此处公开的技术涉及一种电阻焊接方法及电阻焊接装置。
背景技术：
到目前为止，利用电极通电将相互重叠在一起的多个被焊接部件彼此焊接在一起(电阻焊接)这一技术已为众人所熟知。用于上述电阻焊接的电极通常使用柱状电极，但也存在使用由柱状内侧电极和与该内侧电极之间留有间距地设置在该内侧电极的外周侧的筒状外侧电极构成的电极的情况(例如，参照日本公开专利公报特开2011-031269号公报)。所述电极在焊接高强度钢那样的高熔点材料时是有效的。
技术实现要素：
但是，在通过焊接而彼此接合在一起的多个被焊接部件中的至少一个被焊接部件为高强度钢那样的高强度高刚性部件的情况下，如果使被焊接部件分离的载荷作用于该被焊接部件，该高强度高刚性部件就难以变形，应力因此而容易集中于通过焊接而将多个被焊接部件接合在一起的接合部(即熔核部分)。其结果是，存在容易在接合部断裂、多个被焊接部件之间的接合强度低这样的问题。
针对该问题能够想到以下解决方法：使用与进行了焊接的电极相同的电极，焊接后在离接合部非常近的外周侧形成热影响部，让该部分容易发生变形，从而抑制接合部断裂。但是，在该方法下，因为用于形成热影响部的通电路径经过接合部，所以通电条件难以设定，不能稳定地形成热影响部。其结果是，存在不能稳定地抑制在接合部发生断裂这样的问题。
此处公开的技术提供一种电阻焊接方法及电阻焊接装置，在使相互重叠在一起且通过焊接而接合在一起的多个被焊接部件分离的载荷作用于所述多个被焊接部件时，能够稳定且容易地抑制在接合部发生断裂。
此处公开的技术以一种电阻焊接方法为对象，其包括主焊接工序和脆弱部形成工序。在所述主焊接工序中，利用电极通电将相互重叠在一起的多个被焊接部件彼此主焊接在一起；在所述主焊接工序中、或者在所述主焊接工序之前或之后，在所述脆弱部形成工序中，利用进行所述主焊接的电极或与该电极不同的电极在所述被焊接部件中与所述主焊接的部位不同的部位形成脆弱部。
利用所述电阻焊接方法，在脆弱部形成工序中，利用进行主焊接的电极或与该电极不同的电极在被焊接部件中与主焊接的部位不同的部位形成脆弱部，因此而能够稳定且容易地形成热影响部那样的脆弱部。而且，在使彼此接合在一起的被焊接部件分离的载荷作用于该被焊接部件时，利用脆弱部的变形能够抑制应力集中于通过主焊接而将被焊接部件接合在一起的接合部。因此，能够稳定且容易地抑制在接合部发生断裂。而且，通过抑制在接合部发生断裂还能够提高多个被焊接部件之间的接合强度。
也可以是这样的，在所述电阻焊接方法中，所述脆弱部形成工序是形成作为所述脆弱部的热影响部的工序。
这样一来，在不经过接合部的通电路径中且与被焊接部件中主焊接的部位不同的部位，能够稳定且容易地形成作为脆弱部的热影响部。
或者，也可以是这样的，所述脆弱部形成工序是在所述被焊接部件的表面形成作为所述脆弱部的凹状部的工序。
通过一边利用形成脆弱部的电极对被焊接部件通电，一边对该被焊接部件施加适当的压力，能够稳定且容易地在被焊接部件的表面形成凹状部。
也可以是这样的，所述主焊接工序是将作为所述多个被焊接部件的铁类部件及铝类部件彼此主焊接在一起的工序。
也就是说，在铁类部件和铝类部件的焊接过程中会生成易坏的金属间化合物，因此更容易在接合部发生断裂。但是，通过在被焊接部件中与主焊接的部位不同的部位形成脆弱部，能够有效地抑制在接合部发生断裂。除了利用接合部能够将铁类部件和铝类部件接合在一起之外，通过形成脆弱部也能够将铁类部件和铝类部件接合在一起。在形成脆弱部的情况下，铁类部件和铝类部件通过高电阻的氧化皮膜接合在一起。因此，能够进一步提高铁类部件和铝类部件的接合强度。
也可以是这样的，形成所述脆弱部的电极设置在进行所述主焊接的电极的外周侧周向至少一部分上，且与进行该主焊接的电极之间留有间距。
这样一来，能够稳定且容易地在被焊接部件中的接合部外周侧形成脆弱部，从而能够更加有效地抑制在接合部发生断裂。
