CN111788030A

CN111788030A - 点焊方法

Info

Publication number: CN111788030A
Application number: CN201880089868.XA
Authority: CN
Inventors: 渡边信也; 齐藤仁; 谭锡昊; 平山心祐
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2018-03-23
Filing date: 2018-03-23
Publication date: 2020-10-16
Anticipated expiration: 2038-03-23
Also published as: WO2019180923A1; US20210069820A1; CN111788030B; US11850674B2; JPWO2019180923A1; JP7038193B2

Abstract

提供一种能够在抑制飞溅的发生的同时可靠地进行焊接的点焊方法。对总厚度相对于第一金属板(W1)的厚度的比率为7的第一～第三金属板(W1～W3)进行焊接。在实施例1中，峰值电流值(A1)为14.6kA，有效电流值(A2)为7.8kA，峰值持续时间(T1)为0.1ms，非峰值持续时间(T2)为5.9ms。其结果是，在实施例1中，下限电流值(A3)为6.9kA，上限电流值(A4)为8.42kA，上限电流值(A4)与下限电流值(A3)之差(A5)为1.52kA，非峰值持续时间(T2)/峰值持续时间(T1)为59.0，有效电流值(A2)/峰值电流值(A1)为0.53，上升时间(T3)/下降时间(T4)为0.53，而且，没有飞溅发生，焊接结果被判定为OK。

Description

点焊方法

技术领域

本发明涉及一种点焊方法。

背景技术

在焊接多个金属板的情况下，进行使用了点焊装置的点焊。点焊是在一对电极头之间夹持多个金属板的状态下，对一对电极头之间通电，由此在多个金属板之间产生熔核，焊接多个金属板。

在专利文献1中，在由2个电极夹持多个金属板的状态下，通过一对电极将多个直流微脉冲施加到多个金属板，由此将多个金属板焊接起来。

在点焊中，在向一对电极头间的通电短的情况下，熔核不能成长到焊接所需的大小，存在不能焊接的情况。另一方面，若持续向一对电极头之间通电，则存在熔核过度成长而从形成在多个金属板间的电晕结合部(形成在熔核的外侧的未熔融压接部)突出的情况，其结果是，存在熔核露出而发生飞溅(喷溅)的情况。基于这样的情况，在点焊中，要求在抑制飞溅的发生的同时可靠地进行焊接。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2013-501628号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明人对发生飞溅的原因进行了深入研究。其结果是得到了以下的结果：对于如汽车车体那样的层叠体，其中该层叠体重叠3片以上的金属板而构成，3片以上的金属板中的至少1片金属板形成为厚度与其他金属板不同且与3片以上的金属板的总厚度的板厚比率成为3.5～10，在这样的高板厚比的板组条件的层叠体中，在通过专利文献1中记载的焊接方法进行焊接的情况下，若提高电流值则能够进行焊接，但容易发生飞溅，另一方面，若降低电流值，则不会发生飞溅，但熔核的成长没有进展，不能进行焊接。

在如上述那样的高板厚比的板组条件的情况下，与由比较薄的板构成的薄板侧边界面的熔核相比，由比较厚的板构成的厚板侧边界面的熔核的开始成长较早，而且成长速度本身也变快。因此，在薄板侧边界面的熔核开始成长直到充分成长的期间，存在厚板侧边界面的熔核过度成长而发生飞溅的情况。

