电阻点焊方法和电阻点焊接头的制造方法技术

在通过一对电极夹着规定的组合板一边加压一边通电实现接合的电阻点焊方法中，包括正式焊接工序和先于正式焊接工序的试焊工序，将正式焊接工序和试焊工序的通电图案分割成2级以上的多级通电步骤，在正式焊接工序的第一通电步骤中，选定不发生扩散的电流值而通过恒定电流控制进行焊接，在之后的第二通电步骤中进行适应控制焊接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电阻点焊方法和电阻点焊接头的制造方法
本专利技术涉及电阻点焊方法，特别涉及在2片以上的厚板和在其至少一方重合有薄板的板厚比大的3片重叠以上的组合板中、尽管有分流、板缝等外部干扰但仍能不发生扩散而稳定地确保点焊熔核直径。
技术介绍
一般而言，在重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焊接法。该焊接法是通过一对电极夹着重合的2片以上的钢板，一边从其上下进行加压一边在上下电极间短时间通电高电流的焊接电流实现接合的方法，利用通过流动高电流的焊接电流而产生的电阻发热来得到点状的焊接部。该点状的焊接部被称为点焊熔核，是在电流流过重合的钢板时两钢板在钢板的接触部位熔融并凝固了的部分。通过该点焊熔核，钢板彼此呈点状地接合。电阻点焊焊接部的接合强度受点焊熔核直径左右，因此在汽车零件等要求高接合强度的情况下确保规定直径以上的点焊熔核径就特别重要。一般而言，在加压力、通电时间固定了的情况下，点焊熔核直径伴随焊接电流的增加而逐渐增加。但是，若焊接电流为某个值以上则出现熔融金属在钢板间飞散的扩散现象。扩散的发生，除了危险之外，还会使扩散附着于焊接部周边而使外观恶化、使点焊熔核直径和/或接头抗拉强度出现不均。其结果，接头部的品质变得不稳定。另外，若观察汽车的零件构成，则例如在中柱(centerpillar)中采用了在外侧件(outer)与内侧件(inner)之间夹入有加强件(reinforcement)的构造。在该构造中，与对单纯的2片重叠钢板进行点焊焊接的情况不同，要求使3片以上的钢板重合并进行点焊焊接。进一步，最近，伴随车身的碰撞安全性的进一步提高要求，正在进行加强件等的高强度化、厚壁化。因此，需要在外侧配置板厚薄的外侧件(薄板)、在内侧点焊焊接组合板厚厚的内侧件与加强件(厚板)而得的组合板的情况很多。此外，在此，将被组合板了的钢板中的板厚相对较小的钢板记载为薄板、将板厚相对较大的钢板记载为厚板。以下也是同样。在这样的板厚比(组合板的整体厚度/构成组合板的最薄的钢板的板厚)大的3片重叠以上的组合板中，在进行了以往那样的、将加压力、焊接电流保持为固定值的点焊焊接的情况下，难以在最外侧(与电极头接触的一侧)的薄板与厚板之间形成必要尺寸的点焊熔核。在板厚比超过3、进一步变为5以上那样的组合板中，该倾向很强。这是因为：由于电极头的冷却在最外侧的薄板与厚板之间温度难以上升。即，通常，点焊熔核从电极间的中央附近开始借助钢板的固有电阻通过体积电阻发热而形成。但是，在点焊熔核成长至薄板之前，在位于接近电极间中央部的部分的厚板-厚板间点焊熔核成长地很大，因此，通过电极的加压不能完全压制住、会发生扩散。因此，在这样的组合板的情况下，难以不发生扩散地在薄板-厚板间得到必要尺寸的点焊熔核。另外，在配置于最外侧的薄板为外侧件的情况下，与强度相比成形性更重要，因此，所使用的钢板为软钢的情况很多。另一方面，厚板为强度加强部件，使用高张力钢板的情况很多。在这样的组合板中，发热的位置偏置于固有电阻高的高张力钢板侧。由此，难以在厚板-薄板(软钢)间进一步形成点焊熔核。进一步，若所使用的钢板为镀敷钢板，则在低温熔融了的镀敷层扩大了钢板间的通电路径因此电流密度减小，在薄板侧的点焊熔核的形成变得更困难。这样在上述那样的板厚比大的3片重合以上的组合板中，难以在薄板与厚板之间形成必要尺寸的点焊熔核。由此，用于得到合理的点焊熔核直径的焊接条件的范围变得非常窄。而且，当在焊接时存在外部干扰的情况下，例如，在要焊接的点附近有已经焊接了的点(已焊接点)的情况；和被焊接材料的表面凹凸大、在要焊接的点附近存在被焊接材料的接触点等情况，在焊接时电流分流至已焊接点和/或接触点。在这样的状态下，即使在规定的条件下通电了，电极正下的想焊接的位置的电流密度降低，因此仍然得不到必要直径的点焊熔核。因此，为了补偿该发热量不足而得到必要直径的点焊熔核，需要预先设定高的焊接电流。另外，在由于表面凹凸和部件的形状等而要焊接的点的周围被强力约束的情况下，钢板间的板缝变大因而钢板彼此的接触范围变窄，有时仍然得不到必要直径的点焊熔核并且/或者变得容易发生扩散。上述那样，在板厚比大的3片重合以上的组合板中用于得到合理的点焊熔核直径的焊接条件的范围变得非常窄，因此有时这些外部干扰的影响很显著。作为对于这样的板厚比大的3片重合以上的组合板的电阻点焊方法，例如，在专利文献1中提出了下面这样的技术。即，在薄板进一步重合于重合的2片厚板的板厚比大的组合板中，在薄板的应焊接位置局部地形成与一般部相比高一级的基座面，并且与薄板相对的电极将前端形成为球面。而且，焊接初期以低加压力将薄板的基座面压变形，对薄板和与其邻接的厚板进行焊接，之后，以高加压力对2片厚板彼此进行焊接。