焊接方法和焊接装置的制作方法

专利名称：焊接方法和焊接装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于对通过堆叠多个工件形成的堆叠体进行电阻焊接(点焊)的焊接方法和焊接装置。
背景技术：
作为用于将多个金属板接合并结合在一起的一种方法，传统上已知电阻焊接，其中通过堆叠金属板形成堆叠体，在将该堆叠体挤压并夹持在一对焊嘴之间之后，在该对焊嘴之间传导电流，由此使金属板上的接触表面附近的区域熔化并熔合在一起。在某些情况下，三个或更多个金属板通过电阻焊接来接合。电阻焊接也称为“点焊”。图53是其中示意性示出如下情况的主要特征的正视图，在这种情况下，由具有大厚度因而表现出大电阻的高抗拉强度钢制成的工件1、2通过点焊接合在一起。在这种情况下，在通过堆叠两个高电阻工件1、2形成堆叠体3之后，将堆叠体3夹持并挤压在第一焊嘴4和第二焊嘴5之间。此外，在第一焊嘴4和第二焊嘴5之间传导电流，由此将高电阻工件
1、2之间的接触表面附近的区域加热以由此产生熔融部6。之后，熔融部6凝固成称为熔核的固相。由于高电阻工件1、2的电阻较高，当在其间传导电流时，接触表面附近的焦耳热较大。由此,如图54所示，熔融部6在相对较短时间内就生长成较大尺寸，结果熔融部6容易变得散射(容易发生飞溅)。因而，在通过点焊接合高电阻工件1、2的情况下，必须以高精度控制焊接电流以避免发生飞溅。然而，这种控制并不容易执行。在小厚度高抗拉强度钢的情况下也会出现这种问题。另外，在接合三个或更多个工件的情况下，如果对工件是否由相同材料制成和具有相同厚度没有设置任何限制，例如如图55所示，则已知这样的情况，即位于最外面位置的工件(低电阻工件7)的厚度是最小的。图55中的堆叠体8是通过在图53和54所示的高电阻工件1、2上进一步堆叠具有低电阻并由软钢制成的低电阻工件7而形成的。当在堆叠体8上进行点焊时，在高电阻工件1、2之间的接触表面附近产生的焦耳热大于在低电阻工件7和高电阻工件2之间的接触表面附近产生的焦耳热。这是因为在高电阻工件1、2之间的接触表面附近的接触电阻更大。因而，在堆叠体8中，首先，在高电阻工件1、2之间的接触表面处形成熔融部9。在某些情况下，如图56所示，在熔融部9形成在低电阻工件7和高电阻工件2之间的接触表面处之前，所述熔融部充分生长。在这种状况下，如果继续传导电流以在低电阻工件7和高电阻工件2之间的接触表面处形成熔融部，则熔融材料会变得从高电阻工件1、2之间的接触表面散射，从而导致担心可能出现所谓的飞溅。然而，如果停止电流，则无法在低电阻工件7和高电阻工件2之间的接触表面处形成足够的熔融部因而无法形成熔核，因此难以确保低电阻工件7和高电阻工件2之间的足
够结合强度。为了使得熔核能够在低电阻工件7和高电阻工件2之间的接触表面附近充分地生长，已经想到增加电流值，由此增加在低电阻工件7中产生的焦耳热。然而，在这种情况下，大电流也在厚的高电阻工件1、2中流动，结果容易从高电阻工件1、2之间的接触表面产生飞溅。除此之外，可以考虑加长传导电流的时间。然而,在这种情况下,也不是简单地在低电阻工件7中产生充分量的焦耳热的问题。另外，由于焊接时间增加，焊接效率也降低。从这些观点出发，根据日本特开专利公报N0.2005-262259，当在由其中最薄工件布置在其最外面那一侧上的一堆多个金属板制成的堆叠体上执行电阻焊接时，已经提出以两个阶段进行焊接，这两个阶段包括:第一阶段，其中堆叠体上的压力较小，同时在较短时间段内施加大焊接电流；和第二阶段，其中将堆叠体上的压力设定为大于第一阶段期间的压力，并且将电流值设定为低于第一阶段的电流值，并且将其中执行电流施加的通电时间设定为比第一阶段的长。根据日本特开专利公报N0.2005-262259的公开，没有增加不必要的步骤，并且能够容易制造具有足够尺寸的熔核且其中消除了飞溅产生的点焊联接件。此外，在日本专利N0.3894545中，本申请人已经提出，当对堆叠体点焊时，将抵靠在低电阻工件上的第一焊嘴的挤压力设定为比第二焊嘴的挤压力更小。在这种情况下，从低电阻工件施加到高电阻工件的接触压力较小，结果低电阻工件和高电阻工件之间的接触表面的接触电阻增加。因此，在接触表面处产生足够量的焦耳热。因而，可以在低电阻工件和高电阻工件之间生长熔核，该熔核具有与形成在两个高电阻工件之间的熔核基本相同的尺寸，从而能够获得具有优异接合强度的堆叠体。

发明内容
本发明的总体目的是提供一种电阻焊接方法，其中与上述传统技术相比简化了控制，并且能够进一步提高工件间的焊接或接合强度。本发明的主要目的是提供一种电阻焊接方法，其中可以使熔核在堆叠体中的工件间的接触表面附近充分地生长。本发明的另一个目的是提供一种电阻焊接方法，其中可以省去对产生飞溅的担心。本发明的又一个目的是提供一种电阻焊接装置，该电阻焊接装置用于执行上述电阻焊接方法。根据本发明的一个实施方式，提供了一种电阻焊接方法，该电阻焊接方法用于相对于通过堆叠多个工件形成的堆叠体进行电阻焊接，并包括如下步骤:将所述堆叠体夹持在第一焊嘴和第二焊嘴之间，同时使挤压构件抵靠位于所述堆叠体的最外面部分上且所述第一焊嘴所抵靠的最外面工件，所述堆叠体由所述挤压构件从所述最外面工件那一侧挤压；以及在通过所述挤压构件保持压力的同时使电流在所述第一焊嘴和所述第二焊嘴之间传导。在这种情况下，由于挤压构件和第一焊嘴的总挤压力与第二焊嘴的挤压力平衡，因此第一焊嘴的挤压力与第二焊嘴的挤压力相比较小。因而，在第一焊嘴以及与该第一焊嘴基本呈相对关系布置的第二焊嘴的侧面之间，挤压力的作用范围从第一焊嘴那一侧朝向第二焊嘴变得更宽地分布。由此，作用在第一焊嘴保持抵靠的最外面工件和与所述最外面工件相邻的工件之间的力与作用在其余工件间的接触表面上的力相比较小。由于这种分布，最外面工件和与其相邻的工件之间的接触面积与其余工件之间的接触面积相比更小。因而，能够增加在最外面工件和与其相邻的工件之间的接触表面的接触电阻，因而也能够增加它们之间的基于焦耳热的热量的量。因而，在该接触表面处产生的熔核能够生长至大尺寸，由此确保最外表面工件和与其相邻的工件时间的足够结合强度。另外，由于金属板被挤压构件挤压，因此防止了最外面工件从与其相邻的工件分离开。因而，能够防止软化熔融部分从外面工件和与其相邻的工件之间的间隔部位作为飞溅物散射。另外，所述挤压构件可以包括极性与所述第一焊嘴的极性相反的辅助电极，从而当在所述第一焊嘴和所述第二焊嘴之间传导电流时，使分流电流或者从所述第一焊嘴流动到所述辅助电极，或者从所述辅助电极流动到所述第一焊嘴。在这种情况下，与辅助电极(挤压构件)一起抵靠最外面工件的第一焊嘴具有与辅助电极的极性相反的极性，因此，形成了从第一焊嘴流动到辅助电极或以相反方向从辅助电极流动到第一焊嘴的分流电流。由于在最外面工件的内部流动的这种分流电流，最外面工件和与其相邻的工件之间的接触表面被充分地加热。由于根据分流电流的加热，在接触表面处形成了具有足够尺寸的熔核。结果，能够获得具有优异结合强度的接合部。另外，在这种情况下，在工件之间的接触表面处流动的电流的电流值与普通电阻焊接(其中堆叠体仅由第一焊嘴和第二焊嘴夹紧，并且使电流在第一焊嘴和第二焊嘴之间流动)相比较小。由此，可以省去对形成在接触表面处的熔核生长的时期中发生飞溅的任何担心。优选地，所述分流电流由定时器控制。更具体地说，例如用于相对于通过堆叠多个工件形成的堆叠体进行电阻焊接的电阻焊接方法可包括如下步骤:将所述堆叠体夹持在第一焊嘴和第二焊嘴之间，并且使极性与所述第一焊嘴的极性相反的辅助电极抵靠位于所述堆叠体的最外面部分上且所述第一焊嘴所抵靠的最外面工件；以及通过使电流在所述第一焊嘴和所述第二焊嘴之间传导而在所述堆叠体上执行电阻焊接，并且使分流电流从所述第一焊嘴流动到所述辅助电极或者从所述辅助电极流动到所述第一焊嘴；将所述第一焊嘴和所述辅助电极彼此电隔离，停止所述分流电流的流动，而在所述第一焊嘴和所述第二焊嘴之间的所述电流传导继续；以及停止所述第一焊嘴和所述第二焊嘴之间的电流传导，其中从所述第一焊嘴和所述第二焊嘴之间的电流传导开始直到所述电流的传导停止的时间由焊接定时器控制，并且所述焊接定时器将电流传导开始信号发送至分流电流定时器；以及其中所述分流电流定时器执行控制以从接收到所述电流传导开始信号启动时间计量，并且在达到预定设定时间时停止所述分流电流。这样，通过控制分流电流流动的时间，可以在适合于停止该分流电流的时间将该分流电流停止。更具体地说，由于可以以高精度控制分流电流停止的定时，可以高度精确地控制最外面工件和与其相邻的工件之间的熔核的生长程度。另外，在这种情况下，与在焊接定时器的作用下电流传导开始同时地，电流传导开始被识别出的电流传导开始信号被发送到分流电流定时器。因而，在分流电流定时器中，能够与电流传导(焊接)的实际开始基本同时地识别出电流传导(焊接)已经启动。换言之，电流传导(焊接)实际开始的时刻与分流电流定时器识别出该电流传导开始的时刻基本相同，从而在两个时刻之间不会发生时间滞后，或者即使发生时间滞后，该时间滞后也如此之短以致于可以被忽略。分流电流定时器与该分流电流定时器接收电流传导开始信号同时地计量时间的经过。另外，在该分流电流定时器中，在经过预设时间时，分流电流定时器停止分流电流的流动。在上述方式中，由于电流传导(焊接)实际开始的时刻与分流电流定时器识别出该电流传导开始的时刻基本同时，因此可以在适合于停止该分流电流的时间将该分流电流停止。这样，根据上述定时器控制，可以以高精度控制停止分流电流的时刻。因而，可以高度精确地控制最外面工件和与其相邻的工件之间的熔核的生长程度。另外，可以计算传导时间对比最外面工件的温度的曲线的斜率，并且可以在该斜率发生变化时停止分流电流。更具体地说，相对于通过堆叠多个工件形成的堆叠体进行电阻焊接的电阻焊接方法可包括如下步骤:将所述堆叠体夹持在第一焊嘴和第二焊嘴之间，同时使极性与所述第一焊嘴的极性相反的辅助电极抵靠位于所述堆叠体的最外面部分上且所述第一焊嘴所抵靠的最外面工件；通过使电流在所述第一焊嘴和所述第二焊嘴之间传导而在所述堆叠体上执行电阻焊接，并且使分流电流从所述第一焊嘴流动到所述辅助电极或者从所述辅助电极流动到所述第一焊嘴；以及当传导时间对比所述最外面工件的温度的曲线的斜率从大斜率变化到小斜率时，将所述第一焊嘴和所述辅助电极彼此电隔离，停止所述分流电流的流动。如果分流电流流动过长时间，则形成在最外面工件和与其相邻的工件之间的熔核变小。因而，通过上述电阻焊接方法，当传导时间对比最外面工件的温度的曲线的斜率从大斜率变化到小斜率时，或者换言之，当最外面工件的至此时已经较大的温升速度开始变小时，停止分流电流。由此，可以使得形成在最外面工件和与其相邻的工件之间的熔核的尺寸充分大地生长。为了停止分流电流，可以切断第一焊嘴和辅助电极之间的电气路径。为此，例如，可以设置开关，该开关仅连接或中断辅助电极和电源之间的电气路径。通过将开关从ON(连接)状态切换至OFF (断开)状态，或者通过将该开关以相反方式切换，可以连接或中断第一焊嘴和辅助电极之间的电气路径。另选地，可以设置用于移位辅助电极的移位机构，使得在该移位机构的作用下，辅助电极抵靠最外面工件，或者使该辅助电极从该最外面工件分离开。当然，在辅助电极抵靠最外面工件的时间期间，第一焊嘴和辅助电极之间的电气路径是连接的，而在辅助电极从最外面工件分离开的时间期间，第一焊嘴和辅助电极之间的电气路径是断开的。
