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接縫焊接方法以及接縫焊接裝置的制造方法

文檔序號:9756125閱讀:928來源:國知局
接縫焊接方法以及接縫焊接裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及對層疊體進行接縫焊接的接縫焊接方法以及接縫焊接裝置,其中,該層疊體通過將多個工件層疊、且將所述工件中的厚度最小的最薄工件配置于最外側而形成。
【背景技術】
[0002]接縫焊接作為將金屬板彼此接合的方法而廣為人知(例如,參照日本特開2007-167896號公報)。在接縫焊接中,利用一對輥式電極對層疊后的金屬板(層疊體)進行夾持,然后在該輥式電極之間通電。更具體地,在層疊體中形成沿著層疊方向的電流路徑。從正電極流出的電流按順序依次通過該正電極所接觸的金屬板、金屬板之間的接觸部、負電極所接觸的金屬板而到達負電極。
[0003]在該通電過程中,在所述金屬板之間的接觸部產生電阻發(fā)熱(焦耳熱)。由此,在該部位發(fā)生熔融。
[0004]然后,因使層疊體相對于所述一對輥式電極相對地移動而使得電流路徑移動,結果使得層疊體中的產生電阻發(fā)熱的部位移動。即,電流從移動前已熔融的部位遠離,因此,該部位的電阻發(fā)熱結束。其結果,該部位的溫度降低,由此使得該部位凝固而變?yōu)楣虘B(tài)。該凝固部位主要被稱為熔核。
[0005]另一方面,在與新形成的電流路徑對應的部位,通過與上述相同的方式,金屬板之間的接觸部熔融。此后,通過連續(xù)地重復上述現象,將金屬板彼此連續(xù)地接合。

