[发明专利]电阻焊方法和电阻焊装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电阻焊方法和电阻焊装置，用于电阻焊由三个或更多个工件构成的堆叠组件，该堆叠组件包括设置在该堆叠组件最外侧的最薄工件。

背景技术

一种已知的将多个金属板相互连接的工艺是电阻焊工艺，在该工艺中，金属板堆叠成堆叠组件。接着，在一组焊接电极夹住并对堆叠组件施压后，电流在焊接电极间通过，以融化金属板的靠近接触表面的区域。凝固后，融化区变成称为熔核的固相。在一些情况下，用这样的电阻焊工艺将三个或更多个金属板连接到一起。

待电阻焊的金属板或工件的厚度不一定彼此相同，在多数情况下相互不同。因此，金属板倾向于包括具有最薄厚度的工件(以下称为“最薄工件”)。

如果金属板的堆叠组件经电阻焊具有设置在该堆叠组件最外侧的最薄工件，那么在最薄工件和与其相邻的工件之间形成的熔核可能不会充分地生长。熔核不充分生长的原因据认为是基于这样的事实：由于最薄工件的厚度是最小的而它的特定电阻是最小的，因而最薄工件不能产生足够量的焦耳热。

为了使靠近最薄工件的熔核充分生长，可以通过加大在焊接电极间流过的电流来增加在最薄工件中产生的焦耳热。然而，在此情况下，大电流倾向于流过具有更大厚度的工件，因而，这样加大的电流倾向于过度融化工件，从而产生金属颗粒散落并导致飞溅(sputtering)。

或者，可以增加施加电流的时间长度。但是，在此情况下，也难于在最薄工件中产生足够的焦耳热。另外，不利的是，更长的焊接时间导致焊接效率降低。

考虑到以上难点，日本公开专利文件No.2005-262259提出用于电阻焊由三个或更多个金属板构成的堆叠组件的两阶段电阻点焊工艺，最薄工件设置在该堆叠组件的最外侧。两阶段电阻点焊工艺包括第一阶段和第二阶段，在第一阶段，堆叠组件上的压力减小，大电流通过堆叠组件，而在第二阶段，该压力调到大于第一阶段的压力的水平，在第二阶段期间，等于或小于第一阶段电流的电流通过堆叠组件的时间比第一阶段电流通过的时间长。

根据日本公开专利文件No.2005-262259披露的电阻点焊工艺是有效的，易于产生具有需要尺寸的熔核的点焊接头，而不会增加额外的工艺步骤，不会造成飞溅。

尽管如此，本领域仍期望采用比日本公开专利文件No.2005-262259披露的工艺更得意的控制工艺来增加焊接头的结合强度。

发明内容

本发明总的目的是提供一种电阻焊方法，通过该方法，简单的控制工艺能够使堆叠组件最外侧的最薄工件和邻近该最薄工件设置的工件之间的熔核充分地生长。

本发明主要目的是提供一种电阻焊方法，该方法消除造成飞溅的趋势。

本发明另一个目的是提供一种电阻焊装置，该装置能够执行如上所述的电阻焊方法。

根据本发明的一个方面，提供一种电阻焊堆叠组件的方法，该堆叠组件由至少三个工件构成，包括设置在该堆叠组件最外侧的具有最小厚度的最薄工件，所述方法包括如下步骤：将堆叠组件夹在第一焊接电极和第二焊接电极之间使得第一焊接电极保持为抵靠最薄工件，并将支流电极保持为抵靠最薄工件，所述支流电极具有与第一焊接电极相反的极性；以及，使电流在第一焊接电极和第二焊接电极之间通过以电阻焊堆叠组件，并且还使分支电流从第一焊接电极流到支流电极或者从支流电极流到第一焊接电极。

根据上述方法，除了将堆叠组件夹在第一焊接电极和第二焊接电极之间外，当电流在第一焊接电极和第二焊接电极之间通过时，支流电极保持为抵靠最薄工件。由于第一焊接电极和支流电极保持为抵靠最薄工件并具有彼此相反的极性，分支电流从第一焊接电极流到支流电极，或从支流电极流到第一焊接电极。当分支电流流过最薄工件时，最薄工件与其相邻的工件之间的界面受到充分加热。

由分支电流如此加热的界面获得了在其中的足够大的熔核，由此在界面上产生了具有优秀连接强度的接头。

流过其余工件的电流比普通电阻焊工艺中的小，普通电阻焊工艺只利用第一焊接电极和第二焊接电极将堆叠组件夹在中间。因而，这些工件消除了造成飞溅的趋势，同时，在界面上获得的熔核在尺寸方面长得足够大。

这样，使足够大的熔核在位于堆叠组件最外侧的最薄工件和与最薄工件相邻的工件之间长大是可能的，同时，能够消除造成飞溅的趋势。

如果熔核没有在其余工件之间的界面中形成，或者如果熔核没有在其余工件之间的界面中充分长大，那么可以在电流持续通过第一焊接电极和第二焊接电极之间时，仅仅使支流电极与最薄工件间隔开，或者使支流电极和电源之间的电路断开。可以通过断开电连接在支流电极和电源之间的开关来切断支流电极和电源之间的电路。