由此，在薄板-厚板间形成必要的点焊熔核。另外，在专利文献2中提出了下面这样的技术。即，在通过一对电极头夹着在刚度高的2片厚板上重合有刚度低的薄板的工件而进行点焊焊接的方法中，使抵接于刚度最小的薄板的电极头对工件的加压力比抵接于厚板的电极头对工件的加压力小。由此，在薄板-厚板间形成点焊熔核以提高工件的焊接强度。进一步，在专利文献3中提出了下面这样的技术。即，在对板厚比大的被焊接体进行点焊焊接的方法中，在将第一加压力施加于被焊接体并通上焊接电流后，暂时停止通电，保持夹着被焊接体的状态施加比上述第一加压力大的第二加压力并再次通上焊接电流。而且，优选的是，使上述第一工序中的焊接电流的电流值按第1阶段～第3阶段这3个阶段变化，并且使第2阶段的电流值比第1阶段和第3阶段的电流值小。由此，使板厚比大的被焊接体的接合强度提高。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2003-071569号公报专利文献2:日本特开2003-251469号公报专利文献3:日本特开2004-358500号公报专利文献4:日本特开平11-33743号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题但是，在专利文献1记载的电阻点焊方法中，点焊熔核虽然形成了，但是存在需要通过冲压等在薄板的要焊接的部分预先形成与一般部相比高一级的基座面这一问题。另外，在专利文献2记载的电阻点焊方法中，通过使抵接于刚度最小的薄板的电极头对工件的加压力比抵接于厚板的电极头对工件的加压力小，从而也在薄板-厚板间形成点焊熔核。但是，抵接于薄板的电极头对工件的加压力小，因此薄板与电极头的接触面积变小。其结果，由电极加压的范围变窄，若想要在厚板-厚板间形成大的点焊熔核则变得容易发生扩散。而且，在用电极夹着工件之后，通过强制移动安装有电极的焊枪主体从而使加压力产生不同，因此工件也有可能产生大的应变。进一步，在专利文献3记载的电阻点焊方法中，初期需要在加压力低的状态下进行通电。此时，若在钢板间存在板缝，则钢板间的接触面积显著变狭小，施工困难的情况很多。而且，作为专利文献1～3中共通的课题，在板厚比大的组合板中能得到合理的点焊熔核直径的焊接条件的范围变得非常窄。因此，例如、在存在板缝、已焊接点之类的外部干扰的情况下，需要根据板缝的大小、与周围的已焊接点的距离等导出适宜的焊接条件，需要按每个焊接点设定适宜的焊接条件。为了通过试验等导出这些数据，需要很多时间和成本。本专利技术是鉴于上述情形而开发出的，其目的在于提供一种在使薄板重合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电阻点焊方法，通过一对电极夹着组合板，一边加压一边通电实现接合，所述组合板是将薄板重合于重合的2片以上的厚板的至少一方而得的，所述电阻点焊方法包括正式焊接工序和先于所述正式焊接工序的试焊工序，在所述正式焊接工序和所述试焊工序中，将通电图案分割成2级以上的多级通电步骤，另外，在所述试焊工序中，按每个通电步骤将根据通过恒定电流控制进行通电而形成合理的点焊熔核的情况下的电极间的电特性算出的、每单位体积的瞬时发热量的时间变化和每单位体积的累积发热量，作为目标值来存储，在所述正式焊接工序中，在第一通电步骤中选定不发生扩散的电流值通过恒定电流控制进行焊接，在之后的第二通电步骤及其后的步骤中以在所述试焊工序中作为目标值所存储的每单位体积的瞬时发热量的时间变化曲线为基准进行焊接，在某一通电步骤中瞬时发热量的时间变化量偏离了作为基准的时间变化曲线的情况下，为了在该通电步骤的剩余通电时间内补偿该偏离量，进行对通电量进行控制的适应控制焊接，使得该通电步骤中的累积发热量与在所述试焊工序中预先求出的该通电步骤中的累积发热量一致。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.16 JP 2015-0524121.一种电阻点焊方法，通过一对电极夹着组合板，一边加压一边通电实现接合，所述组合板是将薄板重合于重合的2片以上的厚板的至少一方而得的，所述电阻点焊方法包括正式焊接工序和先于所述正式焊接工序的试焊工序，在所述正式焊接工序和所述试焊工序中，将通电图案分割成2级以上的多级通电步骤，另外，在所述试焊工序中，按每个通电步骤将根据通过恒定电流控制进行通电而形成合理的点焊熔核的情况下的电极间的电特性算出的、每单位体积的瞬时发热量的时间变化和每单位体积的累积发热量，作为目标值来存储，在所述正式焊接工序中，在第一通电步骤中选定不发生扩散的电流值通过恒定电流控制进行焊接，在之后的第二通电步骤及其后的步骤中以在所述试焊工序中作为目标值所存储的每单位体积的瞬时发热量的时间变化曲线为基准进行焊接，在某一通电步骤中瞬时发热量的时间变化量偏离了作为基准的时间变化曲线的情况下，为了在该通电步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：泽西央海，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