專利名稱：點(diǎn)焊方法和點(diǎn)焊設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于點(diǎn)焊三個(gè)或更多個(gè)工件的堆疊組件的點(diǎn)焊方法和點(diǎn)焊設(shè)備。
背景技術(shù)：
對于制造機(jī)動車車體，例如，有時(shí)通常點(diǎn)焊由高抗拉強(qiáng)度鋼制成的厚的高阻抗 (resistance)工件與由軟鋼制成的薄的低阻抗工件的堆疊組件。日本專利公開文獻(xiàn)第2006-055898號公開了一種用于點(diǎn)焊這種堆疊組件的點(diǎn)焊方法。根據(jù)公開的點(diǎn)焊方法，當(dāng)電流在通電過程中流動通過堆疊組件時(shí)，通過第一焊頭和第二焊頭施加到堆疊組件的壓緊力在通電過程的初始階段中減少，然后在通電過程的后期階段中增加，而在第一焊頭與第二焊頭之間流動的電流在初始階段中增加并在后期階段中減少。換句話說，在初始階段中，所述壓緊力被設(shè)定為低水平且所述電流被設(shè)定為高值，而在后期階段中，所述壓緊力被設(shè)定為高水平且所述電流被設(shè)定為低值。定位在堆疊組件的最下部區(qū)域和中心區(qū)域中的高阻抗工件具有大的電阻。因此， 高阻抗工件的接觸面附近的接觸阻抗也較大。因此，在所述接觸面附近產(chǎn)生大量焦耳熱。另一方面，由于低阻抗工件的阻抗較小，因此堆疊組件的在中心區(qū)域中的高阻抗工件與在最高區(qū)域中的低阻抗工件的接觸面附近的接觸阻抗小于高阻抗工件的接觸面附近的接觸阻抗。當(dāng)點(diǎn)焊堆疊組件時(shí)，在高阻抗工件的接觸面附近形成熔化區(qū)域。在一些情況下，在熔化區(qū)域在低阻抗工件與高阻抗工件的接觸面附近形成之前，高阻抗工件之間的熔化區(qū)域可以增長得更大。根據(jù)日本專利公開文獻(xiàn)第2006-055898號中公開的點(diǎn)焊方法，施加到堆疊組件的壓緊力在通電過程的初始階段中減小。因此，工件之間可能產(chǎn)生微小間隙。如果在工件之間產(chǎn)生這種微小間隙且所述通電過程此后繼續(xù)進(jìn)行，以便在低阻抗工件與高阻抗工件的接觸面附近形成熔化區(qū)域，則所述熔化區(qū)域可能從高阻抗工件之間的間隙撒開，即，可能出現(xiàn)濺射。然而，如果通電過程停止，則在低阻抗工件與高阻抗工件的接觸面之間無法形成足夠大的熔化區(qū)域，并因此無法形成以固相生成的熔核。因此，在低阻抗工件與高阻抗工件之間難以獲得期望的粘合強(qiáng)度。如果壓緊力在所述通電過程的初始階段中增加以便避免上述困難，則由于低阻抗工件與高阻抗工件的接觸面積變得更大，因此造成接觸面附近的接觸阻抗減小。接著，產(chǎn)生的焦耳熱的數(shù)量減少，從而使得熔化區(qū)域難以增長得足夠大并因此使熔核難以生長得足夠大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的總體目的是提供一種能夠使熔核在三個(gè)或更多個(gè)工件的堆疊組件的接觸工件表面附近增長得足夠大的點(diǎn)焊方法。
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本發(fā)明的一個(gè)主要目的是提供一種在點(diǎn)焊工件時(shí)能夠消除在工件中出現(xiàn)濺射的可能性的點(diǎn)焊方法。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種用于執(zhí)行上述點(diǎn)焊方法的點(diǎn)焊設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種用于點(diǎn)焊由至少三個(gè)工件形成的堆疊組件的點(diǎn)焊方法，該方法包括以下步驟將堆疊組件夾持在第一焊頭與第二焊頭之間，并且將工件中的在堆疊組件中表現(xiàn)出最大接觸阻抗的兩個(gè)工件中的內(nèi)部工件電連接到接地電極在或電極，所述內(nèi)部工件定位在堆疊組件的內(nèi)部，所述電極具有與鄰近工件中的兩個(gè)工件中的外部工件定位的第二焊頭相同的極性，所述外部工件與內(nèi)部工件相鄰定位并從堆疊組件面向外部；使來自第一焊頭的電流朝向第二焊頭通過，從而產(chǎn)生從第一焊頭通過內(nèi)部工件朝向接地電極或朝向所述電極流動的電流，并且通過第一焊頭和第二焊頭在第一壓緊力下推壓堆疊組件，從而將內(nèi)部工件連結(jié)到工件中的另一個(gè)工件；和在大于第一壓緊力的第二壓緊力下推壓堆疊組件，從而將內(nèi)部工件連結(jié)到外部工件。