而且，可以设置另一辅助电极，其设置在所述第二焊嘴那一侧，且极性与所述第二焊嘴的极性相反，从而使得从所述第一焊嘴流动到所述辅助电极(位于第一焊嘴那一侧的辅助电极)的所述分流电流或从所述辅助电极流动到所述第一焊嘴的所述分流电流消失之后，可以使一分流电流或者从另一辅助电极(位于第二焊嘴那一侧的辅助电极)流动到所述第二焊嘴或者从所述第二焊嘴流动到所述另一辅助电极。在这种情况下，可以使熔核在第二焊嘴所抵靠的最外面工件和与其相邻的工件之间的接触表面处充分地生长。根据本发明的另一个实施方式，提供了一种电阻焊接装置，该电阻焊接装置用于相对于通过堆叠多个工件形成的堆叠体进行电阻焊接，该电阻焊接装置包括:第一焊嘴和第二焊嘴，所述第一焊嘴和第二焊嘴将所述堆叠体夹持在其间；挤压构件，该挤压构件抵靠位于所述堆叠体的最外面部分上的最外面工件，抵靠区域与被所述第一焊嘴抵靠的区域不同，以由此从所述最外面工件那一侧挤压所述堆叠体；以及 挤压机构，该挤压机构用于在所述挤压构件上产生挤压力。根据这种结构，由第一焊嘴和第二焊嘴相对于堆叠体施加的挤压力可以被分布成使得作用范围从第一焊嘴那一侧朝向第二焊嘴变得更大。结果，能够增加在第一焊嘴所抵靠的最外面工件和与其相邻的工件之间的接触表面的接触电阻，并且能够充分地加热该接触表面，从而能够使得生长具有适当尺寸的熔核。因而，也能够增加最外面工件和与其相邻的工件之间的结合强度。此外，在布置有第一焊嘴和第二焊嘴的焊枪由机器人支撑的情况下，挤压机构也优选布置在焊枪上。在这种情况下，由于来自堆叠体的反作用力能够被焊枪吸收，可以防止该反作用力延伸至机器人本身。因而，不用特别需要采取具有大刚度的机器人作为该机器人。换言之，由于可以使用小型机器人，可以将设备投资成本保持较低。另外，所述挤压构件由极性与所述第一焊嘴的极性相反的辅助电极构成，从而当传导电流时，可产生从所述第一焊嘴流动到所述辅助电极或者从所述辅助电极流动到所述第一焊嘴的分流电流。在上述方式中，在这种情况下，通过从第一焊嘴流动到辅助电极或者从辅助电极流动到第一焊嘴的电流，由于金属板和与其相邻的工件之间的接触表面被充分地加热，可以使得尺寸充分大的熔核在接触表面处生长，并且能够获得表现出优良结合强度的接合区域。根据本发明的另一个实施方式，提供了一种电阻焊接装置，该电阻焊接装置用于相对于通过堆叠多个工件形成的堆叠体进行电阻焊接，该电阻焊接装置包括:第一焊嘴和第二焊嘴，所述第一焊嘴和第二焊嘴将所述堆叠体夹持在其间；辅助电极，该辅助电极与所述第一焊嘴一起抵靠位于所述堆叠体的最外面部分上的最外面工件，该辅助电极具有与所述第一焊嘴的极性相反的极性；控制电路，当通过使电流在将所述堆叠体夹持在其间的所述第一焊嘴和所述第二焊嘴之间传导而执行电阻焊接时，该控制电路控制分流电流从所述第一焊嘴流动到所述辅助电极或从所述辅助电极流动到所述第一焊嘴的时间，其中当传导时间对比所述最外面工件的温度的曲线的斜率从大斜率变化到小斜率时，该控制电路将所述第一焊嘴和所述辅助电极彼此电隔离，停止所述分流电流的流动。
通过这种结构，如上所述，能够避免产生飞溅物，并且形成在最外面工件和与其相邻的工件之间的熔核能够充分地生长。可以采用其中所述分流电流通过定时器控制器控制的构造。在这种情况下，例如提供一种电阻焊接装置，该电阻焊接装置用于相对于通过堆叠多个工件形成的堆叠体进行电阻焊接，该电阻焊接装置包括:第一焊嘴和第二焊嘴，所述第一焊嘴和第二焊嘴将所述堆叠体夹持在其间；辅助电极，该辅助电极与所述第一焊嘴一起抵靠位于所述堆叠体的最外面部分上的最外面工件，该辅助电极具有与所述第一焊嘴的极性相反的极性；焊接定时器，当电流在所述第一焊嘴和所述第二焊嘴之间传导时该焊接定时器控制电流的传导时间，所述第一焊嘴和所述第二焊嘴将所述堆叠体夹持在其间以对该堆叠体执行电阻焊接；分流电流定时器，该分流电流定时器在电流被传导时控制分流电流从所述第一焊嘴流动到所述辅助电极或从所述辅助电极流动到所述第一焊嘴的时间；以及控制电路，该控制电路向所述焊接定时器发送电流传导开始信号，并且向所述分流电流定时器输入所述分流电流流动的时间；其中通过操作所述电流传导开始信号发送到的焊接定时器，与所述第一焊嘴和所述第二焊嘴之间的电流传导的开始同时地将所述电流传导开始信号发送至所述分流电流定时器。这样，通过控制分流电流流动的时间，可以在适合于停止该分流电流的时刻将该分流电流停止。更具体地说，由于能够以高精度控制分流电流停止的时刻，所以能够高度精确地控制最外面构件和与其相邻的工件之间的熔核的生长程度。在这种结构中，可以设置开关，该开关仅连接或中断所述辅助电极和所述电源之间的电气路径。另选地，可使得所述辅助电极靠近所述最外面工件或从该最外面工件分离开。另外，可以采用这种构造，其中当传导时间对比温度的曲线的斜率从大斜率变化到小斜率时将所述第一焊嘴和所述辅助电极彼此电隔离以由此停止分流电流。在这种情况下，用于相对于通过堆叠多个工件形成的堆叠体进行电阻焊接的电阻焊接装置包括:第一焊嘴和第二焊嘴，所述第一焊嘴和第二焊嘴将所述堆叠体夹持在其间；辅助电极，该辅助电极与所述第一焊嘴一起抵靠位于所述堆叠体的最外面部分上的最外面工件，该辅助电极具有与所述第一焊嘴的极性相反的极性；以及控制电路，当通过使电流在将所述堆叠体夹持在其间的所述第一焊嘴和所述第二焊嘴之间传导而执行电阻焊接时，该控制电路控制分流电流从所述第一焊嘴流动到所述辅助电极或从所述辅助电极流动到所述第一焊嘴的时间，其中当传导时间对比所述最外面工件的温度的曲线的斜率从大斜率变化到小斜率时，所述控制电路将所述第一焊嘴和所述辅助电极彼此电隔离，停止所述分流电流的流动。通过这种构造，如上所述，能够避免产生飞溅物，并且形成在最外面工件和与其相邻的工件之间的熔核能够充分地生长。尽管所述辅助电极可以被构造成靠近与所述第一焊嘴成一体的所述最外面构件或与所述最外面构件分离开(即移位)，优选单独设置移位机构，以仅仅移位所述辅助电极。另外，所述辅助电极可以具有围绕所述第一焊嘴的环状形状。在这种情况下，分流电流以径向形式均匀地流过最外面工件的内部。因而，最外面工件和与其相邻的工件之间的接触表面能够被均匀地加热，以由此容易地形成熔核，并且该熔核能够容易地生长成充分尺寸。为了停止分流电流，以与上述相同的方式，可以将第一焊嘴和第二焊嘴之间的电气路径切断。为此，例如，可以设置开关，该开关仅连接或中断辅助电极和电源之间的电气路径。通过将该开关从ON (连接)状态切换到OFF (断开)状态或通过以相反顺序切换该开关，可以将第一焊嘴和辅助电极之间的电气路径连接或断开。另选地，可以设置用于移位所述辅助电极的移位机构，从而在该移位机构的作用下，使辅助电极抵靠最外面工件或从该最外面工件分离开。当然，在辅助电极抵靠最外面工件的时间期间，第一焊嘴和辅助电极之间的电气路径是连接的，而在辅助电极从最外面工件分离开的时间期间，第一焊嘴和辅助电极之间的电气路径是断开的。而且，可以设置另一辅助电极，其设置在所述第二焊嘴那一侧，且极性与所述第二焊嘴的极性相反。在这种情况下，在从所述第一焊嘴流动到所述辅助电极(位于第一焊嘴那一侧的辅助电极)的所述分流电流或从所述辅助电极流动到所述第一焊嘴的所述分流电流消失之后，可以使一分流电流或者从另一辅助电极(位于第二焊嘴那一侧的辅助电极)流动到所述第二焊嘴或者从所述第二焊嘴流动到所述另一辅助电极。因而，可以使得熔核在第二焊嘴所抵靠的最外面工件和与其相邻的工件之间的接触表面处充分地生长。


图1是根据本发明第一实施方式的电阻焊接装置的主要特征的放大视图。图2是主要特征的轮廓正视图，示出了其中用作待焊接对象的堆叠体被下焊嘴、上焊嘴和挤压杆(挤压构件)夹紧的情形；图3是示意性正视图和一曲线图，示出了其中在堆叠体的定位在最上面的工件与直接位于该工件下面的工件之间形成适当表面压力分布的情形的示例；图4是示意性正视图，示出了其中堆叠体仅由下焊嘴和上焊嘴夹紧的状态；图5是示意性竖直剖视图，示出了其中从图2的状况开始电流传导并且电流从上焊嘴流动到下焊嘴的情形；图6是主要特征的示意性正视图，示出了其中与图2所示的堆叠体不同的堆叠体被下焊嘴、上焊嘴和挤压杆(挤压构件)夹紧的情形；图7是主要特征的示意性正视图，示出了其中与图2和6所示的堆叠体不同的堆叠体被下焊嘴、上焊嘴和挤压杆(挤压构件)夹紧的情形；图8是主要特征的示意性正视图，示出了其中堆叠体被构成根据本发明第二实施方式的电阻焊接装置的上焊嘴(第一焊嘴)、下焊嘴(第二焊嘴)和辅助电极夹紧的情形；图9示意性竖直剖视图，示出了其中电流的传导从图8中的情形开始并且电流从上焊嘴流动到下焊嘴的情形；图10是示意性竖直剖视图，示出了其中电流的传导从图9中所示的状态继续的情形；图11是示意性竖直剖视图，示出了其中仅辅助电极从堆叠体分离而电流继续从上焊嘴传导到下焊嘴的情形；图12是示意性竖直剖视图，示出了其中从图11中所示的情形继续、上焊嘴从堆叠体分离开并且电流传导(电阻焊接)终止的情形；图13是主要特征的示意性正视图，示出了其中与图8所示的堆叠体不同的堆叠体被下焊嘴、上焊嘴和辅助电极夹紧并且电流传导开始的情形；图14是示意性竖直剖视图，示出了其中辅助电极和电源的负电极之间的电连接断开而电流继续从上焊嘴传导到下焊嘴的情形；图15是示意性竖直剖视图，示出了其中电流传导(电阻焊接)终止的情形；图16是主要特征的示意性正视图，示出了其中与图8和图13所示的堆叠体不同的堆叠体被下焊嘴、上焊嘴和辅助电极夹紧并且电流传导开始的情形；图17是示意性竖直剖视图，示出了其中电流传导(电阻焊接)终止的情形；图18是主要特征的示意性正视图，示出了其中与图8和图13所示的堆叠体不同的堆叠体被下焊嘴、上焊嘴和辅助电极夹紧并且电流传导开始的情形；图19是示意性竖直剖视图，示出了这样的情形，其中位于上焊嘴那一侧的辅助电极和电源的负电极之间的电连接断开，而电流继续从上焊嘴传导至下焊嘴，并且位于下焊嘴那一侧的辅助电极保持抵靠工件；图20是示意性竖直剖视图，示出了这样的情形，其中位于下焊嘴那一侧的辅助电极和电源的负电极之间的电连接断开，而电流继续从上焊嘴传导到下焊嘴；图21是示意性竖直剖视图，示出了与图9的情况相反的情形，其中使电流从下焊嘴和辅助电极流动到上焊嘴；图22是示意性竖直剖视图，示出了这样的情形，其中使电流从上焊嘴经过位于堆叠工件上的最上面的工件和直接位于该工件下面的工件流动到辅助电极；图23是根据本发明的第三实施方式的电阻焊接装置的主要特征的具有局部横向剖面的放大立体图；图24是示意性地示出了该电阻焊接装置的控制信号系统的框图；图25是示意性竖直剖视图，示出了用作待焊接对象的堆叠体被第一焊嘴、第二焊嘴和辅助电极全部夹紧的情形；图26是示意性竖直剖视图，示出了这样的情形，其中电流传导开始并且电流从第一焊嘴流动到第二焊嘴，并且分流电流从第一焊嘴流动到辅助电极；图27是示意性电流路径图，示出了电流和分流电流在图26的等效电路中沿着什么路径流动；图28是示意性竖直剖视图，示出了其中电流传导从图26的情况继续的情形；图29是示意性竖直剖视图，示出了其中0N/0FF开关切换到断开状态但电流从第一焊嘴到第二焊嘴的传导继续进行的情形；图30是示意性电流路径图，示出了电流和分流电流在图29的等效电路中沿着什么路径流动；图31是示意性竖直剖视图，示出了其中电流传导(电阻焊接)终止的情形；
图32是示意性竖直剖视图，示出了其中与图26的情况相反的使电流从第二焊嘴和辅助电极流动到第一焊嘴的情形；图33是示意性竖直剖视图，示出了这样的情形，其中使电流从第一焊嘴经过位于堆叠工件上的最上面的最薄工件和直接位于该工件下面的工件流动到辅助电极；图34是示意性竖直剖视图，示出了其中与图25所示的堆叠体不同的堆叠体被第一焊嘴、第二焊嘴和辅助电极全部夹紧并且电流传导开始的情形；图35是示意性竖直剖视图，示出了其中与图34中的情况连续的、0N/0FF开关被切换至断开状态但电流从第一焊嘴到第二焊嘴的传导仍继续进行的情形；图36是示意性竖直剖视图，示出了其中与图35中的情形连续的、电流传导进一步继续从第一焊嘴到第二焊嘴的情形；图37是根据本发明第四实施方式的电阻焊接装置的主要特征的具有局部横向剖面的放大立体图；图38是示意性竖直剖视图，示出了其中用作待焊接对象的堆叠体被第一焊嘴、第二焊嘴和辅助电极全部夹紧的情形；图39是示意性竖直剖视图，示出了这样的情形，其中电流传导开始，并且电流从第一焊嘴流动到第二焊嘴，而分流电流从第一焊嘴流动到辅助电极；图40是示意性竖直剖视图，示出了其中电流传导从图39的情况继续的情形；图41是示出了分流电流从第一焊嘴流动到辅助电极的时间百分比与熔核直径之间的关系的曲线图；图42是示出了分流电流从第一焊嘴流动到辅助电极的时间与布置在堆叠体的最外侧上的最薄工件的温度之间的关系的曲线图；图43是示出了温度和各种钢材的具体电阻之间的关系的曲线图；图44是示意性电流路径图，示出了电流和分流电流在图40的等效电路中沿着什么路径流动；图45是示意性竖直剖视图，示出了其中0N/0FF开关被切换至断开状态但电流从第一焊嘴到第二焊嘴的传导仍继续发生的情形；图46是示意性电流路径图，示出了电流和分流电流在图45的等效电路中沿着什么路径流动；图47是示意性竖直剖视图，示出了其中电流传导(电阻焊接)终止的情形；图48是示意性竖直剖视图，示出了其中与图40的情况相反的、使电流从第二焊嘴和辅助电极流动到第一焊嘴的情形；图49是示意性竖直剖视图，示出了其中使电流从第一焊嘴经过位于堆叠工件上的最上面的最薄工件和直接位于该工件下面的工件流动到辅助电极的情形；图50是示意性竖直剖视图，示出了这样的情形，其中与图39中所示的堆叠体不同的堆叠体被第一焊嘴、第二焊嘴和辅助电极全部夹紧并且电流传导开始的情形；图51是示意性剖视图，示出了与图50中的情况连续的、0N/0FF开关被切换至断开状态，但电流从第一焊嘴到第二焊嘴的传导仍继续进行的情形；图52是示意性竖直剖视图，示出了其中与图51中的情况连续的、其中电流从第一焊嘴到第二焊嘴的传导进一步继续的情形；
图53是示意性竖直剖视图，示出了一般电阻焊接中的情形，其中堆叠体仅夹紧在下焊嘴和上焊嘴之间，并且使电流从上焊嘴流动到下焊嘴；图54是示意性竖直剖视图，示出了其中熔融部从图53中所示的情况生长的情形；图55是示意性竖直剖视图，示出了其中与图53所示的堆叠体不同的堆叠体仅夹紧在下焊嘴和上焊嘴之间并使得电流从上焊嘴流动到下焊嘴的情形；以及图56是示意性竖直剖视图，示出了其中熔融部从图55所示的情况生长的情形。