此处公开的另一技术以一种电阻焊接装置为对象。其包括主焊接装置和脆弱部形成装置。所述主焊接装置利用电极通电将相互重叠在一起的多个被焊接部件彼此主焊接在一起；所述脆弱部形成装置在利用所述主焊接装置进行主焊接的过程中、或者在利用所述主焊接装置进行主焊接之前或之后，利用进行所述主焊接的电极或与该电极不同的电极在被焊接部件中与所述主焊接的部位不同的部位形成脆弱部。
根据该构成方式，能够稳定且容易地抑制在通过主焊接而将多个被焊接部件接合在一起的接合部发生断裂，并且通过抑制在接合部发生断裂，能够提高多个被焊接部件之间的接合强度。
也可以是这样的，所述脆弱部形成装置构成为：形成作为所述脆弱部的热影响部。
这样一来，在不经过接合部的通电路径中且与被焊接部件中主焊接部位不同的部位，能够稳定且容易地形成作为脆弱部的热影响部。
或者，也可以是这样的，所述脆弱部形成装置构成为：在所述被焊接部件的表面形成作为所述脆弱部的凹状部。
通过一边利用形成脆弱部的电极对被焊接部件通电，一边对该被焊接部件施加适当的压力，能够稳定且容易地在被焊接部件的表面形成凹状部。
也可以是这样的，所述主焊接装置构成为：将作为所述多个被焊接部件的铁类部件及铝类部件彼此主焊接在一起。
这样一来，能够进一步提高铁类部件和铝类部件的接合强度。
也可以是这样的，形成所述脆弱部的电极设置在进行所述主焊接的电极的外周侧周向至少一部分上。
这样一来，能够稳定且容易地在被焊接部件中的接合部外周侧形成脆弱部，从而能够更加有效地抑制在接合部发生断裂。
附图说明
图1是表示电阻焊接装置的主要部分的剖视图。
图2是表示通过主焊接用电极进行主焊接的状态的相当于图1的图。
图3是表示由脆弱部形成用电极形成脆弱部的状态的相当于图1的图。
图4是表示脆弱部的形成已结束的状态的相当于图1的图。
图5是表示在脆弱部的形成已结束后将主焊接用电极和脆弱部形成用电极与被焊接部件分离开以后的状态的相当于图1的图。
图6是表示作为相互重叠在一起且通过焊接而接合在一起的被焊接部件的具体例的框架部件的立体图。
图7是表示对所述框架部件的凸缘部进行主焊接的主焊接用电极和在该凸缘部形成热影响部的脆弱部形成用电极的立体图。
具体实施方式
下面，参照附图对电阻焊接装置及电阻焊接方法的实施方式做详细的说明。
图1表示实施方式所涉及的电阻焊接装置1的主要部分。该电阻焊接装置1包括主焊接装置10和脆弱部形成装置20。该主焊接装置10将相互重叠在一起的多个(此处为两个)被焊接部件51、52彼此主焊接在一起；该脆弱部形成装置20在被焊接部件51、52上形成脆弱部。两个被焊接部件51、52为金属部件(即金属板)，例如一个被焊接部件为铁类部件(例如高强度钢那样的高强度高刚性钢部件)，另一个被焊接部件为铝类部件(例如铝合金部件)。或者，被焊接部件51、52二者皆可为铁类部件。下面，有时将两个被焊接部件51、52统称为焊接对象50。
主焊接装置10利用呈大致圆柱状的一对主焊接用电极11对被焊接部件51、52通电，将被焊接部件51、52彼此主焊接在一起。一对主焊接用电极11构成为：与该焊接对象50的彼此相反一侧的面抵接而夹住焊接对象50，对该焊接对象50通电。在本实施方式中，一对主焊接用电极11沿着上下方向彼此相对而设。需要说明的是，一对主焊接用电极11彼此相对的方向并不限于上下方向。
各主焊接用电极11的一端部，即各主焊接用电极11的与焊接对象50抵接的抵接部11a为朝着焊接对象50一侧稍微凸起的曲面。该抵接部11a的曲面曲率能够根据电阻焊接装置1的使用条件、抵接部11a的材质、寿命等适当地设定。
一对主焊接用电极11既构成为借助第一加压装置(省略图示)分别能够上下移动，又构成为分别与焊接对象50抵接而能够对焊接对象50施加压力。第一加压装置由气缸、液压缸或伺服马达等构成。设定一对主焊接用电极11对焊接对象50施加的压力值，以便能够适当地进行主焊接。
在焊接对象50的由一对主焊接用电极11夹住的部分且为被焊接部件51、52的交界部分，形成通过主焊接而将被焊接部件51、52接合在一起的接合部50a(即熔核部分)(参照图3～图5)。
