电阻点焊装置和电阻点焊方法制造方法及图纸

本发明专利技术的目的是得到无飞溅发生的适当直径的熔核。本发明专利技术中涉及一种电阻点焊装置，其将规定的被焊接材料接合起来，其中，该装置的构成中具备存储部、适应控制部和加压控制部，所述存储部将在正式焊接之前的试验焊接时的每单位体积的瞬时放热量的时间变化和每单位体积的累积放热量作为目标值而存储，正式焊接时在每单位体积的瞬时放热量的时间变化量偏离作为目标值存储的时间变化曲线的情况下，适应控制部控制通电中的电流值或电压值，使得其差异在剩余的通电时间内得到补偿从而使正式焊接中的每单位体积的累积放热量与作为目标值而存储的每单位体积的累积放热量一致；所述加压控制部控制对被焊接材料的加压。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种通过适应控制焊接技术能够形成适宜的熔核的电阻点焊装置。另外，本专利技术还涉及使用上述的电阻点焊装置进行焊接的电阻点焊方法。
技术介绍
一般而言，在叠合的钢板彼此的接合中，使用作为搭接电阻焊接法的一种的电阻点焊法。该焊接法是下述方法：用一对电极对叠合的2张以上的钢板从其上下进行夹持，一边加压，一边在上下电极间短时间通过高的焊接电流，从而进行接合；利用通过流通高的焊接电流而产生的电阻放热，而得到点状的焊接部。该点状的焊接部被称为熔核，是在叠合的钢板中流过电流时在钢板的接触处两钢板发生熔融并凝固的部分，利用该熔核，钢板彼此以点状接合。为了得到良好的焊接部品质，重要的是以适当的范围形成熔核径。熔核径根据焊接电流、通电时间、电极形状和加压等焊接条件而确定。因此，为了形成适当的熔核径，需要根据被焊接材料的材质、板厚和叠合张数等被焊接材料条件来适当地设定上述焊接条件。例如，在制造汽车时，需要对每一台实施数千点的点焊，而且需要对依次传递过来的被处理材(工件)进行焊接。此时，若各焊接处的被焊接材料的材质、板厚和叠合张数等被焊接材料条件相同，则焊接电流、通电时间和加压等焊接条件也可以在相同的条件下得到相同的熔核径。但是，在连续的焊接中，随着进行2次以上的焊接，电极的被焊接材料接触面逐渐磨耗，从而电极与被焊接材料的接触面积逐渐变宽。如此在接触面积变宽的状态下流通与初次焊接时相同的值的焊接电流时，被焊接材料中的电流密度降低、焊接部的温度升高变低，因此熔核径变小。因此，每进行数百～数千点的焊接就进行电极的研磨或更换，以使电极的前端径不会过于变大。此外，一直以来使用了具备下述功能的电阻焊接装置：在进行了预先设定的次数的焊接后通过增加焊接电流值来补偿伴随电极的磨耗所导致的电流密度的降低(步进功能)。在使用该步进功能时，需要预先适当地设定上述的焊接电流变化图案。但是，为此需要通过试验等来导出与大量的被焊接材料条件和焊接条件相对应的焊接电流变化图案，这需要大量的时间和成本。并且，在实际施工中，电极磨耗的进行状态存在偏差，因此，可以认为预先设定的焊接电流变化图案时常是不适合的。进而，在焊接时存在干扰时，例如在要焊接的点的附近已经存在进行了焊接的点(既焊接点)的情况中、被焊接材料的表面凹凸大且在要焊接的点的附近存在被焊接材料彼此的接触点的情况等中，焊接时电流在既焊接点和接触点发生分流。这样的状态下，即便以规定的条件进行焊接，电极正下方的欲焊接的位置的电流密度降低，因此，仍然得不到所需直径的熔核。为了补偿该放热量不足以得到所需直径的熔核，需要预先设定高的焊接电流。另外，由于表面凹凸和部件形状等而使焊接的点的周围被强烈地束缚的情况下，钢板间的板隙变大，从而钢板彼此的接触面积小，不能得到所需直径的熔核径，或者还有时会容易发生飞溅。为了解决上述的问题，提出了以下所述的技术方案。例如在专利文献1中记载了一种电阻焊接机的控制装置，其通过将推算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功率，从而来得到设定的熔核。另外，专利文献2中记载了一种电阻焊接机的焊接条件控制方法，其对焊接电流和芯片间电压进行检测，通过热传导计算来模拟焊接部，推定熔核的形成状态，从而进行良好的焊接。此外，专利文献3中记载了一种进行下述处理的焊接系统：根据被焊接物的板厚和通电时间，计算出能够良好地对该被焊接物进行焊接的每单位体积的累积放热量，调整为可产生计算出的每单位体积·单位时间的放热量的焊接电流或电压。此处记载了，通过利用该焊接系统，不依赖于被焊接物的种类和电极的磨耗状态就能够进行良好的焊接。专利文献4中记载了下述焊接方法：通电中每半循环通过演算求出电力与电流或电流的平方值的曲线，根据其推移来判定熔核的形成状态，调整以后的循环的电流值或加压，或者在该时刻切断电流。现有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：日本特开2004-58153号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题但是，在利用专利文献1记载的电阻焊接机的控制装置和专利文献2记载的电阻焊接机的焊接条件控制方法进行的电阻点焊中，基于热传导模型(热传导模拟)等推定熔核的温度，因此需要复杂的计算处理，从而具有下述问题：不仅焊接控制装置的构成变得复杂，而且焊接控制装置本身变得昂贵。