此外，在上述那样的高板厚比的板组条件的情况下，若使得厚板侧边界面的熔核不过度成长，则存在薄板侧边界面的熔核不能成长到足够的大小而不能进行焊接的情况。

本发明是鉴于这样的情况而完成的，其目的在于提供一种能够在抑制飞溅的发生的同时可靠地进行焊接的点焊方法。

用于解决课题的手段

本发明的点焊方法是一种使用脉冲电流将层叠体接合的点焊方法，所述层叠体通过重叠3片以上的金属板而构成，所述3片以上的金属板中的至少1片金属板形成为厚度与其他金属板不同，所述3片以上的金属板的总厚度相对于所述至少1片金属板的厚度之板厚比率为3.5～10，所述点焊方法的特征在于，所述脉冲电流具有交替设定有峰值状态与非峰值状态的脉冲状波形，所述峰值状态在从比所设定的峰值电流范围的下限值低的值达到所述峰值电流范围的上限值的时刻开始，在所述峰值状态，进行规定次数的从所述峰值电流范围的上限值下降到所述峰值电流范围的下限值、并再次上升到所述峰值电流范围的上限值的峰值维持控制，所述非峰值状态在进行了所述规定次数的所述峰值维持控制之后，从所述峰值电流范围的上限值下降到所设定的谷值电流、并再次上升到所述峰值电流范围的上限值，所述峰值电流范围的上限值被设定为10.6kA以上，作为所述峰值状态的持续时间的峰值持续时间被设定为0.9ms以下，作为所述非峰值状态的持续时间的非峰值持续时间被设定为4ms～13.6ms且为所述峰值持续时间的5倍～87倍。

本发明者深入研究的结果是得到以下结果：在峰值电流范围的上限值被设定为10.6kA以上且峰值持续时间被设定为0.9ms以下，进而，非峰值持续被设定为4ms～13.6ms且为峰值持续时间的5倍～87倍的情况(第一情况)下，能够在维持熔核的成长的同时确保冷却时间，能够兼顾焊接以及抑制飞溅的发生。而且，在上述第一情况下，得到了这样的内容：形成焊接所需要的尺寸的熔核的下限电流值与不发生飞溅的上限电流值的范围、即焊接电流范围为较大范围(例如1.0kA以上)。

因此，根据本发明，能够在抑制飞溅的发生的同时可靠地进行焊接，进而能够确保大的焊接电流范围。当确保了大的焊接电流范围时，则即使在设定的电流值与实际的电流值之间产生误差的情况下，也能够允许该误差。由此，在以相同的焊接方法连续进行焊接的情况下，例如能够实施于量产的车体的连续焊接。

本发明的点焊方法是一种使用脉冲电流将层叠体接合起来的点焊方法，所述层叠体通过重叠3片以上的金属板而构成，所述3片以上的金属板中的至少1片金属板形成为厚度与其他金属板不同，所述3片以上的金属板的总厚度相对于所述至少1片金属板的厚度之板厚比率为3.5～10，所述点焊方法的特征在于，所述脉冲电流具有交替设定有峰值状态与非峰值状态的脉冲状波形，所述峰值状态在从比所设定的峰值电流范围的下限值低的值达到所述峰值电流范围的上限值的时刻开始，所述峰值状态至从所述峰值电流范围的上限值下降到所述峰值电流范围的下限值为止，所述非峰值状态在所述峰值状态后，从所述峰值电流范围的下限值下降到所设定的谷值电流、并再次上升到所述峰值电流范围的上限值，所述峰值电流范围的上限值被设定为10.6kA以上，作为所述峰值状态的持续时间的峰值持续时间被设定为0.9ms以下，作为所述非峰值状态的持续时间的非峰值持续时间被设定为4ms～13.6ms且为所述峰值持续时间的5倍～87倍。另外，所述峰值电流范围的上限值优选被设定为10.6kA～20kA，所述峰值持续时间优选被设定为0.1～0.9ms。

根据本发明，能够在抑制飞溅的发生的同时可靠地进行焊接，进而能够确保大的焊接电流范围。若确保了大的焊接电流范围，则即使在设定的电流值与实际的电流值之间产生误差的情况下，也能够允许该误差。由此，在以相同的焊接方法连续进行焊接的情况下，例如能够实施于量产的车体的连续焊接。