具体实施例方式下面将参照附图详细描述根据本发明的电阻焊接方法和用于实现上述方法的电阻焊接装置的优选实施方式。图1是根据第一实施方式的点焊设备(电阻焊接装置)10的主要特征的放大视图。该点焊设备10包括具有臂的机器人(臂和机器人都没有被示出)和焊枪14，该焊枪由构成上述臂的一部分的腕部单元12支撑。在这种情况下，焊枪14配备有基本上C形的第一臂30，该第一臂布置在焊枪主体24的下面。在该固定臂30的下端上布置有面向焊枪主体24的下焊嘴32，该下焊嘴32用作第二焊嘴。下焊嘴32在朝向焊枪主体24的方向上延伸。 滚珠丝杠机构(未示出)容纳在焊枪主体24中。滚珠丝杠机构的滚珠丝杠使从焊枪主体24伸出并朝向下焊嘴32延伸的连接杆34在图1中的竖直方向上(在箭头Y2的方向上或箭头Yl的方向上)移位。滚珠丝杠通过构成滚珠丝杠机构的一部分的未示出的伺服马达而可旋转。在连接杆34的远端上，用作第一焊嘴的上焊嘴38以与下焊嘴32成面对的关系布置。此外，两个缸体机构42a、42b (挤压机构)借助于桥接构件40而被支撑在支座36上。用作挤压构件的挤压杆46a、46b从构成缸体机构42a、42b的相应缸体筒44a、44b伸出并与上焊嘴38平行地延伸。为了针对用作待焊接对象的堆叠体48a进行一些说明，在这种情况下，该堆叠体48a由三个金属板50a、52a、54a从下至上按该顺序堆叠而构成。在这种板当中，金属板50a、52a具有厚度Dl (例如，Imm到2mm)，而金属板54a的的厚度D2被设定为与厚度Dl相比来说较短的尺寸(例如，0.5mm到0.7mm)。更具体地说,金属板50a、52a各自的厚度是相同的，而金属板54a与金属板50a、52a相比是薄壁的。换言之，金属板54a的壁厚在构成堆叠体48a的三个金属板50a、52a和54a当中是最小的。金属板50a、52a是由例如作为所谓的高抗拉强度钢的JAC590、JAC780或JAC980(根据日本钢铁联盟的标准，其中任何一种均是高性能、高抗拉强度钢)制成的高电阻工件，而金属板54a是由例如作为所谓的软钢的JAC270 (根据日本钢铁联盟的标准，用于拉制的高性能钢板)制成的低电阻工件。金属板50a、52a可以由相同类型的金属或不同类型的金属制成。关于下焊嘴32和上焊嘴38，用作待焊接对象的堆叠体48a被夹紧在下焊嘴32和上焊嘴38之间，以由此使得电流能够经过堆叠体48a传导。下焊嘴32电连接至电源56的负端子，而上焊嘴38电连接至电源56的正端子。因而，在第一实施方式中，电流从上焊嘴38流动到下焊嘴32。如稍后将描述的，上焊嘴38与挤压杆46a、46b之间的距离Z1、Z2被设置成使得在金属板54a和直接位于金属板54a下面的金属板52a中获得适当的表面压力分布。在上述结构中，构成滚珠丝杠机构的伺服马达、缸体机构42a、42b和电源56电连接至作为控制机构操作的焊枪控制器58。更具体地说，伺服马达、缸体机构42a、42b和电源56的操作以及上电和去电由焊枪控制器58控制。以如上所述基本构成了根据第一实施方式的点焊设备10。接下来，将针对根据第一实施方式的点焊方法(电阻焊接方法)描述点焊设备10的操作和效果。当对堆叠体执行点焊时，或者换言之，当金属板50a、52a接合在一起并且金属板52a、54a接合在一体时，首先机器人移动腕部单元12 (更具体地，焊枪14)，以便将堆叠体48a定位在下焊嘴32和上焊嘴38之间。在焊枪主体24在焊枪控制器58的操作下已经下降到预定位置之后，将构成滚珠丝杠机构的伺服马达通电，同时使滚珠丝杠开始旋转。据此，上焊嘴38和挤压杆46a、46b沿着箭头Yl的方向下降，从而接近堆叠体48a。结果，堆叠体48a被夹紧在下焊嘴32和上焊嘴38之间。另一方面,焊枪控制器58还对缸体机构42a、42b通电。据此，挤压杆46a、46b被使得在箭头Yl的方向上进一步伸出，由此使得挤压杆46a、46b与堆叠体48a被上焊嘴32和下焊嘴38夹紧同时地或之前或之后抵靠金属板54a。在图2中，呈现了示出此时的情况的剖视图。如图3中所示，上焊嘴38和挤压杆46a、46b之间的距离Z1、Z2被设置成使得在金属板54a和金属板52a之间的接触表面上表面压力在上焊嘴38被挤压的部位处最大，并且使得在金属板被挤压杆46a、46b挤压的部位处获得第二大的表面压力。优选地，Zl等于Z2(Z1 = Z2)。换言之，在上述接触表面上，形成了其中与由于上焊嘴38的挤压引起的表面压力和由于挤压杆46a、46b的挤压引起的表面压力相比表面压力较小的部位。因而，形成如图2中所示的压力分布。下面将更详细地描述该分布。通过焊枪控制器58，使滚珠丝杠机构的滚珠丝杠旋转的伺服马达的旋转驱动力和缸体机构42a、42b的推动力被控制成使得上焊嘴38和挤压杆46a、46b对金属板54a施加的总压力(F1+F2+F3)与下焊嘴32对金属板50a施加的压力(F4)相等或平衡。根据这种控制，在箭头Yl方向上向堆叠体48a施加的压力(F1+F2+F3)与在箭头Y2方向上作用在堆叠体48a上的施加压力(F4)基本相同。另外，优选地，F2等于F3 (F2=F3)。更具体地说，此时满足关系F1〈F4。因而，如图2示意性所示，来自下焊嘴32和上焊嘴38的由堆叠体48a接收的力被分布成使得该力的作用区域随着该力从上焊嘴38向下焊嘴32行进而变宽(变大)。因此，作用在金属板52a、54a之间的接触表面上的力与作用在金属板50a、52a之间的接触表面上的力相比是较小的。另外，在由于距离Zl、Z2过小而没有形成与由于上焊嘴的施加压力引起的表面压力以及由于挤压杆46a、46b引起的表面压力相比表面压力较小的部位的情况下，则将难以形成这种类型的分布。图4是示意性地示出对于不使用挤压杆46a、46b并且F1=F4的情况来说由堆叠体48a从下焊嘴32和上焊嘴38接收的力分布的视图。在这种情况下，如从图4理解的，该力基本等价于从上焊嘴38到下焊嘴32。换句话说，作用在金属板52a、54a之间的接触表面上的力等同于作用在金属板50a、52a之间的接触表面上的力。在图2和图4中，作用在金属板52a、54a的接触表面上的力的范围由粗线示出。通过比较图2和图4可以理解，力的作用范围在Fl <F4时比在F1=F4时窄。这意味着，当Fl< F4时，金属板54a被挤压在金属板52a上的范围与F1=F4时相比较窄，或换句话说，接触表面面积较小。伴随着从上焊嘴38到下焊嘴的施加压力被分布，并且金属板54a相对于金属板52a的接触面积较小，从堆叠体48a朝向上焊嘴38产生反作用力。在第一实施方式中，这种反作用力由挤压杆46a、46b接收。在上述方式中，包括挤压杆46a、46b的缸体机构42a、42b通过桥接构件40相对于连接至容纳在焊枪主体24内的滚珠丝杠机构的连接杆34被支撑。因而，最终，由挤压杆46a,46b接收的反作用力由焊枪主体24 (焊枪14)吸收。因而，在这种情况下，能够防止来自堆叠主体48a的反作用力作用在机器人上。因此，不必采用具有大刚性的大型结构来用作机器人。换言之，可以使用小型机器人，结果可以将用于设备的投资成本保持最小。接下来，焊枪控制器58向电源56输出控制信号以开始电流传导。结果，如图2所示(亦如图4所示)，电流i开始沿着从上焊嘴38到下焊嘴32的方向流动。如上所述，上焊嘴38和下焊嘴32分别连接至电源56的正端子和负端子。另外，金属板50a、52a之间以及金属板52a、54a之间的区域分别由基于电流i的焦耳热来加热。如之前指出的，图2中所示的金属板54a和金属板52a之间的接触面积小于图4中所不的金属板54a和金属板52a之间的接触面积。为此,金属板52a、54a之间的接触表面处的接触电阻和电流密度在图2中所示的情况下比图4中所示的情况下大，或者换言之，当Fl <F4时大于当F1=F4时。更具体地说，当Fl <F4时，所产生的焦耳热的量(或换言之，所产生的热量)与在F1=F4时相比更大。因而，如图5中所示，当Fl < F4时，在金属板50a、52a之间的接触表面处产生的被加热区域60和在金属板52a、54a之间的接触表面处产生的被加热区域62发展成具有基本相同的大小。金属板50a、52a之间的接触表面和金属板52a、54a之间的接触表面由被加热区域60、62加热，由此形成足够的热增加以开始引发熔化。由于所形成的这种熔化部分(由此被冷却并硬化),分别在金属板50a、52a之间以及金属板52a、54a之间形成熔核64、66。在图5中，为了便于理解，实际示出了熔核64、66 ;然而，在电流传导过程中，这种熔核以液相熔融部分的形式存在。在下面将要讨论的随后附图中将采用类似的规则。如上所述,金属板50a、52a之间的接触表面处的被加热区域60和金属板52a、54a之间的接触表面处的被加热区域62具有基本相同的尺寸。因而，由此形成的熔核64、66也具有彼此基本相同的尺寸。在形成熔融部时，金属板54a由挤压杆46a、46b朝向金属板52a那一侧挤压。由于被以这种方式挤压，低刚性金属板54a对电流传导(加热)的反作用得以抑制，或更具体地说，防止了低刚性金属板54a从金属板52a分离。由此，能够防止软化的熔融部作为飞溅物从金属板54a和金属板52a之间的间隔部位飞派。在熔融部已经生长了预定时间段之后，中止电流传导，并将上焊嘴38从金属板54a分离。另选地，可以简单地通过将上焊嘴38从金属板54a分离而使上焊嘴38和下焊嘴32彼此电隔离。上述从电焊开始到结束的所有操作都是在焊枪控制器58的控制下执行的。在上述方式中，随着电流传导的终止，对金属板50a、52a、54a的加热结束。随着时间的经过，熔融部冷却并分别固化为熔核64、66，由此通过熔核64、66将金属板50a、52a和金属板52a、54a相互接合在一起而得到结合产品。在结合产品中，类似于金属板50a、52a之间的结合强度，金属板52a、54a之间的结合强度是优异的。如上所述，这是因为随着在金属板52a、54a之间的接触表面处的足够水平的焦耳热，熔核66在金属板52a、54a之间生长到足够尺寸。如上所述，根据第一实施方式，能够避免产生飞溅物，同时使得在金属板52a、54a之间的熔核66能够生长到与金属板50a、52a之间的熔核64基本相同的尺寸。因而，能够获得在金属板52a、54a之间表现优异结合强度的形成产品。 对于第一实施方式,尽管金属板52a、54a之间的熔核66能够形成为与挤压杆46a、46b的挤压力F2、F3的增加量相称的尺寸，但是如果挤压力F2、F3增加至一定量，则存在熔核生长的尺寸或程度变得饱和的倾向。换言之，尽管挤压力F2、F3增加超过一定量，熔核66也难以生长超过一定尺寸。另外，如果挤压力F2、F3过度增加，根据挤压力F1、F2、F3之和与挤压力F4之间的平衡关系，需要挤压力Fl变得过小。结果，在金属板50a、52a之间形成的熔核64变得更小。因而，来自上焊嘴38的挤压力Fl与来自挤压杆46a、46b的挤压力F2、F3之间的差优选设定为使得熔核64、66的尺寸能够尽可能大。对于图1中所示的电焊设备10来说，尽管缸体机构42a、42b由连接杆34支撑，但是缸体机构42a、42b可以由焊枪主体24支撑，或者可以由固定臂30支撑。另外，在这些情况中的任意一种情况下，可以采用各种气体类型的压力施加装置，例如弹簧线圈、伺服马达等，以取代缸体机构42a、42b。而且，挤压构件可以通过被布置成围绕上焊嘴38的环状构件来提供。而且，金属板50a、52a、54a的组件的材料不具体限于上述钢材，而可以是能够执行电焊的任何材料。例如，可以提供其中所有金属板50a、52a、54a都是软钢的组件，或者可以提供其中仅金属板50a是高抗拉强度钢而金属板52a、54a均由软钢制成的组件。另外，待焊接对象并不限于堆叠体48a，在所述堆叠体中，位于最上面的金属板54a的厚度小于金属板50a、52a的厚度。如图6所示，可以提供堆叠体48b，其中具有最小厚度的金属板52b被夹持在金属板50b、54b之间。关于这种示例性组件的材料，可提供这样的组件，其中金属板50b由高抗拉强度钢制成，而金属板52b、54b由软钢制成，不过对于所使用的材料的类型并不设置具体限制。当然，堆叠体可以具有厚度最大的位于中央的金属板，或者堆叠体可以具有位于最下面的金属板，该金属板的厚度与其他两个金属板的厚度相比较小。另外，金属板的数量并不限于三个。例如，如图7所示，可以提供这样的堆叠体48c，其中由高抗拉强度钢制成的金属板52c相对于也由高抗拉强度钢制成的另一个金属板50c堆叠。挤压构件还可以由辅助电极构成。下面，将描述作为本发明的第二实施方式的这种情况。该实施方式的与图1至图7中所示的组成元件相同的组成元件使用相同的附图标记表示，并且省略这些特征的详细描述。图8是根据本发明的第二实施方式的电焊设备的主要特征的示意性正视图。