脆弱部形成装置20在利用主焊接装置10进行主焊接的过程中、或者在利用主焊接装置10进行主焊接之前或之后，利用与主焊接用电极11不同的一对脆弱部形成用电极21形成与主焊接用电极11的通电路径不同的通电路径并通电，而在焊接对象50中的与所述主焊接的部位(即接合部50a)不同的部位形成脆弱部。
在本实施方式中，各脆弱部形成用电极21设置在各主焊接用电极11的外周侧整个周向上，且与各主焊接用电极11之间留有间距。也就是说，各脆弱部形成用电极21呈大致圆筒状，将各主焊接用电极11的整个一周围起来。各脆弱部形成用电极21布置在各主焊接用电极11的外周侧附近。一对脆弱部形成用电极21也是沿着上下方向彼此相对而设。在本实施方式中，各脆弱部形成用电极21与各主焊接用电极11同轴而设，但各脆弱部形成用电极21与各主焊接用电极11并非一定要同轴而设。需要说明的是，各脆弱部形成用电极21也可以不是沿周向相连的筒状，可以在各主焊接用电极11的外周侧周向一部分设置脆弱部形成用电极21。
为了在焊接对象50的表面形成作为所述脆弱部的呈环状的凹状部50b(即凹口)，各脆弱部形成用电极21的一端部即各脆弱部形成用电极21的与焊接对象50抵接的抵接部21a形成为尖头状。
一对脆弱部形成用电极21既构成为：借助与让一对主焊接用电极11对焊接对象50施加压力的第一加压装置不同的第二加压装置(省略图示)分别能够上下移动，又构成为：分别与焊接对象50抵接而能够对焊接对象50施加压力。与第一加压装置一样，第二加压装置也由气缸、液压缸、或伺服马达等构成。
在本实施方式中，一对脆弱部形成用电极21对焊接对象50施加的压力比一对主焊接用电极11对焊接对象50施加的压力大。这是为了在焊接对象50的表面形成凹状部50b之故。在不形成凹状部50b仅形成后述的热影响部50c的情况下，一对脆弱部形成用电极21对焊接对象50施加的压力可以与一对主焊接用电极11对焊接对象50施加的压力大致相等，或者比一对主焊接用电极11对焊接对象50施加的压力小。
在本实施方式中，脆弱部形成装置20除了形成凹状部50b之外，还利用一对脆弱部形成用电极21通电，而在焊接对象50的由一对脆弱部形成用电极21夹住的部分形成作为所述脆弱部的热影响部50c(参照图4和图5)。此时的电流值比主焊接时的电流值小。即使没有凹状部50b，焊接对象50中形成有热影响部50c的部分也会比其他部分更容易发生变形。需要说明的是，作为脆弱部也可以仅为凹状部50b及热影响部50c二者中之一。在仅形成凹状部50b的情况下，使电流值更小且使所施加的压力更大。
在本实施方式中，在接合部50a的外周侧附近绕整个周向形成有凹状部50b及热影响部50c。需要说明的是，凹状部50b及热影响部50c也可以与脆弱部形成用电极21的布置状况相对应，形成在接合部50a的外周侧周向一部分上。优选，该情况下的凹状部50b及热影响部50c至少形成在朝着接合部50a传递作用于焊接对象50的载荷的传递路径上。
为了利用结构如上所述的电阻焊接装置1进行被焊接部件51、52的焊接而将被焊接部件51、52彼此接合在一起，首先，如图2所示，利用所述第一加压装置及所述第二加压装置让一对主焊接用电极11及一对脆弱部形成用电极21与焊接对象50抵接而对焊接对象50施加压力。在该阶段，如果不在一对脆弱部形成用电极21之间通电，则不能形成凹状部50b。
此处，假设是在主焊接之后形成脆弱部(即凹状部50b及热影响部50c)。因此，在主焊接之后，可以利用所述第二加压装置让一对脆弱部形成用电极21与焊接对象50抵接而对焊接对象50施加压力。需要说明的是，既可以在进行主焊接的同时形成脆弱部，还可以在进行主焊接之前形成脆弱部。
接着，在让一对主焊接用电极11与焊接对象50抵接而对焊接对象50施加压力的状态下在一对主焊接用电极11之间通电，由此而将被焊接部件51、52彼此主焊接在一起。此时的通电路径如图2中的箭头31所示。借助该通电，被焊接部件51、52在形成于焊接对象50的由一对主焊接用电极11夹住的部分且为被焊接部件51、52的交界部分的接合部50a(参照图3)彼此接合在一起。
