本發(fā)明涉及電阻焊接系統(tǒng)及電阻焊接接頭的制造方法。

背景技術：

1、電阻焊接被廣泛地用于鋼板的重疊焊接。電阻焊接是將被焊接件通電、利用通過該通電產生的電阻發(fā)熱而將被焊接件焊接的技術。將以下這樣進行的焊接稱作電阻點焊接：使用被適當地研磨的電極的前端夾著疊合的被焊接件，使加壓力集中于電極前端部位而使電流流過，從而局部地進行加熱焊接，然后用電極加壓保持來進行焊接。

2、用來實施這種焊接的焊接系統(tǒng)具備夾著被焊接件的一對電極、使焊接電流在該一對電極間流動的電源裝置、以及對該電源裝置進行控制的電阻焊接控制裝置。為了實現良好的焊接，必須將焦耳發(fā)熱量調整為適當值。如果焦耳發(fā)熱量過高，則從被焊接件發(fā)生散落，在被焊接件中不能進行良好的焊接，如果過低，則沒有被充分地加熱，因此出現焊接不良。通過調整焊接電流和通電時間，從而維持最優(yōu)的焦耳發(fā)熱量。

3、提出了各種用來評價焦耳發(fā)熱量是過大還是過小的指標，通常以焊接電流為指標。如果檢測到的電流過低則使焊接電流增加，如果過高則使焊接電流減小。近年來，使用在被焊接件中能夠進行良好的焊接的每單位體積的預先求出累計發(fā)熱量作為焦耳發(fā)熱量的控制指標。通過以每單位體積的累計發(fā)熱量為基準而對焦耳發(fā)熱量進行適應控制，從而不取決于被焊接件的種類、電極前端的磨損狀況而總是能夠確保偏差較少的穩(wěn)定且良好的焊接性。

4、例如在專利文獻1中，公開了具備主焊接工序和在該主焊接工序之前的測試焊接工序的電阻點焊接方法。在測試焊接工序中，將每單位體積的瞬時發(fā)熱量的變化及每單位體積的累計發(fā)熱量作為目標值進行存儲。在主焊接工序的第1通電步驟中，選擇不會發(fā)生散落的電流值，通過恒流控制來進行焊接。在主焊接工序的第2通電步驟以后，以在測試焊接工序中作為目標值而存儲的每單位體積的瞬時發(fā)熱量的變化曲線為基準進行焊接。在某一通電步驟中，在瞬時發(fā)熱量的變化量從作為基準的變化曲線偏離的情況下，進行適應控制，以使該通電步驟中的累計發(fā)熱量與在測試焊接工序中預先求出的該通電步驟中的累計發(fā)熱量一致的方式對焊接電流進行控制。

5、在專利文獻2中，公開了一種進行主焊接和測試焊接的電阻點焊接方法。在測試焊接中，設為在金屬板彼此的疊合面中有0.2～2.0mm的間隙的狀態(tài)，在此基礎上通過恒流控制進行預通電及主焊接，此外，將根據在該預通電及該主焊接中分別形成最優(yōu)的熔核的情況下的電極間電壓或電極間電阻所計算出的每單位體積的瞬時發(fā)熱量的變化曲線及每單位體積的累計發(fā)熱量存儲。并且，在主焊接中，對于預通電及主焊接分別以在測試焊接的預通電及主焊接中存儲的每單位體積的瞬時發(fā)熱量的變化曲線及累計發(fā)熱量為基準進行焊接。在該預通電或該主焊接中，在每單位體積的瞬時發(fā)熱量的變化量從作為基準的變化曲線偏離的情況下，對焊接電流進行控制，以使該預通電或該主焊接中的每單位體積的累計發(fā)熱量分別與在測試焊接的預通電或主焊接中預先求出的每單位體積的累計發(fā)熱量一致。當設測試焊接的預通電的焊接電流為i1、設測試焊接的主焊接的焊接電流為i2時，滿足i1<i2的關系。

6、在專利文獻3中，公開了一種進行主焊接和在該主焊接之前的測試焊接的電阻點焊接方法。該測試焊接被設為在兩種以上的焊接條件下進行。在測試焊接中，按每個焊接條件，以相同的通電模式進行通過恒流控制的預通電，并且將該預通電時的電極間電壓或電極間電阻存儲。在主焊接中，通過恒流控制進行通電，存儲根據形成最優(yōu)的熔核的情況下的電極間電壓或電極間電阻所計算出的每單位體積的瞬時發(fā)熱量的變化曲線及每單位體積的累計發(fā)熱量。進而，在主焊接中，以與測試焊接相同的通電模式進行通過恒流控制的預通電，將該預通電中的電極間電壓或電極間電阻與在測試焊接的預通電中存儲的電極間電壓或電極間電阻按每個焊接條件進行比較，將在該差最小的焊接條件下存儲的測試焊接的主焊接中的每單位體積的瞬時發(fā)熱量的變化曲線及每單位體積的累計發(fā)熱量設定為主焊接中的主焊接的目標值。接著，作為主焊接，按照該目標值進行對焊接電流進行控制的適應控制。

