[发明专利]焊接方法和焊接装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于对通过堆叠多个工件形成的堆叠体进行电阻焊接（点焊）的焊接方法和焊接装置。

背景技术

作为用于将多个金属板接合并结合在一起的一种方法，传统上已知电阻焊接，其中通过堆叠金属板形成堆叠体，在将该堆叠体挤压并夹持在一对焊嘴之间之后，在该对焊嘴之间传导电流，由此使金属板上的接触表面附近的区域熔化并熔合在一起。在某些情况下，三个或更多个金属板通过电阻焊接来接合。电阻焊接也称为“点焊”。

图53是其中示意性示出如下情况的主要特征的正视图，在这种情况下，由具有大厚度因而表现出大电阻的高抗拉强度钢制成的工件1、2通过点焊接合在一起。在这种情况下，在通过堆叠两个高电阻工件1、2形成堆叠体3之后，将堆叠体3夹持并挤压在第一焊嘴4和第二焊嘴5之间。此外，在第一焊嘴4和第二焊嘴5之间传导电流，由此将高电阻工件1、2之间的接触表面附近的区域加热以由此产生熔融部6。之后，熔融部6凝固成称为熔核的固相。

由于高电阻工件1、2的电阻较高，当在其间传导电流时，接触表面附近的焦耳热较大。由此，如图54所示，熔融部6在相对较短时间内就生长成较大尺寸，结果熔融部6容易变得散射（容易发生飞溅）。因而，在通过点焊接合高电阻工件1、2的情况下，必须以高精度控制焊接电流以避免发生飞溅。然而，这种控制并不容易执行。在小厚度高抗拉强度钢的情况下也会出现这种问题。

另外，在接合三个或更多个工件的情况下，如果对工件是否由相同材料制成和具有相同厚度没有设置任何限制，例如如图55所示，则已知这样的情况，即位于最外面位置的工件（低电阻工件7）的厚度是最小的。图55中的堆叠体8是通过在图53和54所示的高电阻工件1、2上进一步堆叠具有低电阻并由软钢制成的低电阻工件7而形成的。

当在堆叠体8上进行点焊时，在高电阻工件1、2之间的接触表面附近产生的焦耳热大于在低电阻工件7和高电阻工件2之间的接触表面附近产生的焦耳热。这是因为在高电阻工件1、2之间的接触表面附近的接触电阻更大。

因而，在堆叠体8中，首先，在高电阻工件1、2之间的接触表面处形成熔融部9。在某些情况下，如图56所示，在熔融部9形成在低电阻工件7和高电阻工件2之间的接触表面处之前，所述熔融部充分生长。在这种状况下，如果继续传导电流以在低电阻工件7和高电阻工件2之间的接触表面处形成熔融部，则熔融材料会变得从高电阻工件1、2之间的接触表面散射，从而导致担心可能出现所谓的飞溅。

然而，如果停止电流，则无法在低电阻工件7和高电阻工件2之间的接触表面处形成足够的熔融部因而无法形成熔核，因此难以确保低电阻工件7和高电阻工件2之间的足够结合强度。

为了使得熔核能够在低电阻工件7和高电阻工件2之间的接触表面附近充分地生长，已经想到增加电流值，由此增加在低电阻工件7中产生的焦耳热。然而，在这种情况下，大电流也在厚的高电阻工件1、2中流动，结果容易从高电阻工件1、2之间的接触表面产生飞溅。

除此之外，可以考虑加长传导电流的时间。然而，在这种情况下，也不是简单地在低电阻工件7中产生充分量的焦耳热的问题。另外，由于焊接时间增加，焊接效率也降低。

从这些观点出发，根据日本特开专利公报No.2005-262259，当在由其中最薄工件布置在其最外面那一侧上的一堆多个金属板制成的堆叠体上执行电阻焊接时，已经提出以两个阶段进行焊接，这两个阶段包括：第一阶段，其中堆叠体上的压力较小，同时在较短时间段内施加大焊接电流；和第二阶段，其中将堆叠体上的压力设定为大于第一阶段期间的压力，并且将电流值设定为低于第一阶段的电流值，并且将其中执行电流施加的通电时间设定为比第一阶段的长。

根据日本特开专利公报No.2005-262259的公开，没有增加不必要的步骤，并且能够容易制造具有足够尺寸的熔核且其中消除了飞溅产生的点焊联接件。

此外，在日本专利No.3894545中，本申请人已经提出，当对堆叠体点焊时，将抵靠在低电阻工件上的第一焊嘴的挤压力设定为比第二焊嘴的挤压力更小。在这种情况下，从低电阻工件施加到高电阻工件的接触压力较小，结果低电阻工件和高电阻工件之间的接触表面的接触电阻增加。因此，在接触表面处产生足够量的焦耳热。因而，可以在低电阻工件和高电阻工件之间生长熔核，该熔核具有与形成在两个高电阻工件之间的熔核基本相同的尺寸，从而能够获得具有优异接合强度的堆叠体。

发明内容

本发明的总体目的是提供一种电阻焊接方法，其中与上述传统技术相比简化了控制，并且能够进一步提高工件间的焊接或接合强度。