此外，所述峰值电流范围的上限值优选被设定为10.6kA～20kA。

根据该结构，能够进一步可靠地在抑制飞溅的发生的同时可靠地进行焊接，进一步能够确保大的焊接电流范围。

而且，所述峰值持续时间优选被设定为0.1～0.9ms。

此外，所述层叠体的所述板厚比率优选被设定为4～7。

根据该结构，能够更进一步在抑制飞溅的发生的同时可靠地进行焊接。

而且，接合所述层叠体时的所述脉冲电流的有效电流值优选被设定为所述峰值电流范围的上限值的0.5倍～0.75倍。

在接合层叠体时的脉冲电流的有效电流被设定为不足峰值电流范围的上限值的0.5倍或超过0.75的情况下，冷却层叠体的冷却时间短，与熔核形成时间的平衡差。若冷却时间长到一定程度，则在3片以上的金属板中，由比较厚的金属板构成的厚板侧边界面(熔核容易成长)的热传递到由比较薄的金属板构成的薄板侧边界面(熔核难以成长)，能够促进薄板侧边界面的熔核的成长。

根据上述结构，与接合层叠体时的脉冲电流的有效电流被设定为不足峰值电流范围的上限值的0.5倍或超过0.75倍的情况相比，熔核形成时间变长，与冷却时间的平衡变好。由此，厚板侧边界面的热传递到薄板侧边界面，能够促进薄板侧边界面的熔核的成长，因此容易兼顾飞溅的发生抑制和可靠的焊接。

此外，优选的是，接合所述层叠体时的所述脉冲电流的有效电流值被设定为所述峰值电流范围的上限值的0.5倍～0.6倍，所述非峰值持续时间被设定为所述峰值持续时间的10倍～15倍或被设定为6ms～13ms。

根据该结构，熔核形成时间与冷却时间的平衡进一步变佳，容易兼顾飞溅发生的抑制和可靠的焊接。其结果是能够确保大的焊接电流范围。

而且，优选的是，所述非峰值状态下的从所述谷值电流至上升到所述峰值电流范围的上限值为止的上升时间被设定为比所述非峰值状态下的进行了所述规定次数的所述峰值维持控制之后至下降到所述谷值电流为止的下降时间短的时间。

若上升时间变长，则接合层叠体时的脉冲电流的有效电流值变高，因此不能确保大的焊接电流范围。

根据上述结构，与下降相比，急剧地进行从谷值电流到峰值电流范围的上限值的上升，因此与平缓上升的情况相比，能够抑制接合层叠体时的脉冲电流的有效电流值，确保大的焊接电流范围。

此外，所述上升时间优选被设定为所述下降时间的0.1倍～0.8倍。

根据该结构，能够确保更大的焊接电流范围。

附图说明

图1是示出本发明的点焊装置和机器人的正视图。

图2是示出上电极头和上电极头支承部的端面图。

图3是示出下电极头和下电极头支承部的端面图。

图4是示出在上电极头与下电极头之间夹持有第一～第三金属板的状态的上电极头、下电极头和第一～第三金属板的侧视图。

图5是示出在上电极头与下电极头之间流通的电流的脉冲状波形的图。

图6是示出第一～第六实施例以及第一～第四比较例的焊接执行时的各数值的图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。

如图1所示，执行本实施方式的点焊方法的点焊装置10由焊枪构成，具备：枪主体11、上电极头12、以及支承上电极头12的上电极头支承部13。点焊装置10对用于车辆的由第一金属板W1、第二金属板W2及第三金属板W3构成的层叠体15进行接合。

枪主体11安装于机器人17的第一臂17a。机器人17例如是多轴多关节型的机器人，从末端依次设置有第一～第四臂17a～17d。机器人17设置有驱动各臂17a～17d的多个马达(未图示)，机器人17的驱动由机器人控制装置18控制。另外，机器人17的根部支承在地面或固定于地面的基座(未图示)等。

机器人控制装置18通过驱动机器人17的多个马达，来驱动各臂17a～17d，控制安装于臂17a的枪主体11的位置及方向，使枪主体11向第一～第三金属板W1～W3的接合部的部分移动。

