间接点焊装置及焊接方法转让专利

申请号 : CN201910904861.5

文献号 : CN110948098B

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基本信息:

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 石崎尚武永寿伴宽柴田明范

申请人 : 马自达汽车株式会社

摘要 :

本发明提供一种有助于装置的小型化并且能够提高焊接作业的效率的间接点焊装置以及焊接方法。间接点焊装置(1)的特征在于,具备与作为焊接对象物的板状部件(M1、M2)的层叠方向一侧的面加压接触的焊接电极(13)、在板状部件(M1、M2)的所述层叠方向一侧的面与从焊接电极(13)的轴心(L2)偏离的位置加压接触的接地电极(11)及与接地电极(11)以同轴的方式且以与在与接地电极(11)之间夹持板状部件(M1、M2)的至少一部分的方式相对配置的相对部件(12),焊接电极(13)以能够在与接地电极(11)的轴心(L1)方向平行的轴心(L2)方向上移动的方式与接地电极(11)机械地一体化。

权利要求 :

1.一种间接点焊装置,其特征在于,具备:焊接电极,该焊接电极与作为焊接对象物的多个板状部件的层叠方向一侧的面上的焊接对象部位加压接触;

接地电极,该接地电极在所述多个板状部件的所述层叠方向一侧的面或层叠方向另一侧的面上,与从所述焊接电极的轴心偏离的位置加压接触;以及相对部件,该相对部件与所述接地电极以在与该接地电极之间夹持所述多个板状部件的至少一部分的方式相对配置,所述相对部件与所述接地电极的轴心配置于同轴上,且配置在从所述焊接电极的轴心偏离的位置,所述接地电极与所述相对部件机械地一体化,所述焊接电极以能够在与所述接地电极的轴心方向平行的方向上移动的方式与该接地电极机械地一体化,仅所述多个板状部件中的由所述焊接电极加压的所述焊接对象部位被焊接。

2.根据权利要求1所述的间接点焊装置,其特征在于,所述相对部件为柱状,

所述接地电极与所述相对部件通过C型焊枪机械地一体化。

3.根据权利要求1或2所述的间接点焊装置,其特征在于,所述接地电极构成为,能够通过配设于该接地电极的接地电极驱动机构而在所述多个板状部件的层叠方向上移动,所述焊接电极构成为,能够通过配设于该焊接电极的焊接电极驱动机构而与所述接地电极的移动独立地在所述多个板状部件的层叠方向上移动。

4.根据权利要求1或2所述的间接点焊装置,其特征在于,具备与所述焊接电极和所述接地电极连接的电源装置,所述相对部件与所述电源装置绝缘。

5.根据权利要求1或2所述的间接点焊装置,其特征在于,所述多个板状部件经由形成于所述焊接对象部位的接触部而相互接触。

6.根据权利要求5所述的间接点焊装置,其特征在于,所述多个板状部件是两块板状部件,

所述接触部是在所述两块板状部件中的相互相对配置的面中的一方朝向相对的另一方形成为凸状的凸部。

7.一种间接点焊方法,其特征在于,具备如下工序:夹持工序,在接地电极和相对部件之间夹持作为焊接对象物的多个板状部件的至少一部分,该相对部件与该接地电极相对配置;以及加压接触工序,在所述多个板状部件的层叠方向一侧的面或层叠方向另一侧的面上,使焊接电极与从所述接地电极的轴心偏离的位置的焊接对象部位加压接触,所述相对部件与所述接地电极的轴心配置于同轴上,且配置在从所述焊接电极的轴心偏离的位置,所述接地电极与所述相对部件机械地一体化,所述焊接电极以能够在与所述接地电极的轴心方向平行的方向上移动的方式与该接地电极机械地一体化,所述焊接电极与所述接地电极的电极间距离为30mm以上且150mm以下,仅所述多个板状部件中的由所述焊接电极加压的所述焊接对象部位被焊接。

8.根据权利要求7所述的间接点焊方法,其特征在于,所述焊接电极的加压力比所述接地电极的加压力小。

9.根据权利要求7或8所述的间接点焊方法,其特征在于,所述多个板状部件经由形成于所述焊接对象部位的接触部而相互接触。

10.根据权利要求9所述的间接点焊方法,其特征在于,所述多个板状部件是两块板状部件,

所述接触部是在所述两块板状部件中的相互相对配置的面中的一方朝向相对的另一方形成为凸状的凸部。

11.一种间接点焊装置,其特征在于,具备:焊接电极,该焊接电极与作为焊接对象物的多个板状部件的层叠方向一侧的面上的焊接对象部位加压接触;