根據(jù)本發(fā)明，堆疊組件被夾持在第一焊頭與第二焊頭之間，接地電極或者具有與第二焊頭相同極性的電極電連接到在工件的接觸面附近表現(xiàn)出最大接觸阻抗的兩個(gè)高阻抗工件(內(nèi)部工件和外部工件)中的定位在堆疊組件的內(nèi)部的高阻抗工件(內(nèi)部工件)。 接著，開始通電過程以使電流從第一焊頭朝向第二焊頭通過。在所述通電過程的初始階段中，堆疊組件在相對小的第一壓緊力下被夾持。因此， 堆疊組件的低阻抗工件與另一個(gè)工件之間的接觸面積小，從而使所述工件的接觸面附近的接觸阻抗增加。結(jié)果，在接觸面附近產(chǎn)生大量焦耳熱，從而在接觸面附近產(chǎn)生充分增長的焊接區(qū)域，并由此產(chǎn)生充分增長的熔核。表現(xiàn)出最大接觸阻抗的高阻抗工件之間的接觸面積也小，從而使所述高阻抗工件的接觸面附近的接觸阻抗增加。因此，電流在接觸面附近難以流動。因此，大部分電流不會朝向第二焊頭流動，而是優(yōu)先朝向接地電極或者朝向具有與第二焊頭相同極性的電極流動。因此，熔化區(qū)域在表現(xiàn)出最大接觸阻抗的高阻抗工件的接觸面附近不會顯著增長。即使在高阻抗工件之間具有間隙，在所述高阻抗工件的接觸面之間也不容易形成濺射， 同時(shí)熔化區(qū)域在低阻抗工件與另一個(gè)工件之間增長。此后，施加到堆疊組件的壓緊力增加。因此，高阻抗工件之間的接觸面積增加，從而減小所述高阻抗工件之間的接觸阻抗。電流在高阻抗工件的接觸面附近變得更容易流動。大部分電流接著朝向第二焊頭流動。因此，在所述接觸面附近產(chǎn)生大量焦耳熱，從而產(chǎn)生充分增長的焊接區(qū)域并因此產(chǎn)生充分增長的熔核。由于低阻抗工件與另一個(gè)工件之間的接觸阻抗在此期間較小，因此可防止在所述低阻抗工件與所述另一個(gè)工件的接觸面附近產(chǎn)生過多的焦耳熱。此外，由于電流已經(jīng)通過低阻抗工件與另一個(gè)工件的接觸面，因此這些接觸面具有增加的親合力水平。因此，在低阻抗工件與內(nèi)部工件的接觸面之間難以形成濺射。根據(jù)本發(fā)明，如上所述，可以在相鄰工件的接觸面附近形成足夠大的熔核，同時(shí)在所述接觸面之間防止濺射。因此，可以產(chǎn)生具有極好粘結(jié)強(qiáng)度的連結(jié)組件。
例如，電極通過電連接到第二焊頭可以具有與第二焊頭相同的極性。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種用于點(diǎn)焊由至少三個(gè)工件形成的堆疊組件的點(diǎn)焊設(shè)備，該電焊設(shè)備包括第一焊頭和第二焊頭，所述第一焊頭和所述第二焊頭用于將堆疊組件夾持在該第一焊頭與該第二焊頭之間；和電極，所述電極電連接到工件中的在堆疊組件中表現(xiàn)出最大接觸阻抗的兩個(gè)工件中的內(nèi)部工件，所述內(nèi)部工件定位在堆疊組件的內(nèi)部；所述電極包括接地電極或者具有與鄰近工件中的兩個(gè)工件中的外部工件定位的第二焊頭相同的極性的電極，所述外部工件與內(nèi)部工件相鄰定位并從堆疊組件面向外部。由此布置的點(diǎn)焊設(shè)備能夠執(zhí)行上述點(diǎn)焊方法。因此，在相鄰工件的接觸面附近形成足夠大的熔核，因此可以獲得具有極好粘接強(qiáng)度的連結(jié)組件。例如，電極通過電連接到第二焊頭可以具有與第二焊頭相同的極性。如果所述電極為接地電極，則點(diǎn)焊設(shè)備可以還包括用于夾持堆疊組件的夾緊機(jī)構(gòu)。夾緊機(jī)構(gòu)和接地電極將堆疊組件夾持在該夾緊機(jī)構(gòu)與該接地電極之間，用于將堆疊組件保持在穩(wěn)定姿勢下，以允許容易地點(diǎn)焊堆疊組件。


