專利名稱：對多層鋼板的軸狀零件焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種焊接方法，使鋼板以重疊多數(shù)層的狀態(tài)加以焊接軸狀零件，以一次進(jìn)行多數(shù)層鋼板的一體化與軸狀零件的對鋼板的結(jié)合。
背景技術(shù)：
在日本專利特開平8-1341號公報(bào)，提示以電阻焊接使軸狀零件焊接于重疊多數(shù)層的鋼板。此乃在兩層薄鋼板之間使合成樹脂等的制振材料以夾層(sandwich)狀夾在中間的所謂在制振鋼板使具有凸緣(flange)的軸狀零件加以焊接。在此種夾層狀的制振鋼板，當(dāng)使在凸緣全體所形成的球面部分壓接于制振鋼板通電時(shí)，中間的制振材料被熔融去除以使兩層薄鋼板加以焊接。
如以上述焊接方法，在整個(gè)凸緣全體所形成的球面部分壓接于薄鋼板的關(guān)系，在局部的壓接未能充分，面壓變成不充分，焊接電流的電流密度有成為在所定值以下之虞。如產(chǎn)生此種現(xiàn)象時(shí)，不能取得充分的焦耳(joule)熱，鋼板的熔融變成不充分產(chǎn)生焊接強(qiáng)度不足。更且，上述的先前技術(shù)為關(guān)于制振鋼板，并非在以獨(dú)立的多數(shù)薄鋼板加以重疊的場合的對應(yīng)技術(shù)。如要在重疊獨(dú)立的薄鋼板使突螺栓(projection bolt)的軸狀零件加以焊接時(shí)，可考慮在一片薄鋼板先使軸狀零件焊接后再使其它薄鋼板以點(diǎn)焊(spot welding)加以焊接的方法或先使多數(shù)薄鋼板以點(diǎn)焊加以焊接后再焊接軸狀零件的方法等。但，如以此種焊接過程時(shí)，程序數(shù)增加，在生產(chǎn)性的提升或焊接質(zhì)量的安定性等方面并非為良策。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明關(guān)于一種使軸狀零件焊接于重疊多數(shù)層鋼板的焊接方法。上述軸狀零件包括軸部、凸緣、及凸部，其中，凸緣為在軸部的端部以一體的加以形成，凸部為設(shè)于凸緣的中央部同時(shí)其直徑比凸緣的直徑較小先端為平坦。此種焊接方法包括使軸狀零件的軸部插入于可動電極的保持孔。重疊多數(shù)層鋼板以接觸于固定電極的狀態(tài)加以保持。藉由可電極的進(jìn)出，使軸狀零件的凸部壓接于鋼板，至少使凸部所壓接側(cè)的鋼板的厚度以局部的變小。然后，使焊接電流通電于兩電極間。
如上所述，由比軸狀零件的凸緣的直徑較小徑的先端平坦的凸部，使凸部所壓接側(cè)的獨(dú)立鋼板的厚度以局部變小(鐓鍛加工)的關(guān)系，在熔融開始時(shí)的全屬量，藉由如上述以厚度變薄或凸部成為小面積加以少量化，在與通電開始的同時(shí)少量化的金屬部分以急速發(fā)熱，確實(shí)開始金屬熔融。與此金屬熔融同時(shí)凸部也加以熔融，可確實(shí)進(jìn)行凸緣與其接觸的鋼板的焊接。以并行于此焊接，也進(jìn)行鋼板間的接觸部分的熔融，在最后，確實(shí)達(dá)成凸緣與其接觸的鋼板的焊接與，鋼板彼此的焊接。因此，軸狀零件的焊接與多數(shù)鋼板的一體化，可在充分焊接狀態(tài)下，在軸狀零件的焊接時(shí)以一次加以達(dá)成。由此，可省略鋼板彼此預(yù)先以點(diǎn)焊的焊接程序有用于生產(chǎn)性的提升。又，軸狀零件的焊接處與鋼板的焊接處在鋼板的厚度方向一致的關(guān)系，軸狀零件與鋼板的焊接一體化在實(shí)質(zhì)上可在一處加以達(dá)成，可圖謀焊接構(gòu)造的簡單化，確保充分的焊接強(qiáng)度。