接地电极,该接地电极在所述多个板状部件的所述层叠方向一侧的面上,与从所述焊接电极的轴心偏离的位置加压接触;以及相对部件,该相对部件与所述接地电极以在与该接地电极之间夹持所述多个板状部件的至少一部分的方式相对配置,所述相对部件与所述接地电极的轴心配置于同轴上,且配置在从所述焊接电极的轴心偏离的位置,所述接地电极和所述相对部件通过C型焊枪机械地一体化,所述C型焊枪具备与所述接地电极连接的接地电极焊枪,所述焊接电极经由连接部而与所述C型焊枪的所述接地电极焊枪连接,所述焊接电极能够在与所述接地电极的轴心方向平行的方向上移动,仅所述多个板状部件中的由所述焊接电极加压的所述焊接对象部位被焊接。

说明书 :

间接点焊装置及焊接方法

技术领域

[0001] 本发明涉及间接点焊装置及焊接方法。

背景技术

[0002] 以往,已知有例如图10所示那样的直接点焊:在同轴上相对配置焊接电极103及接地电极101,在由这两电极101、103夹持焊接对象部件M101、M102的焊接对象部位的状态下,如附图标记C101所示那样通电来进行焊接。然而,在焊接对象部件的单侧配置有其他部件的情况、存在空间上的限制等情况下,进行间接点焊。间接点焊例如是如图11所示那样的方法:在使焊接电极103及接地电极101的位置错开的状态下使两电极与焊接对象部件M101、M102加压接触并如附图标记C102所示那样通电来进行焊接。
[0003] 例如,在专利文献1中公开了如下技术:在间接点焊中,在与接地电极之间设置用于夹持焊接对象的板状部件的夹持部件,确保接地电极与板状部件的充分的接触。由此,能够抑制接地电极与板状部件的抵接部位的周边的熔敷或电蚀。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1:日本特开2016‑59937号公报
[0007] 另外,在专利文献1所公开的技术中,如专利文献1的图1所记载的那样,接地电极和夹持部件为一体化的C型部件,另一方面,焊接电极构成为与该C型部件不同的部件。这样一来,接地电极与焊接电极的电极间距离变长,因此存在装置大型化、难以进行狭窄部位的焊接作业这样的问题、焊接时的无效电流增加、难以提高焊接作业的效率这样的问题。

发明内容

[0008] 因此,本发明的课题在于,提供一种有助于装置的小型化并且能够提高焊接作业的效率的间接点焊装置以及焊接方法。
[0009] 用于解决课题的技术方案
[0010] 为了解决上述课题,在本发明中,使焊接电极与接地电极成为一体构造。
[0011] 即,在此公开的第一技术的间接点焊装置的特征在于,具备:焊接电极,该焊接电极与作为焊接对象物的多个板状部件的层叠方向一侧的面加压接触;接地电极,该接地电极在所述多个板状部件的所述层叠方向一侧的面或层叠方向另一侧的面上,与从所述焊接电极的轴心偏离的位置加压接触;以及相对部,该相对部与所述接地电极以同轴的方式且以在与该接地电极之间夹持所述多个板状部件的至少一部分的方式相对配置,所述焊接电极以能够在与所述接地电极的轴心方向平行的方向上移动的方式与该接地电极机械地一体化。
[0012] 根据本技术,由于使焊接电极与接地电极机械地一体化,所以能够缩短焊接电极与接地电极的电极间距离。这样一来,能够缩短电路,能够抑制焊接时的无效电流而使其高效地发热,因此能够缩短焊接所需的通电时间,提高焊接作业的效率性。另外,也能够应对作业空间有限的狭窄的焊接对象部位的焊接作业。此外,在本说明书中,“机械地一体化”例如包括分体形成的各零件通过固定件等相互机械地固定的情况。
[0013] 根据第一技术,第二技术的特征在于,所述接地电极与所述相对部件机械地一体化。
[0014] 根据本技术,接地电极及相对部件容易夹持多个板状部件。另外,由于接地电极、相对部件以及焊接电极这三者机械地一体化,因此能够有助于装置的紧凑化。
[0015] 根据第一技术或第二技术,第三技术的特征在于,所述接地电极构成为,能够通过配设于该接地电极的接地电极驱动机构而在所述多个板状部件的层叠方向上移动,所述焊接电极构成为,能够通过配设于该焊接电极的焊接电极驱动机构而与所述接地电极的移动独立地在所述多个板状部件的层叠方向上移动。
[0016] 根据本技术,接地电极和焊接电极能够相互独立地移动,因此能够高精度地维持焊接电极相对于接地电极的相对位置。换言之,由于焊接电极的加压机构和接地电极的加压机构是独立的,所以能够针对每个加压机构设定用于适当地得到焊接质量所需的加压力。因此,能够使接地电极以高加压力与焊接对象物接触而可靠地进行接地电极以及相对部件对焊接对象物的夹持,另一方面,焊接电极能够以低加压力与焊接对象物接触。由此,能够抑制伴随着焊接电极的加压接触或发热的焊接对象物的变形,或者抑制伴随通电的焊接对象部位的过度熔敷等,能够再现性良好地带来优异的焊接质量。另外,能够带来焊接工序的简化及低成本化。
[0017] 根据第一技术或第二技术,第四技术的特征在于,具备与所述焊接电极和所述接地电极连接的电源装置,所述相对部件与所述电源装置绝缘。
[0018] 根据本技术,通过将电路限制在焊接电极与接地电极这二极之间,能够进行高效的焊接。
[0019] 根据第一技术或第二技术,第五技术的特征在于,所述多个板状部件经由形成于焊接对象部位的接触部而相互接触。
[0020] 根据本技术,通过形成为经由形成于多个板状部件的所希望的焊接对象部位的接触部而相互接触的结构,从而在通电时将电路限制在接触部内。这样,通过利用通电使接触部熔化,从而在接触部形成焊接的起点,能够进行高效且迅速的焊接。
[0021] 根据第五技术,第六技术的特征在于,所述多个板状部件是两块板状部件,所述接触部是在所述两块板状部件中的相互相对配置的面中的一方朝向相对的另一方形成为凸状的凸部。
[0022] 根据本技术,通过将形成于板状部件的凸部设为接触部,能够以简单的结构来限制电路,能够高效地进行焊接。
[0023] 在此公开的第七技术的间接点焊方法的特征在于,具备:夹持工序,在接地电极和相对部件之间夹持作为焊接对象物的多个板状部件的至少一部分,该相对部件与该接地电极以同轴的方式相对配置;以及加压接触工序,在所述多个板状部件的层叠方向一侧的面或层叠方向另一侧的面上,使焊接电极与从所述接地电极的轴心偏离的位置加压接触,所述焊接电极以能够在与所述接地电极的轴心方向平行的方向上移动的方式与该接地电极机械地一体化,所述焊接电极与所述接地电极的电极间距离为30mm以上且150mm以下。
[0024] 根据本技术,由于焊接电极与接地电极机械地一体化,所以能够将焊接电极与接地电极的电极间距离缩短至规定范围。这样,能够缩短电路,能够抑制焊接时的无效电流而使其高效地发热,因此能够缩短焊接所需的通电时间,提高焊接作业的效率性。另外,也能够应对作业空间有限的狭窄的焊接对象部位的焊接作业。
[0025] 根据第七技术,第八技术的特征在于,所述焊接电极的加压力比所述接地电极的加压力小。
[0026] 根据本技术,能够使接地电极以高加压力与焊接对象物接触而可靠地进行接地电极以及相对部件对焊接对象物的夹持,另一方面,焊接电极能够以低加压力与焊接对象物接触。由此,能够抑制伴随着焊接电极的加压接触或发热的焊接对象物的变形,或者抑制伴随通电的焊接对象部位的过度熔敷等,能够再现性良好地带来优异的焊接质量。
[0027] 根据第七技术或第八技术,第九技术的特征在于,所述多个板状部件经由形成于焊接对象部位的接触部而相互接触。
[0028] 根据本技术,通过形成为经由形成于多个板状部件的所希望的焊接对象部位的接触部而相互接触的结构,从而在通电时将电路限制在接触部内。这样,通过利用通电使接触部熔化,从而在接触部形成焊接的起点,能够进行高效且迅速的焊接。
[0029] 根据第九技术,第十技术的特征在于,所述多个板状部件是两块板状部件,所述接触部是在所述两块板状部件中的相互相对配置的面中的一方朝向相对的另一方形成为凸状的凸部。
[0030] 根据本技术,通过将形成于板状部件的凸部设为接触部,能够以简单的结构来限制电路,能够高效地进行焊接。
[0031] 在此公开的第十一技术的间接点焊装置具备:焊接电极,该焊接电极与作为焊接对象物的多个板状部件的层叠方向一侧的面加压接触;接地电极,该接地电极在所述多个板状部件的所述层叠方向一侧的面上,与从所述焊接电极的轴心偏离的位置加压接触;以及相对部件,该相对部件与所述接地电极以同轴的方式且以在与该接地电极之间夹持所述多个板状部件的至少一部分的方式相对配置,所述接地电极和所述相对部件通过C型焊枪机械地一体化,所述C型焊枪具备与所述接地电极连接的接地电极焊枪,所述焊接电极经由连接部与所述C型焊枪的所述接地电极焊枪连接,所述焊接电极能够在与所述接地电极的轴心方向平行的方向上移动。
[0032] 在本技术中,通过使焊接电极经由连接部与C型焊枪的接地电极焊枪连接,使焊接电极与接地电极机械地一体化。由此,能够缩短焊接电极与接地电极的电极间距离。这样,能够缩短电路,能够抑制焊接时的无效电流而使其高效地发热。并且,能够缩短焊接所需的通电时间,提高焊接作业的效率性。另外,也能够应对作业空间有限的狭窄的焊接对象部位的焊接作业。
[0033] 发明效果
[0034] 如上所述,根据本发明,由于使焊接电极与接地电极机械地一体化,所以能够缩短焊接电极与接地电极的电极间距离。这样,能够缩短电路,能够抑制焊接时的无效电流而使其高效地发热,因此能够缩短焊接所需的通电时间,提高焊接作业的效率性。另外,也能够应对作业空间有限的狭窄的焊接对象部位的焊接作业。