枪臂21被安装于枪主体11。在枪臂21的下部的末端部，借助于下电极头支承部23安装有下电极头22。上电极头12与下电极头22在上下方向上彼此对置。

在枪主体11上设置有使上电极头支承部13在上下方向上移动的上电极头支承部移动机构26和统一控制点焊装置10的焊接控制装置27。在焊接控制装置27设置有用于使电流在上电极头12与下电极头22之间流通(通电)的电流开关28。在电流开关28接通的情况下，电流流过上电极头12与下电极头22之间。上电极头12、下电极头22、上电极头支承部移动机构26以及电流开关28等的驱动由焊接控制装置27控制。

如图1及图2所示，上电极头支承部13具备：安装于枪主体11的上适配器主体31；安装于上适配器主体31的上螺纹适配器32；以及安装于上螺纹适配器32的上柄33。上适配器主体31通过设置于枪主体11的上电极头支承部移动机构26而在上下方向上移动。

上适配器主体31具备圆柱状的上适配器主体部35和从上适配器主体部35的下表面向下方突出的圆柱状的上适配器凸部36。

在上适配器凸部36的下表面的中心部，形成有以连续至上适配器主体部35的内部的方式攻丝形成的上螺纹孔39。

上螺纹适配器32具备对外周攻丝而形成的上螺纹部32a、和上螺纹凸缘部32b，在上螺纹适配器32形成有沿上下方向贯通的上柄安装孔32c。上柄安装孔32c以随着朝向上方直径变小的方式形成为锥状。

上螺纹适配器32的上螺纹部32a与上适配器主体31的上螺纹孔39螺合，上螺纹适配器32被安装于上适配器主体31。

上柄33具有：上柄主体部33a；压入在上柄安装孔32c中的上柄安装部33b；以及上电极头安装部33c。在上柄33上，与上电极头安装部33c及上柄主体部33a连续地形成有上柄凹部33d。

上柄安装部33b沿着锥状的上柄安装孔32c形成为锥状。

上柄33的上柄安装部33b被压入上螺纹适配器32的上柄安装孔32c中，上柄33被安装于上螺纹适配器32。

上电极头安装部33c以随着朝向下方而直径变小的方式形成为锥状。上电极头12形成有具有沿着锥状的上电极头安装部33c的锥状部的上电极头凹部12a。

上柄33的上电极头安装部33c被压入上电极头12的上电极头凹部12a中，上电极头12被安装于上柄33。

如图3所示，下电极头支承部23具备下适配器主体41、下螺纹适配器42和下柄43。与上适配器主体31同样地，下适配器主体41具备圆柱状的下适配器主体部45和从下适配器主体部45的上表面向上方突出的圆柱状的下适配器凸部46。

在下适配器凸部46的下表面的中心部，形成有以连续至下适配器主体部45的内部的方式攻丝形成的下螺纹孔49。

下螺纹适配器42以与上螺纹适配器32相同的形状形成，具备下螺纹部42a和下螺纹凸缘部42b，形成有锥状的下柄安装孔42c。

下螺纹适配器42的下螺纹部42a与下适配器主体41的下螺纹孔49螺合，下螺纹适配器42被安装于下适配器主体41。

下柄43以与上柄33相同的形状形成，具备下柄主体部43a、锥状的下柄安装部43b、以及锥状的下电极头安装部43c。在下柄43上，与下电极头安装部43c及下柄主体部43a连续地形成有下柄凹部43d。

下柄43的下柄安装部43b被压入下螺纹适配器42的下柄安装孔42c中，下柄43被安装于下螺纹适配器42。

下电极头22形成有具有沿着锥状的下电极头安装部43c的锥状部的下电极头凹部22a。

下柄43的下电极头安装部43c被压入下电极头22的下电极头凹部22a中，下电极头22被安装于下柄43。

[金属板焊接]

