[发明专利]点焊用电极

说明书

技术领域

本发明涉及一种以W、Mo、W基合金或Mo基合金作为芯材，并 将其埋入Cu或Cu合金制周围材料中的具有双重结构的电阻焊接用电 极。

背景技术

在汽车、家电制品等的装配线中，即便在电阻焊接法中也大多使用 作业效率高的点焊法，在大量的生产线中正在实施连续点焊。连续点焊 用电极在使用过程中暴露于反复的高热量、高负荷下而容易变形，因此 要求电极原材料具有优良的耐变形阻抗性。作为点焊用电极原本的需求 特性、即电导率、热导率、强度、耐磨损性也必须是优良的。此处，可 以将分散有Cu-Cr、Cu-Cr-Zr等的Cu合金、Al₂O₃等的硬质物质得到 的Cu材料用于电极原材料。其中，根据导热性、强度、成本等的综合 的观点多使用Cu-Cr合金。

然而，作为汽车、家电制品等的原材料，为了提高耐久性而逐渐开 始常用实施了镀Zn、镀Zn合金等的镀覆钢板。与对冷轧钢板的点焊相 比供给较大的电流来对镀覆钢板进行点焊，因此电极顶端部会暴露在更 加严酷的条件下。

在焊接过程中的电极顶端中，Zn、Al等镀层成分、镀覆钢板的母材 成分Fe和电极主要成分Cu发生合金化反应，容易形成Cu-Zn、 Cu-Zn-Al-Fe等金属间化合物。生成的金属间化合物非常脆以至于因焊 接时的加而剥离的程度，导致电极顶端的直径变大而成为电流密度的降 低原因。

其结果是，镀覆钢板的焊接与对普通钢、不锈钢等冷轧钢板进行点 焊的情况相比电极寿命缩短。电极的短寿命会使使用电极的根数一味地 增加，从而对点焊的作业性带来较大的恶劣影响。

因此，本发明人等致力于电极的高寿命化，率先提出了在电极顶端 中央部埋入芯材的双重结构的点焊用电极。

在专利文献1的点焊用电极中，以Cu或Cu合金作为电极主体，在 电极与被焊接材料相接的相接面中埋入W、Mo、W基合金或Mo基合 金制的芯材，并将芯材/相接面的面积比调整到0.7～3.0的范围。芯材中 也可以以0.5～10体积％的比例分散有选自2A族元素、4A族元素、5A 族元素、6A族元素或稀土类元素的氧化物、氮化物及硼化物中的至少 一种以上的微粒。

专利文献2的点焊用电极是为了对镀覆含有Mg的Zn系合金的钢 板进行点焊而开发出来的双重结构电极，在芯材中使用了以0.5～10体积 ％的比例分散有选自Be、Mg、Ca、Sr、Ti、Zr、Y、Ce的氧化物中的 一种或两种以上的微粒而得到的W、Mo、W基合金。

在专利文献3的点焊用电极中也使用了以合计为0.5～10体积％的比 例分散有选自2A族元素、4A族元素、5A族元素、6A族元素或稀土类 元素的氧化物、氮化物、碳化物、硼化物中的一种或者两种以上的化合 物且熔点为2400℃以上，平均粒径为2μm以下的微粒的W基合金。

任何一个电极都具有即便在高温下也维持较高强度(高硬度)，且 将镀覆金属和难以发生合金化反应的W、Mo、W基合金或Mo基合金 的芯材埋设于Cu或Cu合金制的电极主体中的双重结构。通过埋设W、 Mo、W基合金或Mo基合金制的芯材，也容易确保一定面积的通电电 路，由此可以抑制焊接电流密度的降低，实现电极的高寿命化。

考虑到作为原本硬质的材料的W、Mo在进行点焊时，因电极加压 时的冲击发生断裂而容易破损的缺点，可以通过添加微粒所带来的对位 移的束缚作用来抑制断裂的发生、传播等。通过添加微粒，芯材部分地 较大脱落的情况消失，可抑制通电电路的扩大，从而获得几乎是恒定的 焊点直径。由于上述效果，与以往的Cu合金制电极相比大大地改善了 电极寿命。

专利文献1：特开2006-15349号公报

专利文献2：特开2006-95549号公报

专利文献3：特开2006-102775号公报

然而，即使是双重结构的电极在通电电流增大而使发热量增加的焊 接条件下，有时也无法稳定地获得长寿命。根据情况，在小于10000打 点的阶段，有时在电极顶端面发生脱粒磨损、缺损，也会影响电极寿命。 即，在致力于高速大量生产的点焊线中，稳定感依然不是很充分，不得 不进行高频率的电极更换，成为生产率降低、制造成本提高的原因。

发明内容