【發(fā)明內容】

[0006]然而,有時通過將厚度不同的多個金屬板層疊而構成為層疊體。而且,在將厚度最小的工件(最薄工件)配置于層疊體的最外側而進行接縫焊接的情況下,該最薄工件和與該最薄工件相鄰的其它工件之間的熔核有時并未充分生長。其理由推定如下,由于最薄工件的厚度最小,因此電阻率最小,從而并未產生充分的電阻發(fā)熱。雖然為了使最薄工件附近的熔核大幅生長還想到了增大電流值的方案,但在該情況下會導致如下不良情況:容易引發(fā)工件熔融并飛散的所謂的飛濺(焊接碎肩)。
[0007]本發(fā)明是考慮到上述問題而完成的,其目的在于提供接縫焊接方法以及接縫焊接裝置,能夠在層疊體中的配置于最外側的最薄工件和與該最薄工件相鄰的工件之間形成足夠大小的熔核,并且能夠排解產生焊接碎肩的擔憂。
[0008][I]本發(fā)明所涉及的接縫焊接方法是利用一對輥式電極對層疊體進行夾持而進行接縫焊接的接縫焊接方法,該層疊體通過將多個工件層疊、且將上述工件中的厚度最小的最薄工件配置于最外側而形成,上述接縫焊接方法的特征在于,在使與上述最薄工件接觸的上述一個輥式電極與上述另一個輥式電極相比沿焊接進行方向先行的狀態(tài)下,一邊使上述一對輥式電極相對于上述層疊體相對地移動、一邊對該一對輥式電極之間進行通電。
[0009]根據本發(fā)明所涉及的接縫焊接方法,由于使與最薄工件接觸的一側的輥式電極與另一側的輥式電極相比沿焊接進行方向先行,因此,在層疊體形成在從一側的輥式電極朝向另一側的輥式電極的焊接進行方向的反方向上傾斜的電流路徑。于是,在某時刻TI,在上述電流路徑上,在最薄工件和與該最薄工件相鄰的工件的接觸部位(第I部位)產生電阻發(fā)熱。而且,在一對輥式電極相對于層疊體進行相對移動的時刻T2,在焊接進行方向上與上述第I部位相鄰的第2部位發(fā)熱,并且在上述另一側的輥式電極側與該第I部位相鄰的第3部位發(fā)熱。此時,由于已經發(fā)熱的第I部位因第2部位和第3部位而被進一步加熱,因此在上述第I部位形成足夠大小的熔核(勻稱的熔核)。由此,能夠實現接合強度優(yōu)異的接合。
[0010]另外,在使一側的輥式電極與另一側的輥式電極相比沿焊接進行方向先行的情況下,與使一對輥式電極的焊接進行方向上的位置對齊的情況相比,各輥式電極相對于層疊體的接觸面積變大,并且工件間的接觸面積變大。由此,電流路徑的電流密度變得較小,因此,即使在增大在一對輥式電極之間流動的電流值的情況下,也能夠適當地抑制噴濺的產生。
[0011][2]在上述接縫焊接方法中,可以進行如下工序:計算工序,在該計算工序中,對上述層疊體的厚度相對于上述最薄工件的厚度的比例進行計算;以及設定工序,在該設定工序中,根據通過上述計算工序而計算出的上述比例,對從上述各輥式電極的旋轉軸通過的線段相對于沿著上述層疊體的層疊方向的線段的、沿著焊接進行方向的傾斜角度進行設定。
[0012]根據這種方法,由于根據層疊體的厚度相對于最薄工件的厚度的比例而設定傾斜角度,因此能夠有效地在上述層疊體形成足夠大小的熔核。
[0013][3]在上述接縫焊接方法中,在上述設定工序中,可以將上述傾斜角度設定為5°以下。根據這種方法,由于傾斜角度設定為5°以下,因此能夠抑制一對輥式電極過度分離。因而,能夠更有效地在層疊體形成足夠大小的熔核。
[0014][4]本發(fā)明所涉及的接縫焊接裝置是利用一對輥式電極對層疊體進行夾持而進行接縫焊接的接縫焊接裝置,該層疊體通過將多個工件層疊、且將上述工件中的厚度最小的最薄工件配置于最外側而形成,上述接縫焊接裝置的特征在于,將與上述最薄工件接觸的上述一側的輥式電極配置為與上述另一側的輥式電極相比沿焊接進行方向先行。
[0015]根據本發(fā)明所涉及的接縫焊接裝置,由于將與最薄工件接觸的一側的輥式電極配置為與另一側的輥式電極相比沿焊接進行方向先行,因此能夠實現與上述接縫焊接方法相同的效果。
[0016][5]在上述接縫焊接裝置中,還可以具備:比例計算單元,其對上述層疊體的厚度相對于上述最薄工件的厚度的比例進行計算;以及傾斜角度設定單元,其根據由上述比例計算單元計算出的比例,對從上述各輥式電極的旋轉軸通過的線段相對于沿著上述層疊體的層疊方向的線段的、沿著焊接進行方向的傾斜角度進行設定。
[0017]根據這種裝置,由于基于由比例計算單元計算出的比例而設定傾斜角度,因此能夠有效地在層疊體形成足夠大小的熔核。
[0018][6]在上述接縫焊接裝置中,上述傾斜角度設定單元可以將上述傾斜角度設定為5°以下。根據這種裝置,由于傾斜角度設定為5°以下,因此能夠抑制一對輥式電極過度分離。因而,能夠更有效地在層疊體形成足夠大小的熔核。
[0019]如以上說明,根據本發(fā)明,由于將與最薄工件接觸的一側的輥式電極配置為與另一側的輥式電極相比沿焊接進行方向先行,因此能夠在層疊體中的配置于最外側的最薄工件和與該最薄工件相鄰的工件之間形成足夠大小的熔核。并且,由于能夠增大各輥式電極相對于層疊體的接觸面積、以及工件間的接觸面積,因此能夠消除產生噴濺的擔憂。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明的一個實施方式的接縫焊接裝置的概要整體側視圖。
[0021]圖2是圖1所示的接縫焊接機的立體圖。
[0022]圖3是所述接縫焊接機的示意性的局部主視圖。
[0023]圖4是用于對本發(fā)明的一個實施方式的接縫焊接方法進行說明的流程圖。
[0024]圖5是用于對層疊體中的、由第I輥式電極和第2輥式電極夾持的部位彎曲的狀態(tài)進行說明的說明圖。
[0025]圖6是用于說明第I輥式電極相對于第I工件的接觸面積、和第2輥式電極相對于第3工件的接觸面積的示意說明圖。
[0026]圖7A是表示時刻Tl下的層疊體的發(fā)熱部位的說明圖。
[0027]圖7B是表示比時刻Tl滯后的時刻T2的層疊體的發(fā)熱部位的說明圖。
[0028]圖7C是表示比時刻T2滯后的時刻T3的層疊體的發(fā)熱部位的說明圖。
[0029]圖8是本發(fā)明的一個實施例的接縫焊接裝置的示意圖。
[0030]圖9是沿著圖8中的IX-1X線的剖視圖。
[0031]圖10是表示圖8的實施例的實驗結果的圖表。
[0032]圖11是用于對本發(fā)明的變形例的接縫焊接方法進行說明的說明圖。
【具體實施方式】
[0033]針對本發(fā)明所涉及的接縫焊接方法以及用于實施該接縫焊接方法的接縫焊接裝置,以下將參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行詳細說明。
[0034]如圖1及圖2所示,本發(fā)明的一個實施方式所涉及的接縫焊接裝置10用于對作為焊接對象物的層疊體100進行接縫焊接,該接縫焊接裝置10具備:多關節(jié)機器人12;接縫焊接機16,其支承于所述多關節(jié)機器人12的前端臂14;輸入部17;以及控制單元18。
[0035]首先,對所述層疊體100的結構進行說明。本實施方式所涉及的層疊體100例如用于汽車的車門開口部,并通過將3個工件(金屬板)Wl、W2、W3層疊而形成。
[0036]工件Wl由高張力鋼例如JAC590、JAC780、或者JAC980 (均為日本鋼鐵聯盟標準中規(guī)定的高性能高張力鋼板、所謂的高強度鋼板材)構成,該工件Wl構成層疊體100的一側的最外層(最外側表面)O工件W2例如由與所述工件Wl的材料相同的材料(高強度鋼板材)構成,該工件W2構成層疊體100的中間層。工件W3例如由JAC270 (日本鋼鐵聯盟標準中規(guī)定的高性能拉深加工用鋼板、即所謂的軟鋼板材)構成,該工件W3構成層疊體100的另一側的最外層(最外側表面)。
[0037]因此,與高強度鋼板材的工件Wl及工件W2相比,軟鋼板材的工件W3的電阻率低、且導熱率高,因此本實施方式的層疊體100具有比較難以發(fā)熱的特性。
[0038]從圖3可知,工件Wl的厚度和工件W2的厚度設定為Dl (例如約Imm?約2mm),工件W3的厚度設定為比Dl小的D2(例如約0.5mm?約0.7mm)的尺寸。即,工件W3成為層疊體100的最薄工件。此外,工件Wl的厚度與工件W2的厚度可以不相同而是相異。
[0039]多關
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