專利名稱：單側(cè)點焊方法以及單側(cè)點焊裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及僅從工件的單側(cè)將電極觸碰到工件的焊接部位來進行焊接的單側(cè)點焊方法以及單側(cè)點焊裝置。
背景技術(shù)：
在接合多個工件(呈板狀的金屬板等)的場景中，使用對工件加壓并在其中流過電流，利用由此產(chǎn)生的電阻熱融化金屬進而接合工件的點焊這樣的手法。
該點焊根據(jù)焊接電流的流動方式的不同等而分類為各種類型，但大致能分為2 種，從工件的兩側(cè)加壓并流過電流的兩側(cè)點焊、和僅從工件的單側(cè)加壓來流過電流的單側(cè)點焊。
在此，由于工件存在各種形狀，因此由于將呈現(xiàn)出復雜的形狀的工件作為焊接對象，存在物理上不能將電極(焊槍)從工件的兩側(cè)進行抵接的情況。這種情況下，必然地要使用單側(cè)點焊。
該單側(cè)點焊與兩側(cè)點焊相比，如前所述，可應用的焊接對象的范圍寬，但由于僅能從工件的單側(cè)進行加壓，因此在工件的接合時，難以將充分高的壓力加到工件上。因此，與用兩側(cè)點焊來接合工件的情況相比，在工件的接合時的焊接部位上容易產(chǎn)生氣孔(縫隙)。 并且，由于在未排出氣孔的情況下使焊接部位凝固，最終該氣孔成為砂眼(blow hole)的可能性較高。
因而，在專利文獻I中，公開了將I個焊接電極和多個接地電極與工件抵接，使兩電極間通電的單側(cè)點焊方法。
通過如此構(gòu)成，由于聯(lián)接焊接電極和接地電極的通電路徑成為多個，因此通過使各電極與工件的抵接部中的電流密度分散，能防止電流密度集中在I個抵接部上，能使工件整體性地軟化。其結(jié)果，電極整體陷入到工件中，能避免接合不良。
專利文獻
專利文獻I JP特開2011-31271號公報
但是，專利文獻I中公開的技術(shù)本來就不是以消除單側(cè)點焊的特性(難以對工件施加充分高的壓力)所帶來的所述砂眼的產(chǎn)生的問題為目的的技術(shù)，不能應對所述問題。
即，專利文獻I中公開的技術(shù)雖然能抑制電流密度的偏差引起的接合不良，但不能抑制壓力不足引起的接合不良(砂眼的產(chǎn)生)。發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的課題在于提供抑制砂眼產(chǎn)生的單側(cè)點焊方法以及單側(cè)點焊裝置。
為了解決所述課題，本發(fā)明所涉及的單側(cè)點焊方法，使電極僅從工件的單側(cè)觸碰到所述工件的焊接部位來進行焊接，所述單側(cè)點焊方法的特征在于，包括焊核形成工序， 通過所述電極從所述單側(cè)對所述工件進行加壓，并以規(guī)定的電流值在所述工件進行正式通電；和緩冷工序，在所述焊核形成工序后，通過所述電極從所述單側(cè)對所述工件進行加壓，并以比所述規(guī)定的電流值低的電流值在所述工件進行通電。
根據(jù)該單側(cè)點焊方法，首先，在焊核形成工序中，通過用電極對工件進行加壓并進行正式通電，能在焊接部位形成焊核(熔融部)。然后，在緩冷工序中，通過電極對工件進行加壓并以比正式通電低的電流值進行通電，能一邊將形成的焊核壓入一邊進行緩冷。通過該工序，能防止焊接部位的氣孔，其結(jié)果，能抑制砂眼的產(chǎn)生。
另外，本發(fā)明所涉及的單側(cè)點焊方法優(yōu)選，包括預通電工序，在所述焊核形成工序前，通過所述電極從所述單側(cè)對所述工件進行加壓，并以比所述規(guī)定的電流值低的電流值在所述工件進行預通電。
根據(jù)該單側(cè)點焊方法，通過在焊核形成工序前，通過所述電極對工件進行加壓并以比正式通電低的電流值進行預通電，來提高工件的溫度，由此工件軟化，在工件間以及工件和電極間不再有縫隙。其結(jié)果，工件間以及工件和電極間的接觸狀態(tài)變得良好，易于形成適當?shù)暮负恕?br>
另外，本發(fā)明所涉及的單側(cè)點焊方法優(yōu)選，所述電極由焊接電極和接地電極構(gòu)成， 所述緩冷工序中所述焊接電極對所述工件的施加壓力比所述焊核形成工序中所述焊接電極對所述工件的施加壓力低。
根據(jù)該單側(cè)點焊方法，通過使緩冷工序中焊接電極對工件的施加壓力比焊核形成工序中焊接電極對工件的施加壓力低，在焊核形成工序中，通過焊接電極沉入軟化的工件中，能避免工件間的邊界面偏移而引起接合強度降低(引起接合不良)的事態(tài)。