與凸部所壓接側(cè)的鋼板厚度變小的同時(shí)也可使接觸于固定電極的鋼板厚度加以變小。藉由以如此使接觸于固定電極的鋼板厚度也變小時(shí)，此鋼板的發(fā)熱以至熔融，以與接觸于上述凸部的鋼板的場合同樣，可以迅速且確實(shí)進(jìn)行加以形成所定的焊珠(nugget)。
藉由上述凸部壓入鋼板，以使上述凸緣面壓接于鋼板的表面為宜。藉由凸部以壓入于鋼板的狀態(tài)焊接于鋼板時(shí)，凸緣成壓接于鋼板的表面。因此，在凸緣的中央部達(dá)成焊接于鋼板，凸緣的全壓接于鋼板的表面，可提升軸狀零件的結(jié)合剛性。即，雖然有使軸狀零件傾斜的外力作用于軸部，因凸緣全域壓接于鋼板的關(guān)系，不容易變成為傾斜現(xiàn)象。
上述凸部與鋼板之間以及鋼板間的熔融范圍，以比凸部的斷面積較廣的范圍為宜。由凸部壓入于鋼板從中心部向外周側(cè)熔融的關(guān)系，熔融不止于僅在凸部的范圍，擴(kuò)及于比凸部的斷面積較廣的范圍，加以形成充分廣大的熔融部可確保高強(qiáng)度的焊接質(zhì)量。
鋼板可為三層。藉由以凸部使接觸于凸部的鋼板的厚度以局部的加以變小，如上述的初期熔融可確實(shí)加以達(dá)成的關(guān)系，以并行于此連續(xù)的進(jìn)行各鋼板的緊靠部分的焊接。因而，雖然使鋼板為三層，藉由提高可動電極的加壓力或焊接電流的電流值時(shí)，不用說軸狀零件的焊接鋼板彼此也可確實(shí)加以焊接。
軸狀零件具有軸部、在軸部的端部以一體所形成的凸緣部、及以突設(shè)于凸緣部的中央先端為平坦的凸部。使軸部的直徑為d1、凸部的直徑為d2、凸緣部的直徑為d3時(shí)，可使d1≤d2＜d3的關(guān)系成立。凸部的直徑d2比軸部的直徑d1較小時(shí)，在壓接于鋼板時(shí)被壓毀，有不能使鋼板變形之虞。
凸緣部的凸部側(cè)的面，比使成為平坦，不如加以形成從外徑側(cè)向內(nèi)徑側(cè)緩慢隆起的斜面為宜。隆起部分的厚度加以熔融具有提高鋼板與軸狀零件的接合強(qiáng)度的作用。


圖1A為實(shí)施本發(fā)明的焊接方法的裝置的縱斷面圖。
圖1B表示突螺栓一例的側(cè)面圖。
圖2A表示變形過程的縱斷面圖。
圖2B表示熔融過程的縱斷面圖。
圖3表示其它變形狀態(tài)的縱斷面圖。
圖4表示凸部、熔融部、凸緣的大小關(guān)系的模式斷面圖。
圖5表示突螺栓的其它例的側(cè)面圖。
具體實(shí)施例方式
圖1A表示焊接裝置的概要，圖1B表示軸狀零件的例的突螺栓(projection bolt)。軸狀零件1為在軸部的螺栓軸2與圓形的凸緣(flange)3成為一體化，在此凸緣3的中央部設(shè)有比凸緣3的直徑為小徑的圓形的凸部4。凸緣3的凸部側(cè)的面以圓錐面或球面由外徑向內(nèi)徑側(cè)以緩慢的隆起成為平穩(wěn)的斜面5。又，軸狀零件1為磁性體的鐵所制。圖1B的突螺栓的各部分的尺寸例示如第1表。使包含凸緣3與凸部4的頭部全體的厚度(t1+t2)為3mm的場合，斜面5的軸方向尺寸為0.2mm。
第1表(單位mm)

可動電極6可上下進(jìn)退，其端面7為平坦面，在端面7的中央部開保持孔8，在此插入螺栓軸2，端面7緊靠凸緣3的背面。在保持孔8的底裝設(shè)永久磁鐵9，加以進(jìn)行吸引保持軸狀零件1。薄鋼板10、11各以獨(dú)立的一層的薄鋼板，二層重疊的薄鋼板10、11使用未圖示的支持臺使接觸于固定電極12。薄銅板10、11的厚度例如為0.8mm。固定電極12，與可動電極6以同軸狀態(tài)加以配置，其上端為球面13。
圖1A，在可動電極6的保持孔8插入螺栓軸2由永久磁鐵9加以吸引的狀態(tài)，凸緣3的背面緊靠于可動電極6的端面7。在此，當(dāng)可動電極6由氣缸(aircylinder)或電動馬達(dá)等的驅(qū)動手段的動作進(jìn)出于下方時(shí)，凸部4如圖2A所示，以強(qiáng)力壓接于薄鋼板10。由此，對薄鋼板10凸部4以壓入的狀態(tài)使薄鋼板10加以變形。在此時(shí)，薄鋼板10的厚度以局部變薄。然而，變薄的范圍，其斷面積比凸緣3以大幅度變小的凸部4的窄小范圍的關(guān)系，變薄的薄鋼板10的部分，從金屬的體積與周邊未變形的部分比較時(shí)，以大幅度的成為少量化。