附图说明

[0035] 图1是示意性地表示实施方式1的间接点焊装置的图。
[0036] 图2是表示在图1的间接点焊装置中使焊接电极接近板状部件的状态的图。
[0037] 图3是用于说明焊接对象物的一例的图。
[0038] 图4是示意性地表示在图1的间接点焊装置中通电时的板状部件附近的图。
[0039] 图5是用于说明实施方式1的间接点焊方法的工序的流程图。
[0040] 图6A是示意性地表示使焊接电极与板状部件加压接触且通电前的状态下的焊接电极与板状部件的接触位置附近的剖视图。
[0041] 图6B是表示在图6A中开始通电之后的状态的图。
[0042] 图6C是表示在图6A中开始通电后经过规定时间后的充分的焊接进行的状态的图。
[0043] 图6D是表示在图6A中开始通电后经过规定时间后进一步经过时间而过度的焊接进行的状态的图。
[0044] 图7是用于说明实施方式2的间接点焊装置的结构的示意图。
[0045] 图8是用于说明使用图7的装置进行焊接的情况的示意图。
[0046] 图9是表示焊接电极顶端面相对于焊接时间的位置的变化及接触电阻值的变化的图。
[0047] 图10是用于说明以往的直接点焊的原理的图。
[0048] 图11是用于说明以往的间接点焊的原理的图。
[0049] 符号说明
[0050] 1 间接点焊装置
[0051] 2a 基台
[0052] 2b 接地电极驱动机构
[0053] 2c 支承部
[0054] 3 焊接电极驱动机构
[0055] 4 连接部
[0056] 11 接地电极
[0057] 11a 接地电极顶端面
[0058] 11b 接地电极用焊枪
[0059] 12 相对部件
[0060] 12a 相对部件顶端面
[0061] 13a 焊接电极顶端面
[0062] 13b 焊接电极用焊枪
[0063] 15 电源装置
[0064] C1 电路
[0065] L1 (接地电极及接地电极用焊枪的)轴心
[0066] L2 (焊接电极及焊接电极用焊枪的)轴心
[0067] M1 板状构件(多个板状部件)
[0068] M11 凸部(接触部)
[0069] M12 熔核
[0070] M15 接触点
[0071] M2 板状部件(多个板状部件)
[0072] S1 夹持工序
[0073] S2 加压接触工序
[0074] S3 通电工序。