本發(fā)明的上述及其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將從以下結(jié)合附圖進(jìn)行的說明變得更加清楚，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例通過示例性實(shí)例顯示在所述附圖中。圖1為根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的點(diǎn)焊設(shè)備的放大立體圖；圖2為夾持在圖1所示的第一焊頭與第二焊頭之間的堆疊組件的示意性垂直剖視圖，其中堆疊組件包括連接到輔助電極的中央工件(金屬板)；圖3是在開始通電過程以使電流通過圖2所示的堆疊組件同時(shí)以第一壓緊力夾持堆疊組件時(shí)的堆疊組件的示意性垂直剖視圖；圖4是在開始通電過程以使電流通過圖3所示的堆疊組件同時(shí)以大于第一壓緊力的第二壓緊力夾持組件時(shí)的堆疊組件的示意性垂直剖視圖；圖5是在中央工件(金屬板)電連接到接地電極而不是電連接到輔助電極的情況下堆疊組件的示意性垂直剖視圖；和圖6是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的點(diǎn)焊設(shè)備的放大立體圖。
具體實(shí)施例方式以下將參照附圖詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的點(diǎn)焊方法，所述點(diǎn)焊方法涉及執(zhí)行該點(diǎn)焊方法的點(diǎn)焊設(shè)備。圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的點(diǎn)焊設(shè)備的放大立體圖。如圖1中所示，根據(jù)第一實(shí)施例的點(diǎn)焊設(shè)備包括未示出的焊槍，所述焊槍具有第一焊頭10、第二焊頭12和輔助電極14。焊槍安裝在諸如6軸機(jī)器人或類似設(shè)備的多關(guān)節(jié)型機(jī)器人的臂部的末端上。焊槍和多關(guān)節(jié)型機(jī)器人的臂部是本領(lǐng)域公知的，以下將不會詳細(xì)說明。每一個(gè)都為長桿形式的第一焊頭10和第二焊頭12將要點(diǎn)焊的堆疊組件16a夾持在該第一焊頭與該第二焊頭之間，并且在通電過程中使電流通過堆疊組件16a。第一焊頭10和第二焊頭12分別電連接到未示出的電源的正端子和負(fù)端子。第一焊頭10用作正極 (+)，第二焊頭12用作負(fù)極(_)，使得電流在點(diǎn)焊的通電過程中通過堆疊組件16a從第一焊頭10流動到第二焊頭12。基本上為L形的輔助電極14機(jī)械連接到第二焊頭12，并因此電連接到第二焊頭 12。因此，輔助電極14與第二焊頭12—樣用作負(fù)極(_)，因此在極性上與用作正極(+)的第一焊頭10相反。如果焊槍為X型焊槍，則第一焊頭10安裝在可朝向彼此和遠(yuǎn)離彼此移動的一對可打開和可關(guān)閉的卡盤中的一個(gè)上，而第二焊頭12和輔助電極14安裝在另一個(gè)卡盤上。當(dāng)卡盤打開(遠(yuǎn)離彼此移動)或關(guān)閉(朝向彼此移動)時(shí)，第一焊頭10、第二焊頭12和輔助電極14遠(yuǎn)離彼此或朝向彼此移動。如果焊槍為C型焊槍，則第二焊頭12和輔助電極14安裝在固定臂的末端上，第一焊頭10例如安裝在滾珠絲杠上，所述滾珠絲杠在繞著其自身的軸線旋轉(zhuǎn)時(shí)可朝向固定臂和遠(yuǎn)離固定臂移動。當(dāng)滾珠絲杠在一個(gè)方向或另一個(gè)方向上繞著其自身的軸線旋轉(zhuǎn)時(shí)，第一焊頭10朝向第二焊頭12和輔助電極14或者遠(yuǎn)離第二焊頭12和輔助電極14移動。電源和所述一對卡盤或滾珠絲杠電連接到未示出的用作控制裝置的焊槍控制器。 焊槍控制器由此控制電源的通電和斷開以及卡盤的打開/關(guān)閉運(yùn)動或滾珠絲杠的垂直運(yùn)動。要點(diǎn)焊的堆疊組件16a包括堆疊在一起的三個(gè)金屬板18、20、22，所述三個(gè)金屬板以所述指定順序向上布置。在三個(gè)金屬板18、20、22中，金屬板18、20中的每一個(gè)都具有在從大約Imm到大約2mm范圍內(nèi)的厚度Dl，并且金屬板22具有在從大約0. 5mm到大約0. 7mm 范圍內(nèi)的厚度D2，厚度D2小于厚度Dl。換句話說，金屬板18、20厚度相等，而金屬板22比金屬板18、20薄。另外，金屬板22的厚度在組成堆疊組件16a的三個(gè)金屬板18、20、22中最小。