einem Durchmesser der ersten Schweißlinse (N1) oder einem Durchmesser (d) der Schweißlinse (N2, N3) 0,5 bis 2,5 beträgt.
Widerstandspunktschweißverfahren nach Anspruch 5, wobei die Schweißpunkte (WP1, WP2, WP3) an Positionen platziert werden, wo das Verhältnis des Abstands (P) zwischen den Zentralpositionen des ersten Schweißpunkts (WP1) und des Schweißpunkts (WP2, WP3) zu dem Durchmesser (d) der ersten Schweißlinse (N1) oder der Schweißlinse (N2, N3) 1,6 bis 1,7 beträgt.
Widerstandspunktschweißverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei, wenn das Stromanlegen zwischen den Elektroden (2, 3) durchgeführt wird, ein Stromwert des Stromanlegens allmählich erhöht wird, um ihn auf den ersten Schweißstromwert (12) oder den Schweißstromwert (13) einzustellen.
Widerstandspunktschweißverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner aufweisend das Beibehalten eines Klemmzustands, in dem die Metallplatten (W1, W2) zwischen den Elektroden (2, 3) sandwichartig aufgenommen sind, über eine vorgegebene Zeit, nachdem ein Stromwert des Stromanlegens von dem ersten Schweißstromwert (12) oder dem Schweißstromwert (13) auf null zurückgeführt wurde, und anschließendes Lösen des Klemmzustands.
Widerstandspunktschweißverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei: die Schweißpunkte (WP1, WP2, WP3) einen zweiten Schweißpunkt (WP2) und einen dritten Schweißpunkt (WP3) umfassen; und ein Abstand zwischen einer Zentralposition des ersten Schweißpunkts (WP1) und einer Zentralposition des zweiten Schweißpunkts (WP2), ein Abstand zwischen der Zentralposition des ersten Schweißpunkts (WP1) und einer Zentralposition des dritten Schweißpunkts (WP3), sowie ein Abstand zwischen der Zentralposition des zweiten Schweißpunkts (WP2) und der Zentralposition des dritten Schweißpunkts (WP3) gleich sind.
Widerstandspunktschweißverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei: die Schweißpunkte (WP1, WP2, WP3) einen zweiten Schweißpunkt (WP2) und einen dritten Schweißpunkt (WP3) umfassen; und sich ein Abstand zwischen einer Zentralposition des ersten Schweißpunkts (WP1) und einer Zentralposition des dritten Schweißpunkts (WP3) von einem Abstand zwischen einer Zentralposition des zweiten Schweißpunkts (WP2) und der Zentralposition des dritten Schweißpunkts (WP3) unterscheidet.
Widerstandspunktschweißverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei: die Schweißpunkte (WP1, WP2, WP3) einen zweiten Schweißpunkt (WP2) und einen dritten Schweißpunkt (WP3) umfassen; und sich ein zweiter Schweißstromwert zur Ausbildung einer zweiten Schweißlinse (N2) an dem zweiten Schweißpunkt (WP2), der als zweites dem Widerstandspunktschweißen unterzogen wird, von einem dritten Schweißstromwert zur Ausbildung einer dritten Schweißlinse (N3) an dem dritten Schweißpunkt (WP3), der dem Widerstandspunktschweißen als drittes unterzogen wird, unterscheidet.