7、現有技術文獻

8、專利文獻

9、專利文獻1：日本特許第5999293號公報

10、專利文獻2：日本特許第6913062號公報

11、專利文獻3：日本特許第6471841號公報

技術實現思路

1、發(fā)明要解決的課題

2、在以每單位體積的累計發(fā)熱量為基準對焦耳發(fā)熱量進行適應控制的情況下，散落的發(fā)生成為問題。散落是在重疊電阻焊接中被焊接件局部地過熱而熔融飛散的現象或其熔融金屬。如果發(fā)生散落，則焊接部的熔化深度減小，焊接部的電阻急劇地下降。由此，焊接部的每單位體積的瞬時發(fā)熱量急劇地減少。

3、在由于散落而焊接部的電阻急劇減小的情況下，如果繼續(xù)進行以每單位體積的累計發(fā)熱量為基準的焦耳發(fā)熱量的適應控制，則電阻焊接控制裝置為了彌補瞬時發(fā)熱量的減少而使焦耳發(fā)熱量急劇地增加。但是，這樣的過大的熱輸入有可能導致板表面的壓痕過多、發(fā)生焊瘤、氣孔(blowhole)、粘附等的焊接不良。

4、此外，散落也給后通電帶來不良影響。在后通電中，使電流流到硬化的焊接部中，進行回火等的熱處理。由此，能夠改善焊接部的各種機械強度特性。但是，在焊接中發(fā)生了散落的情況下，通過因發(fā)生散落導致的急劇的溫度下降而后通電沒有正常地發(fā)揮功能，有時不能期待由后通電帶來的接合強度的提高。

5、關于這些現象，在專利文獻1～3中沒有進行研究。

6、作為用來避免該現象的方法之一，有時在檢測到發(fā)生散落的時點將利用適當的每單位體積的瞬時發(fā)熱量及累計發(fā)熱量的適應控制暫時中止、切換為流過能夠進行良好的焊接的一定的焊接電流的恒流控制。如果設為這樣的控制邏輯，則即使在發(fā)生了散落的情況下也能夠避免焊接不良并且得到良好的熔核。但是，為了最大限度享受基于焦耳發(fā)熱量的適應控制的效果，優(yōu)選的是使將基于焦耳發(fā)熱量的適應控制切換為恒流控制的機會盡可能減少。

7、鑒于以上的情況，本發(fā)明的目的是提供一種抑制被適應控制的電阻焊接中的散落的發(fā)生、能夠制造具有最優(yōu)的熔核直徑且接頭強度被改善了的電阻焊接接頭的電阻焊接系統(tǒng)及電阻焊接接頭的制造方法。

8、用來解決課題的手段

9、本發(fā)明的主旨如下所述。

10、(1)有關本發(fā)明的第一實施方式的電阻焊接系統(tǒng)，是對疊合了兩片以上的鋼板的板組進行電阻點焊接的電阻焊接系統(tǒng)，該電阻焊接系統(tǒng)具備：一對電極，夾著上述板組；電源裝置，使電流流到一對上述電極之間；以及電阻焊接控制裝置，具有向一對上述電極進行預通電的預通電部、及繼上述預通電之后在一對上述電極處進行主焊接的主焊接通電部，上述電阻焊接控制裝置就焊接電流和通電時間而對上述電源裝置進行控制；上述主焊接通電部根據預先求出的能夠在上述板組中進行良好的焊接的每單位體積的累計發(fā)熱量，基于上述主焊接的通電時間來計算每單位體積及單位時間的瞬時發(fā)熱量，用產生上述計算出的每單位體積及單位時間的瞬時發(fā)熱量的電極間電阻、電極間電壓或焊接電流進行調整，從而對上述主焊接進行適應控制；上述預通電部以滿足式1、式2及式3的方式進行上述預通電。

11、i1＞i2…(式1)

12、750×t≤(i1)2×t1≤1550×t…(式2)

13、10≤t1≤50…(式3)

14、這里，在上述式1、上述式2及上述式3中，i1是在上述預通電中流到上述板組中的預熱電流(ka)；i2是通過以與上述主焊接相同的通電時間使被恒流控制的焊接電流流到上述板組中從而得到上述每單位體積的累計發(fā)熱量的情況下的上述被恒流控制的焊接電流(ka)；t1是上述預熱電流流動的時間即預熱通電時間(msec)；t是上述板組中包含的上述鋼板的總板厚(mm)。

15、(2)在上述(1)所記載的電阻焊接系統(tǒng)中，優(yōu)選的是，上述板組中包含的上述鋼板是3片重疊；上述鋼板中的1片鋼板是板厚為0.8mm以下的薄板；上述鋼板中的兩片鋼板是板厚為1.0mm以上的厚板；上述薄板被配置于上述板組的表面；將上述板組中包含的上述鋼板的上述總板厚(mm)除以配置于上述板組的上述表面的上述鋼板的板厚的最小值而計算出的總板厚比為3.5以上。