接着，对使用点焊装置10进行的第一～第三金属板W1～W3的点焊方法进行说明。

首先，如图1所示，机器人控制装置18通过驱动机器人17的多个马达，而驱动各臂17a～17d，将点焊装置10移动到使第一～第三金属板W1～W3被配置在上电极头12与下电极头22之间的位置。此时，下电极头22与第三金属板W3的下表面抵接。

接着，如图4所示，点焊装置10的焊接控制装置27驱动上电极头支承部移动机构26，使上电极头支承部13向下方移动。

当上电极头12向下方移动而与第一金属板W1的上表面抵接时，在上电极头12与下电极头22之间加压夹持第一～第三金属板W1～W3。

接着，焊接控制装置27在由上电极头12和下电极头22加压夹持第一～第三金属板W1～W3的状态下，使电流开关28接通，在上电极头12与下电极头22之间流通电流(通电)。通过该通电，在第一金属板W1与第二金属板W2之间形成第一熔核N1，在第二金属板W2与第三金属板W3之间形成第二熔核N2，从而第一～第三金属板W1～W3被焊接。

[实施例]

使用点焊装置10进行了这样的实验(实施例1～6及比较例1～4)：使具有图5所示的脉冲状波形的DC(直流)斩波脉冲电流(以下简称为脉冲电流)在上电极头12与下电极头22之间流通，对夹持在上电极头12与下电极头22之间的第一～第三金属板W1～W3进行焊接。

在上述实验中，使第一金属板W1由厚度0.6mm、拉伸强度270MPa的镀锌钢板构成，使第二金属板W2由厚度1.6mm、拉伸强度780MPa的无镀层钢板构成，使第三金属板W3由厚度2.0mm、拉伸强度980MPa的无镀层钢板构成。第一～第三金属板W1～W3的板厚不同，第一～第三金属板W1～W3的总厚度(4.2mm)相对于第一金属板W1的厚度(0.6mm)的比率为7。

作为上述实验，改变作为目标的峰值电流值A1(kA，千安)(峰值电流范围的上限值)、有效电流值A2(执行焊接时的有效电流值)(kA)、峰值持续时间T1(ms，毫秒)、非峰值持续时间T2(ms)的条件来进行实验(实施例1～6及比较例1～4)。

并且，在实施例1～6和比较例1～4中，得到下限电流值A3(kA)、不发生飞溅的上限电流值A4(飞溅电流值)、上限电流值A4与下限电流值A3之差A5、非峰值持续时间T2/峰值持续时间T1、有效电流值A2/峰值电流值A1、上升时间T3/下降时间T4、目视有无发生飞溅、焊接结果的可否(OK(良好)、NG(不良))的判定。另外，在形成了焊接所需要的直径的熔核的情况下，焊接结果的OK/NG(良好/不良)是OK(良好)。此外，下限电流值A3是形成由

计算出的熔核(焊接所需要的尺寸的熔核)的下限的电流值。

在本实施方式中，焊接控制装置27通过用于使脉冲电流流通的电流开关28的接通/断开，进行脉冲电流值的限制控制。

焊接控制装置27在脉冲电流值为零(谷值电流)的状态下使电流开关28接通，对上电极头12与下电极头22之间通电，使限制控制开启(开始)。

焊接控制装置27在限制控制开启的期间当脉冲电流值从零上升到峰值电流值A1时，开始后面详细叙述的峰值维持控制。峰值维持控制被作为限制控制开启的一部分而进行。

在峰值维持控制中，焊接控制装置27将电流开关28断开而停止通电(通电停止控制)。通过停止通电，脉冲电流值从峰值电流值A1下降到成为峰值电流值A1的90％的下限峰值电流值A6(峰值电流范围的下限值)。

在峰值维持控制中，焊接控制装置27在脉冲电流值从峰值电流值A1下降到下限峰值电流值A6时，将电流开关28接通而开始通电(通电开始控制)。通过开始通电，脉冲电流值从下限峰值电流值A6上升到峰值电流值A1。

