专利名称：连接方法及连接装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及金属件之间的连接方法及连接装置，特别是涉及通过将具有开口的第1被连接件和第2被连接件在以规定的叠合量叠合在一起的状态下一边进行加压一边通电而进行连接的、所谓环形压平缝焊(ring-shaped mash welding)的连接方法及连接装置。
背景技术：
以往，通过将两件金属件端部叠合在一起对这部分加压的同时又通电，从而进行连接的所谓滚压缝焊为一种人们通常所知的方法。再有，也知道一种作为改进该滚压缝焊的技术，如日本专利公报特开2004-17048号(以后称专利文献1)所揭示的所谓环形压平缝焊的技术。环形压平缝焊是，在将具有圆形等开口部的第1被连接件、和具有比该开口部稍大的外形部的第2被连接件连接时，以在上述开口的周围设好规定的叠合量的状态下，将第2被连接件叠在第1被连接件上，通过对两者加压并通以连接用电流，从而进行瞬时连接。利用这种环形压平缝焊因能在瞬时连接，故能大大减少连接时间及通电量，由此能提高生产效率。
另外，专利文献1中还记述着这样一种方法在被连接件是高碳钢的情况下，当利用连接用电流的通电进行环形压平缝焊时，则连接部分变成淬过火的状态，导致韧性降低并容易开裂。在这种情况下，为了提高连接部分的韧性，在连接后使回火用电流在连接部分上流过以进行回火。
上述环形压平缝焊，将两被连接件叠合后通过一边加压一边通电，使第2被连接件压入到第1被连接件的开口部上，这样进行连接。此时，为了提高连接尺寸精度，要求对被连接件的压入端准确地进行定位。另外，完成连接之后，如果还对连接部分以被两电极夹住的状态，继续保持电流集中流通连接部分的状态的话，在该部分上就流过过大的电流，因过大的电流产生飞溅使连接部分附近表面状态恶化，要使连接质量下降。
因此，人们期待用来在连接时可以对压入端进行定位以及可以防止过大电流的产生的方法。
另外，上述专利文献1中示出在使用环形压平缝焊法连接高碳钢时可以进行回火，但关于该回火所用的装置未具体示出。还有，为了以分别适合的处理条件来进行环形压平缝焊和回火，可以想到这样一种方法分别准备连接用的电极和回火用的电极，将工件(被连接件)安装在连接用电极上，进行环形压平缝焊，然后，从该电极上取下工件再装在回火用电极上进行回火的方法。但是，由于该方法需要两次将工件装拆在电极上，因此生产效率低。
发明内容
本发明为解决上述问题而提出，其目的在于提供一种连接方法及实现该方法的连接装置，在利用环形压平缝焊进行连接时，可以准确地对压入端定位，同时还可以防止在连接部分上产生过大的电流以提高连接质量，而且，回火时通过使用和连接用电极相同的电极来可以高效地进行连接后的回火。
本发明所提供的连接方法是，对具有开口部的第1被连接件、和相对于所述开口部的周围具有规定的叠合量并重叠于所述第1被连接件上的第2被连接件在上下一对电极进行加压的状态下，使连接用电流流过，从而将所述第2连接件压入到所述第1被连接件的开口部使该两被连接件连接，再让回火用电流流过该连接部分，其中使所述一对电极中的下部电极抵接于所述被连接件中的一被连接件的连接部位附近，而使所述一对电极中的上部电极抵接于另一被连接件的连接部位附近，用该两电极对该两被连接件加压的同时流通所述连接用电流；然后，在所述两被连接件相对移动而结合时，使与所述下部电极相邻的导电性定位构件抵接于所述另一被连接件，从而进行所述两被连接件沿相对移动方向的定位，同时使所述连接用电流的一部分流过所述导电性定位构件；然后，在所述导电性定位构件离开所述另一被连接件后，经所述两电极使所述回火用电流流过所述两被连接件的连接部分。