构成该电焊设备的未示出的焊枪(其类似于根据第一实施方式的电焊设备的焊枪)配备有用作第二焊嘴的下焊嘴32和用作第一焊嘴的上焊嘴38，这些焊嘴都布置在未示出的机器人的腕部单元12 (参见图1)上。另外，焊枪包括辅助电极68a、68b，它们类似于挤压杆46a、46b以杆状形状形成。在第二实施方式中，同样使电流从上焊嘴38流动到下焊嘴32。在这种情况下，在支撑上焊嘴38的焊枪主体24上设置有移位机构，例如滚珠丝杠机构或缸体机构等，所述移位机构使得辅助电极68a、68b接近堆叠体48a或与堆叠体48分离。根据这种移位机构，辅助电极68a、68b能够独立于上焊嘴38而接近堆叠体48a以及从该堆叠体48a分离。同样，在第二实施方式中，该移位机构优选布置在焊枪侧。在第二实施方式中，上焊嘴38电连接至电源56的正端子，而下焊嘴32和辅助电极68a、68b电连接至电源56的负端子。如从该特征理解的，尽管上焊嘴38和辅助电极68a、68b均一起邻接地抵靠位于堆叠体48a最上面的金属板54a，但上焊嘴38的极性与辅助电极68a、68b的极性彼此相反。在如下附图中，当上焊嘴38和辅助电极68a、68b电连接并且产生分流电流i2时，在附图中示出了辅助电极68a、68b的极性，而相反，在没有产生分流电流i2时，未示出辅助电极的极性。上焊嘴38和辅助电极68a、68b之间的距离Z3、Z4被设置成形成了这样的部位，在该部位，表面压力小于由于上焊嘴38引起的表面压力和由于辅助电极68a、68n引起的表面压力，从而施加压力以与第一实施方式类似的方式分布(参见图3)。为此，尽管上焊嘴38和辅助电极68a、68b从彼此分离一定程度，但如果上焊嘴38和辅助电极68a、68b之间的距离Z3、TA过大，则上焊嘴38和辅助电极68a、68b之间的电阻增加，从而使得稍后描述的分流电流i2 (参见图10)变得难以流动。因而，距离Z3、Z4被设置为这样的距离，以便在金属板54a和金属板52a之间获得适当的表面压力分布，并使得上焊嘴38和辅助电极68a、68b之间的电阻能够允许分流电流i2以适当的电流值流动。在上述构造中，未示出的移位机构和电源56电连接至焊枪控制器58。根据第二实施方式的点焊设备基本如以上所述那样构造。接下来，将关于根据第二实施方式的点焊方法来描述点焊设备的操作和效果。当对堆叠体48a执行点焊时，与第一实施方式类似，上述机器人移动焊枪以便将堆叠体48a定位在上焊嘴38和下焊嘴32之间。之后，使上焊嘴38和下焊嘴32彼此接近，结果将堆叠体48a夹紧在上焊嘴38和下焊嘴32之间。与堆叠体48a被夹紧同时或在堆叠体48a被夹紧之前或之后，使辅助电极68a、68b抵靠金属板54a，由此产生在图8的剖视图中示意性地示出的情形。当然，在使辅助电极68a、68b移位的移位机构的操作下执行用于使辅助电极68a、68b抵靠金属板54a的移位。同样，在这种情况下，焊枪控制器58将辅助电极68a、68b相对于金属板54a的施加压力F2、F3设定成使得施加压力F2、F3与来自上焊嘴38的施加压力Fl的总施加压力(F1+F2+F3)与来自下焊嘴32的施加压力F4相等或平衡。在第二实施方式中，以与第一实施方式相同的方式，来自上焊嘴38的挤压力Fl与来自辅助电极68a、68b的挤压力F2、F3之间的差优选被设置为使得形成在金属板50a、52a之间的熔核以及形成在金属板52a、54a之间的熔核的尺寸能够尽可能大。接下来，开始电流传导。在第二实施方式中，因为上焊嘴38和下焊嘴32分别连接至电源56的正端子和负端子，如图9所示，电流il从上焊嘴38流动到下焊嘴32。由于基于电流il的焦耳热，金属板50a、52a之间的区域和金属板52a、54a之间的区域被分别加热，由此在其中形成被加热区域70、72。辅助电极68a、68b保持抵靠金属板54a,并且辅助电极68a、68b的极性是负的。因而，与上述电流il的产生同时地，还产生分流电流i2，该分流电流i2从上焊嘴38流动到每个辅助电极68a、68b。这样，在第二实施方式中，产生分流电流i2，但该分流电流i2不在金属板50a、52a中流动，而是仅流过金属板54a。结果，与其中仅使用上焊嘴38和下焊嘴32的一般点焊相比,流过金属板54a的内部的电流值增加。因而，在这种情况下，在金属板54a的内部中，除了上述被加热区域72外，还形成了另一被加热区域74。被加热区域74随着时间经过而扩大，并且如图10所示，变成与被加热区域72成一体。在金属板52a、54a之间的接触表面处,热从以上述方式成一体的两个被加热区域72、74传递。另外,在这种情况下,类似于第一实施方式,金属板52a、54a之间的接触表面的接触电阻与金属板50a、52a之间的接触表面相比变得更大。因此，温度在该接触表面处足够地升高，并且开始熔化,结果,在金属板52a、54a之间形成熔核76。随着分流电流i2的百分比变得更大，可以使被加热区域74变大。然而，在分流电流i2的百分比变得过大时，由于电流il的电流值减小，被加热区域70、72的尺寸变小。结果，熔核76的尺寸变得饱和，而熔核78具有变得更小的趋势。因而，分流电流i2的百分比优选设置成使得电流il流至使得熔核78能够足够地生长的程度。另外，可以调节电流il和分流电流i2的百分比或比率，例如如上所述，这通过改变上焊嘴38和辅助电极68a、68b之间的距离Z3、Z4 (参见图8)来实现。电流il和分流电流i2的优选比率例如为70:30。只要电流继续流动，熔融部且因而熔核76就随着时间而生长。因而，通过使电流传导持续预定时间，可以使熔核76生长到足够尺寸。在这种情况下，与通常焊接中使用的电流值相比，在金属板50a、52a中的流动的电流il的电流值更小。因此，在熔融部(熔核76)在金属板52a、54a之间生长至大尺寸的时间过程中，可以防止金属板50a、52a被加热的量过度增加。因而，可以省去产生飞溅物的任何担心。在该时间过程中，变成熔核78的熔融部由于电流il而形成在金属板50a、52a之间。如果分流电流i2继续流动，则与分流电流i2停止流动相比，电流il的总体传导率变得更小，因此，存在被加热区域70且因而熔核78的尺寸稍微变小的趋势。因而，如果期望使熔核进一步生长，则如图11中所示，优选仅使辅助电极68a、68b从金属板54a分离，同时电流继续从上焊嘴38流动到下焊嘴32。随着辅助电极68a、68b从金属板54a分离，由于电流il的值增加，电流il的传导总量变得更大，直到电流的传导终止。
在这种情况下，由于分流电流i2消失，仅从上焊嘴38到下焊嘴32的电流il流过金属板54a。结果，被加热区域74 (参见图10)也消失。另一方面，在金属板50a、52a中，产生了与普通点焊类似的情形。更具体地说，在厚度更大的金属板50a、52a处，所产生的焦耳热的量增加，结果被加热区域70随着其温度的进一步升高而变宽。金属板50a、52a之间的接触表面由温度升高的被加热区域70来加热，因而，该接触表面附近的温度充分地升高，从而该接触表面熔化，由此促进熔融部(熔核78)的生长。随后，直到熔融部(熔核78)已经充分地生长，例如如图12所示，电流可以继续被传导，直到熔融部与形成熔核76的熔融部变成一体。熔核78相对于电流继续传导的持续时间的生长程度可以通过使用测试件等执行点焊来预先凭经验确定。金属板50a、52a之间的接触表面由被加热区域70预先加热，该被加热区域70在熔核76在金属板52a、54a之间生长之际随着电流il的经过而形成。由此，在形成熔核78的熔融部尺寸生长之前提高金属板50a、52a与这种加热的一致性。因而，更难以产生飞溅物。在上述方式中，根据第二实施方式，当熔核76在金属板52a、54a之间生长时以及当熔核78在金属板50a、52a之间生长时都可以避免发生飞溅。在形成熔核的熔融部经过预定时间段已经充分生长之后，停止电流传导，并且如图12所示，将上焊嘴38从金属板54a分离。另选地，可以简单地通过将上焊嘴38从金属板54a分离开而将上焊嘴38和下焊嘴32电隔离。从点焊开始到点焊结束的所有上述操作都是在焊枪控制器58的控制作用下进行的。这样，随着电流传导的终止，对金属板50a、52a的加热也结束。随着时间经过，熔融部冷却并固化，由此通过熔核78将金属板50a、52a相互接合在一起。在上述方式中，构成堆叠体48a的金属板50a、52a和金属板52a、54a被接合，由此获得了作为最终产品的结合制品。在该结合产品中，类似于金属板50a、52a之间的结合强度，金属板52a、54a之间的结合强度也是优异的。如上所述，这是因为随着分流电流i2在金属板54a中的流动，熔核76在金属板52a、54a之间生长至足够尺寸。另外，从如上讨论容易领会，当构造根据第二实施方式的点焊设备时，可以设置辅助电极68a、68b和用于移位辅助电极68a、68b的移位机构。因而，点焊设备与辅助电极68a、68b 一起设置的结构并没有增加复杂性。同样，在第二实施方式中，待焊接对象并不限于堆叠体48a，可以焊接在金属板数量、材料及其厚度方面不同的各种类型的堆叠体。下面将关于这一点更给出更详细的示例。图13中所示的堆叠体48b是通过将厚度最小的金属板52b夹在金属板50b和54b之间形成的。例如，金属板50b是由高抗拉强度钢支撑的高电阻工件，而金属板52b、54b是由软钢制成的低电阻工件。在仅仅使用上焊嘴38和下焊嘴32相对于堆叠体48b来执行点焊的情况下，金属板50b、52b之间的接触表面以更高的优先级被熔化。由于金属板50b是高电阻工件，因此金属板50b、52b的接触电阻比金属板52b、54b的接触电阻大。因而，当电流继续从上焊嘴38传导至下焊嘴32以便使得熔核在金属板52b、54b之间的接触表面处充分生长时，则担心在金属板50b、52b之间的接触表面产生飞溅。与此相比，如图13所示，根据使用辅助电极68a、68b的第二实施方式，在金属板50b、52b之间的接触表面以及在金属板52b、54b之间的接触表面形成了被加热区域80、82。因而，与上述堆叠体48a的情况类似，也使得分流电流i2在金属板54b中流动，由此可以充分地加热金属板52b、54b之间的接触表面。因而，形成了图14中所示的熔核83、84。在分流电流i2消失之后，电流il继续流动，使得例如如图15所示，可以形成熔核85，该熔核85生长至足够尺寸而横跨金属板50b、52b之间的接触表面和金属板52b、54b之间的接触表面。如从以上对于相对于堆叠体48a、48b执行点焊的以上描述可以领会，通过利用辅助电极68a、68b可以使被加热区域并因而使熔核移动以接近辅助电极68a、68b所抵靠的那一侧。另外，堆叠体当然不具体限于其中金属板50b是由高抗拉强度钢制成并且金属板52b是由软钢制成的组件。接下来，图16示出了如下情况，其中由高抗拉强度钢制成的金属板52c堆叠在也是由高抗拉强度钢制成的金属板52c上，由此形成堆叠体48c,并且使用辅助电极68a、68b在该堆叠体48c上执行点焊。在不使用堆叠电极68a、68b的情况下，如图53和图54所示，在金属板50c、52c (高电阻工件1、2)之间的接触表面处，熔融部6将在相对短的时间内生长到较大尺寸。鉴于此，容易产生飞溅。与此相比，根据使用辅助电极68a、68b的第二实施方式，如图16中所示，被加热区域86形成在金属板50c、52c之间的接触表面处；并且在金属板50c、52c之间的接触表面上方(换言之，在金属板52c中的在辅助电极68a、68b侧)还形成另一被加热区域87。这是因为由于分流电流i2在金属板52c内部流动，金属板52c的内部被充分地加热。更具体地说，同样在这种情况下，被加热区域以及因而熔核88 (参见图17)可以被移动而接近辅助电极68a,68b所抵靠的那一侧。另外，结果，金属板50c、52c之间的接触表面被软化，从而提高了密封性能。因而，即使电流il继续流动以便形成熔核88 (该熔核88生长至充分尺寸，如图17中所示)，也难以产生飞溅。接下来，将描述相对于图18中所示的堆叠体48d执行点焊的情况。堆叠体48d通过以如下顺序从下至上堆叠由软钢制成的低电阻金属板50d、由高抗拉强度钢制成的高电阻金属板52d、54d以及由软钢制成的另一个低电阻金属板90d而构成。另外,金属板50d、90d的厚度被设置成比金属板52d、54d的厚度小。在这种情况下，除了布置在上焊嘴38那一侧的辅助电极68a、68b之外，还在下焊嘴32那一侧布置了辅助电极68c、68d。辅助电极68c、68d电连接至电源的正端子，因而，辅助电极68c、68d在极性上与下焊嘴32相反。可以例如在固定臂30中(参见图1)设置用于移位辅助电极68c、68d的移位机构(滚珠丝杠机构或缸体机构)。首先，如图18所示，与上焊嘴38和下焊嘴32夹紧堆叠体48d同时地或在上焊嘴38和下焊嘴32夹紧堆叠体48d之前或之后，仅使得辅助电极68a、68d抵靠金属板90d。之后，开始电流传导，由此电流il从上焊嘴38流动到下焊嘴32，并且分流电流i2从上焊嘴38流动到辅助电极68a、68b。