如上述的狀態(tài)的薄鋼板10的加壓變形部分以符號14加以表示。又，當(dāng)薄鋼板10如上述進(jìn)行加壓時(shí)，在下側(cè)的薄鋼板11產(chǎn)生若干變形，厚度變薄，此部分以加壓變形部分用符號15加以表示。上述加壓變形部分14，如圖2A所示，在凸部4的部分以局部的加以形成。因此，凸部4被壓入薄鋼板10，凸緣3，到薄鋼板10的近傍成為接近的狀態(tài)。
如以圖2A的加壓狀態(tài)，在兩電極6、12間通焊接電流時(shí)，進(jìn)行如圖2B的焊接。如符號14所示，熔融開始時(shí)的加壓變形部分14的金屬量，藉由厚度變薄或凸部4為小面積成為少量化，與通電開始的同時(shí)以急速使此少量化的金屬部分加以發(fā)熱，以確實(shí)開始金屬熔融。與此金屬熔融同時(shí)凸部4也被熔融，以確實(shí)進(jìn)行凸緣3與其接觸的薄鋼板10的焊接。并行于此焊接的進(jìn)行，也進(jìn)行兩薄鋼板10、11間的接觸部分的熔融。最后以確實(shí)進(jìn)行凸緣3與其接觸的薄鋼板10的焊接與，兩薄鋼板10、11的焊接。因此，軸狀零件1的焊接與兩層薄鋼板10、11的一體化，以在充分的焊接狀態(tài)下，在軸狀零件1的焊接時(shí)以一時(shí)的加以達(dá)成。
此時(shí)，凸部4的體積部分完全加以熔融，以接續(xù)此熔融形成比凸部4的面積較廣的熔融部16。即，凸部4壓入薄鋼板10從凸部4的中心部向外周側(cè)熔融的關(guān)系，熔融不止于僅在凸部4的范圍，擴(kuò)大比凸部4的表面積較廣的范圍，形成充分寬度的熔融部16可確保高強(qiáng)度的焊接質(zhì)量。凸部4、熔融部16，凸緣3的大小關(guān)系，表示于圖4。又，并行于此焊接的進(jìn)行，也進(jìn)行兩薄鋼板10、11間的接觸部分的熔融，最后，以確實(shí)進(jìn)行凸緣3與其接觸的薄鋼板10的焊接與，兩薄鋼板10、11的焊接。因此，軸狀零件1的焊接與兩層薄鋼板10、11一體化，以在充分焊接狀態(tài)下，在軸狀零件1的焊接時(shí)以一時(shí)的加以達(dá)成。
又，加壓變形部分15也與部分14同樣進(jìn)行某程度的小容量化的關(guān)系，熔融體積變成少量化。因此，在薄鋼板10，11的接觸處也進(jìn)行以急速的充分的溫度發(fā)熱，形成以符號17所示的寬的熔融部，兩層薄鋼板10，11以高度的焊接強(qiáng)度下加以一體化。
圖3，使可動電極6的加壓力設(shè)定為較高的場合者，因此，固定電極12的球面13壓入下側(cè)的薄鋼板11形成凹部18。如此當(dāng)形成凹部18時(shí)，加壓變形部分15的厚度更再變薄的關(guān)系，通電時(shí)的發(fā)熱以急速加以進(jìn)行可取得安定的熔融部17。如此藉由形成加壓變形部14、15，其部分的熱質(zhì)量(mass)變小容易發(fā)熱，并且成為容易熔融的狀態(tài)，使確實(shí)熔融的熔融部16、17加以確保于較廣的面積，可充分設(shè)定焊接強(qiáng)度。
尚且，在圖1A、圖2A、圖3B及圖3雖各表示具有球面3的固定電極12，固定電極12的先端也可為平坦者。從圖2B及圖3可加以理解，鋼板與固定電極12的接觸面積為小時(shí)焊接電流所流通的范圍也變窄的關(guān)系，熔入領(lǐng)域在變窄的傾向。由此，加壓時(shí)的固定電極12與鋼板的接觸領(lǐng)域以盡量成為接近凸緣3的外徑的大小為宜。例如，使用于點(diǎn)焊用的電極，雖然也可使用先端以錐形(taper)使先端的面積變小的電極，在此種場合，使電極的先端面積設(shè)定于在加壓時(shí)的固定電極12與鋼板的接觸領(lǐng)域以盡量接近凸緣3的外徑的大小。
