本發(fā)明涉及一種通過(guò)適應(yīng)控制焊接技術(shù)能夠形成適宜的熔核的電阻點(diǎn)焊裝置。

另外，本發(fā)明還涉及使用上述的電阻點(diǎn)焊裝置進(jìn)行焊接的電阻點(diǎn)焊方法。

背景技術(shù)：

一般而言，在疊合的鋼板彼此的接合中，使用作為搭接電阻焊接法的一種的電阻點(diǎn)焊法。

該焊接法是下述方法：用一對(duì)電極對(duì)疊合的2張以上的鋼板從其上下進(jìn)行夾持，一邊加壓，一邊在上下電極間短時(shí)間通過(guò)高的焊接電流，從而進(jìn)行接合；利用通過(guò)流通高的焊接電流而產(chǎn)生的電阻放熱，而得到點(diǎn)狀的焊接部。該點(diǎn)狀的焊接部被稱(chēng)為熔核，是在疊合的鋼板中流過(guò)電流時(shí)在鋼板的接觸處兩鋼板發(fā)生熔融并凝固的部分，利用該熔核，鋼板彼此以點(diǎn)狀接合。

為了得到良好的焊接部品質(zhì)，重要的是以適當(dāng)?shù)姆秶纬扇酆藦?。熔核徑根?jù)焊接電流、通電時(shí)間、電極形狀和加壓等焊接條件而確定。因此，為了形成適當(dāng)?shù)娜酆藦?，需要根?jù)被焊接材料的材質(zhì)、板厚和疊合張數(shù)等被焊接材料條件來(lái)適當(dāng)?shù)卦O(shè)定上述焊接條件。

例如，在制造汽車(chē)時(shí)，需要對(duì)每一臺(tái)實(shí)施數(shù)千點(diǎn)的點(diǎn)焊，而且需要對(duì)依次傳遞過(guò)來(lái)的被處理材(工件)進(jìn)行焊接。此時(shí)，若各焊接處的被焊接材料的材質(zhì)、板厚和疊合張數(shù)等被焊接材料條件相同，則焊接電流、通電時(shí)間和加壓等焊接條件也可以在相同的條件下得到相同的熔核徑。但是，在連續(xù)的焊接中，隨著進(jìn)行2次以上的焊接，電極的被焊接材料接觸面逐漸磨耗，從而電極與被焊接材料的接觸面積逐漸變寬。如此在接觸面積變寬的狀態(tài)下流通與初次焊接時(shí)相同的值的焊接電流時(shí)，被焊接材料中的電流密度降低、焊接部的溫度升高變低，因此熔核徑變小。因此，每進(jìn)行數(shù)百～數(shù)千點(diǎn)的焊接就進(jìn)行電極的研磨或更換，以使電極的前端徑不會(huì)過(guò)于變大。

此外，一直以來(lái)使用了具備下述功能的電阻焊接裝置：在進(jìn)行了預(yù)先設(shè)定的次數(shù)的焊接后通過(guò)增加焊接電流值來(lái)補(bǔ)償伴隨電極的磨耗所導(dǎo)致的電流密度的降低(步進(jìn)功能)。在使用該步進(jìn)功能時(shí)，需要預(yù)先適當(dāng)?shù)卦O(shè)定上述的焊接電流變化圖案。但是，為此需要通過(guò)試驗(yàn)等來(lái)導(dǎo)出與大量的被焊接材料條件和焊接條件相對(duì)應(yīng)的焊接電流變化圖案，這需要大量的時(shí)間和成本。并且，在實(shí)際施工中，電極磨耗的進(jìn)行狀態(tài)存在偏差，因此，可以認(rèn)為預(yù)先設(shè)定的焊接電流變化圖案時(shí)常是不適合的。

進(jìn)而，在焊接時(shí)存在干擾時(shí)，例如在要焊接的點(diǎn)的附近已經(jīng)存在進(jìn)行了焊接的點(diǎn)(既焊接點(diǎn))的情況中、被焊接材料的表面凹凸大且在要焊接的點(diǎn)的附近存在被焊接材料彼此的接觸點(diǎn)的情況等中，焊接時(shí)電流在既焊接點(diǎn)和接觸點(diǎn)發(fā)生分流。這樣的狀態(tài)下，即便以規(guī)定的條件進(jìn)行焊接，電極正下方的欲焊接的位置的電流密度降低，因此，仍然得不到所需直徑的熔核。為了補(bǔ)償該放熱量不足以得到所需直徑的熔核，需要預(yù)先設(shè)定高的焊接電流。

另外，由于表面凹凸和部件形狀等而使焊接的點(diǎn)的周?chē)粡?qiáng)烈地束縛的情況下，鋼板間的板隙變大，從而鋼板彼此的接觸面積小，不能得到所需直徑的熔核徑，或者還有時(shí)會(huì)容易發(fā)生飛濺。

為了解決上述的問(wèn)題，提出了以下所述的技術(shù)方案。

例如在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中記載了一種電阻焊接機(jī)的控制裝置，其通過(guò)將推算的焊接部的溫度分布與目標(biāo)熔核進(jìn)行比較來(lái)控制焊接機(jī)的輸出功率，從而來(lái)得到設(shè)定的熔核。

另外，專(zhuān)利文獻(xiàn)2中記載了一種電阻焊接機(jī)的焊接條件控制方法，其對(duì)焊接電流和芯片間電壓進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)熱傳導(dǎo)計(jì)算來(lái)模擬焊接部，推定熔核的形成狀態(tài)，從而進(jìn)行良好的焊接。

此外，專(zhuān)利文獻(xiàn)3中記載了一種進(jìn)行下述處理的焊接系統(tǒng)：根據(jù)被焊接物的板厚和通電時(shí)間，計(jì)算出能夠良好地對(duì)該被焊接物進(jìn)行焊接的每單位體積的累積放熱量，調(diào)整為可產(chǎn)生計(jì)算出的每單位體積·單位時(shí)間的放熱量的焊接電流或電壓。此處記載了，通過(guò)利用該焊接系統(tǒng)，不依賴(lài)于被焊接物的種類(lèi)和電極的磨耗狀態(tài)就能夠進(jìn)行良好的焊接。

專(zhuān)利文獻(xiàn)4中記載了下述焊接方法：通電中每半循環(huán)通過(guò)演算求出電力與電流或電流的平方值的曲線(xiàn)，根據(jù)其推移來(lái)判定熔核的形成狀態(tài)，調(diào)整以后的循環(huán)的電流值或加壓，或者在該時(shí)刻切斷電流。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)平9-216071號(hào)公報(bào)

專(zhuān)利文獻(xiàn)2：日本特開(kāi)平10-94883號(hào)公報(bào)

專(zhuān)利文獻(xiàn)3：日本特開(kāi)平11-33743號(hào)公報(bào)

專(zhuān)利文獻(xiàn)4：日本特開(kāi)2004-58153號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的課題

但是，在利用專(zhuān)利文獻(xiàn)1記載的電阻焊接機(jī)的控制裝置和專(zhuān)利文獻(xiàn)2記載的電阻焊接機(jī)的焊接條件控制方法進(jìn)行的電阻點(diǎn)焊中，基于熱傳導(dǎo)模型(熱傳導(dǎo)模擬)等推定熔核的溫度，因此需要復(fù)雜的計(jì)算處理，從而具有下述問(wèn)題：不僅焊接控制裝置的構(gòu)成變得復(fù)雜，而且焊接控制裝置本身變得昂貴。

另外，在利用專(zhuān)利文獻(xiàn)3記載的焊接系統(tǒng)進(jìn)行的電阻點(diǎn)焊中，將累積放熱量控制為目標(biāo)值，從而不管電極的磨耗情況如何，均可常常進(jìn)行良好的焊接。但是，設(shè)定的被焊接材料條件與實(shí)際的被焊接材料條件有較大不同的情況下，例如附近存在上述的既焊接點(diǎn)或鋼板間的板隙等干擾且其影響大時(shí)，即便能夠使最終的累積放熱量與目標(biāo)值一致，也會(huì)產(chǎn)生下述情況：放熱及通電的形態(tài)、即焊接部的溫度分布和電流密度分布的時(shí)間變化較大偏離可得到良好的焊接部的目標(biāo)圖案。這樣的情況下，得不到所需的熔核徑，或者發(fā)生飛濺。

例如，在要焊接的點(diǎn)的附近存在被焊接材料的接觸點(diǎn)、且被焊接材料間的板隙大時(shí)，由于電極間電阻值增大，因而電流值降低，存在不能確保所需熔核徑的問(wèn)題。

需要說(shuō)明的是，在專(zhuān)利文獻(xiàn)4的焊接方法中，對(duì)每半循環(huán)的電流的增加、減少過(guò)程的曲線(xiàn)形狀的變化進(jìn)行監(jiān)視，因此，以交流電源下的焊接為前提，不能使用直流電源。此外，抑制飛濺發(fā)生的手段是調(diào)整電流值、加壓、通電時(shí)間的任一種，但沒(méi)有記載對(duì)各自進(jìn)行調(diào)整的必然性。

此外，針對(duì)電極前端發(fā)生磨耗的情況的變化，專(zhuān)利文獻(xiàn)1～4中公開(kāi)的技術(shù)全部是有效的，但是，關(guān)于與既焊接點(diǎn)的距離短、或者因?yàn)殇摪彘g的凹凸而存在接觸點(diǎn)等導(dǎo)致電流發(fā)生分流或板隙的影響大的情況，也沒(méi)有任何研究，有時(shí)無(wú)法精確地進(jìn)行上述的適應(yīng)控制焊接。

本發(fā)明的目的是提供一種電阻點(diǎn)焊裝置的同時(shí)提供一種利用該焊接裝置的電阻點(diǎn)焊方法，其可有利地解決上述問(wèn)題，即便在焊接條件為上述條件那樣的特殊情況下，也可得到無(wú)飛濺發(fā)生的適當(dāng)直徑的熔核。

用于解決課題的手段

本發(fā)明人為了實(shí)現(xiàn)上述目的反復(fù)進(jìn)行了深入研究，結(jié)果得到了以下所述的技術(shù)思想。

在利用適應(yīng)控制焊接進(jìn)行電阻點(diǎn)焊時(shí)，放熱和通電的形態(tài)、即焊接部的溫度分布和電流密度分布的時(shí)間變化有時(shí)較大偏離可得到良好的焊接部的目標(biāo)圖案，該情況下，得不到所需的熔核徑，或發(fā)生飛濺。

電阻點(diǎn)焊前和焊接初期，要焊接的點(diǎn)的鋼板間的電阻高，處于不能確保通電徑的狀態(tài)。因此，例如在要焊接的點(diǎn)的附近存在被焊接材料的接觸點(diǎn)、且被焊接材料間的板隙大時(shí)，產(chǎn)生向接觸點(diǎn)的分流，要焊接的點(diǎn)的被焊接材料彼此的接觸直徑縮窄，因此，通過(guò)板的組合，有時(shí)電極間電阻值增大。由于該原因，導(dǎo)致裝置被如下錯(cuò)誤地認(rèn)知：在要焊接的點(diǎn)的累積放熱量過(guò)大。其結(jié)果，適應(yīng)控制中的電流值減少，達(dá)不到所需的熔核徑?；蛘?，向接觸點(diǎn)的分流量變大而電極間電阻值降低的情況下，在被焊接材料彼此的接觸直徑小的狀態(tài)下電流值增大，飛濺發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)提高。

此外，被焊接材料間的板隙即便小，在分流的影響大的情況下，若使正式焊接的累積放熱量與試驗(yàn)焊接的累積放熱量一致，則由于處于不能確保被焊接材料間的通電徑的狀態(tài)，因此電流值也會(huì)有較大增加。其結(jié)果，不是鋼板-鋼板間附近的放熱顯著，而是電極-鋼板間附近的放熱變得顯著，在正式焊接與試驗(yàn)焊接中放熱形態(tài)有較大不同。

本發(fā)明人根據(jù)上述方面進(jìn)行了研究，結(jié)果得到了下述見(jiàn)解：不僅對(duì)通電中的電流和電壓進(jìn)行控制是有效的，而且根據(jù)需要控制對(duì)通電中的被焊接材料的加壓也是有效的。具體地說(shuō)，發(fā)現(xiàn)了：在通過(guò)控制對(duì)被焊接材料的加壓而確保一定的通電徑的狀態(tài)下進(jìn)行熔核的形成和生長(zhǎng)，從而可在不受電極損耗和干擾的限制下有利地實(shí)現(xiàn)所期望的目的。

本發(fā)明立足于上述見(jiàn)解。

即，本發(fā)明的要點(diǎn)構(gòu)成如下。

1.一種電阻點(diǎn)焊裝置，

該電阻點(diǎn)焊裝置用于通過(guò)一對(duì)電極夾持由多張金屬板疊合而成的被焊接材料，并一邊加壓一邊通電，從而將所述被焊接材料接合起來(lái)，其中，

所述電阻點(diǎn)焊裝置具備：

存儲(chǔ)部，其存儲(chǔ)每單位體積的瞬時(shí)放熱量的時(shí)間變化和每單位體積的累積放熱量作為目標(biāo)值，所述每單位體積的瞬時(shí)放熱量的時(shí)間變化和每單位體積的累積放熱量根據(jù)在正式焊接之前的試驗(yàn)焊接時(shí)的、通過(guò)恒流控制進(jìn)行通電而形成適宜的熔核的情況下的電極間的電學(xué)特性而算出，以及

適應(yīng)控制部和加壓控制部，在上述正式焊接時(shí)，將作為上述目標(biāo)值而被存儲(chǔ)的每單位體積的瞬時(shí)放熱量的時(shí)間變化曲線(xiàn)作為基準(zhǔn)開(kāi)始焊接，在上述正式焊接的每單位體積的瞬時(shí)放熱量的時(shí)間變化量偏離作為基準(zhǔn)的上述時(shí)間變化曲線(xiàn)的情況下，所述適應(yīng)控制部控制通電中的電流值或電壓值，使得其差異在剩余的通電時(shí)間內(nèi)得到補(bǔ)償，從而使上述正式焊接中的每單位體積的累積放熱量與作為上述目標(biāo)值而存儲(chǔ)的每單位體積的累積放熱量一致；所述加壓控制部控制對(duì)上述被焊接材料的加壓。

2.如上述1所述的電阻點(diǎn)焊裝置，其中，

在上述正式焊接中，上述加壓控制部根據(jù)在從通電開(kāi)始起經(jīng)過(guò)了一定時(shí)間的時(shí)刻的上述正式焊接的每單位體積的累積放熱量與上述試驗(yàn)焊接的每單位體積的累積放熱量的差異而增減其后的加壓。

3.如上述2所述的電阻點(diǎn)焊裝置，其中，上述加壓控制部將上述正式焊接中從開(kāi)始通電到開(kāi)始加壓控制為止的時(shí)間控制在0.1～10循環(huán)的范圍。

4.如上述2或3所述的電阻點(diǎn)焊裝置，其中，上述加壓控制部將上述正式焊接中從開(kāi)始加壓控制到加壓控制結(jié)束為止的時(shí)間控制在1～30循環(huán)的范圍。

5.一種電阻點(diǎn)焊方法，其利用上述1～4的任一項(xiàng)所述的裝置進(jìn)行焊接。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，在電極磨耗的狀態(tài)下、分流或板隙等的干擾的影響大的焊接條件下，也能夠得到無(wú)飛濺發(fā)生的良好的熔核。

附圖說(shuō)明

圖1是基于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電阻點(diǎn)焊裝置的示意性構(gòu)成圖。

圖2是示出利用基于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電阻點(diǎn)焊裝置進(jìn)行試驗(yàn)焊接時(shí)的焊接電流值、加壓和累積放熱量的推移的圖。

圖3是示出在被焊接材料間存在板隙的狀態(tài)下的電阻點(diǎn)焊方法的一例的示意圖。

圖4是示出利用基于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電阻點(diǎn)焊裝置、一邊控制加壓一邊進(jìn)行適應(yīng)控制焊接時(shí)的焊接電流值、加壓和累積放熱量的推移的圖。

具體實(shí)施方式

下面具體說(shuō)明本發(fā)明。

圖1是示出基于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電阻點(diǎn)焊裝置的示意性構(gòu)成圖。

圖中，符號(hào)1為電阻點(diǎn)焊電源，2為向電阻點(diǎn)焊電源1提供控制信號(hào)的適應(yīng)控制部，3為焊接電流的檢測(cè)部，將檢測(cè)到的信號(hào)輸入適應(yīng)控制部2。4為與電阻點(diǎn)焊電源1的輸出連接的二次導(dǎo)體，與電極7連接從而向電極7通電。

5為下部臂，6為加壓氣缸，各自上安裝有電極7，利用電極7夾持被焊接材料8。9為安裝于電極7的電極間電壓檢測(cè)線(xiàn)，并導(dǎo)入適應(yīng)控制部2。適應(yīng)控制部2中，可將進(jìn)行試驗(yàn)焊接的模式和進(jìn)行正式焊接的模式進(jìn)行切換。

10為加壓控制部，根據(jù)基于適應(yīng)控制部2的電流值或電壓值的調(diào)整，向加壓氣缸6發(fā)送信號(hào)，改變對(duì)被焊接材料的加壓。

另外，基于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電阻點(diǎn)焊裝置具備存儲(chǔ)部(未圖示)，在試驗(yàn)焊接時(shí)，根據(jù)通過(guò)恒流控制進(jìn)行通電而形成適宜的熔核的情況下的電極間的電學(xué)特性而算出的、每單位體積的瞬時(shí)放熱量的時(shí)間變化和每單位體積的累積放熱量作為目標(biāo)值而進(jìn)行存儲(chǔ)。

并且，在試驗(yàn)焊接模式中，根據(jù)焊接電流的由檢測(cè)部3輸入的電流以及由電極間電壓檢測(cè)線(xiàn)9輸入的電壓來(lái)算出每單位體積的瞬時(shí)放熱量，其時(shí)間變化、進(jìn)而每單位體積的累積放熱量作為目標(biāo)值而被存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部。

此外，在進(jìn)行正式焊接的模式中，以試驗(yàn)焊接的焊接條件開(kāi)始通電的同時(shí)，在適應(yīng)控制部2，根據(jù)由焊接電流檢測(cè)部3輸入的電流和由電極間電壓檢測(cè)線(xiàn)9輸入的電壓，對(duì)于每個(gè)采樣時(shí)間算出瞬時(shí)放熱量，將各時(shí)間的瞬時(shí)放熱量與作為目標(biāo)值而進(jìn)行存儲(chǔ)的瞬時(shí)放熱量進(jìn)行比較，在這些值產(chǎn)生差異的時(shí)刻，根據(jù)其差異來(lái)控制電流值或電壓值、進(jìn)而控制加壓。換言之，正式焊接的模式如下構(gòu)成：按照正式焊接中的累積放熱量與作為目標(biāo)值存儲(chǔ)的累積放熱量一致的方式，利用適應(yīng)控制部2進(jìn)行了適應(yīng)控制的焊接電流或電壓被通入被焊接材料8，利用加壓控制部10對(duì)被焊接材料8實(shí)施加壓。

接著，對(duì)利用基于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電阻點(diǎn)焊裝置的電阻點(diǎn)焊方法的控制要領(lǐng)進(jìn)行說(shuō)明。

首先說(shuō)明試驗(yàn)焊接。

利用與在正式焊接中使用的被焊接材料相同的鋼種、厚度的被焊接材料，在不存在向既焊接點(diǎn)的分流和板隙的狀態(tài)下，通過(guò)恒流控制以各種條件進(jìn)行預(yù)焊接，發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)焊接中的最佳條件(電流值、電壓值、通電時(shí)間和加壓)。需要說(shuō)明的是，作為焊接機(jī)，優(yōu)選逆變直流電阻點(diǎn)焊機(jī)，作為電極，鉻銅電極或者氧化鋁分散銅制電極是有利的，合適的。

并且，以上述的最佳條件進(jìn)行試驗(yàn)焊接，將該試驗(yàn)焊接中的由電極間的電學(xué)特性算出的每單位體積的瞬時(shí)放熱量的時(shí)間變化和每單位體積的累積放熱量作為目標(biāo)值存儲(chǔ)。此處，本發(fā)明中，電極間的電學(xué)特性是指電極間電阻或者電極間電壓。

需要說(shuō)明的是，試驗(yàn)焊接中的通電圖案可以分割為2段以上的多段步驟。例如，將在作為被焊接材料的鋼板間開(kāi)始形成熔融部的時(shí)刻(電極正下方開(kāi)始形成通電通路的時(shí)刻)作為劃分步驟的時(shí)機(jī)，將通電圖案分割為2段步驟。

在上述的試驗(yàn)焊接后進(jìn)行正式焊接。正式焊接中，將上述的試驗(yàn)焊接中得到的每單位體積的瞬時(shí)放熱量的時(shí)間變化曲線(xiàn)作為基準(zhǔn)開(kāi)始焊接，在瞬時(shí)放熱量的時(shí)間變化量沿著作為基準(zhǔn)的時(shí)間變化曲線(xiàn)的情況下，就繼續(xù)進(jìn)行焊接，結(jié)束焊接。但是，在正式焊接中的瞬時(shí)放熱量的時(shí)間變化量偏離作為基準(zhǔn)的時(shí)間變化曲線(xiàn)的情況下，根據(jù)其差異，進(jìn)行控制通電量即電流值或電壓值的適應(yīng)控制焊接，在該步驟的剩余通電時(shí)間內(nèi)補(bǔ)償該差異，從而使正式焊接中的每單位體積的累積放熱量(下文也僅稱(chēng)為“正式焊接中的累積放熱量”)與在試驗(yàn)焊接中作為目標(biāo)值存儲(chǔ)的每單位體積的累積放熱量(下文也僅稱(chēng)為“試驗(yàn)焊接中的累積放熱量”)一致。

另外，該焊接方法的特征在于，在進(jìn)行上述的通電量的控制的同時(shí)，按照正式焊接中的累積放熱量與試驗(yàn)焊接中的累積放熱量一致的方式也一并控制對(duì)被焊接材料的加壓。

由此，在電極前端發(fā)生磨耗、或者分流或板隙等的干擾的影響大的狀態(tài)下，也可確保必要的累積放熱量，能夠得到適宜的熔核徑。

需要說(shuō)明的是，關(guān)于每單位體積的放熱量的計(jì)算方法沒(méi)有特別限制，專(zhuān)利文獻(xiàn)3中公開(kāi)了其一例，本發(fā)明也可采用該方法?；谠摲椒ǖ拿繂挝惑w積的累積放熱量Q的計(jì)算要點(diǎn)如下。

將兩張被焊接材料的總厚度設(shè)為t，將被焊接材料的電阻率設(shè)為r，將電極間電壓設(shè)為V，將焊接電流設(shè)為I，將電極與被焊接材料接觸的面積設(shè)為S。這種情況下，焊接電流通過(guò)橫截面積為S、厚度t的柱狀部分，產(chǎn)生電阻放熱。在該柱狀部分中的每單位體積單位時(shí)間的放熱量q由下式(1)求出。

q＝(V·I)/(S·t) ---(1)

另外，該柱狀部分的電阻R由下式(2)求出。

R＝(r·t)/S ---(2)

由(2)式解出S并將其代入(1)式中，則放熱量q為下式(3)。

q＝(V·I·R)/(r·t²)

＝(V²)/(r·t²) ---(3)

由上式(3)可知，每單位體積單位時(shí)間的放熱量q可由電極間電壓V、被焊接物的總厚度t和被焊接物的電阻率r算出，不受電極與被焊接物接觸的面積S的影響。

需要說(shuō)明的是，(3)式是由電極間電壓V算出放熱量的，但也可由電極間電流I算出放熱量q，此時(shí)也不必使用電極與被焊接物接觸的面積S。

并且，若在通電期間累積每單位體積單位時(shí)間的放熱量q，則可得到施加于焊接的每單位體積的累積放熱量Q。另外，由(3)式可知，該每單位體積的累積放熱量Q也可以不使用電極與被焊接材料接觸的面積S而算出。

以上利用專(zhuān)利文獻(xiàn)3記載的方法，對(duì)計(jì)算累積放熱量Q的情況進(jìn)行了說(shuō)明，當(dāng)然也可以使用其他的計(jì)算式。

如上所述，該焊接方法的特征在于，在正式焊接的每單位體積的瞬時(shí)放熱量的時(shí)間變化量偏離作為基準(zhǔn)的時(shí)間變化曲線(xiàn)的情況下，按照在剩余的通電時(shí)間內(nèi)補(bǔ)償該差異以使正式焊接中的累積放熱量與試驗(yàn)焊接中的累積放熱量一致的方式，來(lái)控制電流值或電壓值且控制通電中的加壓。由此，能夠不受干擾的限制以確保了一定的通電徑的狀態(tài)進(jìn)行熔核的形成和生長(zhǎng)，能夠抑制上述的基于板隙的放熱量的錯(cuò)誤認(rèn)知以及分流所致的放熱形態(tài)的變化。

另外，控制加壓的準(zhǔn)則是正式焊接與試驗(yàn)焊接的放熱量的差異、特別是在從通電開(kāi)始起經(jīng)過(guò)了一定時(shí)間的時(shí)刻的每單位體積的累積放熱量的差異。例如，正式焊接中的在從通電開(kāi)始起經(jīng)過(guò)了一定時(shí)間的時(shí)刻的每單位體積的累積放熱量大于試驗(yàn)焊接中的在從通電開(kāi)始起經(jīng)過(guò)了一定時(shí)間的時(shí)刻的每單位體積的累積放熱量的情況下，根據(jù)其差異，增大之后的加壓。

這是因?yàn)?，通過(guò)電流值控制來(lái)改變通電徑雖然有效，但改變接觸直徑的效果不充分。通過(guò)控制加壓，可校正由干擾所致的通電中的接觸徑的減少量，因此，能夠使基于電流值控制的熔核形成過(guò)程與試驗(yàn)焊接一致。

需要說(shuō)明的是，正式焊接中的在從通電開(kāi)始起經(jīng)過(guò)了一定時(shí)間的時(shí)刻的每單位體積的累積放熱量小于試驗(yàn)焊接中的在從通電開(kāi)始起經(jīng)過(guò)了一定時(shí)間的時(shí)刻的每單位體積的累積放熱量的情況下，根據(jù)其差異來(lái)減少之后的加壓。

另外，試驗(yàn)焊接中的在從通電開(kāi)始起經(jīng)過(guò)了一定時(shí)間的時(shí)刻的每單位體積的累積放熱量可通過(guò)累積試驗(yàn)焊接中的從通電開(kāi)始至該時(shí)刻為止的每單位體積的瞬時(shí)放熱量來(lái)求出。

此處，從通電后至開(kāi)始控制加壓為止的時(shí)間、即從作為控制加壓的準(zhǔn)則的累積放熱量的通電開(kāi)始起經(jīng)過(guò)的時(shí)間優(yōu)選為0.1～10循環(huán)的范圍。由此，可有效實(shí)現(xiàn)上述效果。這是因?yàn)椋刂迫酆藦綍r(shí)重要的是使熔核形成時(shí)的通電徑接近試驗(yàn)焊接的通電徑。從通電開(kāi)始起不足0.1循環(huán)時(shí)，即使是同樣的板組合、施工狀態(tài)，電阻值的偏差也大，因此難以補(bǔ)償?shù)酱藶橹沟臅r(shí)刻的正式焊接與試驗(yàn)焊接中的每單位體積的瞬時(shí)放熱量的差異，從而難以使正式焊接中的累積放熱量與試驗(yàn)焊接中的累積放熱量一致。另一方面，從通電開(kāi)始起超過(guò)10循環(huán)時(shí)，改變加壓前熔核開(kāi)始形成、生長(zhǎng)，因此得不到上述效果。需要說(shuō)明的是，在電阻值偏差大的板組合或干擾的影響大的情況下，優(yōu)選為0.3～5循環(huán)的范圍。

另外，根據(jù)上述的正式焊接與試驗(yàn)焊接中的累積放熱量的差異而改變加壓的時(shí)間為1～30循環(huán)的范圍，從而可有效地獲得上述效果。在不足1循環(huán)時(shí)，不能確保由增大加壓而帶來(lái)的通電徑，另一方面，超過(guò)30循環(huán)時(shí)，在熔核生長(zhǎng)中有時(shí)加壓增大，放熱效率降低。需要說(shuō)明的是，在電阻值偏差大的板組合或干擾的影響大的情況下，優(yōu)選為2～20循環(huán)的范圍。

關(guān)于加壓的改變量，即使從開(kāi)始控制加壓到結(jié)束為止的期間，該改變量為恒定值，也可得到相應(yīng)的效果，但在通電徑對(duì)通電中的熔核形成的影響特別大的板組合或施工狀態(tài)(例如，高板厚比的3張以上的板組合、鋼板間的板隙非常大的狀態(tài)等)的情況下，通過(guò)控制電流值的同時(shí)依次控制通電中的加壓，可進(jìn)一步有效地得到上述效果。

需要說(shuō)明的是，本發(fā)明中的被焊接材料沒(méi)有特別限制，以軟鋼至超高張力鋼板等具有各種強(qiáng)度的鋼板為代表，還可以在各種鍍覆鋼板、鋁合金等的輕金屬板的焊接中適用，也可以在疊合3張以上的板組合中適用。另外，在用于形成熔核的通電后，即使施加用于焊接部的熱處理的后通電也沒(méi)有任何問(wèn)題。

實(shí)施例

本發(fā)明的實(shí)施例如下所示。

作為被焊接材料，使用了590MPa級(jí)、980MPa級(jí)的冷軋鋼板(板厚：1.6mm)。疊合2張?jiān)摫缓附硬牧?，在不存在間隙和向既焊接點(diǎn)的分流的狀態(tài)下通過(guò)恒流控制進(jìn)行預(yù)焊接，求出可得到適當(dāng)?shù)娜酆藦降暮附訔l件。焊接機(jī)使用逆變直流電阻點(diǎn)焊機(jī)，電極使用DR形前端直徑6mm的鉻銅電極。需要說(shuō)明的是，焊接條件如下，加壓：3.5kN、焊接電流：6.0kA、通電時(shí)間：16循環(huán)(50Hz(下文中，時(shí)間的單位均為50Hz下的循環(huán)(cycle)數(shù)))。并且，使用圖1所示的電阻點(diǎn)焊裝置，在上述的焊接條件下進(jìn)行試驗(yàn)焊接，存儲(chǔ)每單位體積的瞬間放熱量的時(shí)間變化和每單位體積的累積放熱量。此時(shí)得到的熔核徑約為5.0mm(＝4√t，t：板厚)。將此時(shí)的焊接電流值、加壓、累積放熱量的推移示于圖2。

接著，在以下的條件下實(shí)施正式焊接。

如圖3所示，在被焊接材料11、12(板厚1.6mm)之間插入間隔物用的鋼板13(板厚1.5mm、間隔物間距離30mm)，以上述的試驗(yàn)焊接為基準(zhǔn)，使用圖1所示的電阻點(diǎn)焊裝置，進(jìn)行電阻點(diǎn)焊。即，以試驗(yàn)焊接中得到的每單位體積的瞬間放熱量的時(shí)間變化曲線(xiàn)為基準(zhǔn)，進(jìn)行電阻點(diǎn)焊。需要說(shuō)明的是，進(jìn)行了加壓控制的區(qū)間為通電后1循環(huán)至6循環(huán)的5循環(huán)間。圖3中的符號(hào)14為電極。

得到的熔核徑為5.2mm，確保了大致與試驗(yàn)焊接相同程度的熔核徑。另外，沒(méi)有產(chǎn)生飛濺。

將此時(shí)的焊接電流值、加壓、累積放熱量的推移示于圖4。

在該焊接條件下，因板隙而通電初期的電阻值增大，因此在加壓控制區(qū)間，加壓約增大至5kN左右。

進(jìn)一步，將在各種的板組合、施工條件下進(jìn)行焊接時(shí)的結(jié)果列于表1。

需要說(shuō)明的是，條件No.1、2、5、7均使用圖1所示的電阻點(diǎn)焊裝置進(jìn)行電流值和加壓的控制，進(jìn)行電阻點(diǎn)焊。另外，No.3、4、6均不進(jìn)行加壓的控制來(lái)進(jìn)行電阻點(diǎn)焊。需要說(shuō)明的是，條件No.7中，將試驗(yàn)焊接的通電圖案分割為第1步驟和第2步驟的2段，在步驟間設(shè)置冷卻時(shí)間。此外，條件No.7的試驗(yàn)焊接中的加壓在第1步驟和第2步驟中相同。

在任一條件下試驗(yàn)焊接中的目標(biāo)熔核徑為將熔核徑為以上且沒(méi)有產(chǎn)生飛濺的情況評(píng)價(jià)為“○”，將熔核徑小于或者產(chǎn)生了飛濺的情況評(píng)價(jià)為“×”。

如表1所示，在使用本發(fā)明的電阻點(diǎn)焊裝置進(jìn)行了電阻點(diǎn)焊的情況下，即使在任一的板組合、施工條件下均可得到“○”的評(píng)價(jià)。

符號(hào)說(shuō)明

1 電阻點(diǎn)焊電源

2 向電阻點(diǎn)焊電源提供控制信號(hào)的適應(yīng)控制部

3 焊接電流的檢測(cè)部

4 與電阻點(diǎn)焊電源的輸出連接的二次導(dǎo)體

5 下部臂

6 加壓氣缸

7 電極

8 被焊接材料

9 電極間電壓檢測(cè)線(xiàn)

10 加壓控制部

11、12 被焊接材料

13 間隔物

14 電極