电阻点焊方法技术

本发明专利技术的目的在于提供一种即使焊接条件为特殊的情况下，也能够没有通电时间的增加或分散的发生地得到适当的直径的电阻点焊方法。本发明专利技术是将通电模式分割成两级以上的多级步骤而进行测试焊接及正式焊接的电阻点焊方法，在测试焊接中，对于每个步骤以不同的电流值的恒流进行通电，将每单位体积的瞬时发热量的时间变化及每单位体积的累积发热量存储作为目标值，在正式焊接中，在任一步骤中，在每单位体积的瞬时发热量的时间变化量从测试焊接的实际成绩偏离时，以在该步骤的剩余的通电时间内对该偏差进行补偿的方式控制通电量，在测试焊接中，设第一步骤的电流值为Ia、第二步骤以后的电流值为Ix时，满足0.3×Ix≤Ia<Ix的关系。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电阻点焊方法，尤其是使用适应控制焊接而能够形成适当的熔核的方法。
技术介绍
通常，在重合的钢板彼此的接合中，使用作为重叠电阻焊接法的一种的电阻点焊法。该焊接法是从上下利用一对电极对重合的两张以上的钢板进行夹持、加压，并将高焊接电流向上下电极间进行短时间通电来进行接合的方法。利用通过使高焊接电流流过而产生的电阻发热，能得到点状的焊接部。该点状的焊接部称为熔核，在电流向重合的钢板流过时，在钢板的接触部位处，两钢板熔融，形成凝固的部分，由此钢板彼此呈点状地接合。为了得到良好的焊接部品质，熔核直径以适当的范围形成的情况至关重要。熔核直径根据焊接电流、通电时间、电极形状及加压力等焊接条件来确定。因此，为了形成适当的熔核直径，需要根据被焊接件的材质、板厚及重叠张数等被焊接件条件来适当地设定上述的焊接条件。例如，在汽车的制造时，每一台实施几千点的点焊，而且需要将不断流过来的被处理件(工件)焊接。此时，若各焊接部位的被焊接件的材质、板厚及重叠张数等被焊接件条件相同，则在焊接电流、通电时间及加压力等焊接条件也相同的条件下能够得到相同的熔核直径。然而，在连续的焊接中，伴随着进行多次焊接而电极的被焊接件接触面逐渐磨损，电极与被焊接件的接触面积逐渐变宽。这样接触面积变宽的状态下，若流过与初次的焊接时相同的值的焊接电流，则被焊接件中的电流密度下降，焊接部的温度上升降低，因此熔核直径变小。因此，每当几百～几千点的焊接时，进行电极的研磨或更换，只不过是电极的前端直径扩大。此外，以往使用的是具备如下功能的电阻焊接装置：在进行了预先确定的次数的焊接之后使焊接电流值增加，对于与电极的磨损相伴的电流密度的下降进行补偿的功能(步进功能)。为了使用该步进功能，需要预先适当地设定上述的焊接电流变化模式。然而，为此，需要根据试验等来导出与许多的被焊接件条件及焊接条件对应的焊接电流变化模式，这需要较多的时间和成本。而且，在实际的施工中，电极磨损的进展状态存在偏差，因此预先确定的焊接电流变化模式无法说是始终适当。此外，在焊接时存在干扰的情况下，例如，在焊接的点的附近存在已经焊接的点(已焊接点)的情况、被焊接件的表面凹凸大且在焊接的点的附近存在被焊接件彼此的接触点的情况等，在焊接时，电流向已焊接点、接触点进行分流。在这样的状态下，即便以规定的条件进行焊接，电极正下方的要焊接的位置处的电流密度也会下降，因此仍然无法得到所需的直径的熔核。为了对该发热量不足进行补偿并得到所需的直径的熔核，而需要预先设定高的焊接电流。作为解决上述的问题的方案，提出了以下所述的技术。例如，在专利文献1中记载了如下的电阻焊接机的控制装置：将推算出的焊接部的温度分布与目标熔核进行比较来控制焊接机的输出，由此得到设定的熔核。而且，在专利文献2中记载了如下的电阻焊接机的焊接条件控制方法：检测焊接电流与芯片间电压，利用热传导计算进行焊接部的模拟，并推定熔核的形成状态，由此进行良好的焊接。此外，在专利文献3中记载了如下所述的焊接系统：根据被焊接物的板厚和通电时间，计算能够将该被焊接物良好地焊接的每单位体积的累积发热量，并进行调整成产生所计算的每单位体积/单位时间的发热量的焊接电流或电压的处理。通过使用该焊接系统，无论被焊接物的种类或电极的磨损状态如何都能够进行良好的焊接。然而，在专利文献1及2记载的电阻点焊方法中，基于热传导模型(热传导模拟)等来推定熔核的温度，因此需要复杂的计算处理。这存在不仅焊接控制装置的结构变得复杂而且焊接控制装置自身变得高价的问题。而且，在专利文献3中记载的电阻点焊方法中，以累积发热量为目标值来控制焊接电流或电压，由此无论电极的磨损情况如何都能够始终进行良好的焊接。然而，在设定的被焊接件条件与实际的被焊接件条件差异较大的情况，例如，在附近存在前述的已焊接点等的干扰的情况、发热量的时间变化模式在短时间内较大地变化的情况、将单位面积重量多的熔融镀锌钢板进行焊接的情况等，利用该焊接方法的话，适应控制无法准确。由此，即便最终的累积发热量与目标值一致，也会产生发热的方式，即焊接部的热量模式(温度的时间变化)从得到了成为目标的良好的焊接部的热量模式偏离的情况。这种情况下，无法得到所需的熔核直径，或者产生分散。例如，在分流的影响大的情况下，若要使累积发热量与目标值一致，则不是钢板-钢板间而是电极/钢板间附近的发热变得显著，容易产生从钢板表面的分散。此外，专利文献1～3的技术都对于电极前端磨损的情况的变化有效，但是关于与已焊接点的距离短的情况等分流的影响大的情况，未进行任何研究，存在实际上适应控制未工作的情况。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开平9-216071号公报专利文献2：日本特开平10-94883号公报专利文献3：日本特开平11-33743号公报专利文献4：日本特愿2013-047180号说明书
