電阻點(diǎn)焊方法以及焊接結(jié)構(gòu)件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種適合于接合Ξ張 W上的鋼板的電阻點(diǎn)焊方法W及由該方法得到 的焊接結(jié)構(gòu)件。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，在汽車零件的焊接工序中廣泛地采用如下的電阻點(diǎn)焊方法:在層疊了多 個(gè)鋼板之后，用一對(duì)電極夾持該多個(gè)鋼板，一邊按壓一邊通電而在鋼板界面形成烙融部(通 常，稱為"烙核"），從而將鋼板接合起來。
[0003] 例如，在汽車車口開口部作為結(jié)構(gòu)構(gòu)件存在支柱和上邊梁。支柱20例如包括將構(gòu) 成外部件、加強(qiáng)件、內(nèi)部件的Ξ張鋼板重疊而成的層疊體21 ( W下，也包含該層疊體在內(nèi)，稱 為"鋼板"）。而且，如圖4所示，該層疊體21在其凸緣22利用點(diǎn)焊W預(yù)定間隔形成有焊接部 23，由此將該層疊體21接合起來。
[0004] 作為上述的層疊體，通過選擇鋼板的張數(shù)和鋼板的材質(zhì)而設(shè)想各種組合下，稱 為"板組"），但有時(shí)在一部分的板組中難W找到用于得到健全的烙核的恰當(dāng)?shù)暮附訔l件 下將運(yùn)樣的板組稱為"難焊接板組"）。此處，健全的烙核是指，烙融部足夠大、在接合體(接 頭）的拉伸試驗(yàn)等中能夠得到充分的接頭強(qiáng)度的烙核。作為焊接部的大小通常W例如4^t W上（t:構(gòu)成鋼板界面的板材中的較薄的板材的厚度(mm))為基準(zhǔn)。另外，作為難焊接板組 的代表例，能夠列舉可見于前述的汽車車身的車口開口部的、"薄板X厚板IX厚板2"的Ξ 張的層疊方式。在運(yùn)些構(gòu)件中，通常的情況是薄板應(yīng)用板厚為l.OmmW下的軟鋼板、厚板1和 厚板2應(yīng)用板厚為上且抗拉強(qiáng)度為340MPaW上的高強(qiáng)度鋼板(高強(qiáng)度）。
[000引在上述的難焊接板組中找到用于得到健全的烙核的恰當(dāng)?shù)暮附訔l件較困難的理 由如下所述。
[0006] 目P，當(dāng)對(duì)接觸的鋼板界面的接觸電阻下，簡(jiǎn)稱為"接觸電阻"。）通電量過大時(shí)， 容易產(chǎn)生由電阻發(fā)熱引起的鋼板界面的過熱所導(dǎo)致的、被稱為噴瓣（日文:予1))的烙損(也 稱為飛瓣、爆發(fā)等），但另一方面，當(dāng)通電量過小時(shí)，在鋼板界面的電阻發(fā)熱量變小，無法充 分地使烙融部變大。例如，在包括Ξ張鋼板的層疊體的情況下，存在兩個(gè)鋼板界面，但薄板 X厚板1的鋼板界面的電阻發(fā)熱量相對(duì)于厚板IX厚板2的鋼板界面的電阻發(fā)熱量相對(duì)較 小。因此，當(dāng)在一鋼板界面W不產(chǎn)生噴瓣而適合于得到健全的烙核的通電量進(jìn)行焊接時(shí)，必 然地另一鋼板界面的電阻發(fā)熱量過大或者過小。于是，在厚板IX厚板2的界面產(chǎn)生噴瓣，或 者在薄板X厚板1的界面所形成的烙核不充分。因此，通常即使在厚板IX厚板2的界面產(chǎn)生 噴瓣，也將通電量設(shè)定得較高。
[0007] 在專利文獻(xiàn)1中公開了如下一種對(duì)于上述運(yùn)樣的難焊接板組，不產(chǎn)生噴瓣地制造 具有所需尺寸的烙核的點(diǎn)焊接頭的方法。在專利文獻(xiàn)1所記載的技術(shù)方案中，其特征在于， 設(shè)為包括第一段和第二段兩個(gè)階段的焊接，并設(shè)為運(yùn)樣的焊接:該第二段的焊接與所述第 一段的焊接相比加壓力高，電流低或者電流相同，通電時(shí)間長(zhǎng)或者通電時(shí)間相同。
[0008] 另外，作為能夠焊接難焊接板組的方法，在專利文獻(xiàn)2中公開了在表面和背面改變 電極忍片相對(duì)于工件的加壓力的方法。另外，在專利文獻(xiàn)3中公開了如下方法:使焊接輔助 材料介于薄板與電極之間，緩和在電極內(nèi)部循環(huán)的冷卻水的冷卻效果。
[0009] 然而，在利用電阻點(diǎn)焊進(jìn)行的汽車零件等的焊接工序中，通常為了設(shè)計(jì)需要在所 需的部位連續(xù)地配置多個(gè)焊接點(diǎn)。因而，在對(duì)某個(gè)部位進(jìn)行電阻焊接時(shí)，在該部位的附近已 經(jīng)存在焊接點(diǎn)下，也稱為"已焊接點(diǎn)"）的情況下，產(chǎn)生將已焊接點(diǎn)作為通電路徑流動(dòng)的 分支電流下，也稱為"支流"）。此外，根據(jù)構(gòu)件的幾何學(xué)上的形狀、與其他構(gòu)件之間的空 間配置的狀況的不同，也能夠設(shè)想在已焊接點(diǎn)W外也形成有通電路徑從而產(chǎn)生支流運(yùn)樣的 情況。如此，當(dāng)在焊接時(shí)產(chǎn)生焊接電流的支流時(shí)，會(huì)延遲烙融部的形成，無法得到健全的烙 核。支流被稱為無效電流等，關(guān)于限制其影響的方法進(jìn)行了很多的研究。
[0010] 例如，在專利文獻(xiàn)4中公開了計(jì)算無效電流并將增加了對(duì)應(yīng)于無效電流的量的電 流設(shè)定為焊接電流的技術(shù)方案。另外，在專利文獻(xiàn)5中公開了通過設(shè)置狹縫來降低無效電流 的影響而得到健全的烙核的方法。另一方面，在專利文獻(xiàn)6和7中公開了 W調(diào)整焊接電流的 支流狀態(tài)、優(yōu)化焊接點(diǎn)附近的加熱方式為目的而在電極的附近設(shè)有輔助電極的技術(shù)方案。
[0011] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 巧012] 專利文獻(xiàn)
[0013] 專利文獻(xiàn)1:日本特開2005-262259號(hào)公報(bào)
[0014] 專利文獻(xiàn)2:日本特開2003-251469號(hào)公報(bào)
[0015] 專利文獻(xiàn)3:日本特開2009-291827號(hào)公報(bào)
[0016] 專利文獻(xiàn)4:日本特開平9-99379號(hào)公報(bào)
[0017] 專利文獻(xiàn)5:日本特開2009-279597號(hào)公報(bào) [001引專利文獻(xiàn)6:日本特開2012-11398號(hào)公報(bào) [0019] 專利文獻(xiàn)7:日本特開2012-55896號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】
巧020] 發(fā)明要解決的問題
[0021] 專利文獻(xiàn)1的技術(shù)方案不僅焊接裝置的結(jié)構(gòu)和焊接條件較復(fù)雜，而且由于第一段 的加壓力較低，因此在層疊著的鋼板的各界面存在一定量W上的間隙的情況下，有可能導(dǎo) 致無法利用第一段的加壓使層疊鋼板的所有界面接觸，在該情況下會(huì)導(dǎo)致未形成通電路 徑，完全無法進(jìn)行焊接。因而，期望無論鋼板之間是否存在間隙都能夠焊接難焊接板組的方 法。
[0022] 在專利文獻(xiàn)2的技術(shù)方案中，需要基于各鋼板界面的接觸電阻改變各電極的加壓 力，需要特殊的控制。另外，即使能夠如專利文獻(xiàn)3的技術(shù)方案那樣緩和電極的冷卻效果，也 無法實(shí)現(xiàn)消除由各鋼板界面的接觸電阻之差所導(dǎo)致的焊接的困難性。
[0023] 專利文獻(xiàn)4和5只不過記載了用于基本消除兩張板組的無效電流的方法，對(duì)于能夠 焊接難焊接板組的方法沒有任何記載。
[0024] 專利文獻(xiàn)6和7的技術(shù)方案均具有如下優(yōu)點(diǎn)：當(dāng)在電極的附近設(shè)置輔助電極時(shí)，產(chǎn) 生支流，從而能夠在存在輔助電極的那一側(cè)的鋼板增大電阻發(fā)熱，能夠增大烙融部。
