电阻点焊方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电阻点焊方法，尤其能够使用适应控制焊接来形成适当的熔核。
【背景技术】
[0002] 通常，重合的钢板彼此的接合使用作为重叠电阻焊接法的一种的电阻点焊法。
[0003] 该焊接法是夹持重合的两张以上的钢板而从其上下利用一对电极进行加压，并使 高电流的焊接电流在上下电极间进行短时间通电而接合的方法。并且，利用由于高电流的 焊接电流流动而产生的电阻发热，得到点状的焊接部。该点状的焊接部被称为熔核，是在使 电流在重合的钢板中流动时在钢板的接触部位处两钢板熔融并凝固而成的部分，由此钢板 彼此呈点状地接合。
[0004] 为了得到良好的焊接部品质，重要的是熔核直径形成为适当的范围。熔核直径根 据焊接电流、通电时间、电极形状及加压力等焊接条件来确定。因此，为了形成适当的熔核 直径，需要根据被焊接材料的材质、板厚及重叠张数等被焊接材料条件而适当地设定上述 的焊接条件。
[0005] 例如，在机动车的制造时，每一台实施几千点的点焊，而且需要对不断流动来的被 处理材料(工件)进行焊接。此时，若各焊接部位处的被焊接材料的材质、板厚及重叠张数等 被焊接材料条件相同，则在焊接电流、通电时间及加压力等焊接条件也相同的条件下能够 得到相同的熔核直径。然而，在连续的焊接中，电极的被焊接材料接触面逐渐磨损而接触面 积相比初始状态逐渐变宽。在这样接触面积变宽的状态下，若流过与初始状态相同值的焊 接电流，则被焊接材料中的电流密度下降，焊接部的温度上升降低，因此熔核直径变小。因 此，每几百~几千点的焊接时，进行电极的研磨或更换，以免电极的前端直径过分扩大。
[0006] 此外，一直以来使用的是具备如下功能（步进功能）的电阻焊接装置:进行预先确 定的次数的焊接后，使焊接电流值增加，对与电极的磨损相伴的电流密度的下降进行补偿。 为了使用该步进功能，需要预先适当地设定上述的焊接电流变化模式。然而，因此，为了通 过试验等导出与许多的被焊接材料条件及焊接条件对应的焊接电流变化模式而需要较多 的时间和成本。
[0007] 而且，在实际的施工中，电极磨损的进展状态存在波动，因此预先确定的焊接电流 变化模式无法说是始终适当。
[0008] 而且，在焊接时存在干扰的情况下，例如，在进行焊接的点的附近存在已经焊接的 点（已焊接点），或者被焊接材料的表面凹凸较大且在进行焊接的点的附近存在被焊接材料 的接触点等的情况下，在焊接时焊接电流向已焊接点、接触点分流。在这样的状态下，即使 在规定的条件下进行焊接，由于电极正下方的要焊接的位置处的电流密度下降，因此仍然 无法得到必要的直径的熔核。
[0009]为了对该发热量不足进行补偿以得到必要的直径的熔核，需要预先设定较高的焊 接电流。
[0010]作为解决上述的问题的技术，提出了以下叙述的技术。
[0011] 例如，在专利文献1中记载了如下的电阻焊接机的控制装置:将推算的焊接部的温 度分布与目标熔核进行比较来控制焊接机的输出，由此能得到设定的熔核。
[0012] 而且，在专利文献2中记载了如下的电阻焊接机的焊接条件控制方法:检测焊接电 流和芯片间电压，通过热传导计算来进行焊接部的模拟，推定熔核的形成状态，由此进行良 好的焊接。
[0013] 此外，在专利文献3中记载了如下的焊接系统:根据被焊接物的板厚和通电时间， 计算能够将该被焊接物良好地焊接的每单位体积的累计发热量，并调整成产生计算出的每 单位体积?单位时间的发热量的焊接电流或电压。并且，通过使用该焊接系统，无论被焊接 物的种类或电极的磨损状态如何都能够进行良好的焊接。
[0014] 然而，在专利文献1及2记载的电阻点焊方法中，基于热传导模型（热传导模拟)等 来推定熔核的温度，因此需要复杂的计算处理。其结果是，不仅焊接控制装置的结构变得复 杂，而且也存在焊接控制装置本身成为高价的问题。
[0015] 而且，在专利文献3记载的电阻点焊方法中，确实通过将累计发热量控制成目标值 而无论电极的磨损状况如何都能够始终进行良好的焊接。然而，在设定的被焊接材料条件 与实际的被焊接材料条件差异较大的情况下，例如在附近存在前述的已焊接点等干扰的情 况下，或者发热量的时间变化模式在短时间较大地变化的情况下，例如单位面积重量多的 熔融锌镀敷钢板的焊接等情况下，有时适应控制无法追随。即使这样能够使最终的累计发 热量与目标值一致，也存在发热的方式即焊接部的温度分布的时间变化从得到作为目标的 良好的焊接部的热量模式偏离的情况，无法得到必要的熔核直径，或者发生扩散。
[0016] 例如，在分流的影响大的情况下使累计发热量一致时，在未确保钢板间的通电路 径的状态下电流值会较大地增加。因此，不仅在钢板-钢板间，而且在电极-钢板间附近的发 热也变得显著，从钢板表面的扩散容易发生。
[0017] 此外，专利文献1~3的技术全部对于电极前端发生了磨损的情况下的变化有效， 但是对于与已焊接点的距离短的情况等分流的影响大的情况，未进行任何研究，实际上适 应控制有时不起作用。
[0018] 作为解决上述的问题的方法，发明者们先开发出了如下的方法并在专利文献4中 进行了公开：
[0019] "一种电阻点焊方法，将重合多张金属板而成的被焊接材料通过一对电极夹持，并 一边加压一边通电而进行接合，其特征在于，
[0020] 将通电模式分割成两级以上的多级步骤来实施焊接，
[0021] 首先，在正式焊接之前进行如下的试焊:对于各步骤，将根据通过恒电流控制进行 通电来形成适当的熔核的情况下的电极间的电特性而算出的每单位体积的瞬时发热量的 时间变化及每单位体积的累计发热量存储作为目标值，
[0022] 接着，作为正式焊接，以通过该试焊而得到的每单位体积的瞬时发热量的时间变 化曲线为基准来开始焊接，在任一步骤中瞬时发热量的时间变化量从作为基准的时间变化 曲线偏离的情况下，为了在该步骤的剩余的通电时间内补偿该差，进行以使正式焊接的累 计发热量与通过试焊而预先求出的累计发热量一致的方式对通电量进行控制的适应控制 焊接。"。
[0023]在先技术文献
[0024] 专利文献
[0025] 专利文献1:日本特开平9-216071号公报 [0026] 专利文献2:日本特开平10-94883号公报 [0027]专利文献3:日本特开平11-33743号公报 [0028] 专利文献4:日本特愿2013-047180说明书
【发明内容】
[0029]发明要解决的课题
[0030] 根据上述专利文献4公开的技术的开发，即使在电极前端磨损或存在干扰的情况 下，也能够得到良好的直径的熔核。
[0031] 然而，在焊接条件特殊的情况下，例如，在需要确保特别大的熔核直径的情况下、 或者在附近存在已焊接点或在焊接点的周围存在多个已焊接点的情况下，热量模式有时会 从作为目标的试焊中的热量模式偏离。并且，这种情况下，有时在电极附近的发热变得过大 而发生扩散，或者无法得到满意的直径的