根据这一方法，在利用环形压平缝焊进行连接时，由导电性定位构件进行两被连接件沿相对移动方向的定位，即在将第2被连接件压入到第1被连接件的开口部进行连接时通过准确地规定压入端位置，从而提高连接尺寸精度。并且，在第2被连接件到达所述压入端位置完成连接时通过将导电性定位构件抵接于所述另一被连接件，从而使部分连接用电流流过导电性定位构件，防止产生过大的电流，提高连接质量。还有，所谓‘连接部分附近’是指因连接而形成连接部分的被连接件表面及其附近。
并且在连接后，通过用和连接时同一的下部及上部电极使回火用电流流过而进行回火。这时，由于使所述导电性定位构件离开所述另一被连接件，因此回火用电流不会在导电性定位构件上流过，能良好地进行回火。
另外，本发明的连接装置是，对具有开口部的第1被连接件、和相对于所述开口部的周围具有规定的叠合量并重叠于所述第1被连接件上的第2被连接件在用上下一对电极进行加压的状态下，使连接用电流流过，从而将所述第2连接件压入到所述第1被连接件的开口部使该两被连接件连接，再让回火用电流流过该连接部分，其中，该装置包括下部电极，所述一对电极中的一电极，抵接于所述被连接件中的一被连接件的连接部位附近；上部电极，所述一对电极中的另一电极，相对所述下部电极可以接近离开而且可以抵接于叠在所述一被连接件上的另一被连接件的连接部位附近；通电控制手段，当连接时，则使所述连接用电流在所述两电极间流过，并且，连接之后，经所述两电极使所述回火用电流流过所述两被连接件的连接部分；导电性定位构件，在连接时，配置在与所述下部电极相邻的位置，并随着所述两被连接件相对移动而与所述另一被连接件抵接，从而进行所述两被连接件沿相对移动方向的定位，同时所述连接用电流的一部分流过该构件中；以及驱动器，当连接时，则使所述导电性定位构件移动到所述连接位置，而且，在连接后并在所述回火用电流流过所述两被连接件的连接部分之前，使所述导电性定位构件移动至离开所述另一被连接件的离开位置。
利用这一装置能有效地实施上述连接方法。
在该装置中，优选所述一被连接件是所述第2被连接件，所述另一被连接件是所述第1被连接件，所述导电性定位构件以围住所述下部电极的形状分成多个，分割成的各部分可以在所述连接位置和离开所述下部电极的直径方向外方的位置之间移动。
这样，使导电性定位构件在连接位置和分开位置上移动的结构就变得简单。
图1为本发明一实施方式的连接装置整体的概要主视图；图2为表示连接装置主要部分结构的剖面图；图3为连接装置主要部分(只是上部电极的下方部分)的俯视图；图4为表示连接及回火处理的流程图；图5为表示在连接时由电极开始加压的阶段中装置主要部分的状态的半剖面图；图6为表示在完成连接阶段中装置主要部分的状态的半剖面图；图7为表示在连接后停止由电极加压阶段中装置主要部分的状态的半剖面图；图8为表示在连接后压入定位电极移到离开位置阶段中装置主要部分的状态的半剖面图；图9为表示在回火阶段中装置主要部分的状态的半剖面图。
具体实施例方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
图1概要表示本实施方式的连接装置1的整体构成。该连接装置1是进行所谓环形压平缝焊的装置，在设置台2上设有在装置前部沿上下方向延伸的左右一对框体3；设于装置内部的连接台4；在该连接台4上沿左右方向延伸的滑动导轨5；在滑动导轨5上分别左右移动的两个下部电极6、6；设于其上方并能沿上下方向移动的上部电极7；对该上部电极7提供加压力的加压缸8；将电流送给该上部电极的配线电缆9；配置在上述上部电极6周围的压入定位电极(导电性定位构件)10；使该压入定位电极10相对下部电极6移动的致动器(actuator)11(图2)；以及操作连接装置1的操作盘12。
还有，下部电极6可以只是一个，但在图1示出的例子中，为提高生产效率做成能交替使用两个下部电极6、6。即利用左右任一个下部电极6，将后述的工件21、22装在其上后在使该下部电极6位于中央的状态下，一面利用该下部电极6和上部电极7进行后述的连接及此后的回火，一面在该处理过程中，从另一个下部电极6上取下处理后的工件21、22及安装新的工件21、22，交替使用各下部电极6、6。