另外，本發(fā)明所涉及的單側(cè)點焊裝置，使電極僅從工件的單側(cè)觸碰到所述工件的焊接部位來進行焊接，所述單側(cè)點焊裝置的特征在于，具備焊槍，所述焊槍具有焊接電極， 其從所述單側(cè)抵接到所述工件的焊接部位；和接地電極，其從所述單側(cè)抵接到所述工件; 所述單側(cè)點焊裝置還具備加壓機構(gòu)，其通過所述焊接電極以及所述接地電極來對所述工件進行加壓；和控制機構(gòu)，其控制在所述焊接電極和所述接地電極之間通電的電流，所述控制機構(gòu)在使所述焊接電極以及所述接地電極對所述工件加壓，并以規(guī)定的電流值在所述工件進行正式通電之后，通過所述焊接電極以及所述接地電極對所述工件進行加壓，并以比所述規(guī)定的電流值低的電流值在所述工件進行通電。
根據(jù)該單側(cè)點焊裝置，首先，通過控制裝置使焊接電極以及接地電極對工件進行加壓并進行正式通電，能使焊核形成在焊接部位。然后，通過控制機構(gòu)使焊接電極以及接地電極對工件進行加壓并以比正式通電低的電流值進行通電，來一邊將形成的焊核壓入一邊進行緩冷，由此能防止在焊接部位產(chǎn)生氣孔，其結(jié)果，能抑制砂眼的產(chǎn)生。
另外，本發(fā)明所涉及的單側(cè)點焊裝置的所述控制機構(gòu)優(yōu)選，在所述正式通電前，使所述焊接電極以及所述接地電極對所述工件加壓，并以比所述規(guī)定的電流值低的電流值在所述工件進行預通電。
根據(jù)該單側(cè)點焊裝置，在正式通電前，控制機構(gòu)使焊接電極以及接地電極對工件進行加壓，并以比正式通電的電流值低的電流值進行預通電，來提高工件的溫度，從而使工件軟化，工件間以及工件和電極間縫隙消失。其結(jié)果，工件間以及工件和電極間的接觸狀態(tài)變得良好，易于形成適當?shù)暮负恕?br>
另外，本發(fā)明所涉及的單側(cè)點焊裝置的所述接地電極優(yōu)選為2個以上，并以所述焊接電極為對稱中心來設(shè)置。
根據(jù)該單側(cè)點焊裝置，通過具備2個以上的以該焊接電極為對稱中心來設(shè)置的接地電極，焊接電極和接地電極之間的通電路徑成為多條，能使功率密度的偏差無限小。因此，能在工件的焊接部位形成穩(wěn)定的(無偏差的)焊核。
另外，本發(fā)明所涉及的單側(cè)點焊裝置優(yōu)選還具備鎖定機構(gòu)，該鎖定機構(gòu)聯(lián)接所述焊接電極或支撐所述焊接電極的焊接電極支撐部件、和所述接地電極或支撐所述接地電極的接地電極支撐部件，以使得所述焊接電極的前端的位置能相對于所述接地電極的前端的位置相對固定，所述控制機構(gòu)在開始所述正式通電后的以比所述規(guī)定的電流值低的電流值進行的通電時，使所述鎖定機構(gòu)聯(lián)接所述焊接電極或支撐所述焊接電極的焊接電極支撐部件、和所述接地電極或支撐所述接地電極的接地電極支撐部件。
根據(jù)該單側(cè)點焊裝置，控制裝置在正式通電后的以比所述規(guī)定的電流值低的電流值進行的通電開始時(緩冷工序開始時)，使鎖定機構(gòu)聯(lián)接(焊接電極(或焊接電極支撐部件)和接地電極(或接地電極支撐部件)，由此能使焊接電極的前端的位置相對于接地電極的前端的位置相對固定。在此，由于接地電極所抵接的部分的工件不會過分軟化，因此接地電極不會相對于工件大幅度地沉入。即，在焊接時，接地電極成為相對于工件被固定(被定位)的狀態(tài)。其結(jié)果，即使工件軟化，也能避免聯(lián)接該接地電極(或接地電極支撐部件)之后的焊接電極的前端沉入工件這樣的事態(tài)。由此，根據(jù)該單側(cè)點焊裝置，能避免工件間的邊界面偏離引起的接合強度降低(引起接合不良)這樣的事態(tài)。
發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明所涉及的單側(cè)點焊方法以及單側(cè)點焊裝置，通過對工件加壓并進行正式通電，在工件的焊接部位形成焊核，之后，通過對工件進行加壓并以比正式通電的電流值低的電流值進行通電，能防止焊接部位中的氣孔的產(chǎn)生，其結(jié)果，能抑制砂眼的產(chǎn)生。
另外，根據(jù)本發(fā)明所涉及的單側(cè)點焊方法以及單側(cè)點焊裝置，通過使緩冷工序中的焊接電極對工件的施加壓力比焊核形成工序中的源極電極對工件的施加壓力低，能避免由于電極沉入軟化的工件中而使得工件間的邊界面偏移而引起接合強度降低(引起接合不良)這樣的事態(tài)。