结果，与以上讨论类似地，熔核92、94分别形成在金属板52d、54d之间的接触表面处以及金属板54d、90d之间的接触表面处。接下来，如图19所示，通过切断辅助电极68a、68b与电源56的负端子之间的电连接，使分流电流i2消失，与此同时或在此之前或之后，使辅助电极68c、68d抵靠金属板50d。结果，在最下面金属板50d的内部中，使分流电流i3从辅助电极68c、68d流动到下焊嘴32。随着分流电流i2的消失，熔核94的生长停止。另一方面，由于电流il继续从上焊嘴38流动到下焊嘴32，金属板52d、54d之间的接触表面处的熔核92尺寸增大，而另外由于分流电流i3，在金属板50d、52d之间的接触表面处新形成另一个熔核96。接下来，如图20中所示，辅助电极68c、68d从金属板50d分离开，由此使得分流电流i3消失，因而熔核96的生长停止。之后，通过使电流il继续流动，仅形成在金属板52d、54d之间的接触表面处的熔核92在尺寸上继续生长，并且例如与其他熔核94、96融合而变成一体。在上述第二实施方式中，尽管辅助电极68a、68b与上焊嘴38相比提前从金属板分离开，但是辅助电极68a、68b和上焊嘴可以同时从金属板54a分离开。另外，如图21所示，可以使得电流从抵靠金属板50a的下焊嘴32流动到抵靠金属板54a的上焊嘴38。在这种情况下,抵靠金属板54a的辅助电极68a、68b的极性同样与上焊嘴38的极性相反。更具体地说，下焊嘴32和辅助电极68a、68b电连接至电源56的正端子，而上焊嘴38电连接至电源56的负端子。结果，产生从下焊嘴32流动到上焊嘴38的电流il以及从辅助电极68a、68b流动到上焊嘴38的分流电流i2。而且，如图22所示，可以使得分流电流i2不仅流过上焊嘴38所抵靠的金属板54a,而且流过直接位于该金属板54a下面的金属板52a。另外，不是将辅助电极68a、68b从金属板54a分离，可以在电源56和辅助电极68a、68b之间设置开关，使得通过将该开关设置在切断(断开)状态，仅仅停止从上焊嘴38流动到辅助电极68a、68b的分流电流或仅仅停止在相反的方向上流动的分流电流。在这种情况下，毋庸置疑，该开关可以被置于连接(接通)状态以便形成被加热区域74。在这种情况下，并不特别需要设置与上焊嘴38独立的用于移位辅助电极68a、68b的移位机构。为此，获得其中设备的结构和操作控制都能够得到简化的优点。在上述任一种方式中，辅助电极都不特别地限于采取两个细长杆形式的辅助电极68a、68b。例如，可以提供一个或三个或更多个细长杆状本体。在使用三个或更多个辅助电极的情况下，类似于两个辅助电极的上述情况，可以使多个辅助电极68a、68b同时抵靠最外面金属板或从该金属板分离开。另外，辅助电极可以由布置成围绕下焊嘴32或上焊嘴38的环状构件来提供。另外，在根据第二实施方式的点焊设备的结构中，如果辅助电极68a、68b与电源56电隔离，则可以实现根据第一实施方式的点焊方法。更具体地说，根据第二实施方式的点焊设备的结构，通过选择是否允许电流相对于辅助电极68a、68b流动，则可以选择地实现根据第一实施方式的点焊方法或根据第一实施方式的点焊方法。而且，在上述第一和第二实施方式中，尽管已经描述了 C形焊枪的示例，但是也可以设置所谓的X形焊枪。在这种情况下，下焊嘴32和上焊嘴38分别布置在一对可打开和可关闭的夹盘爪上，其中通过关闭或打开该对夹盘爪，可以使得下焊嘴32和上焊嘴38彼此相互接近或分离。另外，堆叠体当然由五个或更多个金属板构成。接下来，将给出根据本发明的第三实施方式的描述。图23是根据本发明的第三实施方式的电阻焊接装置的主要特征的具有横向剖面的放大立体图。该电阻焊接装置包括未示出的焊枪，该焊枪配备有第一焊嘴110、第二焊嘴112和辅助电极114。在这种情况下，该焊枪可以布置在诸如六轴机器人之类的多关节机器人的机器人臂的末端上。其中焊枪布置在多关节机器人的臂上的结构是已知的，为此省略对该结构的详细描述。为了对作为待焊接对象的堆叠体116稍微进行说明，在这种情况下，该堆叠体116由三个金属板118、120、122从下至上按该顺序堆叠。在这些板当中，金属板118、120具有厚度D3(例如Imm到2mm)，而金属板122的厚度D4被设置为与厚度D3相比更小的尺寸(例如0.5_到0.7mm)o更具体地说，金属板118、120的相应厚度相同，而金属板122与金属板118、120相比是薄壁的。在如下描述中，将金属板122称为最薄工件。金属板118、120由例如作为所谓的高抗拉强度钢的JAC590、JAC780或JAC980(根据日本钢铁联盟的标准，其中任一种均是高性能高抗拉强度钢)制成，而最薄工件122例如由作为所谓的软钢的JAC270 (根据日本钢铁联盟的标准，其是用于拉制的高性能钢板)制成。金属板118、120可以由相同的金属类型或者不同的金属类型制成。另外，可以提供一组件，其中所有的金属板118、120、122都是软钢；或者可以提供一组件，其中仅有金属板118是高抗拉强度钢，而金属板120、122均由软钢制成。金属板118、120、122的材料不具体限于上述的钢材，而可以是能够执行电阻焊接的任何材料。第一焊嘴110和第二焊嘴112以细长杆的形状形成。作为待焊接对象的堆叠体116被夹紧在第一焊嘴110和第二焊嘴112之间，并且相对于堆叠体116传导电流。在第三实施方式中，电流同样从第一焊嘴110流动到第二焊嘴112。在焊枪是所谓的X形焊枪的情况下，第一焊嘴110布置在构成一对可打开和可关闭的夹盘爪中的一个的一个夹盘爪上，而第二焊嘴112布置在夹盘爪的剩余一个上。更具体地说，随着一对夹盘爪的打开或关闭运动，第一焊嘴110和第二焊嘴112相互接近或从彼此相互分离开。该焊枪也可以是所谓的C形焊枪。在这种情况下，第二焊嘴112布置在固定臂的末端，而第一焊嘴110例如连接至滚珠丝杠。通过滚珠丝杠的旋转，使第一焊嘴110靠近第二焊嘴112或从第二焊嘴112分离开。辅助电极114以环状形状形成，并且在这种情况下相对于第一焊嘴110以包围关系布置。在支撑第一焊嘴110的焊枪中设置使辅助电极114接近堆叠体116和从堆叠体116分离开的移位机构，例如滚珠丝杠机构或缸体机构等。通过该移位机构，辅助电极114能够独立于第一焊嘴110靠近堆叠体116和从堆叠体116分离开。根据第三实施方式，第一焊嘴110电连接至电源124的正端子，第二焊嘴112和辅助电极114电连接至电源124的负端子。如从这些连接可理解到，尽管第一焊嘴110和辅助电极114均布置成抵靠构成堆叠体116的最薄工件122，但是第一焊嘴110和辅助电极114的极性相反。
另外，0N/0FF开关126位于电源124的负端子和辅助电极114之间。更具体地说，电源124的负端子和辅助电极114在0N/0FF开关126处于接通状态时电连接，而在0N/0FF开关126处于断开状态时彼此电隔尚。 在上述结构中，如果辅助电极114和第一焊嘴110之间的距离Z过大，则第一焊嘴110和辅助电极114之间的电阻增加，因而稍后描述的分流电流i2 (参见图26)更难以流动。因而，将距离Z设定成这样的距离，该距离使辅助电极114和第一焊嘴110之间的电阻能够使得分流电流i2以适当的电流值流动。图24中示意性地示出了主要以以上方式构造的电阻焊接装置的控制信号系统。如图24所示，该电阻焊接装置包括RB (机器人)控制器128、焊接定时器130、和用作分流电流定时器的分流电流断开定时器132。RB控制器128是用于控制焊枪和多关节机器人的操作的控制电路，如以下指出的，该RB控制器128向焊接定时器130和分流电流断开定时器132输出和发送命令信号。命令信号可以从RB控制器128本身发出，或者一旦RB控制器128接收到了由未示出的分离控制电路产生的信号，该信号可以从该RB控制器128被再次发出。焊接定时器130是用于控制从第一焊嘴110流动到第二焊嘴112的电流传导(或者换言之，控制焊接时间)的定时器。这种定时器在电阻焊接领域中是公知的并且被广泛采用，因此这里省略其细节。分流电流断开定时器132是用于控制分流电流i2流动的时间的定时器(参见图26)。更具体地说，在经过预定时间(在该时间内，从RB控制器128预先接收命令)之后，分流电流断开定时器132将0N/0FF开关126 (参见图23)置于断开状态，由此停止分流电流i2 (参见图26)的流动。分流电流断开定时器132可以作为与焊接定时器130分开的单独部件被提供，或者分流电流断开定时器的功能通过焊接定时器130的操作完成。根据第三实施方式的电阻焊接装置的主要构成基本如以上所述那样构造。接下来，将针对电阻焊接装置的具体操作来说明其操作和效果。首先，将分流电流流动的时间输入到RB控制器128。如图24所示，RB控制器128发出命令以执行“如果输入已经逝去，则将0N/0FF开关126关闭”。当在堆叠体116上执行电阻焊接时，或者换言之，当通过电阻焊接将金属板118、120和金属板120、122接合起来时，首先，在RB控制器128的作用下，多关节机器人移动焊枪从而将堆叠体116定位在第一焊嘴110和第二焊嘴112之间。之后，执行夹盘爪的关闭操作，或者另选地，通过激活移位机构，使得第一焊嘴110和第二焊嘴112相对接近彼此，由此将堆叠体116夹紧在第一焊嘴110和第二焊嘴112之间。与夹紧操作同时地，使辅助电极114抵靠最薄工件122。结果，产生图25的示意性剖视图所示的情形。辅助电极114在最薄工件122上的抵靠可以执行到使得辅助电极仅仅接触最薄工件122这种程度，或者执行到使得辅助电极114起作用以预定压力挤压最薄工件122的程度。已经通过接触类型的传感器等识别到形成了图25中所示的情形的RB控制器128向焊接定时器130发出命令信号以执行“开始电流传导”。通过已经接收到该命令信号的焊接定时器130，在第一焊嘴110和第二焊嘴112之间流动的电流传导开始。与此同时，电流传导开始信号被发送到分流电流断开定时器132 (参见图24)。为了更详细地说明电流传导，由于第一焊嘴110和第二焊嘴112分别连接到电源124的正端子和负端子，如图26中所示，电流il从第一焊嘴110流动到第二焊嘴112。另夕卜，由于基于电流i I的焦耳加热，金属板118、120之间的区域以及金属板120、122之间的区域分别被加热。图26中的附图标记示出了这种被加热区域140、142。辅助电极114也抵靠最薄工件122，并且辅助电极114在负极性下被电偏压。因而，与上述电流il同时地，分流电流i2开始从第一焊嘴110流动到辅助电极114。由于辅助电极114是环状形状，分流电流i2径向流动。这样，在第三实施方式中，产生分流电流i2，该分流电流i2仅流过最薄工件122，而不流过金属板118和120。图27不出了此时的等效电路中的电流路径。由于分流电流i2，产生流过最薄工件122的内部的大电流，该大电流与仅使用第一焊嘴110和第二焊嘴112的一般电阻焊接的情况相比更大。因而，在这种情况下，在最薄工件122的内部中，除了被加热区域142之外，形成了额外的被加热区域144。此外，由于分流电流i2径向流动，被加热区域144径向加热金属板120、122之间的接触表面。该被加热区域随着时间扩张，并且如图28中所示融合而与被加热区域142成一体。在金属板120、122之间的接触表面处，热从以上述方式成一体的被加热区域142、144发出。由此,温度在该接触表面处充分升闻从而开始熔化,结果在金属板120、122之间形成熔核146。当分流电流i2的百分比变得更大时可以使得被加热区域144更大。然而，如果分流电流i2的百分比变得过大，则由于电流il的电流值下降，被加热区域140、142的尺寸变小。结果，熔核146的尺寸变得饱和，而熔核148具有变得更小的趋势。因此，分流电流i2的百分比优选设定成使得电流il流动到使得熔核148足够地生长的程度。另外，电流il和分流电流i2的百分比或比率可以调节，例如如上所述，通过改变第一焊嘴110和辅助电极114之间的距离Z (参见图23和25)来调节。只要电流传导继续，熔核146就随着时间生长。因而，通过使电流传导继续预定时间，可以使熔核146充分地生长。熔核146相对于电流持续传导的持续时间的生长程度可以通过使用测试件等执行电阻焊接预先凭经验确定。在这种情况下，在金属板118、120中流动的电流il的电流值与在一般电阻焊接中使用的电流值相比更小。为此，在熔核146在金属板120、122之间生长至大尺寸的时间过程中，可以防止金属板118、120被加热的量过度增加。因而，可以省去产生飞溅的任何担心。在该时间过程中，熔核148通过电流il形成在金属板118、120之间。如果分流电流i2继续流动，则与上述停止分流电流i2的情况相比，电流il的总传导量变得更小，因此存在被加热区域140因而熔核148变得稍微更小的趋势。