接缝焊接方法以及接缝焊接装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及对层叠体进行接缝焊接的接缝焊接方法以及接缝焊接装置，其中，该层叠体通过将多个工件层叠、且将所述工件中的厚度最小的最薄工件配置于最外侧而形成。
【背景技术】
[0002]接缝焊接作为将金属板彼此接合的方法而广为人知(例如，参照日本特开2007-167896号公报)。在接缝焊接中，利用一对辊式电极对层叠后的金属板(层叠体)进行夹持，然后在该辊式电极之间通电。更具体地，在层叠体中形成沿着层叠方向的电流路径。从正电极流出的电流按顺序依次通过该正电极所接触的金属板、金属板之间的接触部、负电极所接触的金属板而到达负电极。
[0003]在该通电过程中，在所述金属板之间的接触部产生电阻发热(焦耳热)。由此，在该部位发生熔融。
[0004]然后，因使层叠体相对于所述一对辊式电极相对地移动而使得电流路径移动，结果使得层叠体中的产生电阻发热的部位移动。即，电流从移动前已熔融的部位远离，因此，该部位的电阻发热结束。其结果，该部位的温度降低，由此使得该部位凝固而变为固态。该凝固部位主要被称为熔核。
[0005]另一方面，在与新形成的电流路径对应的部位，通过与上述相同的方式，金属板之间的接触部熔融。此后，通过连续地重复上述现象，将金属板彼此连续地接合。
【发明内容】
[0006]然而，有时通过将厚度不同的多个金属板层叠而构成为层叠体。而且，在将厚度最小的工件(最薄工件)配置于层叠体的最外侧而进行接缝焊接的情况下，该最薄工件和与该最薄工件相邻的其它工件之间的熔核有时并未充分生长。其理由推定如下，由于最薄工件的厚度最小，因此电阻率最小，从而并未产生充分的电阻发热。虽然为了使最薄工件附近的熔核大幅生长还想到了增大电流值的方案，但在该情况下会导致如下不良情况:容易引发工件熔融并飞散的所谓的飞溅(焊接碎肩)。
[0007]本发明是考虑到上述问题而完成的，其目的在于提供接缝焊接方法以及接缝焊接装置，能够在层叠体中的配置于最外侧的最薄工件和与该最薄工件相邻的工件之间形成足够大小的熔核，并且能够排解产生焊接碎肩的担忧。
[0008][I]本发明所涉及的接缝焊接方法是利用一对辊式电极对层叠体进行夹持而进行接缝焊接的接缝焊接方法，该层叠体通过将多个工件层叠、且将上述工件中的厚度最小的最薄工件配置于最外侧而形成，上述接缝焊接方法的特征在于，在使与上述最薄工件接触的上述一个辊式电极与上述另一个辊式电极相比沿焊接进行方向先行的状态下，一边使上述一对辊式电极相对于上述层叠体相对地移动、一边对该一对辊式电极之间进行通电。
[0009]根据本发明所涉及的接缝焊接方法，由于使与最薄工件接触的一侧的辊式电极与另一侧的辊式电极相比沿焊接进行方向先行，因此，在层叠体形成在从一侧的辊式电极朝向另一侧的辊式电极的焊接进行方向的反方向上倾斜的电流路径。于是，在某时刻TI，在上述电流路径上，在最薄工件和与该最薄工件相邻的工件的接触部位(第I部位)产生电阻发热。而且，在一对辊式电极相对于层叠体进行相对移动的时刻T2，在焊接进行方向上与上述第I部位相邻的第2部位发热，并且在上述另一侧的辊式电极侧与该第I部位相邻的第3部位发热。此时，由于已经发热的第I部位因第2部位和第3部位而被进一步加热，因此在上述第I部位形成足够大小的熔核(匀称的熔核)。由此，能够实现接合强度优异的接合。
[0010]另外，在使一侧的辊式电极与另一侧的辊式电极相比沿焊接进行方向先行的情况下，与使一对辊式电极的焊接进行方向上的位置对齐的情况相比，各辊式电极相对于层叠体的接触面积变大，并且工件间的接触面积变大。由此，电流路径的电流密度变得较小，因此，即使在增大在一对辊式电极之间流动的电流值的情况下，也能够适当地抑制喷溅的产生。
[0011][2]在上述接缝焊接方法中，可以进行如下工序:计算工序，在该计算工序中，对上述层叠体的厚度相对于上述最薄工件的厚度的比例进行计算；以及设定工序，在该设定工序中，根据通过上述计算工序而计算出的上述比例，对从上述各辊式电极的旋转轴通过的线段相对于沿着上述层叠体的层叠方向的线段的、沿着焊接进行方向的倾斜角度进行设定。
[0012]根据这种方法，由于根据层叠体的厚度相对于最薄工件的厚度的比例而设定倾斜角度，因此能够有效地在上述层叠体形成足够大小的熔核。
[0013][3]在上述接缝焊接方法中，在上述设定工序中，可以将上述倾斜角度设定为5°以下。根据这种方法，由于倾斜角度设定为5°以下，因此能够抑制一对辊式电极过度分离。因而，能够更有效地在层叠体形成足够大小的熔核。
