[发明专利]电阻点焊装置、复合电极以及电阻点焊方法

说明书

一种电阻点焊装置，其用于对板组(1)进行电阻点焊，该板组(1)包括层叠起来的多个金属板(2A、2B)，电阻点焊装置具有一对复合电极(10、20)，该一对复合电极(10、20)以将板组(1)夹在彼此之间的方式相对配置。各复合电极(10、20)包括：电极体(11、21)，其为棒状，且顶端面与板组(1)接触并被按压于板组(1)；以及导电体的刚性体(12、22)，其具有供电极体(11、21)插入的贯通孔(12b、22b)，且顶端面与板组(1)接触并被按压于板组(1)；弹性体(13、23)，其与刚性体(12、22)的后端相连结，随着电极体(11、21)以及刚性体(12、22)的向板组(1)的按压而对刚性体(12、22)施加按压压力。由此，能够在扩大适用电流范围的同时提高焊接接头强度。

技术领域

本发明涉及电阻点焊的技术，特别是，涉及对包括层叠起来的多个金属板的板组进行焊接的电阻点焊装置。另外，本发明涉及用于该电阻点焊的复合电极以及电阻点焊方法。

背景技术

以汽车为首的输送用机械、工业用机械等由多个结构件构成。在多数情况下，在制造结构件时可使用电阻点焊(以下也简称为“点焊”)。

通常，点焊按照以下这样进行。作为原材料准备板组。板组具有多个金属板层叠起来的部分。接着，利用一对电极夹持板组，将各电极按压于板组。然后，一边通过各电极的按压来对板组进行加压，一边对电极之间施加电流。由此，在板组中，随着电极的加压，邻接的金属板彼此接触，在该接触区域以及其附近的区域流动有电流。这些区域因由电阻产生的焦耳热而熔融，熔融的区域凝固而形成熔核。由于熔核的形成，板组的金属板彼此接合而接在一起，制造结构件。

作为电极，可使用扁平型电极头、DR(双R：ダブルアール)型电极头、SR(单R：シングルアール)型电极头等。扁平型电极头是圆柱状，且具有平坦的顶端面。DR型电极头是顶端部呈凸形状突出的大致圆柱状，且其顶端面形成为曲率半径较大的凸曲面。SR型电极头是大致圆柱状，且具有曲率半径较大的凸曲面的顶端面。

近年来，结构件的轻量化得到推进，作为构成板组的金属板，采用高张力钢即所谓的高强度钢材的情况较多。高强度钢材、特别是抗拉强度为 590MPa～780MPa级以上的高强度钢材(以下也称为“超高强度钢材”)难以塑性变形，电阻大。

因这样的材料性质，在超高强度钢材的点焊中，存在对电极施加的焊接电流值的适用范围(以下也称为“适用电流范围”)变窄的倾向。适用电流范围是指从可获得根据设计规格设定的基准熔核直径的最小的电流值到不产生喷溅的最大的电流值为止的电流值范围。适用电流范围越宽，对点焊的稳定操作以及确保熔核直径越有利。

另外，在超高强度钢材中，点焊的接头的强度难以提高。例如，当母材 (高强度钢材)的抗拉强度超过590～780MPa时，作为焊接接头强度之一的剥离方向上的抗拉强度即所谓的交叉抗拉强度(Cross-Tension Strength：CTS) 不仅不会提高，反倒是存在降低的倾向。

因而，在超高强度钢材的点焊中，适用电流范围变窄以及CTS降低成为问题，要求在扩大适用电流范围的同时提高焊接接头强度。

作为谋求适用电流范围的扩大的对策，想到了在将电极按压于板组时提高加压力、或在对电极之间施加电流时以多阶段进行通电。但是，提高加压力的方法在装置的刚度方面上存在极限。另外，当进行多阶段通电时，焊接时间增加，生产率降低。因而，这些对策均缺乏实用性。

另一方面，作为谋求焊接接头强度的提高的对策，想到了在形成熔核之后进行追加的后续通电、或谋求熔核直径的扩大。后续通电使所形成的熔核回火软化而改善其韧性。由此，可谋求焊接接头强度的提高。但是，当进行后续通电时，结果焊接时间增加，生产率降低。因而，后续通电缺乏实用性。