在主焊接之后，如图3所示，在让一对脆弱部形成用电极21与焊接对象50抵接而对焊接对象50施加压力的状态下在一对脆弱部形成用电极21之间通电，由此而形成作为脆弱部的凹状部50b及热影响部50c(参照图4及图5)。此时的通电路径如图3中的箭头32所示。箭头32所示的通电路径与箭头31所示的通电路径不同。在箭头32所示的通电路径上的部分能够形成热影响部50c。而且，因为已形成有该热影响部50c的部分由一对脆弱部形成用电极21施加压力，所以利用各脆弱部形成用电极21的抵接部21a能够在焊接对象50的表面(即已形成有热影响部50c的部分的表面)形成凹状部50b。
在完成了脆弱部的形成以后，如图5所示，让一对主焊接用电极11及一对脆弱部形成用电极21与被焊接部件51、52分离，这样即完成了被焊接部件51、52的接合。
因此，在本实施方式中，在形成脆弱部时，利用与主焊接用电极11不同的脆弱部形成用电极21在焊接对象50中与所述主焊接的部位不同的部位(在本实施方式中，为接合部50a的外周侧附近的整个周向)形成脆弱部，因此而能够稳定且容易地形成脆弱部。
在使按以上所述彼此接合在一起的被焊接部件51、52分离的载荷作用于被焊接部件51、52时，假设脆弱部不存在，应力便容易集中于接合部50a。特别是在两个被焊接部件51、52中的至少一个被焊接部件是高强度钢那样的高强度高刚性部件的情况下，由于该部件难以变形，因此在没有脆弱部的情况下应力会更加集中于接合部50a。
但是，在本实施方式中，当使被焊接部件51、52分离的载荷作用于被焊接部件51、52时，通过脆弱部发生变形，便能够抑制应力集中于接合部50a；如上所述，能够稳定且容易地形成脆弱部，因此能够稳定且容易地抑制在接合部50a断裂；通过抑制在接合部50a断裂，能够提高被焊接部件51、52之间的接合强度。
此处，图6表示焊接后的焊接对象50(即相互重叠在一起且通过焊接而接合在一起的被焊接部件51、52)的具体例。该焊接对象50是汽车中沿前后方向延伸的框架部件，在汽车发生碰撞时，碰撞载荷f会从其长度方向的一个方向作用在该框架部件上。
被焊接部件51的剖面呈在左右两侧具有凸缘部51a的帽子形状，被焊接部件52的剖面也呈在左右两侧具有凸缘部52a的帽子形状。被焊接部件51、52在各自的左右都是凸缘部51a、52a相互重叠在一起，且在多个部位进行了主焊接(参照虚线所示的接合部50a)。在各接合部50a的外周部的前后两侧部分形成有脆弱部(本例中也是凹状部50b及热影响部50c)。
在本例中，如图7所示，主焊接装置10具有彼此相对以便夹住凸缘部51a、52a的一对主焊接用电极15(图7中仅表示一侧的主焊接用电极15)。各主焊接用电极15呈与主焊接用电极11一样的大致圆柱状，与主焊接用电极11一样，利用主焊接用电极15通电而在凸缘部51a、52a上形成接合部50a。一对主焊接用电极15一边沿着框架部件的长度方向移动，一边在需要焊接的各个部位依次形成接合部50a。
如图7所示，脆弱部形成装置20具有彼此相对以便夹住凸缘部51a、52a的一对脆弱部形成用电极25(图7中仅示出一侧的脆弱部形成用电极25)。各脆弱部形成用电极25由两个圆弧状电极25a构成，该两个圆弧状电极25a设置在各主焊接用电极15的外周侧径向上相对的两个部位处且沿着周向彼此分开。与脆弱部形成用电极21一样，各圆弧状电极25a的一端部呈尖头状。因此，利用脆弱部形成用电极25(即圆弧状电极25a)通电，能够在凸缘部51a、52a中各接合部50a的前后两侧部分形成脆弱部(即凹状部50b和热影响部50c)。一对脆弱部形成用电极25一边与一对主焊接用电极15一起沿着框架部件的长度方向移动，一边在凸缘部51a、52a中各接合部50a的前后两侧部分形成脆弱部。需要说明的是，在本例中，作为脆弱部，也可以仅为凹状部50b及热影响部50c二者中之一。