金屬板18、20為由JAC590、JAC780或JAC980 (根據(jù)日本鋼鐵聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)定義的高性能高抗拉強(qiáng)度鋼板)制成的高阻抗工件。金屬板22為由例如諸如JAC270(為根據(jù)日本鋼鐵聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)定義的用于壓制成形的高性能鋼板)的軟鋼板制成的低阻抗工件。金屬板18、 20可以由相同金屬或不同金屬制成。堆疊組件16a被構(gòu)造成使得高阻抗工件(金屬板18)、高阻抗工件(金屬板20)和低阻抗工件(金屬板2 沿著從第二焊頭12到第一焊頭10的方向以指定順序連續(xù)堆疊。 相鄰工件的接觸面附近的接觸阻抗在為高阻抗工件的金屬板18、20之間較大，而在為高阻抗工件的金屬板20和低阻抗工件的金屬板22之間較小。因此，通過金屬板18、20提供表現(xiàn)出最大接觸阻抗的兩個(gè)工件的組合。在該組合中，金屬板20定位在堆疊組件16a的內(nèi)部，即，用作內(nèi)部工件，而相鄰于金屬板20定位的金屬板18用作從堆疊組件16a面向外部的外部工件。金屬板18具有通過切除該金屬板的一部分而在該金屬板中限定的插入窗口 24。 金屬板20具有通過插入窗口 M被暴露的下端面。連接到第二焊頭12的輔助電極14插入插入窗口 M中，并保持鄰接金屬板20的下端面。因此，輔助電極14和金屬板20彼此電連接。第二焊頭12保持與用作外部工件的金屬板18鄰接。保持與金屬板18 (外部工件)接觸的第二焊頭12和電連接到用作內(nèi)部工件的金屬板20的輔助電極14具有相同的極性。根據(jù)第一實(shí)施例的點(diǎn)焊設(shè)備基本上如上所述構(gòu)造。以下將說明關(guān)于執(zhí)行的點(diǎn)焊方法的點(diǎn)焊設(shè)備的操作和優(yōu)點(diǎn)。對于電阻焊接(S卩，點(diǎn)焊)堆疊組件16a，或者另外對于使金屬板18、20彼此連結(jié)以及使金屬板20、22彼此連結(jié)，第一多關(guān)節(jié)型機(jī)器人在焊槍控制器的控制下使焊槍移動， 以便將堆疊組件16a定位在第一焊頭10與第二焊頭12之間。此后，卡盤關(guān)閉(朝向彼此移動)，或者滾珠絲杠繞著其自身的軸線旋轉(zhuǎn)，接著使第一焊頭10、第二焊頭12和輔助電極 14朝向彼此相對移動，從而將堆疊組件16a夾持在第一焊頭10、第二焊頭12和輔助電極14 之間。同時(shí)，輔助電極14的末端插入金屬板18中限定的插入窗口 M中并與金屬板20的下端面鄰接。如此夾持在第一焊頭I0與第二焊頭12之間的堆疊組件16a在圖2中示意性地顯示。金屬板20與輔助電極14之間的電連接以等效電路圖顯示。此時(shí)，假設(shè)第一焊頭10和第二焊頭12將各自的壓緊力fl、fl’施加到堆疊組件 16a。接著，堆疊組件16a受到第一壓緊力F1，所述第一壓緊力為壓緊力Π、Π’的總和。第一壓緊力Fl大到足以充分保持堆疊組件16a。在這種情況下，輔助電極14施加到金屬板 20的壓緊力可以小到使得輔助電極14僅僅保持與金屬板20接觸。因此，可忽略由輔助電極14施加的壓緊力。當(dāng)焊槍控制器識別出堆疊組件16a夾持在第一焊頭10與第二焊頭12之間時(shí)，如圖1和圖2中所示，焊槍控制器根據(jù)來自未示出的接觸傳感器的信號開始通電過程，以使第一焊頭10朝向第二焊頭12通過，如圖3所示。由于從第一焊頭10和第二焊頭12施加到堆疊組件16a的第一壓緊力Fl足夠小， 因此作用在金屬板20、22之間的接觸壓力也小。因此，金屬板20、22之間的接觸面積也小。 因此，金屬板20、22的接觸面附近的接觸阻抗大。然而，由于金屬板22為具有低電阻和小厚度的低阻抗工件，因此從第一焊頭10流出的電流i可以通過金屬板22到達(dá)金屬板20。電流i產(chǎn)生焦耳熱，從而加熱金屬板20、22的接觸部并使該接觸部熔化成為熔化區(qū)域26。此時(shí)，作用在金屬板18、20之間的接觸壓力也小。因此，金屬板18、20之間的接觸面積也小。因此，金屬板18、20的接觸面附近的接觸阻抗較大。因此，電流難以從金屬板20 通過金屬板18朝向第二焊頭12流動。