另外，在利用专利文献3记载的焊接系统进行的电阻点焊中，将累积放热量控制为目标值，从而不管电极的磨耗情况如何，均可常常进行良好的焊接。但是，设定的被焊接材料条件与实际的被焊接材料条件有较大不同的情况下，例如附近存在上述的既焊接点或钢板间的板隙等干扰且其影响大时，即便能够使最终的累积放热量与目标值一致，也会产生下述情况：放热及通电的形态、即焊接部的温度分布和电流密度分布的时间变化较大偏离可得到良好的焊接部的目标图案。这样的情况下，得不到所需的熔核径，或者发生飞溅。例如，在要焊接的点的附近存在被焊接材料的接触点、且被焊接材料间的板隙大时，由于电极间电阻值增大，因而电流值降低，存在不能确保所需熔核径的问题。需要说明的是，在专利文献4的焊接方法中，对每半循环的电流的增加、减少过程的曲线形状的变化进行监视，因此，以交流电源下的焊接为前提，不能使用直流电源。此外，抑制飞溅发生的手段是调整电流值、加压、通电时间的任一种，但没有记载对各自进行调整的必然性。此外，针对电极前端发生磨耗的情况的变化，专利文献1～4中公开的技术全部是有效的，但是，关于与既焊接点的距离短、或者因为钢板间的凹凸而存在接触点等导致电流发生分流或板隙的影响大的情况，也没有任何研究，有时无法精确地进行上述的适应控制焊接。本专利技术的目的是提供一种电阻点焊装置的同时提供一种利用该焊接装置的电阻点焊方法，其可有利地解决上述问题，即便在焊接条件为上述条件那样的特殊情况下，也可得到无飞溅发生的适当直径的熔核。用于解决课题的手段本专利技术人为了实现上述目的反复进行了深入研究，结果得到了以下所述的技术思想。在利用适应控制焊接进行电阻点焊时，放热和通电的形态、即焊接部的温度分布和电流密度分布的时间变化有时较大偏离可得到良好的焊接部的目标图案，该情况下，得不到所需的熔核径，或发生飞溅。电阻点焊前和焊接初期，要焊接的点的钢板间的电阻高，处于不能确保通电径的状态。因此，例如在要焊接的点的附近存在被焊接材料的接触点、且被焊接材料间的板隙大时，产生向接触点的分流，要焊接的点的被焊接材料彼此的接触直径缩窄，因此，通过板的组合，有时电极间电阻值增大。由于该原因，导致装置被如下错误地认知：在要焊接的点的累积放热量过大。其结果，适应控制中的电流值减少，达不到所需的熔核径。或者，向接触点的分流量变大而电极间电阻值降低的情况下，在被焊接材料彼此的接触直径小的状态下电流值增大，飞溅发生的风险提高。此外，被焊接材料间的板隙即便小，在分流的影响大的情况下，若使正式焊接的累积放热量与试验焊接的累积放热量一致，则由于处于不能确保被焊接材料间的通电径的状态，因此电流值也会有较大增加。其结果，不是钢板-钢板间附近的放热显著，而是电极-钢板间附近的放热变得显著，在正式焊接与试验焊接中放热形态有较大不同。本专利技术人根本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电阻点焊装置，该电阻点焊装置用于通过一对电极夹持由多张金属板叠合而成的被焊接材料，并一边加压一边通电，从而将所述被焊接材料接合起来，其中，所述电阻点焊装置具备：存储部，其存储每单位体积的瞬时放热量的时间变化和每单位体积的累积放热量作为目标值，所述每单位体积的瞬时放热量的时间变化和每单位体积的累积放热量根据在正式焊接之前的试验焊接时的、通过恒流控制进行通电而形成适宜的熔核的情况下的电极间的电学特性而算出，以及适应控制部和加压控制部，在所述正式焊接时，将作为所述目标值而被存储的每单位体积的瞬时放热量的时间变化曲线作为基准开始焊接，在所述正式焊接的每单位体积的瞬时放热量的时间变化量偏离作为基准的所述时间变化曲线的情况下，所述适应控制部控制通电中的电流值或电压值，使得其差异在剩余的通电时间内得到补偿，从而使所述正式焊接中的每单位体积的累积放热量与作为所述目标值而存储的每单位体积的累积放热量一致；所述加压控制部控制对所述被焊接材料的加压。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.12 JP 2014-1217281.一种电阻点焊装置，该电阻点焊装置用于通过一对电极夹持由多张金属板叠合而成的被焊接材料，并一边加压一边通电，从而将所述被焊接材料接合起来，其中，所述电阻点焊装置具备：存储部，其存储每单位体积的瞬时放热量的时间变化和每单位体积的累积放热量作为目标值，所述每单位体积的瞬时放热量的时间变化和每单位体积的累积放热量根据在正式焊接之前的试验焊接时的、通过恒流控制进行通电而形成适宜的熔核的情况下的电极间的电学特性而算出，以及适应控制部和加压控制部，在所述正式焊接时，将作为所述目标值而被存储的每单位体积的瞬时放热量的时间变化曲线作为基准开始焊接，在所述正式焊接的每单位体积的瞬时放热量的时间变化量偏离作为基准的所述时间变化曲线的情况下，所述适应控制部控制通电中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：泽西央海，冲田泰明，松田广志，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