圖I是本發(fā)明的實施方式所涉及的單側(cè)點焊裝置的主要部分截面圖。
圖2是本發(fā)明的實施方式所涉及的單側(cè)點焊裝置的主要部分截面圖，(a)是表示焊接開始前的狀態(tài)的主要部分截面圖，(b)是表示焊接開始后的預通電工序的狀態(tài)的主要部分截面圖，(c)是表示預通電工序后的焊核(nuggte)形成工序的狀態(tài)的主要部分截面圖，(d)是表示焊核形成工序后的緩冷工序的狀態(tài)的主要部分截面圖，(e)是表示焊接結(jié)束后的狀態(tài)的主要部分截面圖。
圖3是表示本發(fā)明的實施方式所涉及的單側(cè)點焊裝置進行焊接時的通電電流以及施加壓力的曲線圖。另外，(a) (e)的符號與圖2對應。
圖4是表示本發(fā)明的實施方式所涉及的單側(cè)點焊方法的流程圖。
圖5是本發(fā)明的其它的實施方式所涉及的單側(cè)點焊裝置的主要部分截面圖，(a) 是未被鎖定機構(gòu)鎖定的狀態(tài)的主要部分截面圖，(b)是被鎖定機構(gòu)鎖定的狀態(tài)的主要部分截面圖。
圖6是表示本發(fā)明的其它的實施方式所涉及的單側(cè)點焊裝置進行焊接時的通電電流、施加壓力以及焊接電極位移量的曲線圖，(a)是施加壓力為恒定的情況下的曲線圖， (b)是緩冷工序中的使施加壓力降低的情況下的曲線圖。
圖7是表示用本發(fā)明的其它的實施方式所涉及的單側(cè)點焊方法進行焊接時的工件的狀態(tài)的截面圖，(a)與圖6(a)對應，是施加壓力為恒定的情況下的工件的截面圖，(b) 與圖6(b)對應，是緩冷工序中的使施加壓力降低的情況下的工件的截面圖。
符號的說明
I焊槍
2焊接電極(電極)
3接地電極(電極)
5接地電極支撐部件
6加壓機構(gòu)
7控制機構(gòu)
8鎖定機構(gòu)
10單側(cè)點焊裝置
W、W1、W2 工件
SI預通電工序
S2焊核形成工序
S3緩冷工序具體實施方式
下面，參照適當?shù)母綀D來詳細說明用于實施本發(fā)明的方式。
另外，在下面的說明中，在表現(xiàn)“上、下、左、右”時，以各附圖中所示的方向為基準。
《單側(cè)點焊裝置的概略構(gòu)成》
單側(cè)點焊裝置10是對作為被焊接對象的金屬板等的工件W通過僅從工件W的單側(cè)進行加壓以及通電來進行焊接的裝置。
如圖1所示，單側(cè)點焊裝置10具備焊槍1，該焊槍I具有從上方與工件Wl抵接的焊接電極2、和從上方與工件Wl抵接并在該焊接電極2的左右側(cè)各設(shè)有I個的接地電極 3、3。并且，單側(cè)點焊裝置10還具備通過使焊槍I移動，由焊槍I對工件W進行加壓的加壓機構(gòu)6、和控制流過該加壓機構(gòu)6以及焊槍I的電流的控制機構(gòu)7。
另外，如圖5所示，單側(cè)點焊裝置10在左右方向(與對工件W加壓的方向垂直的方向)上，還具備聯(lián)接用于支撐接地電極3、3的接地電極支撐部件5和焊接電極2的鎖定機構(gòu) 8 (8a、8b) ο
下面，說明單側(cè)點焊裝置10的各部件。
< 焊槍 >
焊槍I是具備電極(焊接電極2、接地電極3、3)的部件，是通過一邊將該電極按壓到工件W上一邊使其通電來焊接工件W的部件。
如圖1所示，焊槍I具備呈大致棒狀并設(shè)置在上下方向上的焊接電極2、和呈大致棒狀并設(shè)置在上下方向上的2個接地電極3、3。并且，2個接地電極3、3以焊接電極2為對稱中心來設(shè)置，在焊接電極2的左右側(cè)設(shè)置于從焊接電極2離開相同的距離(L)的位置上。
另外，“以焊接電極2為對稱中心來設(shè)置”換言之是指等間隔地設(shè)置在以焊接電極 2為中心的圓周上。
并且，接地電極3、3介由彈簧部件4、4而被接地電極支撐部件5支撐，接地電極支撐部件5和焊接電極2與上方側(cè)直接聯(lián)接，或介由數(shù)個部件而在上方側(cè)聯(lián)接。
另外，焊接電極2與電源的正極(+極)連接，接地電極3、3與電源的負極(_極) 連接，通過這樣連接電源，如圖I所示，從焊接電源介由工件Wl、W2向接地電極3、3流動電流。
<加壓機構(gòu)>
加壓機構(gòu)6是通過焊槍I的焊接電極2以及接地電極3、3而對工件W加壓的機構(gòu)。
