电阻点焊方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电阻点焊方法，特别涉及使用了逆变直流电源的电阻点焊方法。
【背景技术】
[0002] 汽车车身主要是通过以电阻点焊对压制成型后的钢板进行接合来组装。就组装车 身时所使用的电阻点焊而言，要求兼顾：确保与板厚相对应的熔核直径；以及抑制发生喷 溅。
[0003] 通常来说，将能得到例如
（t表示板厚(mm))等基准熔核直径的电流值规定为 下限（以下称为"下限电流"或"
电流"）并且将发生喷溅(溅射)的电流值规定为上限（以 下称为"上限电流"或"喷溅电流"）的范围（以下称为"合理电流范围"）据认为是与钢板的点 焊性有关的重要指标。下限电流、上限电流是在试验片的理想状态下测定得到的。
[0004] 就喷溅而言，有中喷溅(通过焊接而熔融后的母材金属由钢板的重合面散逸的现 象)和表喷溅(通过焊接而熔融后的母材金属由钢板与电极的接触面散逸的现象）。它们均 会散逸并附着在汽车车身上，由此使表面品质降低。此外，还会附着在焊接用机器人的可动 部上，由此成为设备运转不良的主要原因。另外，以针状残留在点焊部表面上的表喷溅会成 为损伤汽车线束等的原因，因此需要以研磨机进行研磨。由此，就电阻点焊而言，要求避免 中喷溅和表喷溅，并且确保规定的熔核直径。
[0005] 上述下限电流是在试验片水平的理想状态下评价的。但是，在对实际车身进行组 装时，由于电极损耗、向已焊接点分流、压制构件之间的间隙等各种干扰因素，就算以试验 片水平能得到4·^的电流值对实际车身进行焊接，熔核直径有可能也低于4j。由此，在 大批量生产线中，需要将比以试验片水平能得到4#的电流高I.OkA以上、优选高1.5kA以 上的电流值设定为切合实际的下限电流值。因此，想要以大批量生产线在不发生喷溅的情 况下稳定地得到以上的熔核直径时，试验片水平的评价需要合理电流范围为I.OkA以 上，优选为1.5kA以上。这是因为，若以试验片水平不能确保规定的合理电流范围，则为了以 干扰多的实际现场的点焊来稳定地确保4V?的熔核直径，就不得不将电流值设定到发生喷 溅的电流。
[0006] 近年来，在组装汽车时，多取代单相交流式而采用逆变直流方式的电阻点焊机。逆 变直流方式具有能够减小变压器、能搭载在可搬运重量的小型机器人中的优点，因此特别 在自动化生产线中大量使用。
[0007] 逆变直流方式没有以往所采用的单相交流方式那样的电流通断，而是连续地赋予 电流，因此发热效率高。由此，据报道:就算是在不易形成熔核的薄板软钢的锌镀覆材料的 情况下，也会由低电流形成熔核，合理电流范围比单相交流方式宽。
[0008] 另一方面，当以逆变直流电源对易于形成熔核的高张力钢板进行焊接时，与软钢 板相反，发生喷溅的电流低。即，有时上限电流会变低，合理电流范围显著变窄。
[0009] 就电阻点焊而言，汽车的电阻点焊多采用如图1所示仅进行一次通电的一段通电 方式。然而，由于一段通电方式会使得合理电流范围变窄，因此报道了使合理电流范围变宽 的通电方式。
[0010] 专利文献1公开了如下方法:采用如图2所示在以预备通电使钢板的接触面彼此的 磨合提高后进行正式通电的两段通电方式，由此抑制在高张力钢板的电阻点焊中发生喷 溅。
[0011] 专利文献2公开了如下方法:采用如图3所示在以预备通电使钢板的接触面彼此的 磨合提高后停止通电、然后进行正式通电的通电方式，由此抑制在高张力钢板电阻点焊中 发生喷溅。
[0012] 如图4和5所示，专利文献3具有三阶段的通电工序。即，其由以下工序构成:形成熔 核的第一工序即预备通电工序;在预备通电后使电流降低来实现扩大熔核周围的塑性金属 环区直径的第二工序；以及在第二工序后流通比预备通电电流大的电流来扩大熔核直径的 第三工序即正式通电工序。其公开了如下方法:在以预备通电使钢板的接触面彼此的磨合 提高后降低电流，然后进行恒定电流的正式通电或脉动(pulsation)状的正式通电，由此抑 制在高张力钢板的电阻点焊中发生喷溅。进而，专利文献3公开了：通过将第三工序设定为 脉动通电方式，通电直径扩大效果变大，与连续通电方式相比更能抑制发生喷溅。