图2为表示本实施方式的连接装置1的主要部分的结构的剖面图，另外，图3为主要部分(只是上部电极7的下方部分)的俯视图。如上述图中所示，下部电极6及上部电极7都由圆筒形的导电体形成，在上部电极7位于下部电极6上方的状态下，通过上部电极7下降、上升而相对下部电极6靠近、离开。
利用上述电极6、7连接的两工件中的第1工件(第1被连接件)21，例如是作为自动变速机零件的圆筒形的离合器从动盘毂，在其一端部内周侧有凸缘部21a，在该凸缘部21a内侧有开口部。另外，第2工件(第2被连接件)22，例如是作为自动变速机零件的筒状的套筒，在其一端部外周侧有凸缘部22a，预先将凸缘部22a的外形做成比第1工件21的凸缘部21a的内周稍大些。
这些工件中至少一个是由高碳钢形成的，例如第2工件22由含有0.35wt％左右碳的钢构成，第1工件21由含有0.10wt％左右碳的钢构成。
上述第1工件21的凸缘部21a内周端和第2工件22的凸缘部22a的外周端为连接部位。而且，在连接之际，下部电极6的上面搁置(载置)第2工件22的凸缘部22a，同时还以在上述连接部位有规定的叠合量地将第1工件21叠在第2工件22上的状态下，将两工件21、22都装在下部电极6上。
即，在两工件21、22都这样装在下部电极6上的状态下，下部电极6的上表面可以抵接于第2工件22连接部位附近，另外，当上部电极7下降时，则上部电极7的下表面可以抵接于第1工件21的连接部位附近。
另外，上述压入定位电极10由铬铜或铍铜等导电体构成，呈包围下部电极6的圆筒形，并被分割成多个以能向沿下部电极6的直径方向外方离开的位置(离开位置)移动。在本实施方式中，压入定位电极10被分割成半圆筒形的两个部分10a、10b。
该压入定位电极10在连接时处于内周面及下表面成为与下部电极6接触状态的位置(连接位置)，在该状态下，压入定位电极10的上表面位于稍高于下部电极6上表面的上方，与第1工件21的凸缘部21a面对面。
该压入定位电极10的各部分10a、10b分别与作为驱动器的致动器11、11连接。本实施方式中致动器11由气缸组成，上述各部分10a、10b经用于绝缘并用于带有游隙地支承的橡胶件15安装在能从缸体伸缩的缸杆11a的前端上。
另外，在上述下部电极6的内周面上设置对第2工件22定位的定位部16。
本实施方式的连接装置上还设置有用于下部及上部电极6、7的通电电路17和控制器18。上述控制器18，通过上述通电电路17对两电极6、7可以进行通电的控制，使得当连接时则在上述两电极6、7之间流通连接用电流，连接之后，经上述两电极6、7在所述两工件21、22的连接部分上流通回火电流。再有，控制器18还通过致动器11对压入定位电极10进行驱动控制，连接之后，当在上述两工件21、22的连接部分流通回火电流时则使上述压入定位电极10移动至离开工件21的离开位置(参照图8、图9)。
以下，参照图4的流程图以及表示各工作过程的图5～图9的剖面图，对采用本实施方式的连接装置的连接方法进行说明。
在开始图4的流程前的准备阶段，作为操作人员的工作，先将第2工件22装(搁置)在下部电极6上，再将第1工件21搁置在该第2工件上。此时，第1工件21相对第2工件22以在开口周围具有规定的叠合量的状态下，叠合在一起。
在上述准备工作后，操作人员按动设于操作盘12上的起动开关，在图4中的步骤S1输入起动开关的“通(ON)”信号，继而在步骤S2靠加压缸8的驱动使上部电极7下降。然后，在步骤S3如图5所示，上部电极7按住工件21的连接部位附近进行加压，再在步骤S4进行连接通电，在两电极6、7间的工件21、22的连接部位上流过连接用电流。