詳細地，加壓機構(gòu)6是使焊槍I移動的機構(gòu)，是通過使該焊槍I在設(shè)置有工件W的方向(下方向)上移動，用焊槍I的焊接電極2以及接地電極3、3的前端來對工件W加壓的機構(gòu)。
另外，加壓機構(gòu)6只要是能使焊槍I至少在上下方向上移動的機構(gòu)即可，沒有特別的限定，是能在上下方向上移動的油壓缸或伺服電動機等的升降裝置這樣的機構(gòu)即可。另外，加壓機構(gòu)6既可以是設(shè)于焊槍I的外部的構(gòu)成，也可以是設(shè)于焊槍I的內(nèi)部，僅使焊槍 I的焊接電極2以及接地電極3、3上下移動的構(gòu)成。
<控制機構(gòu)>
控制機構(gòu)7是對使焊槍I的焊接電極2和接地電極3、3之間通電的電流進行控制的機構(gòu)。并且，控制機構(gòu)7也是對加壓機構(gòu)6進行控制的機構(gòu)。
并且,控制機構(gòu)7例如是具備CPU(Central Processing Unit,中央處理單元)、 ROM (Read Only Memory,只讀存儲器)、RAM (Random Access Memory,隨機存取存儲器)、 HDD (Hard Disk Drive,硬盤驅(qū)動器)、輸入輸出接口等的計算機。
另外，關(guān)于控制裝置7進行的單側(cè)點焊裝置10 (電流、加壓機構(gòu)6以及鎖定機構(gòu)8) 的詳細的控制方法，在后面敘述。
〈鎖定機構(gòu)〉
鎖定機構(gòu)8是將上下方向(對工件W加壓的方向)的焊接電極2的前端的位置相對于接地電極3、3的前端的位置進行相對固定的機構(gòu)。
詳細而言，如圖5所示，鎖定機構(gòu)8由卡止孔8a和卡止部件8b構(gòu)成，其中，卡止孔 8a設(shè)置于焊接電極2的外周面，卡止部件Sb設(shè)于從上方支撐接地電極3、3的接地電極支撐部件5的內(nèi)周面上的與卡止孔5a對置的位置，并通過在左右方向(與對工件W進行加壓的方向垂直的方向)移動而能插入到卡止孔8a中，形狀呈棒狀。
關(guān)于該卡止部件8b的向左右方向的移動，由哪個機構(gòu)來進行均可，例如通過油壓缸(未圖示)來進行即可。
另外，在圖5中，卡止孔8a設(shè)于焊接電極2的外周面，但設(shè)置部位并不限于該部位，例如也可以設(shè)于從上方支撐焊接電極2的焊接電極支撐部件(未圖示)上。
另外，鎖定機構(gòu)8的卡止孔8a設(shè)于電極支撐部件5的內(nèi)側(cè)(或者接地電極3、3 上)，卡止部件8b設(shè)于焊接電極2 (或焊接電極支撐部件上)。
《單側(cè)點焊方法》
如圖4所示，單側(cè)點焊方法是包括如下的工序的方法，即在形成焊核前用于提高工件W的溫度的預通電工序SI ;在預通電工序之后，在工件W上形成焊核的焊核形成工序 S2 ;和在焊核形成工序S2之后，一邊將形成的焊核壓入一邊使其緩冷的緩冷工序S3。
<加壓開始>
在進行焊接時，首先通過焊槍I的焊接電極2和接地電極3、3開始對工件W的加壓。該加壓既可以每當作業(yè)者開始焊接，通過對控制機構(gòu)7輸入開始的信號而開始，也可以基于存儲在控制機構(gòu)7的HDD等中的時間表來開始。
然后，在該加壓穩(wěn)定后，進行預通電工序SI。
〈預通電工序〉
預通電工序SI是在焊核形成工序S2前進行的工序，是用電極2、3、3從單側(cè)對工件W進行加壓，并通過比工件W的正式通電的電流值(焊核形成工序S2中的規(guī)定的電流值)低的電流值來進行預通電的工序。
然后，使用圖3來進行說明，預通電工序SI是用規(guī)定的壓力F來對工件W進行加壓，并用比正式電流的電流值A(chǔ)2小的電流值A(chǔ)l來進行通電的由區(qū)間(b)所示的工序。
通過該預通電工序SI，焊接電極2、接地電極3、3發(fā)熱，并且，工件W1、W2也發(fā)熱而軟化(參照圖2(b))。通過用焊接電極2、接地電極3、3對工件Wl、W2加壓，焊接電極2、工件Wl之間融合(變得沒有間隙)，且接地電極3、3、工件Wl之間融合(變得沒有間隙)。其結(jié)果，工件Wl、W2之間以及工件Wl和電極2、3、3之間的接觸狀態(tài)變得良好，變得易于形成適當?shù)暮负恕?br>
另外，施加壓力F并沒有特別的限定，只要是高到不會在工件Wl的表面或工件W1、 Wl之間產(chǎn)生飛濺(火花)或噴濺；低到不會通過高壓力使焊核變小的程度即可。