焊接控制装置27在峰值持续时间T1的期间进行一次(规定次数)由通电停止控制和通电开始控制构成的峰值维持控制。通过这样的峰值维持控制，脉冲电流值被维持在处于下限峰值电流值A6与峰值电流值A1之间的峰值电流范围内。在本实施方式中，峰值状态的起点是脉冲电流值从零上升到峰值电流值A1时，峰值状态的终点是进行一次峰值维持控制、脉冲电流值从下限峰值电流值A6上升到峰值电流值A1时。另外，也可以在峰值持续时间T1的期间多次进行峰值维持控制。

所谓峰值持续时间T1是维持峰值状态的持续时间，是进行峰值维持控制的时间。非峰值状态的起点是峰值持续时间T1(峰值维持控制)结束时，非峰值状态的终点是脉冲电流值下降到零并再次上升到峰值电流值A1时。所谓非峰值持续时间T2是非峰值状态的持续时间。

焊接控制装置27在峰值持续时间T1(ms)结束时，断开(停止)限制控制，并断开接通的电流开关28来停止通电。然后，当脉冲电流值下降到零时，限制控制成为开启，再次进行上述的限制控制以及峰值维持控制。另外，限制控制关闭在由计时器(未图示)计数了设定时间时结束，自动切换为限制控制开启。限制控制开启的时间根据峰值电流值A1等而可变。

在本实施方式中，将基于限制控制开启的一次控制和基于限制控制关闭的一次控制作为一个脉冲，在相同部位的焊接中反复进行多次(例如100个脉冲)。

所谓上升时间T3是从在脉冲电流值为零(谷值电流)的状态下成为限制控制开启而开始流通脉冲电流起到脉冲电流值达到峰值电流值A1为止的时间。所谓下降时间T4是从峰值持续时间T1(ms)结束起到脉冲电流值变为零为止的时间。

[实施例1]

在实施例1中，峰值电流值A1为14.6kA，有效电流值A2为7.8kA，峰值持续时间T1为0.1ms，非峰值持续时间T2为5.9ms。其结果是，在实施例1中，下限电流值A3为6.9kA，上限电流值A4为8.42kA，上限电流值A4与下限电流值A3之差A5为1.52kA，非峰值持续时间T2/峰值持续时间T1为59.0，有效电流值A2/峰值电流值A1为0.53，上升时间T3/下降时间T4为0.32，而且，没有飞溅发生，焊接结果被判定为OK。

在实施例1～6及比较例1～4中，判定是否满足下述条件1～10。

[条件1]

形成这样的层叠体15，该层叠体15重叠3片以上的金属板(第一～第三金属板W1～W3)而构成，3片以上的金属板(第一～第三金属板W1～W3)中的至少1片金属板(第一金属板W1)形成为厚度与其他金属板(第二、第三金属板W2、W3)不同，至少1片金属板(第一金属板W1)的厚度与3片以上的金属板(第一～第三金属板W1～W3)的总厚度之板厚比率为3.5～10。

[条件2]

脉冲电流具有交替地设定峰值状态和非峰值状态的脉冲状波形，该峰值状态在从比所设定的峰值电流范围(下限峰值电流值A6与峰值电流值A1之间)的下限值(下限峰值电流值A6)低的值(例如零)达到峰值电流范围的上限值(峰值电流值A1)的时刻开始，在该峰值状态进行规定次数(一次)的从峰值电流值A1下降到下限峰值电流值A6并再次上升到峰值电流值A1的峰值维持控制，所述非峰值状态是在进行了规定次数(一次)的峰值维持控制后，从峰值电流值A1下降到下限峰值电流值A6并再次上升到峰值电流值A1的状态。

[条件3]

峰值电流范围(下限峰值电流值A6与峰值电流值A1之间)的上限(峰值电流值A1)被设定为10.6kA～20kA。

[条件4]

作为峰值状态的持续时间的峰值持续时间T1被设定为0.1～0.9ms。

[条件5]

作为非峰值状态的持续时间的非峰值持续时间T2被设定为4ms～13.6ms且为峰值持续时间T1的5倍～87倍。

[条件6]