因此，從第一焊頭10供應(yīng)的電流的大部分作為圖3 所示的電流i從金屬板20朝向輔助電極14流動，而不是朝向具有高電阻的金屬板18、20 的接觸面流動。在所述點(diǎn)焊過程的上述初始階段中，金屬板20、22的接觸面優(yōu)先被加熱，從而產(chǎn)生熔化區(qū)域沈。另一方面，因?yàn)殡娏饔捎诮饘侔?8、20的接觸面附近的大接觸阻抗而難以從金屬板20通過金屬板18朝向第二焊頭12流動，因此可防止熔化區(qū)域在金屬板18、20的接觸面附近增長。因此，即使金屬板18、20之間具有間隙，金屬板18、20的接觸面之間也不容易形成濺射。熔化區(qū)域沈在通電過程持續(xù)進(jìn)行的范圍內(nèi)隨時(shí)間增長得越來越大。另外，熔化區(qū)域26以及由此從熔化區(qū)域沈以固相生成的熔核通過使通電過程持續(xù)一定時(shí)間段而充分增長。熔化區(qū)域沈(熔核)相對于通電過程持續(xù)的所述時(shí)間段增長的程度可以預(yù)先通過在試件上執(zhí)行點(diǎn)焊測試來確認(rèn)。當(dāng)達(dá)到焊槍控制器中設(shè)定的預(yù)定時(shí)間時(shí)，焊槍控制器增加由第一焊頭10和第二焊頭12施加到堆疊組件16a的壓緊力。更具體地，如圖4中所示，焊槍控制器將分別由第一焊頭10和第二焊頭12施加的壓緊力從Π、Π’增加到f2、f2’，從而設(shè)定大于第一壓緊力Fl的第二壓緊力F2，其中第二壓緊力F2為f2、f2’的總和。隨著壓緊力的增加，作用在金屬板20、22之間的接觸壓力和作用在金屬板18、20 之間的接觸壓力增加。因此，金屬板20、22之間的接觸面積和金屬板18、20之間的接觸面積相應(yīng)地增加。因此，金屬板20、22的接觸面附近的接觸阻抗和金屬板18、20的接觸面附近的接觸阻抗減小。當(dāng)接觸阻抗減小時(shí)，已經(jīng)到達(dá)金屬板20的電流作為電流i朝向金屬板18流動，如圖4中所示。如此流動的電流i產(chǎn)生焦耳熱，從而加熱金屬板18、20的接觸部并使所述接觸部熔化成為熔化區(qū)域觀。此后，焊槍控制器繼續(xù)通電過程，直到熔化區(qū)域觀充分增長為止。熔化區(qū)域觀(熔核)相對于通電過程持續(xù)的時(shí)間段增長的程度可以預(yù)先通過在試件上執(zhí)行點(diǎn)焊測試來確認(rèn)。金屬板20、22的接觸面附近的接觸阻抗小于金屬板18、20的接觸面附近的接觸阻抗。 因此，熔化區(qū)域沈在用于使熔化區(qū)域觀增長的通電過程期間不會顯著增長。如上所述，施加到堆疊組件16a的壓緊力受到控制，以在作為高阻抗工件的金屬板20與作為低阻抗工件的金屬板22的接觸面附近產(chǎn)生足夠大的熔化區(qū)域26，隨后在作為高阻抗工件的金屬板18、20的接觸面附近產(chǎn)生足夠大的熔化區(qū)域觀。由于如上所述金屬板18、20的接觸面附近的接觸阻抗小，因此在金屬板18、20中產(chǎn)生的焦耳熱的數(shù)量小。此外，由于電流已經(jīng)通過金屬板18、20的接觸面，因此金屬板18、 20的接觸面已經(jīng)具有增加的親合力水平。因此，在金屬板18、20的接觸面之間難以形成濺射。因此，根據(jù)本實(shí)施例，在熔化區(qū)域沈在金屬板20、22之間增長時(shí)以及在熔化區(qū)域 28在金屬板18、20之間增長時(shí)可以避免濺射。當(dāng)焊槍控制器中設(shè)定的預(yù)設(shè)時(shí)間段，即，熔化區(qū)域觀充分增長所需的時(shí)間段已經(jīng)過去時(shí)，例如未示出的開/關(guān)開關(guān)被斷開以停止通電過程，然后第一焊頭10遠(yuǎn)離第二焊頭 12和輔助電極14相對移動。可選地，第一焊頭10可以與金屬板22分隔開，以便使第一焊頭10與第二焊頭12和輔助電極14電絕緣，從而使通電過程停止。當(dāng)通電過程(焊接過程)停止時(shí)，金屬板18、20的接觸面和金屬板20、22的接觸面停止受熱。隨著時(shí)間繼續(xù)，熔化區(qū)域26、觀被冷卻和凝固成熔核。金屬板18、20和金屬板20、22通過各自的熔核彼此連結(jié)。依此方式，堆疊組件16a的金屬板18、20和金屬板20、22相互連結(jié)，從而產(chǎn)生連結(jié)組件。