關(guān)于預通電工序SI，從抑制砂眼產(chǎn)生的觀點來看并非必需的工序，但為了形成適當焊核，優(yōu)選單側(cè)點焊方法包含該工序。
<焊核形成工序>
焊核形成工序S2是通過電極2、3、3從單側(cè)對工件W加壓，并以規(guī)定的電流值在工件W進行正式通電的工序。
并且，使用圖3進行說明，則焊核形成工序S2是用規(guī)定的施加壓力F對工件W進行加壓，并以電流值A(chǔ)2(規(guī)定的電流值)來進行通電的由區(qū)間(c)所示的工序。
通過該焊核形成工序S2，焊接電極2、接地電極3、3、工件Wl、W2進一步發(fā)熱。然后，如圖2(c)所示，在工件W中，位于焊接電極2的下方的工件Wl、W2的溫度也變得非常高。其結(jié)果，在焊接電極W1、W2之間引起金屬原子的擴散，在該部位產(chǎn)生焊核。
另外，“規(guī)定的電流值”是通過在焊接電極2和接地電極3、3之間通電該規(guī)定的電流值的電流而在工件Wl、W2之間產(chǎn)生焊核的電流值，根據(jù)電極2、3、3、工件Wl、W2的材質(zhì)、 電極2、3、3和工件Wl的接觸面積、通電時間等來設(shè)定即可。
<緩冷工序>
緩冷工序S3是在焊核形成工序S2后進行的工序，是用電極2、3、3從單側(cè)對工件 W進行加壓，并用比在工件W進行正式通電的電流值(焊核形成工序S2中的規(guī)定的電流值低的電流值來進行通電的工序。
然后，使用圖3進行說明，在緩冷工序S2是用規(guī)定的施加壓力F對工件W進行加壓，并以比正式電流的電流值A(chǔ)2小的電流值A(chǔ)3進行通電的由區(qū)間(d)所示的工序。另外， 電流值A(chǔ)3只要比正式電流A2小即可，可以大于預通電工序SI的電流值A(chǔ)l，也可以小于電流值A(chǔ)l。
另外，電流值A(chǔ)3只要比電流值A(chǔ)2小即可，沒有特別的限定，優(yōu)選A3為A2的 1/1. 25 1/3。通過使電流值A(chǔ)3落入該范圍內(nèi)，能夠發(fā)揮抑制砂眼的產(chǎn)生這樣的效果，并能進行適當?shù)暮附印?br>
通過該緩冷工序S3，能一邊將形成的焊核壓入一邊進行緩冷(參照圖2d)。由此， 能防止本來要在焊核(或焊核的周邊)產(chǎn)生的氣孔，其結(jié)果，能抑制砂眼的產(chǎn)生。
<緩冷工序(施加壓力)>
在緩冷工序S3中的焊接電極2對工件W的施加壓力優(yōu)選設(shè)定為比在焊核形成工序S2中焊接電極2對工件W的施加壓力低。
然后，使用圖6(b)進行說明，則關(guān)于該施加壓力，在規(guī)定的時間從焊核形成工序 S2中的規(guī)定的施加壓力降低到比施加壓力F低的施加壓力F1，至少到緩冷工序S3結(jié)束為止都維持施加壓力F1。在此，關(guān)于規(guī)定的時間，沒有特別的限定，為了避免焊接電極2沉入工件2中，優(yōu)選盡可能短的時間。例如設(shè)為O. 5秒以下。
另外，關(guān)于施加壓力Fl (緩冷工序S3中的施加壓力)，只要比施加壓力F(焊核形成工序S2中的施加壓力)低就沒有特別的限定，但Fl優(yōu)選為F的1/1. I 1/3。通過使施加壓力Fl落入該范圍內(nèi)，能發(fā)揮抑制砂眼的產(chǎn)生這樣的效果，并能避免焊接電極2沉入到工件2中。
在進行該緩冷工序S3中的施加壓力的控制的情況下，如圖6 (a)所示，可知由于緩冷工序S3中的施加壓力較大(F)，因此在該工序S3的期間，焊接電極位移量(以焊接開始時的工件W表面為基準，從該基準算起的下沉量)變大，即，焊接電極2陷入到工件W中。其結(jié)果，如圖7(a)所示，在工件W1、W2的邊界面產(chǎn)生較大的應力。由此，工件W1、W2的邊界面偏移，接合強度降低。
另一方面，在該緩冷工序S3中進行施加壓力的控制的情況下，如圖6(b)所示，可知由于緩冷工序S3中的施加壓力較小(Fl)，因此在該工序S3的期間，焊接電極2的位移量沒有變化，即，焊接電極2不向工件W中沉入。其結(jié)果，如圖7(b)所示，在工件Wl、W2的邊界面幾乎不產(chǎn)生應力。由此，能避免工件W1、W2的邊界面偏移引起的接合強度的降低。
接下來，說明實施單側(cè)點焊方法時的單側(cè)點焊裝置10的詳細驅(qū)動方法。
《實施單側(cè)點焊方法時的單側(cè)點焊裝置的詳細的驅(qū)動方法》