16、(3)上述(1)或(2)所記載的電阻焊接系統(tǒng)優(yōu)選的是，還滿足式4。

17、i2+0.3×t＜imax＜i2+0.8×t…(式4)

18、這里，在上述式4中，imax是上述主焊接中的上述焊接電流的最大值(ka)。

19、(4)上述(1)～(3)的任一項所記載的電阻焊接系統(tǒng)優(yōu)選的是，考慮板隙、分流狀況等的干擾，還滿足式5。

20、30/h＜k＜100/h…(式5)

21、這里，在上述式5中，k是上述主焊接中的上述焊接電流的變化率的最大值(ka/sec)；h是將上述板組中包含的上述鋼板的上述總板厚(mm)除以配置于上述板組的表面的上述鋼板的板厚的最小值而計算出的總板厚比。

22、(5)在上述(1)～(4)的任一項所記載的電阻焊接系統(tǒng)中，優(yōu)選的是，上述板組中包含的上述鋼板中的1片以上的鋼板是抗拉強度980mpa以上的高強度鋼板；上述電阻焊接控制裝置還具有繼上述主焊接之后向一對上述電極進行后通電的后通電部；上述后通電部以滿足式6及式7的方式進行上述后通電。

23、i2×0.5≤i3≤i2×1.2…(式6)

24、200≤t3≤2000…(式7)

25、這里，在上述式6及上述式7中，i3是在上述后通電中流到上述板組中的后熱電流(ka)；t3是上述后熱電流流動的時間即后熱通電時間(msec)。

26、(6)有關本發(fā)明的第二實施方式的電阻焊接接頭的制造方法，其具備以下工序：向夾著疊合了兩片以上的鋼板的板組的一對電極進行預通電；以及繼上述預通電之后，在一對上述電極處進行主焊接；根據預先求出的能夠在上述板組中進行良好的焊接的每單位體積的累計發(fā)熱量，基于上述主焊接的通電時間來計算每單位體積及單位時間的瞬時發(fā)熱量，用產生上述計算出的每單位體積及單位時間的瞬時發(fā)熱量的電極間電阻、電極間電壓或焊接電流進行調整，從而對上述主焊接進行適應控制；以滿足式1、式2及式3的方式進行上述預通電。

27、i1＞i2…(式1)

28、750×t≤(i1)2×t1≤1550×t…(式2)

29、10≤t1≤50…(式3)

30、這里，在上述式1、上述式2及上述式3中，i1是在上述預通電中流到上述板組中的預熱電流(ka)；i2是以與上述主焊接相同的通電時間在上述板組中進行被恒流控制的焊接從而得到上述每單位體積的累計發(fā)熱量的情況下的上述被恒流控制的焊接電流(ka)；t1是上述預熱電流流動的時間即預熱通電時間(msec)；t是上述板組中包含的上述鋼板的總板厚(mm)。

31、(7)在上述(6)所記載的電阻焊接接頭的制造方法中，優(yōu)選的是，上述板組中包含的上述鋼板是3片重疊；上述鋼板中的1片鋼板是板厚為0.8mm以下的薄板；上述鋼板中的兩片鋼板是板厚為1.0mm以上的厚板；上述薄板被配置于上述板組的表面；將上述板組中包含的上述鋼板的上述總板厚(mm)除以配置于上述板組的上述表面的上述鋼板的板厚的最小值而計算出的總板厚比為3.5以上。

32、(8)上述(6)或(7)所記載的電阻焊接接頭的制造方法優(yōu)選的是，還滿足式4。

33、i2+0.3×t＜imax＜i2+0.8×t…(式4)

34、這里，在上述式4中，imax是上述主焊接中的上述焊接電流的最大值(ka)。

35、(9)上述(6)～(8)的任一項所記載的電阻焊接接頭的制造方法優(yōu)選的是，考慮板隙、分流狀況等的干擾，還滿足式5。

36、30/h＜k＜100/h…(式5)

37、這里，在上述式5中，k是上述主焊接中的上述焊接電流的變化率的最大值(ka/sec)；h是將上述板組中包含的上述鋼板的上述總板厚(mm)除以配置于上述板組的表面的上述鋼板的板厚的最小值而計算出的總板厚比。

38、(10)在上述(6)～(9)的任一項所記載的電阻焊接接頭的制造方法中，優(yōu)選的是，上述板組中包含的上述鋼板中的1片以上的鋼板是抗拉強度980mpa以上的高強度鋼板；還具有繼上述主焊接之后向一對上述電極進行后通電的工序；以滿足式6及式7的方式進行上述后通電。

39、i2×0.5≤i3≤i2×1.2…(式6)

40、200≤t3≤2000…(式7)

41、這里，在上述式6及上述式7中，i3是在上述后通電中流到上述板組的后熱電流(ka)；t3是上述后熱電流流動的時間即后熱通電時間(msec)。

42、發(fā)明效果

43、根據本發(fā)明，能夠提供抑制了被適應控制的電阻焊接中的散落的發(fā)生、能夠制造具有最優(yōu)的熔核直徑的電阻焊接接頭的電阻焊接系統(tǒng)及電阻焊接接頭的制造方法。