在所述連結(jié)組件中，金屬板20、22的粘結(jié)強(qiáng)度與金屬板18、20的粘結(jié)強(qiáng)度一樣極好，這是因?yàn)槿缟纤鲎鳛榈妥杩构ぜ慕饘侔?2與作為高阻抗工件的金屬板20的接觸面附近存在充分增長的熔核。在第一實(shí)施例中，金屬板20電連接到與第二焊頭12具有相同極性的輔助電極14。然而，如圖5中所示，金屬板20可以連接到接地電極30。即使金屬板20連接到接地電極 30，當(dāng)如上所述控制由第一焊頭10和第二焊頭12施加到堆疊組件16a的壓緊力時(shí)，電流i 也能夠優(yōu)先流動通過圖3和圖4所示的路徑。以下將參照圖6說明根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的點(diǎn)焊設(shè)備。圖6所示的點(diǎn)焊設(shè)備的與圖1-5所示的點(diǎn)焊設(shè)備的部件相同的部件由相同的參考符號表示且以下將不會詳細(xì)說明。圖6是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的點(diǎn)焊設(shè)備的放大立體圖。如圖6中所示，根據(jù)第二實(shí)施例的點(diǎn)焊設(shè)備包括第一焊頭10、第二焊頭12和夾緊機(jī)構(gòu)40。點(diǎn)焊設(shè)備點(diǎn)焊堆疊組件16b。夾緊機(jī)構(gòu)40包括支撐底座42和夾緊指44a、44b。具有相對較小的垂直尺寸的第一柱形構(gòu)件46a-46d垂直安裝在支撐底座42上，并且基座48a_48d分別安裝在第一柱形構(gòu)件46a-46d的末端上。堆疊組件16b被放置并支撐在所有的基座48a_48d上。具有相對較大的垂直尺寸的第二柱形構(gòu)件50a、50b也垂直安裝在支撐底座42上。 長支撐板52安裝在第二柱形構(gòu)件50a的末端上，并且夾緊指4 和接地電極30通過擺動機(jī)構(gòu)5 可擺動地安裝在長支撐板52上。短支撐板56安裝在第二柱形構(gòu)件50b的末端上，并且夾緊指44b通過擺動機(jī)構(gòu)54b可擺動地安裝在短支撐板56上。當(dāng)擺動機(jī)構(gòu)Ma、 54b通過未示出的焊槍控制器被致動時(shí)，夾緊指44a、44b和接地電極30可以通過擺動機(jī)構(gòu) Ma、54b 擺動。堆疊組件16b包括作為由高抗拉強(qiáng)度鋼制成的高阻抗工件的金屬板18、20以及由軟鋼制成的機(jī)械加工工件58的平焊區(qū)域60。機(jī)械加工工件58包括具有大致C形橫截面的通道部分以及從通道部分的邊緣突出的平焊區(qū)域60。平焊區(qū)域60比金屬板18、20薄，并且機(jī)械加工工件58由具有較小電阻的軟鋼制成。因此，機(jī)械加工工件58以及由此平焊區(qū)域60具有比金屬板18、20小的電阻。另外，機(jī)械加工工件58用作低阻抗工件。因此，堆疊組件16b也被構(gòu)造成使得高阻抗工件(金屬板 18)、高阻抗工件(金屬板20)和低阻抗工件(平焊區(qū)域60)沿著從第二焊頭12到第一焊頭10的方向以所述指定順序連續(xù)堆疊。平焊區(qū)域60具有通過切掉其一部分而在該平焊區(qū)域中限定的插入窗口 24。金屬板20具有通過插入窗口 M被暴露的上端面。接地電極30插入插入窗口 M中并保持與金屬板20的上端面鄰接。根據(jù)第二實(shí)施例的點(diǎn)焊設(shè)備如下進(jìn)行操作首先，堆疊組件16b被放置在基座 48a-48d上。此時(shí)，堆疊組件16b的位置被調(diào)節(jié)以保持插入窗口 M與接地電極30對準(zhǔn)。接著，擺動機(jī)構(gòu)Ma、54b在焊槍控制器的控制下被致動以使夾緊指44a、44b擺動， 然后夾緊指44a、44b協(xié)同基座48b、48d —起將金屬板18、20和平焊區(qū)域60，即堆疊組件 16b，夾持在所述夾緊指與所述基座之間。同時(shí)，接地電極30被插入插入窗口對中并與金屬板20的上端面鄰接。然后，第一焊頭10和第二焊頭12將堆疊組件16b夾持在所述第一焊頭與所述第二焊頭之間，并且用與根據(jù)第一實(shí)施例的壓緊力相同的壓緊力Fl推壓堆疊組件16b。此后， 焊槍控制器電流從第一焊頭10朝向第二焊頭12施加。隨后，由于第一實(shí)施例中上述的原因，施加的電流優(yōu)先作為圖3所示的電流i沿著從第一焊頭10到接地電極30的方向流動。
在焊槍控制器中設(shè)定的預(yù)設(shè)時(shí)間段已經(jīng)過去且平焊區(qū)域60與金屬板20之間的熔化區(qū)域充分增長之后，焊槍控制器將由第一焊頭10和第二焊頭12施加到堆疊組件16b的壓緊力從Fl增加到F2。施加的電流接著優(yōu)先作為圖4所示的電流i沿著從第一焊頭10到第二焊頭12的方向流動。因此，根據(jù)第二實(shí)施例，在作為高阻抗工件的金屬板20與作為低阻抗工件的平焊區(qū)域60的接觸面附近可以形成足夠大的熔核，并且在作為高阻抗工件的金屬板18、20的接觸面附近也可以形成足夠大的熔核。與第一實(shí)施例一樣，可防止在金屬板18、20之間以及在金屬板20與平焊區(qū)域60之間出現(xiàn)濺射。為了在多個(gè)位置處連續(xù)點(diǎn)焊堆疊組件16b，在堆疊組件16b以上述方式在焊槍控制器的控制下被推壓的情況下，第一焊頭10和第二焊頭12從一個(gè)焊接位置移動到另一個(gè)位置。在圖6中，堆疊組件1 被顯示為在多個(gè)這種位置62a-62c處被點(diǎn)焊。在第一實(shí)施例和第二實(shí)施例中，堆疊組合16a、16b中的每一個(gè)都包括三個(gè)堆疊工件。然而，堆疊工件的數(shù)量沒有受到特定限制，本發(fā)明也可應(yīng)用于用于點(diǎn)焊任何數(shù)量的工件 (例如，四個(gè)或更多個(gè)工件)的點(diǎn)焊方法和點(diǎn)焊設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的要點(diǎn)焊的堆疊組件不局限于由高抗拉強(qiáng)度制成的金屬板18、20以及由軟鋼制成的金屬板22 (或平焊區(qū)域60)的組合。所述點(diǎn)焊方法中施加的電流不需要具有從點(diǎn)焊過程的開始至結(jié)束的恒定值。相反，在堆疊組件在第一壓緊力Fl下被推壓時(shí)施加的電流和在堆疊組件在第二壓緊力F2下被推壓時(shí)施加的電流可以彼此不同。雖然已經(jīng)詳細(xì)顯示和說明了本發(fā)明的特定優(yōu)選實(shí)施例，但是應(yīng)該理解的是在不背離所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍的情況下可以進(jìn)行各種改變和修改。
1權(quán)利要求
1.一種用于點(diǎn)焊由至少三個(gè)工件(18,20,2 形成的堆疊組件(16a)的點(diǎn)焊方法，所述方法包括以下步驟將所述堆疊組件(16a)夾持在第一焊頭(10)與第二焊頭(1 之間，并且將所述工件 (18，20，22)中的在所述堆疊組件(16a)中表現(xiàn)出最大接觸阻抗的兩個(gè)工件(18，20)中的內(nèi)部工件00)電連接到接地電極在(30)或電極(14)，所述內(nèi)部工件00)定位在所述堆疊組件(16a)的內(nèi)部，所述電極(14)具有與鄰近所述工件(18，20，22)中的所述兩個(gè)工件(18， 20)中的外部工件(18)定位的所述第二焊頭(1 相同的極性，所述外部工件(18)與所述內(nèi)部工件00)相鄰定位并從所述堆疊組件(16a)面向外部；使電流從所述第一焊頭(10)朝向所述第二焊頭(1 通過，從而產(chǎn)生從所述第一焊頭 (10)通過所述內(nèi)部工件00)朝向所述接地電極(30)或朝向所述電極(14)流動的電流，并且通過所述第一焊頭(10)和所述第二焊頭(1 在第一壓緊力下推壓所述堆疊組件(16a)， 從而使所述內(nèi)部工件00)連結(jié)到所述工件(18,20,2 中的另一個(gè)工件0 ；和在大于所述第一壓緊力的第二壓緊力下推壓所述堆疊組件(16a)，從而將所述內(nèi)部工件(20)連結(jié)到所述外部工件(18)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的點(diǎn)焊方法，其中，當(dāng)所述電極(14)電連接到所述內(nèi)部工件 (20)時(shí)，所述電極(14)電連接到所述第二焊頭(12)，從而使所述電極(14)的極性與所述第二焊頭(1 