这样，对以有规定的叠合量的状态而叠合的工件21、22加压同时流过连接用电流，通过这样，第2工件22压入到第1工件21的开口部，进行压平缝焊。即，在第2工件22的凸缘部22a的外周端和第1工件21的凸缘部21a的内周端之间产生接近熔融的软化，在两者间互露新生的面，并进行扩散连接。
在该连接时，如图6所示，由上部电极7压下第1工件21，两工件21、22相对移动，一达到适合的连接状态，第1工件21就抵接位于下部电极6相邻位置的压入定位电极10的上表面。这样，在完成两工件21、22相对移动方向的定位的同时，连接用电流的一部分从第1工件21流向压入定位电极10，要流过两工件21、22的连接部分上的电流就减少。由此，能避免过大的电流在连接部分上流过，能防止由于过大的电流产生的飞溅等造成连接质量恶化。
连接一结束，接着在步骤S5将电极加压为“断(OFF)”状态，即如图7所示，上部电极7上升离开工件21、22。再在步骤S6如图8所示，驱动致动器11，使压入定位电极10离开工件21向下部电极6半径方向外方的离开位置后退。
然后，在步骤S7将电极加压为“通(ON)”状态，即如图9所示，压入定位电极10在离开位置不动而使上部电极7下降按住工件21、22。再在步骤S8进行回火通电，在两电极6、7间的工件21、22的连接部分上流通回火用电流。
该回火通电进行规定时间后回火结束，则在步骤S9将电极加压为“断(OFF)”状态，在步骤S10使上部电极7上升；在步骤S11驱动致动器11，使压入定位电极10一直前进至与下部电极6相邻的位置(连接位置)。这样，连接装置1的各部分回到连接前状态。
然后，若上述步骤S1～S11的一系列处理完成时，由操作人员从下部电极上取下工件21、22。
利用以上的连接方法，在两工件21、22以具有规定的叠合量叠合的状态，利用下部电极6和上部电极7对两工件21、22加压并使连接用电流在两工件21、22的连接部位上流过，从而在瞬时将第2工件22压入到第1工件21的开口部并连接。
此时，在两工件21、22相对移动至连接完成时的合适位置的时候，通过第1工件21抵接于压入定位电极10，就完成两工件21、22相对移动方向的定位，从而提高连接尺寸精度，同时，电流的一部分通过压入定位电极10流过。因此，能避免过大的电流流过连接部分附近，防止过大的电流产生的飞溅，从而提高连接质量。
另外，连接后，压入定位电极10离开第1工件21，通过以该状态利用下部电极6及上部电极7在连接部分上流过回火用电流而进行回火。由此，能提高由高碳钢构成的工件21、22的连接部分的韧性。
并且，由于使用和连接时相同的电极进行回火，工件21、22装在电极上不动就能进行连接和回火两道处理，因此与使用不同的电极进行连接和回火的情形相比，能提高生产效率。而且，上述压入定位电极10由于在连接时位于连接位置，因此可以避免在完成连接时流过部分电流造成过大电流产生，另一方面，在回火时因处于离开位置，故回火电流的一部分不会在压入定位电极10上流动。这样，就能分别良好地进行连接及回火。
还有，本发明的连接方法及其连接装置不限于上述实施方式，可以作各种变更。
例如上述实施方式中，下部电极6抵接于第2工件22的连接部位附近，第1工件21叠于该工件22之上，上部电极7能抵接于该第1工件21的连接部位附近，但也可与此相反将工件的上下配置颠倒，下部电极6抵接于有开口部的第1工件，第2工件叠于第1工件上，上部电极能抵接于该第2工件的连接部位附近。
另外，上述实施方式中，压入定位电极10分成多个，分割成的各部分能向下部电极6直径方向外方的离开位置移动，但也可以使压入定位电极10向其它方向，例如上下方向或斜向移动。
但如上述实施方式那样预先构成压入定位电极10使移动压入定位电极10用的机构、控制等简单。