[0014][4]本发明所涉及的接缝焊接装置是利用一对辊式电极对层叠体进行夹持而进行接缝焊接的接缝焊接装置，该层叠体通过将多个工件层叠、且将上述工件中的厚度最小的最薄工件配置于最外侧而形成，上述接缝焊接装置的特征在于，将与上述最薄工件接触的上述一侧的辊式电极配置为与上述另一侧的辊式电极相比沿焊接进行方向先行。
[0015]根据本发明所涉及的接缝焊接装置，由于将与最薄工件接触的一侧的辊式电极配置为与另一侧的辊式电极相比沿焊接进行方向先行，因此能够实现与上述接缝焊接方法相同的效果。
[0016][5]在上述接缝焊接装置中，还可以具备:比例计算单元，其对上述层叠体的厚度相对于上述最薄工件的厚度的比例进行计算；以及倾斜角度设定单元，其根据由上述比例计算单元计算出的比例，对从上述各辊式电极的旋转轴通过的线段相对于沿着上述层叠体的层叠方向的线段的、沿着焊接进行方向的倾斜角度进行设定。
[0017]根据这种装置，由于基于由比例计算单元计算出的比例而设定倾斜角度，因此能够有效地在层叠体形成足够大小的熔核。
[0018][6]在上述接缝焊接装置中，上述倾斜角度设定单元可以将上述倾斜角度设定为5°以下。根据这种装置，由于倾斜角度设定为5°以下，因此能够抑制一对辊式电极过度分离。因而，能够更有效地在层叠体形成足够大小的熔核。
[0019]如以上说明，根据本发明，由于将与最薄工件接触的一侧的辊式电极配置为与另一侧的辊式电极相比沿焊接进行方向先行，因此能够在层叠体中的配置于最外侧的最薄工件和与该最薄工件相邻的工件之间形成足够大小的熔核。并且，由于能够增大各辊式电极相对于层叠体的接触面积、以及工件间的接触面积，因此能够消除产生喷溅的担忧。
【附图说明】
[0020]图1是本发明的一个实施方式的接缝焊接装置的概要整体侧视图。
[0021]图2是图1所示的接缝焊接机的立体图。
[0022]图3是所述接缝焊接机的示意性的局部主视图。
[0023]图4是用于对本发明的一个实施方式的接缝焊接方法进行说明的流程图。
[0024]图5是用于对层叠体中的、由第I辊式电极和第2辊式电极夹持的部位弯曲的状态进行说明的说明图。
[0025]图6是用于说明第I辊式电极相对于第I工件的接触面积、和第2辊式电极相对于第3工件的接触面积的示意说明图。
[0026]图7A是表示时刻Tl下的层叠体的发热部位的说明图。
[0027]图7B是表示比时刻Tl滞后的时刻T2的层叠体的发热部位的说明图。
[0028]图7C是表示比时刻T2滞后的时刻T3的层叠体的发热部位的说明图。
[0029]图8是本发明的一个实施例的接缝焊接装置的示意图。
[0030]图9是沿着图8中的IX-1X线的剖视图。
[0031]图10是表示图8的实施例的实验结果的图表。
[0032]图11是用于对本发明的变形例的接缝焊接方法进行说明的说明图。
【具体实施方式】
[0033]针对本发明所涉及的接缝焊接方法以及用于实施该接缝焊接方法的接缝焊接装置，以下将参照附图对本发明的优选实施方式进行详细说明。
[0034]如图1及图2所示，本发明的一个实施方式所涉及的接缝焊接装置10用于对作为焊接对象物的层叠体100进行接缝焊接，该接缝焊接装置10具备:多关节机器人12;接缝焊接机16，其支承于所述多关节机器人12的前端臂14;输入部17;以及控制单元18。
[0035]首先，对所述层叠体100的结构进行说明。本实施方式所涉及的层叠体100例如用于汽车的车门开口部，并通过将3个工件(金属板)Wl、W2、W3层叠而形成。
[0036]工件Wl由高张力钢例如JAC590、JAC780、或者JAC980 (均为日本钢铁联盟标准中规定的高性能高张力钢板、所谓的高强度钢板材)构成，该工件Wl构成层叠体100的一侧的最外层(最外侧表面)O工件W2例如由与所述工件Wl的材料相同的材料(高强度钢板材)构成，该工件W2构成层叠体100的中间层。工件W3例如由JAC270 (日本钢铁联盟标准中规定的高性能拉深加工用钢板、即所谓的软钢板材)构成，该工件W3构成层叠体100的另一侧的最外层(最外侧表面)。
[0037]因此，与高强度钢板材的工件Wl及工件W2相比，软钢板材的工件W3的电阻率低、且导热率高，因此本实施方式的层叠体100具有比较难以发热的特性。
[0038]从图3可知，工件Wl的厚度和工件W2的厚度设定为Dl (例如约Imm?约2mm)，工件W3的厚度设定为比Dl小的D2(例如约0.5mm?约0.7mm)的尺寸。即，工件W3成为层叠体100的最薄工件。此外，工件Wl的厚度与工件W2的厚度可以不相同而是相异。
[0039]多关