技术实现思路
专利技术要解决的课题作为解决上述的问题的技术，专利技术者们先开发了“一种电阻点焊方法，是利用一对电极对重合多张金属板而形成的被焊接件进行夹持、加压并通电而进行接合的电阻点焊方法，其特征在于，所述电阻点焊方法具有将通电模式分割成两级以上的多级步骤而实施焊接的测试焊接工序和正式焊接工序，在所述测试工序中，对于每个步骤以规定的电流值的恒流进行通电，将根据形成适当的熔核时的电极间的电特性而算出的每单位体积的瞬时发热量的时间变化及每单位体积的累积发热量作为目标值存储，接下来，在所述正式焊接中，以在该测试焊接中得到的每单位体积的瞬时发热量的时间变化曲线为基准而开始焊接，在所述正式焊接的任一步骤中，在每单位体积的瞬时发热量的时间变化量从作为基准的所述时间变化曲线偏离时，以在该步骤的剩余的通电时间内对该偏差进行补偿的方式控制通电量，使正式焊接的每单位体积的累积发热量与在测试焊接中预先求出的每单位体积的累积发热量一致。”，并在专利文献4中提出了专利申请。利用上述专利文献4公开的技术，即使在电极前端磨损或存在干扰的情况下，也能够得到良好的直径的熔核。然而，在焊接条件特殊的情况，例如，需要确保特别大的熔核直径的情况、已焊接点存在于焊接点的附近或已焊接点在焊接点的周围存在多个的情况下，有时电极附近的发热变得过大而发生分散，或者得不到满意的直径的熔核。本专利技术有利地解决上述的问题，其目的在于提供一种即使在焊接条件为上述那样的特殊的情况下，也能没有通电时间的增加或分散的发生而得到适当的直径的熔核的电阻点焊方法。用于解决课题的方案专利技术者们为了实现上述的目的而反复进行了仔细研究。如前所述，在电极前端磨损的情况或存在干扰的情况下，即便使累积发热量与目标值一致，有时发热的方式即焊接部的热量模式也会与得到成为目标的良好的焊接部的状态的焊接部的热量模式不同。此时，得不到所需的熔核直径，或者发生分散。电阻点焊前及焊接初期是焊接的点的钢板间的电阻高且无法确保通电路径的状态。因此，在该状态下，当存在干扰等分流的影响大时，若使累积发热量与目标值一致，则在无法确保钢板间的通电路径的状态下，电流值较大地增加，因此不是钢板-钢板间而是电极-钢板间附近的发热变得显著。其结果是，发热方式与测试焊接时的发热方式相差较大。立足于这些观点而进一步反复研究的结果是，得到了如下的见解：在测试焊接时，使在电极正下方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电阻点焊方法，是利用一对电极对重合多张金属板而形成的被焊接件进行夹持、加压并通电而进行接合的电阻点焊方法，所述电阻点焊方法的特征在于，所述电阻点焊方法具有将通电模式分割成两级以上的多级步骤而实施焊接的测试焊接工序和正式焊接工序，在所述测试焊接中，对于每个步骤以不同的电流值的恒流进行通电，将根据形成适当的熔核时的电极间的电特性而算出的每单位体积的瞬时发热量的时间变化及每单位体积的累积发热量作为目标值存储，接下来，在所述正式焊接中，以在该测试焊接中得到的每单位体积的瞬时发热量的时间变化曲线为基准而开始焊接，在所述正式焊接的任一步骤中，在每单位体积的瞬时发热量的时间变化量从作为基准的所述时间变化曲线偏离时，以在该步骤的剩余的通电时间内对该偏差进行补偿的方式控制通电量，使正式焊接的每单位体积的累积发热量与在测试焊接中预先求出的每单位体积的累积发热量一致，在所述测试焊接中，将第一步骤的电流值设为Ia、将第二步骤以后的电流值设为Ix时，上述Ia、Ix满足下式0.3×Ix≤Ia<Ix的关系。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.27 JP 2013-2732461.一种电阻点焊方法，是利用一对电极对重合多张金属板而形成的被焊接件进行夹持、加压并通电而进行接合的电阻点焊方法，所述电阻点焊方法的特征在于，所述电阻点焊方法具有将通电模式分割成两级以上的多级步骤而实施焊接的测试焊接工序和正式焊接工序，在所述测试焊接中，对于每个步骤以不同的电流值的恒流进行通电，将根据形成适当的熔核时的电极间的电特性而算出的每单位体积的瞬时发热量的时间变化及每单位体积的累积发热量作为目标值存储，接下来，在所述正式焊接中，以在该测试焊接中得到的每单位体积的瞬时发热量...

【专利技术属性】
技术研发人员：泽西央海，冲田泰明，池田伦正，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP