[发明专利]点焊装置及点焊方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种点焊装置及点焊方法，其对将刚性不同的厚板和薄板层叠而成的板材组的被焊接部件进行点焊。

背景技术

通常，对于层叠的钢板等板材的接合，广泛地进行点焊，即，一边在一对焊接电极间施加夹持压力，一边在两个电极间通过一定时间大电流，将接合部升高至大致溶融温度而使其接合。

在点焊时，在由两个焊接电极施加的压力及通电时间一定的情况下，熔核直径随着电流的增加而逐渐增大，但如果电流值过大，则发热量增多，成为板材间溶融金属飞溅的溅落的产生原因。即，溅落是由接合部的过热引起的溶融金属的爆炸现象，在熔核中会产生孔洞、裂纹等，熔核的形状或金属组织产生不连续部，成为接合部处的板厚减小且显著的强度降低的主要原因。相反地，在电流过小的情况下，熔核较小，无法得到充分的接合强度。另外，在压力较小时，板材间的接触面积减小，电流密度增高，成为由过热引起的溅落的发生原因。另一方面，如果压力过大，则接合部的接触面积增大，电流密度降低，发热量减少。其结果是，熔核减小，焊接强度降低。

在这里，如图13(a)所示，在对将刚性较低的薄壁板材的薄板101、与薄板101相比较厚的板材即刚性较高的第1厚板102、及第2厚板103这三片板层叠而成的被焊接部件100进行点焊的情况下，如果在薄板101与第1厚板102之间及第1厚板102与第2厚板103之间无间隙地紧贴的状态下，由可动侧电极111和固定侧电极112夹持被焊接部件100，由电源113通电，则可动侧电极111与固定侧电极112间的通电路径中的电流密度大致均匀，从薄板101至第2厚板103形成良好的熔核，可以得到需要的焊接强度。

但是，实际上，在由可动侧电极111和固定侧电极112夹持被焊接部件100而加压时，刚性较低的薄板101和第1厚板102会向上方弯曲，在薄板101与第1厚板102之间及第1厚板102与第2厚板103之间会产生间隙。

在这种情况下，可动侧电极111与薄板101间的接触面积会由于薄板101的弯曲而增大，与此相对，薄板101与第1厚板102之间及第1厚板102与第2厚板103之间的接合部的接触面积会由于间隙而减小。

因此，可动侧电极111与固定侧电极112间的电流密度，相对于薄板101侧，第2厚板103侧较高，与薄板101和第1厚板102间相比，第1厚板102与第2厚板103间，局部发热量增多。

其结果，如图13(a)所示，首先在第1厚板102与第2厚板103的接合部形成熔核105，然后，熔核105增大，很快，如图13(b)所示，薄板101与第1厚板102间被焊接。但是，该薄板101与第1厚板102间的熔深较小，焊接强度不稳定，薄板101可能剥离，而且，焊接品质有时会存在波动。特别是第1厚板102及第2厚板103越厚，熔核105越难到达第1厚板102与薄板101之间，这个问题越显著。

另外，同样地，作为薄板101与第1厚板102间的熔深小而焊接强度不稳定的原因，因为薄板101很薄，所以通过可动侧电极111的接触，热量会被可动侧电极111夺取，薄板101侧的温度不上升，也很难形成熔核105。

作为其对策，存在例如专利文献1公示的点焊方法。该点焊方法，如图14所示，在对将薄板101、第1厚板102、第2厚板103层叠而成的被焊接部件100进行点焊时，通过使位于薄板101侧的可动侧电极125的加压力FU小于位于第2厚板103侧的固定侧电极124的加压力FL，从而薄板101与第1厚板102的接合部的接触电阻增大，并且，第1厚板102与第2厚板103的接合部的接触电阻减小，在可动侧电极125与固定侧电极124间通电时，可以使薄板101与第1厚板102的接合部的发热量增加，从而可以提高薄板101与第1厚板102的焊接强度。

该方法的实施中使用的点焊枪的结构如图15所示，在焊接机器人115的腕部116搭载点焊装置120，焊接机器人115将点焊枪120移动至由夹紧装置118支撑的被焊接部件100的各个打点位置，进行被焊接部件100的点焊。

点焊枪120具有由直线引导部121可自由上下移动地支撑的基座部122，在该基座部122设置向下方延伸的C型托架123，在该C形托架123的下端前端设置固定侧电极124，上述直线引导部121固定在焊枪支撑托架117上，该焊枪支撑托架117安装在腕部116上。