首先，作為焊接開始前的狀態(tài)，通過機器人臂等將單側(cè)點焊裝置10的焊槍I設(shè)置于工件W的上方(圖2(a))。在該狀態(tài)下，不對工件W施加電流和壓力(圖3(a))。
將焊接開始信號輸入到控制機構(gòu)7后，控制機構(gòu)7對加壓機構(gòu)6輸出下方移動信號。
另外，控制機構(gòu)7輸出下方移動信號的觸發(fā)(誘因)既可以是作業(yè)者將焊接開始的信號在控制機構(gòu)7的輸入輸出接口來輸入，也可以是基于存儲于控制機構(gòu)7的HDD等中的時間表來進行的。
被輸入了下方移動信號的加壓機構(gòu)6使焊槍I向下方移動。并且，焊槍I的電極2、3、3以施加壓力F (例如50 200kgf)來對工件W的表面加壓。
開始由電極2、3、3進行的加壓，施加壓力成為穩(wěn)定的狀態(tài)后，控制機構(gòu)7對電源輸出Al電流信號，以使得流通電流值A(chǔ)l (例如5. OkA)的電流。
另外，控制機構(gòu)7輸出Al電流信號的觸發(fā)既可以是在加壓開始后經(jīng)過了規(guī)定時間時進行，也可以另外基于從施加壓力測定單元(未圖示)輸入的信號來進行。
將Al電流信號輸入到電源后，電源使電流值A(chǔ)l的電流在焊槍I的電極2、3、3流過(圖 2(b)、圖 3(b))。
然后，基于存儲于控制機構(gòu)7的HDD等中的時間表，在經(jīng)過了規(guī)定時間(例如24 個循環(huán))后，控制機構(gòu)7對電源輸出A2的電流信號，以使得流通電流值A(chǔ)2 (例如6. OkA)的電流。
對電源輸入了 A2電流信號后，電源使電流值A(chǔ)2的電流在焊槍I的電極2、3、3流過(圖 2(c)、圖 3(c))。
然后，基于存儲于控制機構(gòu)7的HDD等中的時間表，在經(jīng)過了規(guī)定時間(例如8個循環(huán))后，控制機構(gòu)7對電源輸出A3的電流信號，以使得流通電流值A(chǔ)3 (例如5. 5kA)的電流。
對電源輸入了 A3電流信號后，電源使電流值A(chǔ)3的電流在焊槍I的電極2、3、3流過(圖 2(d)、圖 3(d))。
之后，基于存儲于控制機構(gòu)7的HDD等中的時間表，在經(jīng)過了規(guī)定時間(例如6個循環(huán))后，控制機構(gòu)7對電源輸出電流停止信號，對加壓機構(gòu)6輸出上方移動信號。對電源輸出電流停止信號后，電源停止流過電流，對加壓機構(gòu)6輸入了上方移動信號后，加壓機構(gòu) 6將焊槍I向上方驅(qū)動，焊槍I的電極2、3、3不再對工件W的表面加壓(圖2(e)、圖3(e))。
另外，也可以構(gòu)成為焊接中，通過施加壓力測定單元(未圖示)來測定施加壓力， 并基于適當輸入到控制機構(gòu)7的該測定值來控制加壓機構(gòu)6，以使得焊槍I的電極2、3、3對工件W的施加壓力恒定。
<變更施加壓力的情況>
在緩冷工序S3中變更施加壓力的情況下，控制機構(gòu)7在對電源輸出A3電流信號的同時(或大致同時)，對控制卡止部件8b的機構(gòu)(未圖示)輸出鎖定信號。如前述那樣， 對電源輸入A3電流信號后，電源使電流值A(chǔ)3的電流在焊槍I的電極2、3、3流過(圖2(d)、 圖3(d)),控制卡止部件8b的移動的機構(gòu)使卡止部件8b插入到卡止孔8a中。S卩，鎖定機構(gòu)8的卡止部件Sb從未嵌入到卡止孔8a的狀態(tài)(參照圖5 (a))成為嵌入到卡止孔8b中的狀態(tài)(參照圖5(b))。
通過將卡止部件Sb插入到卡止孔8a中，焊接電極2的前端的位置相對于接地電極3、3的前端的位置被相對固定。詳細如下所述。
由于接地電極3、3所抵接的部分的工件W沒有過于軟化，因此接地電極3、3不會相對于工件W而大幅度沉入。即，在焊接時，接地電極3、3成為相對于工件W被固定(被定位)的狀態(tài)。然后，通過將卡止部件8b插入到卡止孔8a中，焊接電極2相對于接地電極3、 3 (以及接地電極支撐部件5)在上下方向上被相對固定。其結(jié)果，焊接電極2的前端的位置相對于接地電極3、3的前端的位置被相對固定。因此，即使工件W(焊接電極2所抵接的部分)軟化，也能避免焊接電極2的前端沉入到工件W中的事態(tài)。因此，能避免工件W1、W間的邊界面偏離而使得接合強度降低(引起接合不良)的事態(tài)。