圖5表示突螺栓1的變形例，無圖1B所示的斜面5，凸部4為平頂突出高也較低。在此種場合，也可取得與上述突螺栓1同樣的焊接品質(zhì)。不過，比較于圖5的突螺栓圖1B的突螺栓具有使用較小的加壓的優(yōu)點(diǎn)。
以上的實(shí)施例，雖然薄鋼板為兩層，也可更多例如為重疊三層。在三層的場合以經(jīng)由與兩層的場合同樣的過程進(jìn)行加壓變形或熔融。
權(quán)利要求
1.一種對多層鋼板的軸狀零件焊接方法，使一軸狀零件焊接于重疊多數(shù)層鋼板的方法，該軸狀零件包括一軸部、一凸緣，以一體形成于該軸部，及一凸部，設(shè)于該凸緣的中央部，直徑比該凸緣的直徑較小，先端成為平坦，其特征在于包括使該軸狀零件的該軸部插入于一可動電極的一保持孔；使多數(shù)鋼板重疊以接觸于一固定電極的狀態(tài)加以保持；藉由該可動電極的進(jìn)出使該軸狀零件的該凸部壓接于該鋼板，至少使該凸部所壓接側(cè)的該鋼板厚度以局部的變??；以及然后，使焊接電流通電于該些兩電極間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對多層鋼板的軸狀零件焊接方法，其特征在于，與在該軸狀零件的該凸部所壓接側(cè)的該鋼板厚度變小的同時(shí)，在接觸于該固定電極的該鋼板厚度也加以變小。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的對多層鋼板的軸狀零件焊接于法，其特征在于，藉由該凸部壓入該鋼板，使該凸緣面壓接于該鋼板的表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任何一項(xiàng)所述的對多層鋼板的軸狀零件焊接方法，其特征在于，該凸部與該鋼板之間以及該些鋼板間的熔融范圍比該凸部的斷面積較廣的范圍。
5.一種軸狀零件，使用于權(quán)利要求1至4中的任何一項(xiàng)所述的對多層鋼板的軸狀零件焊接方法，包括軸部；凸緣部，以一體形成于該軸部的一端部；以及凸部，以突設(shè)于該凸緣部的中央，先端成為平坦；并且使該軸部的直徑為d1、該凸部的直徑為d2、該凸緣部的直徑為d3時(shí)，其特征在于使d1≤d2＜d3的關(guān)系成立。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的軸狀零件，其特征在于，該凸緣的該凸部側(cè)的一面，加以形成為從外徑側(cè)向內(nèi)徑側(cè)以緩慢隆起的一斜面。
全文摘要
一種焊接方法使軸狀零件(1)焊接于重疊多數(shù)層的鋼板的焊接方法。軸狀零件(1)包括軸部(2)、凸緣(3)及凸部(4)。其中，凸緣(3)與軸部(2)形成一體，凸部(4)設(shè)于凸緣(3)的中央部，其直徑比凸緣(3)的直徑較小。焊接方法包括使軸狀零件(1)的軸部(2)插入于可動電極(6)的保持孔(8)。重疊多數(shù)鋼板(10、11)以接觸于固定電極(12)的狀態(tài)加以保持。藉由可動電極(6)的進(jìn)出，使軸狀零件(1)的凸部(4)壓接于鋼板(10)，至少使凸部(4)所壓接側(cè)的鋼板(10)的厚度以局部的變小。然后，使焊接電流通電于兩電極(6、12)間?？梢源_實(shí)達(dá)成軸狀零件(1)的焊接與多數(shù)層鋼板(10、11)的一體化。
文檔編號B23K11/11GK1708374SQ20038010226
公開日2005年12月14日 申請日期2003年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月23日
發(fā)明者青山好高, 青山省司 申請人:青山好高