形成这样的层叠体15：至少1片金属板(第一金属板W1)的厚度与3片以上的金属板(第一～第三金属板W1～W3)的总厚度之板厚比率为3.5～7。

[条件7]

有效电流值A2被设定为峰值电流范围(下限峰值电流值A6与峰值电流值A1之间)的上限(峰值电流值A1)的0.5倍～0.75倍。

[条件8]

有效电流值A2被设定为峰值电流范围(下限峰值电流值A6与峰值电流值A1之间)的上限(峰值电流值A1)的0.5倍～0.6倍，非峰值持续时间T2被设定为峰值持续时间T1的10倍～87倍或被设定为6ms～13ms。

[条件9]

上升时间T3被设定为比下降时间T4短的时间。

[条件10]

上升时间T3被设定为下降时间T4的0.1～0.8的时间。

在实施例1中，满足上述条件1～10，没有发生飞溅，焊接结果被判定为OK。另外，在峰值电流值A1为上述条件3的上限值20kA的情况下，也得到了与实施例1相同的结果。此外，在有效电流值A2为峰值电流值A1的0.5倍或0.75倍的情况下，也得到了与实施例1相同的结果。

在使用点焊装置10以相同的焊接方法连续地进行焊接的情况下，例如在连续地焊接量产的车体的情况下，产生所设定的脉冲电流值与执行了焊接时的实际的脉冲电流值之间的误差。因此，在上限电流值A4与下限电流值A3之差A5不足1kA的情况下，当上限电流值A4和下限电流值A3因误差而变化时，存在不能进行焊接的情况。因此，不能在量产的车体的焊接中实施。因此，作为本发明人认真研究的结果，可知：如果上限电流值A4与下限电流值A3之差A5为1kA以上，则即使发生误差，也能够在量产的车体的焊接中实施。

在实施例1中，上限电流值A4与下限电流值A3之差A5为1.52kA，因此能够实施于量产的车体的焊接。

[实施例2]

在实施例2中，峰值电流值A1为14.6kA，有效电流值A2为7.8kA，峰值持续时间T1为0.1ms，非峰值持续时间T2为8.7ms。其结果是，在实施例2中，下限电流值A3为6.9kA，上限电流值A4为8.42kA，上限电流值A4与下限电流值A3之差A5为1.52kA，非峰值持续时间T2/峰值持续时间T1为87.0，上升时间T3/下降时间T4为0.65，而且，没有飞溅发生，焊接结果被判定为OK。

在实施例2中，满足上述条件1～10。此外，在实施例2中，上限电流值A4与下限电流值A3之差A5为1.52kA，因此能够实施于量产的车体的焊接。

[实施例3]

在实施例3中，峰值电流值A1为14.6kA，有效电流值A2为7.8kA，峰值持续时间T1为0.9ms，非峰值持续时间T2为8.6ms。其结果是，在实施例3中，下限电流值A3为6.5kA，上限电流值A4为7.9kA，上限电流值A4与下限电流值A3之差A5为1.4kA，非峰值持续时间T2/峰值持续时间T1为9.55，上升时间T3/下降时间T4为0.8，而且，没有飞溅发生，焊接结果被判定为OK。

在实施例3中，满足上述条件1～10。此外，在实施例3中，上限电流值A4与下限电流值A3之差A5为1.40kA，因此能够实施于量产的车体的焊接。

[实施例4]

在实施例4中，峰值电流值A1为14.6kA，有效电流值A2为7.8kA，峰值持续时间T1为0.9ms，非峰值持续时间T2为13.6ms。其结果是，在实施例4中，下限电流值A3为6.5kA，上限电流值A4为7.9kA，上限电流值A4与下限电流值A3之差A5为1.4kA，非峰值持续时间T2/峰值持续时间T1为15.11，上升时间T3/下降时间T4为0.1，而且，没有飞溅发生，焊接结果被判定为OK。