具体实施方式

[0075] 以下,基于附图详细说明本发明的实施方式。以下的优选实施方式的说明本质上仅为例示,并没有意图对本发明、其应用对象或其用途加以限制。
[0076] (实施方式1)
[0077] <间接点焊装置>
[0078] 如图1~图4所示,实施方式1的间接点焊装置1具备接地电极11、相对部件12以及焊接电极13。并且,在接地电极11及焊接电极13与相对部件12之间配置有作为焊接对象物的两块板状部件M1、M2(多个板状部件)和追加的部件M3(多个板状部件)。在本实施方式中,焊接电极13与板状部件M1加压接触,接地电极11与板状部件M2加压接触。另外,在接地电极11与相对部件12之间夹持有板状部件M2和追加的部件M3。此外,焊接对象物只要具备两块以上的板状部件M1、M2即可,也可能有时不存在追加的部件M3。
[0079] 此外,如图1、图2、图4所示,间接点焊装置1具备与焊接电极13和接地电极11电连接的电源装置15。电源装置15例如由连接焊接电极13和接地电极11的电路、与该电路连接的交流电源、变压器以及控制在两电极间流动的电流量的控制部等构成。此外,电源装置15的物理配置不限于图1、图2的结构,能够根据间接点焊装置1的结构适当变更。
[0080] 通过由电源装置15使电流在焊接电极13及接地电极11之间流动,从而形成从焊接电极13的焊接电极顶端面13a通过板状部件M1、板状部件M1、M2的接触点M15及板状部件M2到达接地电极11的接地电极顶端面11a的电路C1。然后,在接触点M15处形成熔核并焊接板状部件M1、M2。
[0081] ‑板状部件‑
[0082] 板状部件M1、M2是能够通过点焊而相互接合的两块以上的板材。板状部件M1、M2只要是能够通电且一般能够进行点焊的金属制板材即可,能够使用任何部件,例如是铁、钢、铝以及它们的合金等、进行了表面镀敷处理的金属制板材。具体而言,板状部件M1、M2例如是前面板、地板面板、后面板、下纵梁、通道加强件、横梁、框架、外面板等能够相互接合的车辆零件等。
[0083] 此外,特别是如图1~图4所示,在焊接对象物中,有时在板状部件M2的与存在板状部件M1的一侧相反的一侧存在追加的部件M3(多个板状部件)等。具体而言,例如如板状部件M1为外面板、板状部件M2为加强面板、追加的部件M3为内面板等那样是三个以上的部件互相重叠的焊接对象物等。这样的三个以上的部件重叠的焊接对象物可以考虑例如图1等所示那样追加的部件M3例如为截面帽状的部件或体积大的部件等的情况、例如图3所示那样板状部件M2为截面帽状的部件或体积大的部件等的情况。在这样的部位,追加的部件M3的存在成为障碍,在一般的直接点焊中,难以使板状部件M1、M2相互接合。因此,在三个以上的部件重叠的焊接对象物中,优选通过本实施方式的间接点焊进行焊接。此外,例如板状部件M1和板状部件M2、或者板状部件M2和追加的部件M3在从通过本实施方式的间接点焊方法进行焊接的焊接对象部位分离的位置,例如可以通过包含点焊在内的各种焊接法、粘接剂、铆钉等来接合,也可以不接合。
[0084] 板状部件M1的厚度也取决于其材质,例如能够使用0.5mm以上且1mm以下的板状部件。另外,板状部件M2的厚度也取决于其材质,例如能够使用1mm以上且3mm以下的板状部件。追加的部件M3的形状、尺寸等没有特别限定,根据需要适当决定。
[0085] ‑凸部‑
[0086] 如图4所示,如后所述,从促进通电时的熔核形成的观点出发,在板状部件M1的与板状部件M2相对的一侧的焊接对象部位,形成有凸部M11(接触部)。换言之,凸部M11在板状部件M1、M2中的相互相对配置的面的一方即板状部件M1的面上朝向相对的另一方即板状部件M2的面形成为凸状。并且,板状部件M1、M2经由凸部M11的接触点M15而相互接触。接触点M15是焊接对象部位。
[0087] 根据本结构,通过形成为经由形成于板状部件M1、M2的所希望的焊接对象部位的凸部M11而相互接触的结构,从而在通电时将电路限制在凸部M11内。这样,通过利用通电使凸部M11熔化,从而在凸部M11中促进作为焊接的起点的熔核的形成,能够进行高效且迅速的焊接。另外,本结构仅在板状部件M1的焊接对象部位形成凸部M11,因此能够以简单的结构来限制电路,能够高效地进行焊接。
[0088] 凸部M11的尺寸没有特别限定,但从促进熔核形成且缩短焊接时间的观点出发,如图3所示,例如能够使凸部M11的最大直径d为1mm以上且5mm以下。此外,在图1~图4中,记载为板状部件M1、M2仅在凸部M11的接触点M15彼此接触,但图1~图4的记载是示意性的,在板状部件M1、M2的彼此的相对面中的除了接触点M15以外的部分也可以相互接触。
[0089] 凸部M11的形成方法没有特别限定,能够通过冲压成形、冲头冲裁等形成。另外,凸部M11形成于板状部件M1,但也可以形成于板状部件M2。
