[发明专利]点焊方法和点焊设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于点焊三个或更多个工件的堆叠组件的点焊方法和点焊设备。

背景技术

对于制造机动车车体，例如，有时通常点焊由高抗拉强度钢制成的厚的高阻抗(resistance)工件与由软钢制成的薄的低阻抗工件的堆叠组件。

日本专利公开文献第2006-055898号公开了一种用于点焊这种堆叠组件的点焊方法。根据公开的点焊方法，当电流在通电过程中流动通过堆叠组件时，通过第一焊头和第二焊头施加到堆叠组件的压紧力在通电过程的初始阶段中减少，然后在通电过程的后期阶段中增加，而在第一焊头与第二焊头之间流动的电流在初始阶段中增加并在后期阶段中减少。换句话说，在初始阶段中，所述压紧力被设定为低水平且所述电流被设定为高值，而在后期阶段中，所述压紧力被设定为高水平且所述电流被设定为低值。

定位在堆叠组件的最下部区域和中心区域中的高阻抗工件具有大的电阻。因此，高阻抗工件的接触面附近的接触阻抗也较大。因此，在所述接触面附近产生大量焦耳热。另一方面，由于低阻抗工件的阻抗较小，因此堆叠组件的在中心区域中的高阻抗工件与在最高区域中的低阻抗工件的接触面附近的接触阻抗小于高阻抗工件的接触面附近的接触阻抗。

当点焊堆叠组件时，在高阻抗工件的接触面附近形成熔化区域。在一些情况下，在熔化区域在低阻抗工件与高阻抗工件的接触面附近形成之前，高阻抗工件之间的熔化区域可以增长得更大。

根据日本专利公开文献第2006-055898号中公开的点焊方法，施加到堆叠组件的压紧力在通电过程的初始阶段中减小。因此，工件之间可能产生微小间隙。如果在工件之间产生这种微小间隙且所述通电过程此后继续进行，以便在低阻抗工件与高阻抗工件的接触面附近形成熔化区域，则所述熔化区域可能从高阻抗工件之间的间隙撒开，即，可能出现溅射。

然而，如果通电过程停止，则在低阻抗工件与高阻抗工件的接触面之间无法形成足够大的熔化区域，并因此无法形成以固相生成的熔核。因此，在低阻抗工件与高阻抗工件之间难以获得期望的粘合强度。

如果压紧力在所述通电过程的初始阶段中增加以便避免上述困难，则由于低阻抗工件与高阻抗工件的接触面积变得更大，因此造成接触面附近的接触阻抗减小。接着，产生的焦耳热的数量减少，从而使得熔化区域难以增长得足够大并因此使熔核难以生长得足够大。

发明内容

本发明的总体目的是提供一种能够使熔核在三个或更多个工件的堆叠组件的接触工件表面附近增长得足够大的点焊方法。

本发明的一个主要目的是提供一种在点焊工件时能够消除在工件中出现溅射的可能性的点焊方法。

本发明的另一个目的是提供一种用于执行上述点焊方法的点焊设备。

根据本发明的一个方面，提供一种用于点焊由至少三个工件形成的堆叠组件的点焊方法，该方法包括以下步骤：

将堆叠组件夹持在第一焊头与第二焊头之间，并且将工件中的在堆叠组件中表现出最大接触阻抗的两个工件中的内部工件电连接到接地电极在或电极，所述内部工件定位在堆叠组件的内部，所述电极具有与邻近工件中的两个工件中的外部工件定位的第二焊头相同的极性，所述外部工件与内部工件相邻定位并从堆叠组件面向外部；

使来自第一焊头的电流朝向第二焊头通过，从而产生从第一焊头通过内部工件朝向接地电极或朝向所述电极流动的电流，并且通过第一焊头和第二焊头在第一压紧力下推压堆叠组件，从而将内部工件连结到工件中的另一个工件；和

在大于第一压紧力的第二压紧力下推压堆叠组件，从而将内部工件连结到外部工件。

根据本发明，堆叠组件被夹持在第一焊头与第二焊头之间，接地电极或者具有与第二焊头相同极性的电极电连接到在工件的接触面附近表现出最大接触阻抗的两个高阻抗工件(内部工件和外部工件)中的定位在堆叠组件的内部的高阻抗工件(内部工件)。接着，开始通电过程以使电流从第一焊头朝向第二焊头通过。

在所述通电过程的初始阶段中，堆叠组件在相对小的第一压紧力下被夹持。因此，堆叠组件的低阻抗工件与另一个工件之间的接触面积小，从而使所述工件的接触面附近的接触阻抗增加。结果，在接触面附近产生大量焦耳热，从而在接触面附近产生充分增长的焊接区域，并由此产生充分增长的熔核。

表现出最大接触阻抗的高阻抗工件之间的接触面积也小，从而使所述高阻抗工件的接触面附近的接触阻抗增加。因此，电流在接触面附近难以流动。因此，大部分电流不会朝向第二焊头流动，而是优先朝向接地电极或者朝向具有与第二焊头相同极性的电极流动。