另外，上述实施方式中，第1工件21的开口部是圆形，但也可以是椭圆形、三角形、方形、多角形、闭合的曲线形状等。上部、下部电极的剖面形状也可以是与该开口部相对应的形状。
如以上所述，本发明能在利用环形压平缝焊进行连接时准确地定位，同时还能防止在连接部分上流过过大的电流，并提高连接尺寸精度及连接质量，还能采用同一的电极以简单的结构在连接后高效率、而且良好地进行回火。
权利要求
1.一种连接方法，其特征在于，对具有开口部的第1被连接件、和相对于所述开口部的周围具有规定的叠合量并重叠于所述第1被连接件上的第2被连接件在上下一对电极进行加压的状态下，使连接用电流流过，从而将所述第2连接件压入到所述第1被连接件的开口部使该两被连接件连接，再让回火用电流流过该连接部分，其中使所述一对电极中的下部电极抵接于所述被连接件中的一被连接件的连接部位附近，而使所述一对电极中的上部电极抵接于另一被连接件的连接部位附近，用该两电极对该两被连接件加压的同时流通所述连接用电流；然后，在所述两被连接件相对移动而结合时，使与所述下部电极相邻的导电性定位构件抵接于所述另一被连接件，从而进行所述两被连接件沿相对移动方向的定位，同时使所述连接用电流的一部分流过所述导电性定位构件；然后，在所述导电性定位构件离开所述另一被连接件后，经所述两电极使所述回火用电流流过所述两被连接件的连接部分。
2.一种连接装置，其特征在于，该装置对具有开口部的第1被连接件、和相对于所述开口部的周围具有规定的叠合量并重叠于所述第1被连接件上的第2被连接件在用上下一对电极进行加压的状态下，使连接用电流流过，从而将所述第2连接件压入到所述第1被连接件的开口部使该两被连接件连接，再让回火用电流流过该连接部分，其中，该装置包括下部电极，所述一对电极中的一电极，抵接于所述被连接件中的一被连接件的连接部位附近；上部电极，所述一对电极中的另一电极，相对所述下部电极可以接近离开而且可以抵接于叠在所述一被连接件上的另一被连接件的连接部位附近；通电控制手段，当连接时，则使所述连接用电流在所述两电极间流过，并且，连接之后，经所述两电极使所述回火用电流流过所述两被连接件的连接部分；导电性定位构件，在连接时，配置在与所述下部电极相邻的位置，并随着所述两被连接件相对移动而与所述另一被连接件抵接，从而进行所述两被连接件沿相对移动方向的定位，同时所述连接用电流的一部分流过该构件中；以及驱动器，当连接时，则使所述导电性定位构件移动到所述连接位置，而且，在连接后并在所述回火用电流流过所述两被连接件的连接部分之前，使所述导电性定位构件移动至离开所述另一被连接件的离开位置。
3.如权利要求2所述的连接装置，其特征在于，所述一被连接件是所述第2被连接件，所述另一被连接件是所述第1被连接件，所述导电性定位构件以围住所述下部电极的形状分成多个，分割成的各部分可以在所述连接位置和离开所述下部电极的直径方向外方的位置之间移动。
全文摘要
一种连接方法，使下部电极(6)抵接于一被连接件(22)的连接部位附近，而使上部电极(7)抵接于另一被连接件(21)的连接部位附近，用该两电极对两被连接件加压的同时使连接用电流流过，然后，在两被连接件相对移动而接合时，使与下部电极邻接的导电性定位构件(10)抵接于上述另一被连接件，从而进行两被连接件沿相对移动方向的定位，同时使连接用电流的一部分在上述导电性定位构件上流过，然后，在上述导电性定位构件离开上述另一被连接件后，经两电极使回火用电流在上述两被连接件的连接部分上流过。由此，在进行连接时，能准确地定位，能防止在连接部分流通过大的电流，能提高连接质量，并且能有效地进行连接后的回火。
文档编号B23K11/36GK1792533SQ20051013107
公开日2006年6月28日 申请日期2005年12月8日 优先权日2004年12月24日
发明者奥村信弥, 桥本晃 申请人:马自达汽车株式会社