[0090] ‑接地电极及相对部件‑
[0091] 接地电极11是用于在与焊接电极13之间进行通电的电极。另外,相对部件12是用于在与接地电极11之间夹持板状部件M1、M2的至少一方的部件。在本实施方式中,如图1~图4所示,在接地电极11与相对部件12之间夹持有板状部件M2和追加的部件M3。
[0092] 如图1所示,接地电极11配置于板状部件M1、M2的层叠方向Q1一侧的面、即板状部件M2的存在板状部件M1的一侧。
[0093] 如图1、图2所示,间接点焊装置1具备配设有大致圆柱状的相对部件12的基台2a、与该基台2a连接的支承部2c、配设于该支承部2c的顶端的接地电极驱动机构2b、与该接地电极驱动机构2b的顶端连接的大致圆柱状的接地电极用焊枪11b以及配设于接地电极用焊枪11b的顶端的大致圆柱状的接地电极11。换言之,接地电极11及相对部件12通过由基台2a、支承部2c、接地电极驱动机构2b、接地电极用焊枪11b构成的C型焊枪而机械地一体化。
接地电极用焊枪11b及接地电极11的中心轴为轴心L1。相对部件12相对于接地电极11与该轴心L1以同轴的方式相对配置。此外,轴心L1方向与板状部件M1、M2的层叠方向Q1平行。另外,接地电极驱动机构2b没有特别限定,例如能够采用基于气缸的驱动机构、基于马达驱动的滚珠丝杠机构、机械臂等。
[0094] 接地电极用焊枪11b随着接地电极驱动机构2b的动作而在板状部件M1、M2的层叠方向Q1、即如图1、图2中箭头G1所示那样在轴心L1方向上移动。并且,接地电极11也构成为能够随着接地电极用焊枪11b的移动而在轴心L1方向上移动。接地电极11伴随接地电极驱动机构2b的动作,如图1、图2的箭头G1所示,从上侧向下侧下降,与板状部件M2的表面加压接触。这样,板状部件M2及追加的部件M3被夹持在接地电极11与相对部件12之间。
[0095] 如图4所示,接地电极11在接地电极顶端面11a与板状部件M2加压接触。此外,接地电极顶端面11a的形状是以轴心L1为中心的圆形(参照图7),但只要能够确保充分的通电量,则并不限定于该形状,例如也可以是以轴心L1为中心的椭圆形、矩形等形状。从确保充分的通电量的观点出发,接地电极顶端面11a的最大直径R1例如能够设为5mm以上且16mm以下。
[0096] 另外,相对部件12在相对部件顶端面12a与追加的部件M3接触。相对部件顶端面12a的形状也没有特别限定,但从与接地电极11之间可靠地夹持板状部件M2及追加的部件M3的观点出发,能够设为具有与接地电极顶端面11a的中心相同的中心的圆形、椭圆形、矩形等形状。从与接地电极11之间可靠地夹持板状部件M2及追加的部件M3的观点出发,相对部件顶端面12a的最大直径R2例如能够设为3mm以上且8mm以下。此外,优选相对部件顶端面
12a的最大直径R2小于接地电极顶端面11a的最大直径R1。由此,能够抑制由接地电极顶端面11a和相对部件顶端面12a夹持板状部件M2及追加的部件M3时的滑动。
[0097] 此外,相对部件12相对于焊接电极13及接地电极11所连接的电源装置15绝缘。具体而言,相对部件12和/或连接有相对部件12的基台2a由橡胶材料或酚醛塑料(日文:ベーク)等绝缘性材料形成或覆盖。由此,能够将通电时的电路限制在焊接电极13与接地电极11这两极之间,能够进行高效的焊接。
[0098] 从确保与板状部件M2的充分的接触并且在与相对部件12之间可靠地夹持板状部件M2及追加的部件M3的观点出发,接地电极11的加压力例如能够设为1.5kN以上且6kN以下。
[0099] ‑焊接电极‑
[0100] 焊接电极13是用于在与接地电极11之间进行通电并对焊接对象部位进行焊接的电极。焊接电极13与板状部件M1、M2的层叠方向Q1一侧的面、即板状部件M1的未配置板状部件M2的一侧的表面加压接触。
[0101] 在此,本实施方式的间接点焊装置1使焊接电极13与接地电极11成为一体构造。
[0102] 具体而言,经由连接部4而在接地电极用焊枪11b附设有大致圆柱状的焊接电极用焊枪13b。并且,大致圆柱状的焊接电极13配设在焊接电极用焊枪13b的顶端。此外,焊接电极13及焊接电极用焊枪13b的中心轴为轴心L2。轴心L2与接地电极11及接地电极用焊枪11b的轴心L1平行,位于从轴心L1偏离的位置。换言之,接地电极11配置在从焊接电极13的轴心L2偏离的位置。
[0103] 在焊接电极用焊枪13b的与配置有焊接电极13的一侧相反的一侧,配设有焊接电极驱动机构3。通过该焊接电极驱动机构3,如图1、图2中箭头G2所示,焊接电极用焊枪13b以与接地电极用焊枪11b的移动独立地沿轴心L2方向上下移动的方式被驱动。即,焊接电极13构成为能够与接地电极11的移动独立地在与接地电极11的轴心L1平行的轴心L2方向上移动。通过采用本结构,使焊接电极13与接地电极11机械地一体化,因此能够相对于接地电极11高精度地维持焊接电极13的轴心L2方向的相对位置。这样一来,能够高精度地控制焊接电极13的加压力。此外,由于焊接电极13能够与接地电极11独立地加压,因此能够使焊接电极13以比接地电极11低的加压力准确地与板状部件M1加压接触。这样,能够抑制板状部件M1、M2的变形,并且稳定地控制焊接电极13的接触电阻,能够再现性良好地带来优异的焊接质量。此外,作为焊接电极驱动机构3,能够采用例如基于气缸的驱动机构、基于马达驱动的滚珠丝杠机构等。
[0104] 另外,通过将焊接电极用焊枪13b与接地电极用焊枪11b机械地一体化,能够缩短接地电极11与焊接电极13的电极间距离。具体而言,从缩短电路并使通电量及焊接时间减少而能够进行高效的焊接的观点出发,接地电极顶端面11a的中心与焊接电极顶端面13a的中心的距离、即轴心L1与轴心L2的最短距离例如能够设为30mm以上且150mm以下。通过采用本结构,能够缩短电路C1,能够缩短焊接所需的通电时间。这样,能够抑制伴随着焊接电极13、接地电极11以及相对部件12的加压接触的板状部件M1、M2以及追加的部件M3的变形,或者抑制伴随通电的焊接对象部位的过度熔敷等。另外,能够带来焊接工序的成本削减及简化。
[0105] 如图4所示,焊接电极13在焊接电极顶端面13a与板状部件M1加压接触。焊接电极顶端面13a的形状是以轴心L2为中心的圆形(参照图7),但只要能够确保充分的通电量即可,并不限定于该形状,例如也可以是以轴心L2为中心的椭圆形、矩形等形状。从确保充分的通电量并缩小电路的观点出发,焊接电极顶端面13a的最大直径R3例如能够设为3mm以上且16mm以下。
[0106] 另外,从确保与板状部件M1的充分的接触且抑制板状部件M1的损伤的观点出发,焊接电极13的加压力例如能够设为0.4kN以上且2.0kN以下。此外,优选焊接电极13的加压力比接地电极11的加压力小。根据本结构,能够使接地电极11以高加压力与焊接对象物接触而可靠地进行接地电极11以及相对部件12对焊接对象物的夹持,另一方面,焊接电极13能够以低加压力与焊接对象物接触。这样一来,能够抑制伴随着焊接电极13的加压接触或发热的焊接对象物的变形,或者抑制伴随通电的焊接对象部位的过度熔敷等,能够再现性良好地带来优异的焊接质量。
[0107] <间接点焊方法>
[0108] 如图5所示,本实施方式的间接点焊方法具备夹持工序S1、加压接触工序S2及通电工序S3。
[0109] ‑夹持工序‑
[0110] 首先,在夹持工序S1中,利用接地电极11及相对部件12夹持由板状部件M1、M2及追加的部件M3构成的焊接对象物的至少一部分。
[0111] 具体而言,在使接地电极11和相对部件12充分分离的状态下,在相对部件12的相对部件顶端面12a上载置由板状部件M1、M2以及追加的部件M3构成的焊接对象物的一部分。然后,通过接地电极驱动机构2b的动作,使接地电极11从轴心L1方向下降,使接地电极顶端面11a与焊接对象物加压接触而利用接地电极11及相对部件12夹持焊接对象物。这样,在板状部件M2的配置有板状部件M1的一侧的面,接地电极11与从焊接电极13的轴心L2偏离的位置加压接触。
[0112] ‑加压接触工序‑
[0113] 接着,在加压接触工序S2中,驱动焊接电极驱动机构3,使焊接电极13从上侧下降,使焊接电极13与板状部件M1的未配置板状部件M2的一侧加压接触。此时,通过一边使焊接电极13在与接地电极11的轴心L1平行的方向、即轴心L2方向上移动,一边调整焊接电极13的加压力,从而能够使焊接电极13以低加压力与焊接对象物的板状部件M1加压接触。
[0114] ‑通电工序‑
[0115] 在使焊接电极13与板状部件M1加压接触的状态下,通过电源装置15,在焊接电极13与接地电极11之间施加电压而通电。
[0116] 当开始通电时,在图6A所示的接触点M15开始板状部件M1、M2的熔化。然后,如图6B所示,在接触点M15处形成熔核M12。如图6C所示,熔核M12随着通电时间的经过而生长,焊接结束。此外,如图6D所示,若由于通电时间过长或焊接电极13的加压力过大等理由而熔核M12过度生长,则成为板状部件M1、M2的变形的原因。此外,例如在使用60Hz的交流电源的情况下,从确保充分的熔核生长并且抑制板状部件M1、M2的变形等的观点出发,通电时间例如能够设为5个循环以上且30个循环以下。
[0117] 这样,通过电源装置15的控制部,一边保持焊接电极13的适当的加压力,一边调整适当的电流量、焊接时间,完成板状部件M1、M2的焊接。
[0118] (实施方式2)
[0119] 以下,对本发明的其他实施方式进行详细说明。此外,在这些实施方式的说明中,对与实施方式1相同的部分标注相同的附图标记并省略详细的说明。
[0120] 焊接电极13除了轴心L2方向的移动之外,也可以构成为能够绕接地电极11的轴心L1旋转。具体而言,例如,如图7所示,也可以构成为能够以接地电极用焊枪11b及接地电极11的轴心L1为中心绕轴心L1使焊接电极用焊枪13b及焊接电极13旋转。
[0121] 根据本结构,例如即使在焊接对象物中绕焊接对象部位的空间有限的情况下,也能够通过使焊接电极13绕轴心L1旋转来配置焊接电极13以及接地电极11的打点位置来进行焊接。具体而言,例如如图8的单点划线所示的板状部件M2a那样,在焊接对象物中绕焊接对象部位的空间有限的情况下,焊接电极13的打点位置A1与接地电极11的打点位置A2的打点间距离Da有时会不在焊接对象物的作业空间的范围内。在这样的情况下,能够通过如图7所示那样使焊接电极13绕接地电极11的轴心L1旋转并如图8所示那样将接地电极11的打点位置变更为附图标记A2a所示的位置来进行焊接。
[0122] (其他实施方式)
[0123] 在实施方式1中,是在板状部件M1形成凸部M11的结构,但也可以是不形成凸部M11的结构。此外,从缩小电路C1并使焊接所需的电流量降低的观点出发,优选如实施方式1那样形成凸部M11的结构。另外,也可以代替形成凸部M11而采用配置金属片等其他部件的结构。而且,作为其他方法,也可以使焊接电极13的焊接电极顶端面13a的直径最小化来提高板状部件M1及M2的通电密度。
[0124] 在实施方式1中,接地电极11相对于板状部件M1、M2配置在与焊接电极13相同的一侧,但也可以配置在层叠方向Q1另一侧。在该情况下,相对部件12能够配置在与焊接电极13相同的一侧。具体而言,例如也可以是接地电极11与相对部件12相互交替的结构。
[0125] 在实施方式1中,是在接地电极11与相对部件12之间夹持板状部件M2及追加的部件M3的结构,但只要在接地电极11与相对部件12之间夹持板状部件M1、M2中的至少任一方即可。换言之,接地电极11可以是如实施方式1的结构那样与板状部件M2加压接触的结构,也可以是与同焊接电极13加压接触的板状部件M1加压接触的结构。
[0126] 实施例
[0127] 作为实施例,在图9中表示通过以下的结构进行间接点焊时的结果。
[0128] 即,间接点焊装置1是使用具有圆形的接地电极顶端面11a(最大直径R1=8mm)的接地电极11、具有圆形的相对部件顶端面12a(最大直径R2=5mm)的相对部件12、具有圆形的焊接电极顶端面13a(最大直径R3=5mm)的焊接电极13并具有接地电极11及焊接电极13间距离、即轴心L1及轴心L2间的最短距离45mm的结构的装置。此外,焊接电极驱动机构3是气缸机构,接地电极11的加压力为4.5kN,焊接电极13的加压力为1kN。
[0129] 另外,焊接对象物使用图3所示的结构的焊接对象物。具体而言,使用厚度为0.7mm的钢板作为板状部件M1、使用厚度为1.4mm的截面大致帽状的超高张力钢板作为板状部件M2、使用厚度为1.4mm的超高张力钢板作为追加的部件M3来进行焊接。
[0130] 此外,在图9中虚线E1所示的实施例1中,采用在板状部件M1未设置凸部M11的结构。另外,在图9中实线E2所示的实施例2中,在板状部件M1,通过冲压成形在焊接对象部位形成最大直径d=5mm的凸部M11。
[0131] 在图9中,附图标记D1所示的实线表示焊接电极13的焊接电极顶端面13a的位置。具体而言,使焊接电极13与板状部件M1加压接触,将图9中(A)所示的通电开始前的焊接电极顶端面13a的位置设为0,绘制通电工序S3中的焊接电极顶端面13a的位置。此外,在图9中(E)所示的焊接时间中,焊接电极顶端面13a的位置为‑1mm,在该(E)中,使焊接电极13上升,将其加压力设为0。
[0132] 图9的(B)、(C)是例如形成图6B、图6C所示的熔核M12的阶段。此外,例如如图6D所示,图9的(D)是熔核M12过度生长并且观察到板状部件M1、M2的变形的状态。
[0133] 图9中虚线E1及实线E2分别是将实施例1及实施例2的接地电极11及焊接电极13间的电阻值(相对值)相对于焊接时间绘制而得到的。
[0134] 在实施例1、2中,从(A)至(B)可知,电阻值急剧降低,促进了熔核M12的形成。
[0135] 此外,若比较实施例1、2的电阻值,则实施例2的电阻值比实施例1的电阻值高。这被认为是因为,与未形成有凸部M11的实施例1相比,在形成有凸部M11的实施例2中,板状部件M1、M2间的接触面积变小。这样一来可知,在使接地电极11及焊接电极13间的施加电压相同的情况下,形成凸部M11的实施例2与未形成凸部M11的实施例1相比,能够降低焊接所需的电流量。
[0136] 产业上的可利用性
[0137] 本发明能够提供一种有助于装置的小型化并且能够提高焊接作业的效率的间接点焊装置以及焊接方法,因此极其有用。