另外，在圖5(a)、(b)中，在接地電極3、3和接地電極支撐部件5之間設(shè)置了彈簧部件4、4，但是該彈簧部件4、4在焊核形成工序S2中因為施加壓力而充分縮短。因而，在緩冷工序S3中，即使通過鎖定機構(gòu)8聯(lián)接了焊接電極2和接地電極支撐部件5，彈簧部件4、 4也不會從該狀態(tài)進一步地大幅縮短。另外，即使在焊核形成工序S2，由于由加壓機構(gòu)6從上方對接地電極3、3(以及接地電極支撐部件5)進行加壓，因此，彈簧部件4、4也不會大幅伸長。即，即使在接地電極3、3和接地電極支撐部件5之間設(shè)置彈簧部件4、4，在緩冷工序 S3中，接地電極支撐部件5也會成為相對于接地電極3在上下方向上被固定(被定位)的狀態(tài)。因而，如圖5(a)、(b)那樣，即使設(shè)置彈簧部件4、4，也能通過用鎖定機構(gòu)8聯(lián)接焊接電極2和接地電極支撐部件5，來使得焊接電極2的前端的位置相對于接地電極3、3的前端的位置被相對固定。
另外，通過將卡止部件8b插入到卡止孔8a中，從加壓機構(gòu)6對焊接電極2施加的壓力在接地電極3、3(或者接地電極支撐部件5)分散，降低了焊接電極2對工件W的施加壓力。因此，即使工件W(焊接電極2所抵接的部分)軟化，也能避免焊接電極2的前端沉入到工件W中的事態(tài)。
另外，關(guān)于施加壓力的變更，除了所述構(gòu)成以外，例如也可以構(gòu)成為在卡止部件 Sb (或者其附近)設(shè)置光傳感器等的傳感器，在該傳感器成為與卡止孔8a對置的位置的定時(即卡止部件8b和卡止孔8a成為對置的位置的定時)，將卡止部件Sb插入到卡止孔8a中。
另外，也可以構(gòu)成為通過傳感器來測量焊接電極2對工件W的沉入量，在成為規(guī)定的沉入量的定時，將卡止部件8b插入到卡止孔8a中。
另外，也可以構(gòu)成為在對電源輸出A3電流信號的同時(或大致同時)，對加壓機構(gòu)6輸出Fl施加壓力信號,被輸入了該Fl施加壓力信號的加壓機構(gòu)6將焊槍I稍微向上方驅(qū)動，以使得焊接電極2對工件W的表面的施加壓力成為F1。這種情況下，也可以不設(shè)置鎖定機構(gòu)8。
以上，說明的單側(cè)點焊方法以及單側(cè)點焊裝置10，但本實施方式并不限定于所述構(gòu)成，例如能在不脫離權(quán)利要求的范圍所記載的本發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)，進行如下那樣的設(shè)計變更。
關(guān)于單側(cè)點焊裝置10的焊接電極2、接地電極3、3的形狀，并沒有特別的限定，但為了使焊核集中地形成在焊接電極2的下方的工件W上，也可以使焊接電極2的前端的形狀為焊接電極2與工件Wl的接觸面積變小的形狀(例如圖I那樣的半球形狀)，并使接地電極3、3的前端的形狀成為接地電極3、3與工件Wl的接觸面積變大的形狀(例如能與工件Wl用面進行接觸的圓柱形狀)。通過設(shè)為這樣的構(gòu)成，在焊接電極2的下方的工件W上電流集中(電流密度變得過大)，易于在該部位形成焊核。
對單側(cè)點焊裝置10的焊槍I具備2個接地電極3的情況進行了說明但也可以具備3個以上的接地電極3。在具備3個以上的接地電極3的情況下，也與具備2個的情況相同，以焊接電極2為對稱中心地設(shè)置。換言之，在以焊接電極2為中心的圓周上等間隔地設(shè)置3個以上的接地電極3即可。
另外，對單側(cè)點焊裝置10的焊槍I具備彈簧部件4、4、接地電極支撐部件5的情況進行了說明，但這些部件并非必需，焊接電極2、接地電極3以外的構(gòu)成也可以是現(xiàn)有公知的構(gòu)成。
對通過加壓機構(gòu)來移動焊槍I進而對工件W進行加壓的情況進行了說明，但也可以設(shè)置使工件W在設(shè)置有焊槍I的方向(上方向)上移動這樣的對加壓進行輔助的機構(gòu)。
對使用具備2個接地電極3的單側(cè)點焊裝置10來進行單側(cè)點焊方法的情況進行了說明，但也可以使用該單側(cè)點焊裝置10以外的裝置來進行單側(cè)點焊方法。例如，也可以使用僅具備I個接地電極的單側(cè)點焊裝置。
關(guān)于鎖定機構(gòu)8，并不限于圖5所示的機構(gòu)，例如通過在呈棒狀的卡止部件Sb的前端設(shè)置橡膠等的彈性部件，即使沒有卡止孔8a，也可以聯(lián)接(固定)焊接電極2 (或焊接電極支撐部件)、和接地電極3、3 (或接地電極支撐部件5)。