当碰撞载荷f从该框架部件的长度方向的一个方向作用于该框架部件时，使左右两侧的凸缘部51a、52a分离的载荷会作用于左右两侧的凸缘部51a、52a中的各接合部50a。若假设此时在各接合部50a的前后两侧部分未形成脆弱部，则会存在以下可能性：应力集中于各接合部50a，最初在某一个接合部50a发生断裂，之后在其他接合部50a连续地发生断裂。
但是，在本例中，在各接合部50a的前后两侧部分(即碰撞载荷f的传递路径上的部分)形成有脆弱部(即凹状部50b及热影响部50c)，因此利用脆弱部的变形能够抑制应力集中于接合部50a。因此，能够抑制接合部50a处的断裂，从而能够提高框架部件吸收冲击的冲击吸收能力。
此处公开的技术并不限于上述实施方式。
例如，在上述实施方式中，使形成脆弱部的电极(即脆弱部形成用电极21)与主焊接电极(即主焊接用电极11)不同，但形成脆弱部的电极也可以是进行主焊接的电极。例如，进行主焊接的电极由与主焊接用电极11或主焊接用电极15一样的内侧电极、和与脆弱部形成用电极21或脆弱部形成用电极25一样的外侧电极构成，形成脆弱部的电极由该外侧电极构成。在该情况下进行主焊接时，在位于焊接对象50的一侧的内侧电极与位于焊接对象50的另一侧的外侧电极之间通电，或者在位于焊接对象50的所述一侧的外侧电极与位于焊接对象50的所述另一侧的内侧电极之间通电。
上述实施方式仅为示例而已，不得对本发明的范围做限定性解释。本发明的保护范围由权利要求的保护范围决定，属于权利要求等同范围的变形、变更全部包括在本发明的范围内。
1.一种电阻焊接方法，其特征在于：包括主焊接工序和脆弱部形成工序，
在所述主焊接工序中，利用电极通电将相互重叠在一起的多个被焊接部件彼此主焊接在一起；
在所述主焊接工序中、或者在所述主焊接工序之前或之后，在所述脆弱部形成工序中，利用进行所述主焊接的电极或与该电极不同的电极在所述被焊接部件中与所述主焊接的部位不同的部位形成脆弱部。
2.根据权利要求1所述的电阻焊接方法，其特征在于：
所述脆弱部形成工序是形成作为所述脆弱部的热影响部的工序。
3.根据权利要求1所述的电阻焊接方法，其特征在于：
所述脆弱部形成工序是在所述被焊接部件的表面形成作为所述脆弱部的凹状部的工序。
4.根据权利要求1到3中任一项权利要求所述的电阻焊接方法，其特征在于：
所述主焊接工序是将作为所述多个被焊接部件的铁类部件及铝类部件彼此主焊接在一起的工序。
5.根据权利要求1到3中任一项权利要求所述的电阻焊接方法，其特征在于：
形成所述脆弱部的电极设置在进行所述主焊接的电极的外周侧周向至少一部分上，且与进行该主焊接的电极之间留有间距。
6.根据权利要求4所述的电阻焊接方法，其特征在于：
形成所述脆弱部的电极设置在进行所述主焊接的电极的外周侧周向至少一部分上，且与进行该主焊接的电极之间留有间距。
7.一种电阻焊接装置，其特征在于：包括主焊接装置和脆弱部形成装置，
所述主焊接装置利用电极通电将相互重叠在一起的多个被焊接部件彼此主焊接在一起；
所述脆弱部形成装置在利用所述主焊接装置进行主焊接的过程中、或者在利用所述主焊接装置进行主焊接工序之前或之后，利用进行所述主焊接的电极或与该电极不同的电极在所述被焊接部件中与所述主焊接的部位不同的部位形成脆弱部。
8.根据权利要求7所述的电阻焊接装置，其特征在于：
所述脆弱部形成装置构成为：形成作为所述脆弱部的热影响部。
9.根据权利要求7所述的电阻焊接装置，其特征在于：
所述脆弱部形成装置构成为：在所述被焊接部件的表面形成作为所述脆弱部的凹状部。
10.根据权利要求7到9中任一项权利要求所述的电阻焊接装置，其特征在于：
所述主焊接装置构成为：将作为所述多个被焊接部件的铁类部件及铝类部件彼此主焊接在一起。
11.根据权利要求7到9中任一项权利要求所述的电阻焊接装置，其特征在于：
形成所述脆弱部的电极设置在进行所述主焊接的电极的外周侧周向至少一部分上。
12.根据权利要求10所述的电阻焊接装置，其特征在于：
形成所述脆弱部的电极设置在进行所述主焊接的电极的外周侧周向至少一部分上。
技术总结