[发明专利]凸焊用的螺栓及其焊接方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种凸焊用的螺栓及其焊接方法，所述凸焊用的螺栓是由轴部、与此轴部一体形成的扩径部、以及配置在此扩径部中央的熔接用的突起而构成。

背景技术

下述专利文献1所揭示的凸焊螺栓为图5A所示的形状。此凸焊螺栓20是铁制螺栓，由轴部21、圆形的扩径部22、以及圆形的熔接用的突起23而构成，其中，所述轴部21上形成了外螺纹，所述扩径部22与所述轴部21一体形成，且所述扩径部22的直径大于所述轴部21的直径，所述熔接用的突起23配置在与所述轴部21相反一侧的扩径部中央。并且，所述熔接用的突起23是直径稍小于扩径部22直径的圆形的隆起形状部，包括小倾斜角的锥形部24和尖中心部形状的顶部25。

另一方面，下述专利文献2所揭示的凸焊螺栓为图5B所示的形状。此凸焊螺栓20是铁制螺栓，其中熔接用的突起的形状与图5A中的不同。即，扩径部22的端面是外周侧变低的锥形面26，在此锥形面26的中央部上形成了熔接用的突起27。此熔接用的突起27的端面包括小倾斜角的锥形部28和尖中心部形状的顶部29。

在通过电阻焊接而将图5A、图5B的凸焊螺栓20焊接到钢板零件30上时，如图5C所示，形成为周围出现间隙L1的熔接状态，或者如图5D所示，形成为无间隙L1的全面熔接状态。另外，在各图中，涂成黑色的部分是熔接部分，用符号31来表示。

专利文献1：日本专利特开平7-223078号公报

专利文献2：日本专利特开2004-1745597公报

将图5A的螺栓20焊接之后，成为图5C所示的熔接状态。此时，因为熔接面积较广而电流密度普遍较小，所以钢板零件30侧的熔融深度L2仅为少量。这样，在熔融深度L2微小时，无法充分确保焊接强度，并且在使轴部倾倒的方向的弯曲荷载作用于轴部21时，会使熔接部分变得容易剥离。况且如果存在间隙L1，则在弯曲荷载的作用下会使熔接部分更容易剥离。或者，有可能会因为间隙L1而使轴部21以倾斜的状态被焊接着。进一步，如果存在间隙L1，则从钢板零件30的表面到轴部21的端部为止的长度，即，轴部长度L3会产生不均匀，从而在精度方面品质不佳。

而且，如果成为图5D所示的全面紧密贴合的状态，则不会产生间隙L1的问题，但因为熔融深度L2仍然微小，所以也会产生与所述情况相同的焊接强度的问题。

将图5B所示的螺栓20焊接之后，熔接状态成为图5C及图5D所示的情况。在初始阶段，熔接用的突起27会急速熔融，紧接着，熔融会向锥形面26的部分扩大开来。因此，熔融部分明显呈现出平面扩大的趋势，从而熔融深度L2变浅。

如果为了增大所述的焊接深度L2以提高焊接强度，而使电流值提高或者使通电时间延长，则钢板零件30上容易发生波及到钢板零件的整个厚度的异常熔融，即，钢板零件30的整个厚度发生已熔损的过剩熔融。另一方面，扩径部22一侧也会发生过剩熔融，使得扩径部22的厚度变小。在钢板零件30一侧发生所述过剩熔融时，会因为所述弯曲荷载的反复作用而导致熔融部与非熔融部的边界部容易断裂。进一步，因为厚度方向的过剩熔融，使得此部分的钢板零件的厚度变得薄于其他部分，因而在微小的弯曲荷载作用下钢板零件也会破损。而且，如果扩径部22的厚度也发生变化，则难以将轴部长度L3调整均匀。进一步，如果所述过剩熔融发生在钢板零件30上，则在显着的情况下，钢板零件30也会熔损，所以使电流值提高或者使通电时间延长会产生如上所述的弊病。并且，电力消耗也会增大而不经济。

而且，在专利文献2中，揭示了熔接范围在中央部形成为比熔接用的突起27更宽的情况，但因为熔融深度L2较浅，所以无法充分确保焊接强度。更进一步，专利文献2所揭示的技术是在加压时利用熔接用的突起而使钢板零件的厚度预先变薄的。因此，难以对变薄的部位要求充分的熔融深度。此外，必须将加压力设定得较大，且均匀地控制加压力使成为重要因素。这样均值的加压力需要高精度的控制，所以在实用方面并非上策。

发明内容

本发明是为了解决所述问题而提供的，其目的在于给出一种凸焊用的螺栓及其焊接方法，在狭小的区域中形成熔融深度较深的部分，而在除此以外的部分中确保可达成和钢板零件的紧密贴合，由此而获得高的焊接强度和稳定的紧密贴合状态。

在以下的说明中，有时也将凸焊螺栓简单地表达为螺栓。