电源装置、接合系统及通电加工方法制造方法及图纸

一种电源装置，是向将被加工件通电加工的通电加工装置供给输出电流的电源装置，具备：第1电源；磁能再生开关，接受从上述第1电源供给的电流，变换为上述输出电流；以及控制部，在上述通电加工装置进行的一次通电加工时间内，控制上述磁能再生开关，以使上述输出电流的通电频率包含相互不同的第1通电频率及第2通电频率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电源装置、接合系统及通电加工方法
本专利技术涉及电源装置、接合系统及通电加工方法。本申请基于2014年12月12日在日本提出的特愿2014－252141号和2014年12月12日在日本提出的特愿2014－252151号主张优先权，在此援引其全部内容。
技术介绍
例如，已知在汽车等的各种车辆、船舶、其他通常机械的组装及零件的安装等的工序、或制造各种零件等的工序中，对作为加工对象的零件进行通电加工处理。例如，在进行汽车等的各种车辆、船舶、其他通常机械的组装等的情况下，使用电阻点焊接的情况较多。电阻点焊接，是对板面被相互重叠的多片金属板彼此的重叠部(点部)的表侧及背侧，一边推压焊接电极一边通电，由此通过在点部发生的焦耳热使点部熔融然后凝固，从而将多个金属板间接合的方法。通常，在进行电阻点焊接时，进行将商用频率下的单相交流电流或来自电容器的放电电流经由变流器向焊接电极通电的操作。此外，也有将经过了变流器的电流整流而通电直流电流的情况。在这些情况下，由于流到点部中的电流是低频电流或直流电流，所以电流集中于点部的中心(电极与金属板的接触部)而电流大致均匀地流动。因而，如果考虑向点部(通电部)的周围的热流出，则金属板的通电部处的温度分布为通电区域的中心的温度最高、越是从该通电区域远离的位置温度越低的分布。在对如高强度钢板或较厚的钢板那样强度或刚性较高的金属板进行电阻点焊接的情况下，希望焊接接头的接头强度也变高。作为电阻点焊接的关联技术，已知有例如下述所示的各种文献。例如，在专利文献1中，公开了通过控制电流值、控制焊接部金属的温度履历来控制焊接金属的材质的技术。此外，在专利文献2中，公开了为了控制金属板的通电部处的发热分布、通过将从频率为50Hz的低频电源提供的电力和从频率为30kHz的高频电源提供的电力对2片钢板同时施加来控制回火区域的技术。此外，在专利文献3及专利文献7中，公开了磁能再生开关(MagneticEnergyRecoverySwitch。以后称作MERS)。此外，在将点部加热及使其熔融的过程中，由于(1)过大的焊接电流、(2)由于焊接电极产生的对金属板的加压力的不足、还有(3)点部的表面的脏污等的原因，发生称作飞溅(散落)的熔融金属的飞散物。通过飞溅的发生，不仅电阻点焊接时的作业性下降，而且有焊接接头的接头强度不足等焊接接头的品质下降情况。基于上述那样的背景，在专利文献4中，公开了在焊接金属棒对于金属板的加压力比基准加压力低的情况下提高上述加压力的技术。此外，作为控制上述加压力的技术，在专利文献5中，公开了通过使在焊接电极与压力检测器非接触时压力检测器输出的信号平均化而求出补偿值、在电阻点焊接时通过从压力检测器输出的信号减去上述补偿值来控制加压力的技术。此外，在专利文献6中，公开了在电阻点焊接中使加压力与焊接电流同步的技术。此外，将钢板彼此重叠并通过点焊接而形成的接头(以下称作“点焊接接头”)的机械特性，通过在将钢板剪切的方向上加载拉伸载荷而测量的拉伸剪切力(TSS：TensionShearStrength)、和在将钢板剥离的方向上加载拉伸载荷而测量的十字拉伸力(CTS：CrossTensionStrength)来评价。拉伸剪切力和十字拉伸力的测量方法由JISZ3136及JISZ3137规定。例如，在将拉伸强度为270～600MPa的2片钢板重叠而点焊接的情况下，由于焊接接头的CTS随着钢板强度的增加而增加，所以不易发生有关接头强度的问题。但是，在拉伸强度为750MPa以上的高强度钢板的情况下，即使钢板的拉伸强度增加，CTS也不增加或反而减小。通常，在高强度钢板的情况下，因变形能力的下降而向焊接部的应力集中变高，此外，由于在焊接部中有淬火而焊接部的韧性下降，因此CTS下降。因此，对于拉伸强度为750MPa以上的高强度钢板的点焊接接头，特别要求CTS的提高。为了使点焊接的CTS提高，对焊接部的应力集中缓和、焊接部的韧性提高是有效的，提出了各种技术。如果考虑CTS提高效果和构造部件的实际生产中的管理的容易度，则为了将应力集中的熔核的外周尺寸扩大，考虑将熔核的直径扩大是有效的。在专利文献8中，公开了将焊接变压器安装到焊接枪上、由同轴导体供电到点焊接点的高频点焊接机。该高频点焊接机具备频率变换装置，根据需要而改变频率，进行通过热处理的焊接部的改良，实现强度的提高。但是，仅通过热处理，熔核径不扩大，所以在提高CTS方面有极限。在专利文献9中，公开了使用高频电力进行点焊接、对点焊接后的区域实施加热处理的金属材料的焊接方法。但是，在该焊接方法中，也由于熔核径不扩大，所以在提高CTS方面有极限。此外，在上述专利文献2中，公开了对施加第1频率的电力而形成的焊接部施加比第1频率高的第2频率的电力、将焊接部的接合端部区域和外周部附近加热的焊接方法。但是，在该焊接方法中，也由于熔核径不扩大，所以在提高CTS方面有极限。