[0025] 但是，需要在電極的附近設(shè)置輔助電極，焊接機(jī)的動(dòng)作機(jī)構(gòu)變復(fù)雜，另外，由于存 在輔助電極，因此電極比正常的大，例如難W焊接凸緣運(yùn)樣的寬度較小的部位。特別是，運(yùn) 些方法使存在輔助電極的那一側(cè)的鋼板的電阻發(fā)熱上升，因此在對(duì)例如包括Ξ張 W上的鋼 板、至少一個(gè)鋼板界面的接觸電阻與其他鋼板界面的接觸電阻不同的層疊體進(jìn)行點(diǎn)焊的情 況下，也存在如下運(yùn)樣的問題:如果靠近輔助電極的一方不存在接觸電阻較小的鋼板界面 的話，則無法如設(shè)想那樣增大烙融部。因而期望如下運(yùn)樣的手法:不使用上述那樣的輔助電 極而通過與通常的電阻點(diǎn)焊同樣地僅使用一對(duì)相對(duì)的電極，來使接觸電阻不同的多個(gè)鋼板 界面的發(fā)熱量均勻化。
[0026]本發(fā)明是為了解決運(yùn)樣的問題而完成的，其目的在于提供如下一種電阻點(diǎn)焊方法 W及由該方法得到的焊接結(jié)構(gòu)件:在該電阻點(diǎn)焊方法中，能夠在包括Ξ張 W上的鋼板、至少 一個(gè)鋼板界面的接觸電阻與其他鋼板界面的接觸電阻不同的層疊體抑制噴瓣的產(chǎn)生并且 形成充分的大小的烙融部。 巧027] 用于解決問題的方案
[0028] 如圖1 (a)所示，在對(duì)包括Ξ張 W上的鋼板la、化、1C、至少一個(gè)鋼板界面2a的接觸 電阻與其他鋼板界面化的接觸電阻不同的層疊體10進(jìn)行點(diǎn)焊的情況下，用一對(duì)電極3a、3b 夾持該層疊體10,在按壓的同時(shí)通電（參照空屯、箭頭)而在鋼板界面2a、2b形成烙融部4a、4b 時(shí)，例如在鋼板la為軟鋼板、鋼板lb、lc為高強(qiáng)度鋼板的情況下，鋼板界面2a的接觸電阻較 小，鋼板界面2b的接觸電阻較大。此時(shí)，在鋼板界面2b的電阻發(fā)熱量比在鋼板界面2a的電阻 發(fā)熱量多，該鋼板界面2b的烙融部4b比鋼板界面2a的烙融部4a形成得早，因此如圖1 (b)所 示，當(dāng)W電阻發(fā)熱較大的鋼板界面2b的加熱狀態(tài)為基準(zhǔn)進(jìn)行通電時(shí)，難W在電阻發(fā)熱較小 的鋼板界面2a形成有充分大小的烙融部。另一方面，當(dāng)欲在電阻發(fā)熱較小的鋼板界面2a充 分地進(jìn)行加熱時(shí)，電阻發(fā)熱較大的鋼板界面化成為過熱狀態(tài)，存在在該鋼板界面易于產(chǎn)生 噴瓣運(yùn)樣的問題。
[0029] 因此，本發(fā)明人們進(jìn)行專屯、研究完成如下運(yùn)樣的本發(fā)明：本發(fā)明并非如現(xiàn)有技術(shù) 那樣在鋼板的最外表面產(chǎn)生支流，而是在接觸電阻較大的鋼板界面形成通電電阻較小的部 分下，稱為"通電點(diǎn)"），在該鋼板界面產(chǎn)生支流，從而難W在電阻發(fā)熱較大的鋼板界面產(chǎn) 生噴瓣，并且能夠在電阻發(fā)熱較小的鋼板界面形成充分大小的烙融部。
[0030] 本發(fā)明的要旨在于下述的電阻點(diǎn)焊方法和由該方法得到的焊接結(jié)構(gòu)件。
[0031] (1)-種電阻點(diǎn)焊方法，在該電阻點(diǎn)焊方法中，通過在包括Ξ張 W上的鋼板、至少 一個(gè)鋼板界面的接觸電阻與其他鋼板界面的接觸電阻不同的層疊體的鋼板界面形成烙融 部來將鋼板接合起來，其中，該電阻點(diǎn)焊方法包括:預(yù)備焊接工序，在該預(yù)備焊接工序中，在 接觸電阻最大的鋼板界面形成通電點(diǎn)；W及主焊接工序，在該主焊接工序中，W在該通電點(diǎn) 產(chǎn)生分支電流的條件進(jìn)行最初的點(diǎn)焊。
[0032] (2)根據(jù)上述（1)所述的電阻點(diǎn)焊方法，其中，在所述主焊接工序中，W在距該通電 點(diǎn)的在水平方向上的距離為30mm W內(nèi)的范圍形成烙融部的方式進(jìn)行最初的點(diǎn)焊。
[0033] (3)根據(jù)上述（1)或(2)所述的電阻點(diǎn)焊方法，其中，在所述預(yù)備焊接工序中，用一 對(duì)電極夾持所述層疊體，在按壓的同時(shí)通電而在接觸電阻最大的鋼