對焊接時施加壓力全部為恒定的情況(施加壓力F)以及在緩冷工序S3中變更施加壓力的情況(施加壓力Fl)進行了說明，但預通電工序SI中的施加壓力也可以基于通電電流的電流值、通電時間等來變更為適當?shù)氖┘訅毫Α?br>
權(quán)利要求
1.一種單側(cè)點焊方法，使電極僅從工件的單側(cè)觸碰到所述工件的焊接部位來進行焊接， 所述單側(cè)點焊方法的特征在于，包括 焊核形成工序，通過所述電極從所述單側(cè)對所述工件進行加壓，并以規(guī)定的電流值在所述工件進行正式通電；和 緩冷工序，在所述焊核形成工序后，通過所述電極從所述單側(cè)對所述工件進行加壓，并以比所述規(guī)定的電流值低的電流值在所述工件進行通電。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單側(cè)點焊方法，其特征在于， 所述單側(cè)點焊方法包括 預通電工序，在所述焊核形成工序前，通過所述電極從所述單側(cè)對所述工件進行加壓，并以比所述規(guī)定的電流值低的電流值在所述工件進行預通電。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單側(cè)點焊方法，其特征在于， 所述電極由焊接電極和接地電極構(gòu)成， 所述緩冷工序中所述焊接電極對所述工件的施加壓力比所述焊核形成工序中所述焊接電極對所述工件的施加壓力低。
4.一種單側(cè)點焊裝置，使電極僅從工件的單側(cè)觸碰到所述工件的焊接部位來進行焊接， 所述單側(cè)點焊裝置的特征在于，具備焊槍，所述焊槍具有 焊接電極，其從所述單側(cè)抵接到所述工件的焊接部位；和 接地電極，其從所述單側(cè)抵接到所述工件； 所述單側(cè)點焊裝置還具備 加壓機構(gòu)，其通過所述焊接電極以及所述接地電極來對所述工件進行加壓；和 控制機構(gòu)，其控制在所述焊接電極和所述接地電極之間通電的電流， 所述控制機構(gòu)在使所述焊接電極以及所述接地電極對所述工件加壓，并以規(guī)定的電流值在所述工件進行正式通電之后，通過所述焊接電極以及所述接地電極對所述工件進行加壓，并以比所述規(guī)定的電流值低的電流值在所述工件進行通電。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的單側(cè)點焊裝置，其特征在于， 所述控制機構(gòu)在所述正式通電前，使所述焊接電極以及所述接地電極對所述工件加壓，并以比所述規(guī)定的電流值低的電流值在所述工件進行預通電。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的單側(cè)點焊裝置，其特征在于， 所述接地電極為2個以上，并以所述焊接電極為對稱中心來設(shè)置。
7.根據(jù)權(quán)利要求4 6中任一項所述的單側(cè)點焊裝置，其特征在于， 所述單側(cè)點焊裝置還具備鎖定機構(gòu)，該鎖定機構(gòu)聯(lián)接所述焊接電極或支撐所述焊接電極的焊接電極支撐部件、和所述接地電極或支撐所述接地電極的接地電極支撐部件，以使得所述焊接電極的前端的位置能相對于所述接地電極的前端的位置相對固定， 所述控制機構(gòu)在所述正式通電后的以比所述規(guī)定的電流值低的電流值進行的通電開始時，使所述鎖定機構(gòu)聯(lián)接所述焊接電極或所述焊接電極支撐部件、和所述接地電極或所述接地電極支撐部件。
全文摘要
本發(fā)明提供一種抑制砂眼產(chǎn)生的單側(cè)點焊方法以及單側(cè)點焊裝置。該單側(cè)點焊方法中，使電極僅從工件的單側(cè)觸碰到所述工件的焊接部位來進行焊接，特征在于，包括通過所述電極從所述單側(cè)對所述工件進行加壓，并以規(guī)定的電流值在所述工件進行正式通電的焊核形成工序(S2)；和在所述焊核形成工序之后，通過所述電極從所述單側(cè)對所述工件加壓，并以比所述規(guī)定的電流值低的電流值在所述工件進行通電的緩冷工序(S3)。
文檔編號B23K11/11GK102974931SQ20121032550
公開日2013年3月20日 申請日期2012年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月5日
發(fā)明者長谷川榮作, 渡邊純友, 武藤優(yōu)仁 申請人:本田技研工業(yè)株式會社