在专利文献10中，公开了在点焊接方法中、当焊接部位从熔融状态转移为凝固组织时对焊接部位赋予机械振动、使焊接部的组织微细化的方法。但是，在该方法中，机械振动向熔融部的传输较少，焊接部的组织没有如预期那样微细化，有CTS的提高效果较小的问题。在非专利文献1中，公开了使用在单方的电极前端的中央部具有平滑的凹形的凹陷的点焊接用电极的点焊接方法。根据该点焊接方法，能够稳定地形成具有最低保证熔核径以上的直径的熔核。但是，通过设在点焊接用电极上的上述凹陷的存在，在有焊接机的轴的稍稍的偏差或倾斜的情况下，焊接作业变得不稳定，所以应用于实际生产较困难。在专利文献11中，公开了能够形成直径较大的熔核的点焊接用电极。但是，通过处于电极前端的圆筒状的中空部的存在，在焊接机的轴有稍稍的偏差或倾斜的情况下，焊接变得不稳定，所以应用于实际生产较困难。此外，在专利文献11中没有关于CTS的公开。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特许第5043236号公报专利文献2：国际公开第2011/013793号专利文献3：日本特许第3634982号公报专利文献4：日本特许第3180530号公报专利文献5：日本特许第3959302号公报专利文献6：日本特许第2721952号公报专利文献7：国际公开第2009/075366号专利文献8：日本特开昭60－255287号公报专利文献9：日本特开2010－082666号公报专利文献10：日本特开2011－194411号公报专利文献11：日本特开2010－131666号公报非专利文献非专利文献1：阿部博司、山口匠，“关于最低保证熔核径能够非破坏地检查的点焊接方法的基础性研究”(社团法人焊接学会，轻构造接合加工研究委员会，2006年1月20日)
技术实现思路
专利技术要解决的课题上述专利文献1所记载的技术是以以往的商用频率下的单相交流电流及直流电流为对象的，仅能进行关于以往的有效值的控制作为电流控制。此外，在专利文献2所记载的技术中，需要低频电源和高频电源的2个电源。因而，需要2个电源的控制，所以控制变得复杂，并且装置有可能大型化。此外，金属板的焊接部的适当的发热分布，根据焊接条件(焊接部的大小、材质、厚度、温度变化等)及要求特性(焊接金属组织、接头强度)，在实施一点的点焊接所需要的1秒以内的极短时间的期间中变化。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电源装置，向将被加工件通电加工的通电加工装置供给输出电流，其特征在于，具备：第1电源；磁能再生开关，接受从上述第1电源供给的电流，变换为上述输出电流；以及控制部，在上述通电加工装置进行的一次通电加工时间内，控制上述磁能再生开关，以使上述输出电流的通电频率包含相互不同的第1通电频率及第2通电频率。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.12 JP 2014-252141;2014.12.12 JP 2014-252151.一种电源装置，向将被加工件通电加工的通电加工装置供给输出电流，其特征在于，具备：第1电源；磁能再生开关，接受从上述第1电源供给的电流，变换为上述输出电流；以及控制部，在上述通电加工装置进行的一次通电加工时间内，控制上述磁能再生开关，以使上述输出电流的通电频率包含相互不同的第1通电频率及第2通电频率。2.如权利要求1所述的电源装置，其特征在于，上述一次通电加工时间为1秒以下。3.如权利要求1或2所述的电源装置，其特征在于，上述通电加工中的上述通电频率是由从上述磁能再生开关的输出端观察的上述通电加工装置侧的电感与上述磁能再生开关所具有的电容器的电容所决定的共振频率以下。4.如权利要求1～3中任一项所述的电源装置，其特征在于，上述磁能再生开关具有：电桥电路，将第1反向导通型半导体开关和第4反向导通型半导体开关以使开关断开时的导通方向为相互相反方向地串联配置在第1路径中，并且将第2反向导通型半导体开关和第3反向导通型半导体开关以使开关断开时的导通方向为相互相反方向地串联配置在第2路径中，并且上述第1反向导通型半导体开关和上述第3反向导通型半导体开关的开关断开时的导通方向相互相同；以及电容器，被连接在上述第1路径的区域中的上述第1反向导通型半导体开关与上述第4反向导通型半导体开关之间的区域、和上述第2路径的区域中的上述第2反向导通型半导体开关与上述第3反向导通型半导体开关之间的区域之间；并且，上述磁能再生开关被配置在上述第1电源与上述通电加工装置之间；上述控制部，控制上述第1反向导通型半导体开关及上述第3反向导通型半导体开关、和上述第2反向导通型半导体开关及上述第4反向导通型半导体开关的至少某一方的导通时间和断开时间，由此在上述一次通电加工时间内控制上述通电频率，或者，控制上述第1反向导通型半导体开关及上述第3反向导通型半导体开关、和上述第2反向导通型半导体开关及上述第4反向导通型半导体开关的至少某一方的导通时间、断开时间和从上述第1电源供给的电流，由此在上述一次通电加工时间内分别控制上述通电频率和上述输出电流的电流值。5.一种接合系统，其特征在于，具备：权...

【专利技术属性】
技术研发人员：渡边史德，福谷和彦，古迫诚司，若林千智，冈田徹，
申请(专利权)人：新日铁住金株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP