電阻點焊方法以及焊接結構件的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種適合于接合Ξ張 W上的鋼板的電阻點焊方法W及由該方法得到 的焊接結構件。
【背景技術】
[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焊方法:在層疊了多 個鋼板之后，用一對電極夾持該多個鋼板，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構構件存在支柱和上邊梁。支柱20例如包括將構 成外部件、加強件、內部件的Ξ張鋼板重疊而成的層疊體21 ( W下，也包含該層疊體在內，稱 為"鋼板"）。而且，如圖4所示，該層疊體21在其凸緣22利用點焊W預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和鋼板的材質而設想各種組合下，稱 為"板組"），但有時在一部分的板組中難W找到用于得到健全的烙核的恰當的焊接條件 下將運樣的板組稱為"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）的拉伸試驗等中能夠得到充分的接頭強度的烙核。作為焊接部的大小通常W例如4^t W上（t:構成鋼板界面的板材中的較薄的板材的厚度(mm))為基準。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。在運些構件中，通常的情況是薄板應用板厚為l.OmmW下的軟鋼板、厚板1和 厚板2應用板厚為上且抗拉強度為340MPaW上的高強度鋼板(高強度）。
[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的焊接條件較困難的理 由如下所述。
[0006] 目P，當對接觸的鋼板界面的接觸電阻下，簡稱為"接觸電阻"。）通電量過大時， 容易產生由電阻發熱引起的鋼板界面的過熱所導致的、被稱為噴瓣（日文:予1))的烙損(也 稱為飛瓣、爆發等），但另一方面，當通電量過小時，在鋼板界面的電阻發熱量變小，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，存在兩個鋼板界面，但薄板 X厚板1的鋼板界面的電阻發熱量相對于厚板IX厚板2的鋼板界面的電阻發熱量相對較 小。因此，當在一鋼板界面W不產生噴瓣而適合于得到健全的烙核的通電量進行焊接時，必 然地另一鋼板界面的電阻發熱量過大或者過小。于是，在厚板IX厚板2的界面產生噴瓣，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的界面產生 噴瓣，也將通電量設定得較高。
[0007] 在專利文獻1中公開了如下一種對于上述運樣的難焊接板組，不產生噴瓣地制造 具有所需尺寸的烙核的點焊接頭的方法。在專利文獻1所記載的技術方案中，其特征在于， 設為包括第一段和第二段兩個階段的焊接，并設為運樣的焊接: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，通電時間長或者通電時間相同。
[0008] 另外，作為能夠焊接難焊接板組的方法，在專利文獻2中公開了在表面和背面改變 電極忍片相對于工件的加壓力的方法。另外，在專利文獻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，緩和在電極內部循環的冷卻水的冷卻效果。
[0009] 然而，在利用電阻點焊進行的汽車零件等的焊接工序中，通常為了設計需要在所 需的部位連續地配置多個焊接點。因而，在對某個部位進行電阻焊接時，在該部位的附近已 經存在焊接點下，也稱為"已焊接點"）的情況下，產生將已焊接點作為通電路徑流動的 分支電流下，也稱為"支流"）。此外，根據構件的幾何學上的形狀、與其他構件之間的空 間配置的狀況的不同，也能夠設想在已焊接點W外也形成有通電路徑從而產生支流運樣的 情況。如此，當在焊接時產生焊接電流的支流時，會延遲烙融部的形成，無法得到健全的烙 核。支流被稱為無效電流等，關于限制其影響的方法進行了很多的研究。
[0010] 例如，在專利文獻4中公開了計算無效電流并將增加了對應于無效電流的量的電 流設定為焊接電流的技術方案。另外，在專利文獻5中公開了通過設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6和7中公開了 W調整焊接電流的 支流狀態、優化焊接點附近的加熱方式為目的而在電極的附近設有輔助電極的技術方案。
[0011] 現有技術文獻 巧012] 專利文獻
[0013] 專利文獻1:日本特開2005-262259號公報
[0014] 專利文獻2:日本特開2003-251469號公報
[0015] 專利文獻3:日本特開2009-291827號公報
[0016] 專利文獻4:日本特開平9-99379號公報
[0017] 專利文獻5:日本特開2009-279597號公報 [001引專利文獻6:日本特開2012-11398號公報 [0019] 專利文獻7:日本特開2012-55896號公報
【發明內容】
巧020] 發明要解決的問題
[0021] 專利文獻1的技術方案不僅焊接裝置的結構和焊接條件較復雜，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 致無法利用第一段的加壓使層疊鋼板的所有界面接觸，在該情況下會導致未形成通電路 徑，完全無法進行焊接。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2的技術方案中，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3的技術方案那樣緩和電極的冷卻效果，也 無法實現消除由各鋼板界面的接觸電阻之差所導致的焊接的困難性。
[0023] 專利文獻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，對于能夠 焊接難焊接板組的方法沒有任何記載。
[0024] 專利文獻6和7的技術方案均具有如下優點：當在電極的附近設置輔助電極時，產 生支流，從而能夠在存在輔助電極的那一側的鋼板增大電阻發熱，能夠增大烙融部。
[0025] 但是，需要在電極的附近設置輔助電極，焊接機的動作機構變復雜，另外，由于存 在輔助電極，因此電極比正常的大，例如難W焊接凸緣運樣的寬度較小的部位。特別是，運 些方法使存在輔助電極的那一側的鋼板的電阻發熱上升，因此在對例如包括Ξ張 W上的鋼 板、至少一個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行點焊的情 況下，也存在如下運樣的問題: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，則無法如設想那樣增大烙融部。因而期望如下運樣的手法:不使用上述那樣的輔助電 極而通過與通常的電阻點焊同樣地僅使用一對相對的電極，來使接觸電阻不同的多個鋼板 界面的發熱量均勻化。
[0026]本發明是為了解決運樣的問題而完成的，其目的在于提供如下一種電阻點焊方法 W及由該方法得到的焊接結構件:在該電阻點焊方法中，能夠在包括Ξ張 W上的鋼板、至少 一個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，在對包括Ξ張 W上的鋼板la、化、1C、至少一個鋼板界面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進行點焊的情況下，用一對電極3a、3b 夾持該層疊體10,在按壓的同時通電（參照空屯、箭頭)而在鋼板界面2a、2b形成烙融部4a、4b 時，例如在鋼板la為軟鋼板、鋼板lb、lc為高強度鋼板的情況下，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，在鋼板界面2b的電阻發熱量比在鋼板界面2a的電阻 發熱量多，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W電阻發熱較大的鋼板界面2b的加熱狀態為基準進行通電時，難W在電阻發熱較小 的鋼板界面2a形成有充分大小的烙融部。另一方面，當欲在電阻發熱較小的鋼板界面2a充 分地進行加熱時，電阻發熱較大的鋼板界面化成為過熱狀態，存在在該鋼板界面易于產生 噴瓣運樣的問題。
[0029] 因此，本發明人們進行專屯、研究完成如下運樣的本發明：本發明并非如現有技術 那樣在鋼板的最外表面產生支流，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"），在該鋼板界面產生支流，從而難W在電阻發熱較大的鋼板界面產 生噴瓣，并且能夠在電阻發熱較小的鋼板界面形成充分大小的烙融部。
[0030] 本發明的要旨在于下述的電阻點焊方法和由該方法得到的焊接結構件。
[0031] (1)-種電阻點焊方法，在該電阻點焊方法中，通過在包括Ξ張 W上的鋼板、至少 一個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，該電阻點焊方法包括:預備焊接工序，在該預備焊接工序中，在 接觸電阻最大的鋼板界面形成通電點；W及主焊接工序，在該主焊接工序中，W在該通電點 產生分支電流的條件進行最初的點焊。
[0032] (2)根據上述（1)所述的電阻點焊方法，其中，在所述主焊接工序中，W在距該通電 點的在水平方向上的距離為30mm W內的范圍形成烙融部的方式進行最初的點焊。
[0033] (3)根據上述（1)或(2)所述的電阻點焊方法，其中，在所述預備焊接工序中，用一 對電極夾持所述層疊體，在按壓的同時通電而在接觸電阻最大的鋼