的極性相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的點(diǎn)焊方法，其中，所述外部工件(18)具有限定在該外部工件中的窗口(M)，所述內(nèi)部工件00)的一部分通過所述窗口 04)被暴露，并且所述接地電極 (30)或所述電極(14)電連接到所述內(nèi)部工件00)的暴露部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的點(diǎn)焊方法，其中，在所述堆疊組件(16a)由夾緊機(jī)構(gòu)00)夾持之后，所述堆疊組件(16a)被夾持在所述第一焊頭(10)與所述第二焊頭(1 之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的點(diǎn)焊方法，其中，當(dāng)所述接地電極(30)電連接到所述內(nèi)部工件00)時(shí)，所述堆疊組件(16a)由所述夾緊機(jī)構(gòu)GO)和所述接地電極(30)夾持。
6.一種用于點(diǎn)焊由至少三個(gè)工件(18，20，22)形成的堆疊組件(16a)的點(diǎn)焊設(shè)備，包括第一焊頭(10)和第二焊頭(12)，所述第一焊頭和所述第二焊頭用于將所述堆疊組件 (16a)夾持在所述第一焊頭和所述第二焊頭之間；和接地電極(30)或電極(14)，所述接地電極(30)或電極(14)電連接到所述工件(18， 20,22)中的在所述堆疊組件(16a)中表現(xiàn)出最大接觸阻抗的兩個(gè)工件(18，20)中的內(nèi)部工件(20)，所述內(nèi)部工件定位在所述堆疊組件(16a)的內(nèi)部，所述電極(14)具有與鄰近所述工件(18，20，2 中的所述兩個(gè)工件(18，20)中的外部工件(18)定位的所述第二焊頭(12) 相同的極性，所述外部工件(18)與所述內(nèi)部工件00)相鄰定位并從所述堆疊組件(16a) 面向外部。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的點(diǎn)焊設(shè)備，其中，當(dāng)所述電極(14)電連接到所述內(nèi)部工件 (20)時(shí)，所述電極(14)電連接到所述第二焊頭(12)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的點(diǎn)焊設(shè)備，還包括夾緊機(jī)構(gòu)(40)，所述夾緊機(jī)構(gòu)用于夾持所述堆疊組件(16a)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的點(diǎn)焊設(shè)備，其中，當(dāng)所述接地電極(30)電連接到所述內(nèi)部工件00)時(shí)，所述接地電極(30)與所述夾緊機(jī)構(gòu)GO)協(xié)作夾緊所述堆疊組件(16a)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種點(diǎn)焊方法和一種點(diǎn)焊設(shè)備。由至少三個(gè)工件(18，20，22)形成的堆疊組件(16a)被夾持在第一和第二焊頭(10，12)之間。工件(18，20，22)中的在堆疊組件(16a)中表現(xiàn)出最大接觸阻抗的兩個(gè)工件(18，20)中的內(nèi)部工件(20)電連接到接地電極在(30)或電極(14)，所述內(nèi)部工件(20)定位在堆疊組件(16a)的內(nèi)部，所述電極(14)具有與鄰近所述工件(18，20，22)中的所述兩個(gè)工件(18，20)中的外部工件(18)定位的所述第二焊頭(12)相同的極性，所述外部工件(18)與內(nèi)部工件(20)相鄰定位并從堆疊組件(16a)面向外部。接著，從第一焊頭(10)朝向第二焊頭(12)施加電流。在這種情況下，首先，堆疊組件(16a)在第一壓緊力下受到推壓，然后堆疊組件(16a)在大于第一壓緊力的第二壓緊力下受到推壓。
文檔編號B23K11/36GK102554434SQ20111030337
公開日2012年7月11日 申請日期2011年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月29日
發(fā)明者武藤優(yōu)仁, 渡邊純友, 長谷川榮作 申請人:本田技研工業(yè)株式會社