[0013] 专利文献4公开了如下方法:通过如图6所示一边反复升降电流一边提高电流值的 电阻点焊，抑制在高张力钢板的电阻点焊中发生喷溅。
[0014] 非专利文献2公开了如下方法:如图7所示，在板厚为1.5mm以上的钢板中，反复进 行120毫秒(在50Hz下六个循环）以上的通电和40毫秒(在50Hz下两个循环）的停止三次以上 的电阻点焊方法。
[0015]现有技术文献
[0016] 专利文献
[0017] 专利文献1:日本特开2010-188408号公报
[0018] 专利文献2:日本特开2003-236674号公报
[0019] 专利文献3:日本特开2010-207909号公报
[0020] 专利文献4:日本特开2006-181621号公报
[0021]非专利文献
[0022] 非专利文献I :LAURENZ，et al :Schweissen Schneiden，64_10(2012) ,654-661 ·
[0023] 非专利文献2 : I SO 18278-2 Res i stance we lding-We Idab i I i ty-Part 2 Alternative procedure for the assessment of sheet steels for spot welding
【发明内容】
[0024]发明所要解决的问题
[0025] 近年来，对于汽车用钢板而言，为了实现车身的轻量化和提高冲撞安全性，正在扩 大使用各种高张力钢板。此外，热冲压(也称为热锻压;其是在将钢板加热到能够淬火的温 度而奥氏体化后在模具内与压制成型同时进行冷却淬火的方法）的使用扩宽，抗拉强度为 1180~2000MPa级超高强度钢板的压制成型构件大多是通过热冲压来制造的。
[0026] 热冲压中所使用的钢板的表面除了非镀覆的以外，有时为了防止在加热到高温时 产生铁氧化皮，会实施锌系镀覆、铝系镀覆等表面处理。而且，热冲压后的钢板在多数情况 下不是平板而是成型体。本说明书中，将包含作为成型体的情况在内的对高张力钢板进行 了热冲压而成的钢板都称为"热冲压钢板"。此外，同样地，将对锌系镀覆钢板、铝系镀覆钢 板或者就这些钢板进一步实施了表面涂布的钢板进行了热冲压的那些称为"表面处理热冲 压钢板"。
[0027] 在以逆变直流电源的电阻点焊机对热冲压钢板进行焊接时，与软钢板相反，有可 能会引发在比使用了单相交流电源时更低的电流值下发生喷溅、合理电流范围变窄的现 象。非专利文献1报道了例如铝镀覆热冲压钢板的电阻点焊会引发该现象。
[0028] 特别是，对于表面处理热冲压钢板而言，在采用逆变直流电源时，表喷溅也容易与 中喷溅一同出现，合理电流范围显著变窄。因此，在不发生喷溅的情况下得到的熔核直径也 会减小。
[0029] 它们的原因尚不清楚，但就发生中喷溅考虑如下。
[0030] 点焊部在熔融凝固后的熔核的周围存在被电极加压过的压接部（塑性金属环区 部），将熔融金属封住。若熔融金属的内压超过作用于塑性金属环区部的外压，则就不能封 住熔融金属而发生中喷溅。通常来说，若压接部变窄，则不能耐受内压，容易发生喷溅。因 此，为了抑制发生喷溅，需要使钢板-钢板之间的磨合变好来使压接部变宽，并且避免急剧 发热以使熔核缓慢生长。
[0031] 表面处理热冲压钢板在钢板表面具有以来自镀覆的金属(例如，若是锌系镀覆则 是指锌;若是铝系镀覆则是指铝）为主成分的氧化皮膜或来自表面涂布的氧化被膜。因此， 与裸钢板相比，电流在钢板表面流动的位置为局部，由于电流密度集中而容易急剧发热。另 一方面，热冲压工序中进行镀覆与钢的合金化，生成在钢板表面的合金的熔点也会达到接 近铁的高温。由此，与加热前具备镀覆皮膜的钢板相比，钢板彼此的接触部不易软化，因此 可抑制通电通路的扩大。特别是，逆变直流方式由