在第三实施方式中，分流电流i2被停止，从而使得熔核148的尺寸能够生长得更大。更具体地说，如上所述，在分流电流断开定时器132中，在电流传导在焊接定时器130的作用下开始的同时，电流传导开始信号被发送，这使得分流电流断开定时器132识别出电流传导已经开始。与电流传导开始信号的接收同时地，分流电流断开定时器132开始计量经过的时间。另外，当预先在分流电流断开定时器132中设定的预定时间已经逝去时，分流电流断开定时器132将0N/0FF开关126置于OFF状态，如图29中所示。结果，电源124的负端子和辅助电极114被彼此隔离，结果，分流电流i2停止。图30示出了此时在等效电路中的电流路径。以上述方式，根据第三实施方式，与电流传导开始同时地，将电流传导开始信号从焊接定时器130发送至分流电流断开定时器132，并且在接收到电流传导开始信号时与此同时在分流电流断开定时器132中开始计量经过的时间。如图24中的虚线所示，还可想到可以将电流传导开始信号从RB控制器128发送至分流电流断开定时器132。然而，在这种情况下，分流电流断开定时器132必须在RB控制器128已经接收到执行“电流传导已经开始”的信号之后才发送电流传导开始信号，该执行“电流传导已经开始”的信号在焊接定时器130已经启动电流传导开始之后发送到RB控制器。在这种情况下，在实际电流传导开始(焊接开始)的时刻与分流电流断开定时器132接收到电流传导开始信号并识别出电流传导(焊接)已经开始的时刻之间产生时间滞后，该时间滞后对应于信号在RB控制器128和焊接定时器130之间发送和接收所花的时间。在这种情况下，当适合于停止分流电流i2时实际上不太容易停止分流电流i2。与此相反，根据第三实施方式，不必在RB控制器128和焊接定时器130之间发送和接收电流传导开始信号和代表“电流传导已经开始”的信号。这是因为如上所述，与从第一焊嘴110到第二焊嘴112的电流传导开始同时地，电流传导开始信号被从焊接定时器130发送至分流电流断开定时器132，并且与电流传导信号的接收同时地，分流电流断开定时器132开始计量经过的时间。因而，分流电流断开定时器132能够识别与实际的电流传导(焊接)开始基本同时的电流传导(焊接)的开始。换言之，电流传导(焊接)实际开始的时刻与分流电流断开定时器132识别该电流传导的时刻基本上同时，从而在这两个时刻之间不会发生时间滞后，或者即使发生这种时间滞后，该时间滞后也如此之短以致于可以被忽略。因而，在适合于停止分流电流i2的时刻分流电流i2能够容易地停止。当以上述方式将分流电流i2停止时，仅从第一焊嘴110到第二焊嘴112的电流il在最薄工件122中流动。结果，图28中所示的被加热区域也消失。另一方面，在金属板118、120中，形成了与普通电阻焊接类似的情形。更具体地说，在更厚的金属板118、120处，所产生的焦耳热的量增加，结果，被加热区域140随着其温度的金属部升高而变宽。金属板118、120之间的接触表面由温度已经升高的被加热区域140加热，因而，该接触表面附近的温度充分地升高并熔化，由此促进熔核48的生长。随后，在熔核148充分生长之前，例如如图31所示，可以继续传导电流直到熔核148与熔核146变成一体。熔核146相对于电流持续传导的持续时间的生长程度可以通过使用测试件等执行电阻焊接预先凭经验确定。金属板118和120之间的接触表面由被加热区域140预先加热，在熔核146在金属板120、122之间生长时该被加热区域140随着电流il的通过而形成。由此，在熔核148尺寸生长之前就提高了金属板118、120与这种加热的一致性。因而，难以产生飞溅。以上述方式，根据第三实施方式，当熔核146在金属板120、122之间形成时以及当熔核148在金属板118、120之间形成时，都能够避免产生飞溅。在焊接定时器130中预先设置的预定时间段(即熔核148充分生长所需的时间)经过之后，停止电流传导，并且如图31所示，将第一焊嘴110从最薄工件122分离开。另选地，第一焊嘴Iio和第二焊嘴112可以通过简单地将第一焊嘴110从最薄工件122分离开而彼此电绝缘。在上述方式中，随着电流传导(焊接)终止，对金属板118、120的加热停止。随着时间经过,熔融部冷却并固化成熔核148，由此将金属板118、129相互接合在一起。这样，最终获得了结合产品，其中构成堆叠体116的金属板118、120以及金属板120,122结合在一起。在该结合产品中，类似于金属板118、120之间的结合强度，金属板120、122之间的结合强度是优异的。如上所述，这是因为熔核146随着分流电流i2流过最薄工件122而在金属板120、122之间生长至充分的尺寸。另外，如从以上讨论容易领会的，当构造根据第三实施方式的电阻焊接装置时，可以设置辅助电极114以及用于移位辅助电极114的移位机构。因而，与辅助电极114的设置一起的电阻焊接装置的结构不会增加复杂性。在以上实施方式中，尽管已经描述了通过将0N/0FF置于断开状态而停止分流电流i2，但代替这种情况，可以在经过在分流电流断开定时器132中设置的预定时间之后将辅助电极114和最薄工件122彼此分离，由此终止分流电流i2。在这种情况下，可以设置移位机构，该移位机构用来与第一焊嘴110独立地移位辅助电极114。另外，如图32中所示，可以使电流从与金属板118抵靠的第二焊嘴112流动到与最薄工件122抵靠的第一焊嘴110。在这种情况下，抵靠最薄工件122的辅助电极114的极性也与第一焊嘴110的极性相反。更具体地说，第二焊嘴112和辅助电极114电连接至电源124的正端子，而第一焊嘴110电连接至电源124的负端子。结果，产生了从第二焊嘴112流动到第一焊嘴110的电流il以及从辅助电极114流动到第一焊嘴110的分流电流i2。在这些情况中的任一种情况下，辅助电极都不具体限于环状辅助电极114。例如，辅助电极可以类似于第一焊嘴110和第二焊嘴112的细长杆形式设置。在这种情况下，可以设置单个辅助电极或多个辅助电极，并且在使用多个辅助电极的情况下，可以将多个辅助电极构成为同时地抵靠最薄工件122以及从最薄工件122分离开。此外，如图33中所示，可以使得分流电流i2不仅流过第一焊嘴110所抵靠的最薄工件122，还流过直接位于该最薄工件122下面的金属板120。在这种情况下，在最薄工件122和金属板120之间发生电阻加热，结果形成熔核146。相反地，从第一焊嘴110到辅助电极114的电流要么不在金属板118、120之间流动，要么即使发生一些电流流过的情况，电流的量也可忽略不计。因而，所生成的熔核146能够在最薄工件122和金属板120之间容易地生长。另选地，所述堆叠体可以由四个或更多个金属板构成，如图34所示，堆叠体116a可以由仅两个金属板118、120构成。下面将提供关于这种情况的描述。当在堆叠体116a上执行电阻焊接时，类似于以上描述的情况，在RB控制器的操作下，多关节型机器人移动焊枪以将堆叠体116a夹持在第一焊嘴110和第二焊嘴112之间。另外，使辅助电极114抵靠金属板120。结果，形成图34所示的情形。随后，类似于以上描述的情况，RB控制器128向焊接定时器130发出执行“开始电流传导”的命令信号，并且通过接收该信号的焊接定时器130，开始在第一焊嘴110和第二焊嘴112之间流动的电流il的传导。与此同时，使分流电流i2从第一焊嘴110径向流动到辅助电极114。而且，电流传导开始信号被发送到分流电流断开定时器132(参见图24)，于是已经接收到电流传导开始信号的分流电流断开定时器132开始计量经过的时间。如从图34理解的，基于电流il，金属板118和120之间的区域通过焦耳热而被加热并软化，由此形成软化部150。另一方面，电流il和分流电流i2流过的金属板120由于基于电流il和分流电流i2的焦耳热而变热，并且其中发生熔化，由此形成熔融部152。在分流电流断开定时器132中，预先设定通过对测试件执行电阻焊接而凭经验确定的预定时间，经过该预定时间软化部150能够被充分地软化。如图35中所示，在分流电流断开定时器132的作用下，0N/0FF开关126被置于断开状态，于是分流电流i2的流动停止。在上述方式中，当分流电流i2停止时，只有从第一焊嘴110到第二焊嘴112的电流il在金属板118、120中流动。此时，与已经流动直至分流电流i2停止的时间的电流il相比，电流i I更大。在金属板118、120之间的接触表面(其电阻较大)处发生的焦耳热与分流电流i2停止之前的情形相比更大。结果，如图36所示，熔融部152在软化部150那一侧生长得较大，并且最终从熔融部152形成熔核。如上所述，软化部150预先形成在金属板118、120之间的接触表面处，为此，金属板118、120之间的区域被适当地密封。因而，即使分流电流i2停止并且电流i2的电流值增加时，也可避免飞溅物从金属板118、120之间飞溅。以上述方式，在对两个金属板118、120执行电阻焊接时，在金属板118、120之间的接触表面处能够生长更大的熔核，并且同时还防止了飞溅的产生。接下来，将给出关于本发明的第四实施方式的描述。图37是根据本发明第四实施方式的电阻焊接装置的主要特征的具有局部横向剖面的放大立体图。该电阻焊接装置包括未示出的焊枪，该焊枪配备有第一焊嘴210、第二焊嘴212和辅助电极214。焊枪可以例如布置在诸如六轴机器人之类的多关节型机器人的机器人臂的末端上。其中焊枪布置在多关节型机器人的臂上的这种结构是公知的，为此省略对该结构的详细描述。为了针对用作待焊接对象的堆叠体216进行一些说明，在这种情况下，堆叠体216由三个金属板218、220、222从下至上按该顺序堆叠而构成。在这些板当中，金属板218、220具有厚度D5 (例如Imm或2mm)，而金属板222的厚度D6被设置为与厚度D5相比更小的尺寸(例如0.5_至0.7mm)o更具体地说，金属板218、220各自的厚度相同，而金属板222与金属板218、222相比是薄壁的。在以下描述中，将金属板222称为最薄工件。金属板218、220是由例如作为所谓的高抗拉强度钢的JAC590、JAC780或JAC980(根据日本钢铁联盟的标准，其中任何一种均是高性能、高抗拉强度钢)制成的，而最薄工件222是由例如作为所谓的软钢的JAC270 (根据日本钢铁联盟的标准，用于拉制的高性能钢板)制成的。金属板218、220可以由相同类型的金属或不同类型的金属制成。另外，可以提供一组件，其中所有的金属板218、220、222都是软钢；或者可以提供一组件，其中仅有金属板218由高抗拉强度钢制成，而金属板220、222均由软钢制成。金属板218、220、222的材料不具体限于上述的钢材，而可以是能够执行电阻焊接的任何材料。第一焊嘴210和第二焊嘴212以细长杆的形状形成。作为待焊接对象的堆叠体216被夹紧在第一焊嘴210和第二焊嘴212之间，并且相对于堆叠体216传导电流。在第四实施方式中，电流同样从第一焊嘴210流动到第二焊嘴212。在焊枪是所谓的X形焊枪的情况下，第一焊嘴210布置在构成一对可打开和可关闭的夹盘爪中的一个的一个夹盘爪上，而第二焊嘴212布置在夹盘爪的剩余一个上。更具体地说，随着一对夹盘爪的打开或关闭运动，第一焊嘴210和第二焊嘴212相互接近或从彼此相互分离开。该焊枪也可以是所谓的C形焊枪。在这种情况下，第二焊嘴212布置在固定臂的末端，而第一焊嘴210例如连接至滚珠丝杠。通过滚珠丝杠的旋转，使第一焊嘴210靠近第二焊嘴212或从第二焊嘴112分离开。辅助电极214以环状形状形成，并且相对于第一焊嘴210以包围关系布置。在支撑第一焊嘴210的焊枪中设置使辅助电极214接近堆叠体216和从堆叠体216分离开的移位机构，例如滚珠丝杠机构或缸体机构等。通过该移位机构，辅助电极214能够独立于第一焊嘴210靠近堆叠体116和从堆叠体216分离开。根据第四实施方式，第一焊嘴210电连接至电源224的正端子，第二焊嘴212和辅助电极214电连接至电源224的负端子。如从这些连接可理解到，尽管第一焊嘴210和辅助电极214均布置成抵靠构成堆叠体216的最薄工件222，但第一焊嘴210和辅助电极214的极性相反。在上述结构中，如果辅助电极214和第一焊嘴210之间的距离Z过大，则第一焊嘴210和辅助电极214之间的电阻增加，因而稍后描述的分流电流i2 (参见图39)更难以流动。因而，将距离Z设定成这样的距离，该距离使辅助电极214和第一焊嘴210之间的电阻能够使得分流电流i2以适当的电流值流动。另外，0N/0FF开关位于电源224的负端子和辅助电极214之间。更具体地说，电源224的负端子和辅助电极214在0N/0FF开关226处于ON (接通)状态时电连接，而在ON/OFF开关126处于断开(OFF)状态时彼此电隔尚。电阻焊接装置还包括RB (机器人)控制器，该RB控制器128是用于控制焊枪和多关节机器人的操作的控制电路。在RB控制器的控制操作下，0N/0FF开关226的相应接通和断开状态被切换。根据第四实施方式的电阻焊接装置的主要特征基本如以上所述那样构造。接下来，将针对根据第四实施方式的电阻焊接方法来阐述该电阻焊接装置的操作和优点。为了执行根据第四实施方式的电阻焊接方法，首先，使用测试件执行电流传导测试。更具体地，在RB控制器的操作下，多关节型机器人移动焊枪以便将堆叠体216定位在第一焊嘴210和第二焊嘴212之间。之后，执行夹盘爪的关闭操作，或者另选地，通过激活移位机构，使得第一焊嘴210和第二焊嘴212相对接近彼此，由此将堆叠体216夹紧在第一焊嘴210和第二焊嘴212之间。与夹紧动作同时地，使辅助电极214抵靠最薄工件222。接下来，开始电流传导。如上所述，由于第一焊嘴210和第二焊嘴212分别连接至电源224的正端子和负端子，如图39中所示，电流il从第一焊嘴210流动到第二焊嘴212。由于基于电流il的焦耳热，金属板218、220之间的区域以及金属板220、222之间的分别被加热。图26中的附图标记230、232示出了这种被加热区域。辅助电极214也抵靠最薄工件222，辅助电极214在负极性下被电偏压。因而，与上述电流il同时地，分流电流i2从第一焊嘴210发送至辅助电极214。由于辅助电极214呈环状形状，分流电流i2径向流动。因而，在这种情况下，在最薄工件222的内部中，除了被加热区域232外，还形成额外的被加热区域234。而且，由于分流电流i2径向流动，被加热区域234径向地加热金属板220、222之间的接触表面。被加热区域234随着时间而扩张，并且如图40所示，与被加热区域232融合而变成一体。在金属板220、222之间的接触表面处，热从以上述方式成一体的两个被加热区域232、234发出。结果，该接触表面处的温度充分升高而开始熔化。结果，在金属板220、222之间形成熔核236。另外，通过电流il，在金属板218、220之间也形成熔核238。为了使得熔核236在金属板220、220之间能够充分地生长，可以想到使辅助电极214与最薄工件222长时期接触，以由此使得分流电流i2能够继续流动更长时间段。然而，如图41所示，如果分流电流i2继续流动过长时间段，或换言之，如果分流电流i2传导的时间相对于电流il传导的时间的百分比较大，则熔核236的直径尺寸变得更小。因而，在第四实施方式中，在上述电流传导测试中，在分流电流i2连续地传导的同时测量最薄工件222的温度，并将其结果绘制成曲线。更具体地说，创建最薄工件22中的传导时间与温度之间的关系的曲线图。关于温度测量装置，可以使用公知类型的热电偶或辐射温度计。图42示出了其一个示例。更具体地说，图42示出了最薄工件22的温度斜率在点B从最大斜率变化到最小斜率的情况。更具体地说，在这种情况下，在最薄工件222中，随着时间经过而直至点B， 最薄工件的温度快速增加，而在到达点B之后，温度不显著地升高。在最薄工件222温度的中发生这种转变的原因在于，最薄工件222的材料经受了相变，因而最薄工件的具体电阻发生改变。更具体地说，以钢材的相应情况作为例子，如图43所示，钢材A包含0.23%的C (按重量百分比计，下同)和0.46%的Mn (以钻石形标记 绘制)，钢材B包含0.32%的C、0.69%的Mn、1.09%的Cr和0.07%的Ni (以方形标记■绘制)，钢材C包含0.34%的C、0.55%的Mn、0.78%的Cr、3.53%的Ni和0.39%的Mo (以三角形标记▲绘制)、钢材D包含0.13%的C、0.25%的Mn、和12.95%的Cr(以X形标记绘制)，在上述钢材中的任一种中，比电阻的变化率在大约800°C时变小。在变化率变得不同之前和之后，发生A3相变，其中钢材从体心立方晶体变成面心立方晶体。换言之，在钢材A、钢材B、钢材C或钢材D中任一种用于最薄工件222的情况下，在达到大约800°C (其为A3相变点)之前，比电阻以大斜率上升，因此，最薄工件222的温度也以大斜率增加。这是因为由于比电阻较大，所产生的焦耳热的量也变大。另外，当超过大约800°C的温度时，比电阻的斜率变小，结果，由于所产生的焦耳热的量更小，最薄工件222的温升的斜率也变小。实质上，直到800°C (其为A3相变点)之前，最薄工件222的温度都以良好的效率上升。然而，在其过高温度时，最薄工件222的温升变小(参见图42)。图41中的每个点A至D分别对应于图42中的点A至点D。更具体地说，图41中的从原点到相应的点A至D的经过时间相互等于图42中从原点到相应的点A至点D的经过时间。另外，通过比较图41中的点A至点D与图42中的点A至点D可理解，当分流电流i2在达到点B之时停止时，形成在金属板220、222之间的熔核236的直径最大，并且之后仅电流il继续流动。如果在已经超过点B之后分流电流i2的流动继续，则如图41中的点D所示，确认存在熔核236的直径尺寸变得更小的趋势。在通过电流传导测试建立上述结论之后，执行实际电阻焊接。在实际电阻焊接过程中，分流电流i2在通过上述电流传导测试确定的点B处停止；或更具体地说，当工件的温升斜率从最大变化到最小时，分流电流i2停止。为此，例如在电流传导测试中，开始分流电流i2的流动，将最薄工件222的温度斜率从最大变化到最小的经过时间输入至RB控制器。之后，在实际电阻焊接过程中，执行控制以使得在达到该时间时0N/0FF开关226置于断开状态。另外，使用上述公知类型的温度测量装置，可以测量最薄工件222的温度，并且可以执行控制以便在达到图42中的点B处的温度时，将0N/0FF开关226置于断开状态。更具体地说，首先按照电流传导测试进行，使电流il从第一焊嘴210流动到第二焊嘴212 (第一焊嘴210和第二焊嘴212已经夹紧堆叠体216)，同时使分流电流i2从第一焊嘴210流动到辅助电极214。结果，形成类似于图39和40中所示的被加热区域230、232、234。与此同时，熔核236形成在金属板220、222之间，熔核238形成在金属板218、220之间。图44示出了此时的等效电路中的电流路径。在这种情况下，在金属板218、220中流动的电流il的电流值小于其中没有分流电流i2流动的通常焊接中的电流值。为此，在熔核236在金属板220、222之间生长至大尺寸的时间过程中，可以防止金属板218、220被加热的量过度增加。因而，可以省去关于飞溅产生的任何担心。当分流电流i2的百分比变得更大时，能够使得被加热区域234并因而使熔核236变得更大。然而，如果分流电流i2的百分比变得过大，则由于电流il的电流值降低，被加热区域230、232的尺寸变得更小。结果，熔核236的尺寸变得饱和，而熔核238具有变得更小的趋势。因而，分流电流i2的百分比优选被设置成使得电流il流动到使得熔核238能够充分地生长的程度。另外，电流il和分流电流i2的百分比或比率可以被调节，例如如上所述，通过改变第一焊嘴210和辅助电极214之间的距离Z (参见图37和38)来调节。另选地，分流电流i2的百分比可以通过例如在辅助电极214和电源224之间设置用于调节分流电流i2的电流路径中的电流量的机构或电阻元件来调节。在上述方式中，如果分流电流i2继续流动，则存在熔核236的尺寸变得稍微更小的趋势。因而，在第四实施方式中，分流电流i2在熔核236的尺寸最大的时间点终止。例如，如果将从电流传导测试中的分流电流i2开始流动到最薄工件222的温度斜率从最大变化到最小的经过时间输入到RB控制器，则当达到该时间时，如图45中所示，RB控制器将0N/0FF开关226置于断开状态。另外，如果关于最薄工件222的由温度测量装置测量的温度的信息被传输到RB控制器，则RB控制器执行控制以在温度达到图42中的点B时将0N/0FF开关226置于断开位置。
因而，电源224和辅助电极214电隔离。结果，分流电流i2停止。图46示出了此时等效电路中的电流路径。以上述方式，当分流电流i2停止时，仅电流i2在最薄工件222中从第一焊嘴210流动到第二焊嘴212。结果，被加热区域234消失(参见图40)。另一方面，在金属板218、220中，发生了类似于一般电阻焊接的情形。更具体地说，在具有更大厚度的金属板218、220中，所产生的焦耳热的量增加，结果，被加热区域230随其温度升高而进一步扩张。金属板218、220之间的接触表面被温度升高的被加热区域230加热，因而该接触表面附近的温度充分地升高(该接触表面被加热)并熔化，由此促进熔核238的生长。 随后，在熔核238充分地生长之前，例如如图45所示，可以继续传导电流直到熔核238变成与熔核236成一体。熔核238相对于电流继续传导的持续时间的生长程度可以通过使用测试件等执行电阻焊接预先凭经验确定。金属板218、220之间的接触表面由被加热区域230预先加热，在熔核236在金属板220、222之间生长时该被加热区域230随着电流il的经过而形成。由此，在熔核238的尺寸生长之前增强金属板218、220与这种加热一致性。因而更难以发生飞溅。在上述方式中，根据第四实施方式，当熔核236在金属板220、222之间生长时以及当熔核238在金属板218、220之间生长时，都能够避免发生飞溅。在经过在包括在RB控制器中的焊接定时器中预先设定的预定时间段(即熔核148充分生长所需的时间)之后，电流传导停止，并且如图47中所示，第一焊嘴210从最薄工件222分离开。另选地，第一焊嘴210和第二焊嘴212可以简单地通过将第一焊嘴210从最薄工件222分尚开而彼此电隔尚，由此完成工件的焊接。在上述方式中，随着电流传导(焊接)的终止，使金属板218、220的加热结束。随着时间的经过,熔融部冷却并固化成熔核238，由此将金属板218、220相互接合在一起。这样，最终获得了结合产品，其中构成堆叠体216的金属板218、220以及金属板220、222被结合在一起。在该结合产品中，类似于金属板218、220之间的结合强度,金属板220、222之间的结合强度是优异的。这是因为如上所述，伴随着分流电流i2流过最薄工件222，熔核236在金属板220、222之间生长至足够尺寸。另外，如从上述讨论容易领会，当构造根据第四实施方式的电阻焊接装置时，可以设置辅助电极214、用于移位辅助电极214的移位机构以及用于向辅助电极214产生和停止产生分流电流i2的0N/0FF开关226。因而，不增加与辅助电极214的设置一起的电阻焊接装置的结构的复杂性。而且，在通过执行一次电流传导测试获得必要信息之后，由于根据这种信息能够执行实际电阻焊接，因此不必生产大量测试件并多次执行电流传导测试来确定分流电流i2的传导时间以便使熔核236的直径最大化。更具体地说，根据第四实施方式，获得了其中能够方便容易地设定实际电阻焊接时的条件的优点。在以上实施方式中，尽管已经描述了通过将0N/0FF开关226置于断开状态来停止分流电流i2，但是作为替代，辅助电极214和最薄工件222可以在经过在焊接定时器中设定的预定时间之后彼此分离，由此终止分流电流i2。在这种情况下，可以设置移位机构，其用于与第一焊嘴210相独立地移位辅助电极214。另外，如图48中所示，可以使电流从抵靠金属板218的第二焊嘴212流动到抵靠最薄工件222的第一焊嘴210。在这种情况下，抵靠最薄工件222的辅助电极214的极性同样与第一焊嘴210的极性相反。更具体地说，第二焊嘴212和辅助电极214电连接至电源224的正端子，而第一焊嘴210电连接至电源224的负端子。结果，产生了从第二焊嘴212流动到第一焊嘴210的电流il和从辅助电极214流动到第一焊嘴210的分流电流i2。在这些情况中的任一种情况下，辅助电极都不具体限于环状辅助电极214。例如，辅助电极可以类似于第一焊嘴210和第二焊嘴212的细长杆形式设置。在这种情况下，可以设置单个辅助电极或多个辅助电极，并且在使用多个辅助电极的情况下，可以将多个辅助电极构成为同时地抵靠最薄工件222和从最薄工件222分离开。此外，如图49中所示，可以使得分流电流i2不仅流过第一焊嘴210所抵靠的最薄工件222，还流过直接位于该最薄工件222下面的金属板220。在这种情况下，在最薄工件222和金属板220之间发生电阻加热，结果形成熔核236。相反地，从第一焊嘴210到辅助电极214的电流要么不在金属板218、220之间流动，要么即使发生一些电流流过的情况，电流的量也可忽略不计。因而，所生成的熔核236能够在最薄工件222和金属板220之间容易地生长。另选地，所述堆叠体可以由四个或更多个金属板构成，如图50所示，堆叠体216a可以由仅两个金属板218、220构成。下面将提供关于这种情况的描述。当在堆叠体216a上执行电阻焊接时，类似于以上描述的情况，在RB控制器的操作下，多关节型机器人移动焊枪以将堆叠体216a夹持在第一焊嘴210和第二焊嘴212之间。另外，使辅助电极214抵靠金属板220。结果，形成图50所示的情形。随后，以与之前描述的相同的方式，在RB控制器的控制作用下，电流il从第一焊嘴210流动到第二焊嘴212，由此开始电流传导。同时，电流i2从第一焊嘴210径向流动到辅助电极214。如从图50理解的，基于电流i I，金属板218、220之间的区域被焦耳热加热被软化，由此形成软化部250。另一方面，电流il和分流电流i2所流过的金属板220由于根据电流il和电流i2的焦耳热而变热，并且在所述金属板中发生熔化，由此形成熔融部252。在包含在RB控制器的焊接定时器中，预先设定如以上所述确定的预定时间，软化部250通过该预定时间而充分地软化。因而，当达到预设时间时，如图51所示，在RB控制器(焊接定时器)的作用下，0N/0FF开关226被置于断开状态，由此停止分流电流i2的流动。在上述方式中，当分流电流i2停止时，仅有从第一焊嘴210到第二焊嘴212的电流il在金属板218、220中流动。此时，电流il与已经流动直到分流电流i2停止的时间的电流il相比更大。与分流电流i2停止之前的情形相比，在金属板218、220之间的接触表面(其电阻较大)产生的焦耳热更大。结果，如图52所示，熔融部252在软化部250那一侧生长得较大，并且最终从该熔融部252形成熔核。如上所述，软化部250预先形成在金属板218、220之间的接触表面处。因而，金属板218、220之间的间隔被有利地密封。因而，即使在分流电流i2停止并且电流il的电流值增加的时间过程中，也能够避免在金属板218、220之间的飞溅物飞溅。
在以上方式中，在相对于两个金属板218、220执行电阻焊接的情况下，在避免飞溅产生的同时，还能够在金属板218、220之间的接触表面处生长出大的熔核。
权利要求
1.一种电阻焊接方法，该电阻焊接方法用于对通过堆叠多个工件(50a，52a，54a)形成的堆叠体(48a)进行电阻焊接，所述电阻焊接方法包括如下步骤: 将所述堆叠体(48a)夹持在第一焊嘴(38)和第二焊嘴(32)之间，使挤压构件(46a，46b)抵靠在最外面工件(54a)上，所述最外面工件位于所述堆叠体(48a)的最外面部分上且所述第一焊嘴(38)抵靠在所述最外面工件上，所述堆叠体(48a)由所述挤压构件(46a，46b)从所述最外面工件(54a)那一侧挤压；以及 在通过所述挤压构件(46a，46b)保持压力的同时在所述第一焊嘴(38)和所述第二焊嘴(32)之间传导电流。
2.根据权利要求1所述的电阻焊接方法，其中，所述挤压构件(46a，46b)包括极性与所述第一焊嘴(38)的极性相反的辅助电极(68a，68b)，从而当在所述第一焊嘴(38)和所述第二焊嘴(32)之间传导电流时，使分流电流从所述第一焊嘴(38)流动到所述辅助电极(68a，68b )或者从所述辅助电极(68a，68b )流动到所述第一焊嘴(38 )。
3.根据权利要求2所述的电阻焊接方法，其中，在所述第二焊嘴(32)那一侧设置极性与所述第二焊嘴(32)的极性相反的另一辅助电极(68c，68d)，从而使得从所述第一焊嘴(38 )流动到所述辅助电极(68a，68b )的所述分流电流或从所述辅助电极(68a，68b )流动到所述第一焊嘴(38)的所述分流电流消失之后，一分流电流从所述另一辅助电极(68c、68d)流动到所述第二焊嘴(32)或者从所述第二焊嘴(32)流动到所述另一辅助电极(68c，68)。
4.一种电阻焊接方法，该电阻焊接方法用于对通过堆叠多个工件(118，120，122)形成的堆叠体(116)进行电阻焊接，所述电阻焊接方法包括如下步骤: 将所述堆叠体(116)夹持在第一焊嘴(110)和第二焊嘴(112)之间，并且使极性与所述第一焊嘴(110)的极性相反的辅助电极(114)抵靠最外面工件(122)所述最外面工件位于所述堆叠体(I 16)的最外面部分上且所述第一焊嘴(I 10)抵靠在所述最外面工件上； 通过在所述第一焊嘴(110)和所述第二焊嘴(112)之间传导电流而在所述堆叠体(116)上执行电阻焊接，并且使分流电流从所述第一焊嘴(110)流动到所述辅助电极(114)或者从所述辅助电极(114)流动到所述第一焊嘴(110); 将所述第一焊嘴(110)和所述辅助电极(114)彼此电隔离，停止所述分流电流的流动，而所述第一焊嘴(110)和所述第二焊嘴(112)之间的电流传导继续；以及 停止所述第一焊嘴(110)和所述第二焊嘴(112)之间的电流传导， 其中从所述第一焊嘴(110)和所述第二焊嘴(112)之间的电流传导开始直到电流传导停止的时间由焊接定时器(130)控制，并且所述焊接定时器(130)将电流传导开始信号发送至分流电流定时器(132);并且 其中，所述分流电流定时器(132)执行控制以从接收到所述电流传导开始信号起启动时间计量，并且在达到预定设定时间时停止所述分流电流。
5.根据权利要求4所述的电阻焊接方法，其中，通过仅使所述辅助电极(114)从所述最外面工件(122)分离开或通过仅切断所述辅助电极(114)和电源(124)之间的电气路径来停止所述分流电流。
6.一种电阻焊接方法，该电阻焊接方法用于对通过堆叠多个工件(218，220，222)形成的堆叠体(216)进行电阻焊接，所述电阻焊接方法包括如下步骤: 将所述堆叠体(216)夹持在第一焊嘴(210)和第二焊嘴(212)之间，并且使极性与所述第一焊嘴(210)的极性相反的辅助电极(214)抵靠最外面工件(122)，所述最外面工件位于所述堆叠体(216)的最外面部分上且所述第一焊嘴(210)抵靠所述最外面工件； 通过在所述第一焊嘴(210)和所述第二焊嘴(212)之间传导电流而在所述堆叠体(216)上执行电阻焊接，并且使分流电流从所述第一焊嘴(210)流动到所述辅助电极(214)或者从所述辅助电极(214)流动到所述第一焊嘴(210);以及 当传导时间对比所述最外面工件(222)的温度的曲线的斜率从大斜率变化到小斜率时，将所述第一焊嘴(210)和所述辅助电极(214)彼此电隔离，停止所述分流电流的流动。
7.根据权利要求6所述的电阻焊接方法，其中，通过仅使所述辅助电极(214)从所述最外面工件(222)分离开或通过仅切断所述辅助电极(214)和电源(224)之间的电气路径来停止所述分流电流。
8.一种电阻焊接装置(10 )，该电阻焊接装置(10 )用于对通过堆叠多个工件(50a, 52a，54a)形成的堆叠体(48a )进行电阻焊接，所述电阻焊接装置包括: 第一焊嘴(38)和第二焊嘴(32)，所述第一焊嘴(38)和第二焊嘴(32)将所述堆叠体(48a)夹持在其间； 挤压构件(46a, 46b),该挤压构件(46a, 46b)抵靠位于所述堆叠体(48a)的最外面部分上的最外面工件(54a)，抵靠区域与被所述第一焊嘴(38)抵靠的区域不同，以由此从所述最外面工件(54a)那一侧挤压所述堆叠体(48a);以及 挤压机构，该挤压机构用于在所述挤压构件(46a，46b )上产生挤压力。
9.根据权利要求8所述的电阻焊接装置(10)，该电阻焊接装置还包括支撑焊枪(14)的机器人，所述第一焊嘴(38 )和所述第二焊嘴(32 )布置在该焊枪(14)上，并且所述挤压机构也布置在该焊枪(14)上。
10.根据权利要求8或9所述的电阻焊接装置(10)，其中，所述挤压构件(46a，46b)包括极性与所述第一焊嘴(38)的极性相反的辅助电极(68a，68b)，从而当在所述第一焊嘴(38)和所述第二焊嘴(32)之间传导电流时，使分流电流从所述第一焊嘴(38)流动到所述辅助电极(68a，68b)或者从所述辅助电极(68a，68b)流动到所述第一焊嘴(38)。
11.根据权利要求10所述的电阻焊接装置(10)，该电阻焊接装置还包括在所述第二焊嘴(32)那一侧设置的另一辅助电极(68c，68d)，并且所述另一辅助电极的极性与所述第二焊嘴(32)的极性相反，从而使得从所述第一焊嘴(38)流动到所述辅助电极(68a，68b)的所述分流电流或从所述辅助电极(68a，68b)流动到所述第一焊嘴(38)的所述分流电流消失之后，一分流电流从所述另一辅助电极(68c、68d)流动到所述第二焊嘴(32)或者从所述第二焊嘴(32 )流动到所述另一辅助电极(68c，68 )。
12.—种电阻焊接装置，该电阻焊接装置用于对通过堆叠多个工件(118，120，122)形成的堆叠体(116)进行电阻焊接，所述电阻焊接装置包括: 第一焊嘴(110)和第二焊嘴(112)，所述第一焊嘴(110)和第二焊嘴(112)将所述堆叠体(116)夹持在其间； 辅助电极(114)，该辅助电极(114)与所述第一焊嘴(110)—起抵靠位于所述堆叠体(116)的最外面部分上的最外面工件(122)，并且所述辅助电极具有与所述第一焊嘴(110)的极性相反的极性； 焊接定时器(130)，该焊接定时器(130)控制当在所述第一焊嘴(110)和所述第二焊嘴(112)之间传导电流时电流传导的时间，所述第一焊嘴(110)和所述第二焊嘴(112)将所述堆叠体(116)夹持在其间以对该堆叠体(116)执行电阻焊接； 分流电流定时器(132)，该分流电流定时器(132)在传导电流时控制分流电流从所述第一焊嘴(110)流动到所述辅助电极(114)或从所述辅助电极(114)流动到所述第一焊嘴(110)所经历的时间；以及 控制电路(128)，该控制电路(128)向所述焊接定时器(130)发送电流传导开始信号，并且向所述分流电流定时器(132)输入所述分流电流流动的时间； 其中通过操作被发送了所述电流传导开始信号的所述焊接定时器(130)，与开始所述第一焊嘴(110)和所述第二焊嘴(112)之间的电流传导同时地将所述电流传导开始信号发送至所述分流电流定时器(132)。
13.根据权利要求12所述的电阻焊接装置，其中，在所述辅助电极(114)和电源(124)之间设置有开关(126)，该开关仅连接或断开所述辅助电极(114)和所述电源(124)之间的电气路径。
14.根据权利要求12所述的电阻焊接装置，该电阻焊接装置还包括移位机构，该移位机构用于仅使所述辅助电极(114)靠近所述最外面工件(122)或从该最外面工件(122)分离开。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的电阻焊接装置，其中，所述辅助电极(114)具有围绕所述第一焊嘴(110)的环状形状。
16.一种电阻焊接装置，该电阻焊接装置用于对通过堆叠多个工件(218，220，222)形成的堆叠体(216)进行电阻焊接，所述电阻焊接装置包括: 第一焊嘴(210)和第二焊嘴(212)，所述第一焊嘴(210)和第二焊嘴(212)将所述堆叠体(216)夹持在其间； 辅助电极(214)，该辅助电极(214)与所述第一焊嘴(210)—起抵靠位于所述堆叠体(216)的最外面部分上的最外面工件(222)，并且所述辅助电极具有与所述第一焊嘴(210)的极性相反的极性；以及 控制电路(128)，该控制电路当通过在将所述堆叠体(216)夹持在其间的所述第一焊嘴(210)和所述第二焊嘴(212)之间传导电流而执行电阻焊接时，控制分流电流从所述第一焊嘴(210)流动到所述辅助电极(214)或从所述辅助电极(214)流动到所述第一焊嘴(110)所经历的时间， 其中，当传导时间对比所述最外面工件(222)的温度的曲线的斜率从大斜率变化到小斜率时，所述控制电路(128)将所述第一焊嘴(210)和所述辅助电极(114)彼此电隔离，停止所述分流电流的流动。
17.根据权利要求16所述的电阻焊接装置，其中，在所述辅助电极(214)和电源(224)之间设置有开关，该开关仅连接或断开所述辅助电极(214)和所述电源(224)之间的电气路径。
18.根据权利要求16所述的电阻焊接装置，该电阻焊接装置还包括移位机构，该移位机构用于仅使所述辅助电极(214)靠近所述最外面工件(222)或从该最外面工件(222)分 离开。
19.根据权利要求16至18中任一项所述的电阻焊接装置，其中，所述辅助电极(214)具有围绕所述第一焊嘴 (210)的环状形状。
全文摘要
本发明涉及一种电阻焊接方法和电阻焊接装置。电阻焊接装置(10)设置有用作焊嘴的下焊嘴(32)和上焊嘴(38)、以及用作挤压构件的挤压杆(46a，46b)。在上述元件当中，上焊嘴(38)和挤压杆(46a，46b)从作为堆叠体(48a)的最外面构件的金属板(54a)那一侧挤压待焊接的堆叠体(48a)，并且下焊嘴(32)从最下面金属板(50a)那一侧挤压该堆叠体(48a)。在这种状态下，从上焊嘴(38)至下焊嘴(32)传导电流。
文档编号B23K11/11GK103180082SQ20118005126
公开日2013年6月26日 申请日期2011年9月5日 优先权日2010年9月6日
发明者后藤彰, 宫坂慎一, 池田达郎, 青木裕志, 伊贺上光隆 申请人:本田技研工业株式会社