在实施例4中，满足上述条件1～10。此外，在实施例4中，上限电流值A4与下限电流值A3之差A5为1.40kA，因此能够实施于量产的车体的焊接。

[实施例5]

在实施例5中，峰值电流值A1为10.6kA，有效电流值A2为7.8kA，峰值持续时间T1为0.9ms，非峰值持续时间T2为3.85ms。其结果是，在实施例5中，下限电流值A3为7.5kA，上限电流值A4为8.57kA，上限电流值A4与下限电流值A3之差A5为1.07kA，非峰值持续时间T2/峰值持续时间T1为4.28，上升时间T3/下降时间T4为0.18，而且，没有飞溅发生，焊接结果被判定为OK。

在实施例5中，满足上述条件1～4、6、7、9、10。此外，在实施例5中，未满足非峰值持续时间T2被设定为4ms～13.6ms且为峰值持续时间T1的5倍～85倍的条件5(在实施例5中为3.85ms、4.28倍)。但是，即使是稍微偏离上述条件5的下限的实施例5，也没有发生飞溅，焊接结果被判定为OK，因此上述条件5具有有效性。

在实施例5中，未满足有效电流值A2被设定为峰值电流值A1的0.5倍～0.6倍且非峰值持续时间T2被设定为峰值持续时间T1的10倍～90倍或被设定为6ms～13ms的条件8(在实施例5中为0.73倍、4.28倍、3.85ms)。但是，即使是稍微偏离上述条件8的上限及下限的实施例5，也没有发生飞溅，焊接结果被判定为OK，因此上述条件8具有有效性。

在实施例5中，上限电流值A4与下限电流值A3之差A5为1.07kA，因此能够实施于量产的车体的焊接。

[实施例6]

在实施例6中，峰值电流值A1为10.6kA，有效电流值A2为7.8kA，峰值持续时间T1为0.9ms，非峰值持续时间T2为4.6ms。其结果是，在实施例4中，下限电流值A3为7.5kA，上限电流值A4为8.57kA，上限电流值A4与下限电流值A3之差A5为1.07kA，非峰值持续时间T2/峰值持续时间T1为5.11，上升时间T3/下降时间T4为0.51，而且，没有飞溅发生，焊接结果被判定为OK。

在实施例6中，满足上述条件1～7、9、10。此外，在实施例6中，未满足有效电流值A2被设定为峰值电流值A1的0.5倍～0.6倍、且非峰值持续时间T2被设定为峰值持续时间T1的10倍～90倍或被设定为6ms～13ms的条件8(在实施例6中为0.73倍、5.11倍、4.6ms)。但是，即使是稍微偏离上述条件8的上限及下限的实施例6，也没有发生飞溅，焊接结果被判定为OK，因此上述条件8具有有效性。

在实施例6中，上限电流值A4与下限电流值A3之差A5为1.07kA，因此能够实施于量产的车体的焊接。

这样，在实施例1～6中，没有发生飞溅，焊接结果被判定为OK。进而，由实施例1～6可知，上述条件1～10具有有效性。此外，在实施例1～6中，上限电流值A4与下限电流值A3之差A5为1kA以上，因此能够实施于量产的车体的焊接。

此外，在实施例1～6中，接合层叠体15时的脉冲电流的有效电流值A2被设定为峰值电流值A1的0.5～0.73，因此，与将该比率设定为不足0.5倍或超过0.75的情况相比，第一熔核N1以及第二熔核N2的形成时间变长，与冷却时间的平衡变好。由此，第二金属板W1与第三金属板W3的边界面(厚板侧边界面)的热传递到第一金属板W1与第二金属板W2的边界面(薄板侧边界面)，能够促进薄板侧边界面的第一熔核N1的生长，因此容易兼顾飞溅发生的抑制和可靠的焊接。

而且，在实施例1～6中，上升时间T3在下降时间T4的0.1倍～0.8倍的范围内，因此与下降时相比急剧地进行上升时的上升。由此，与使上升时的上升比下降时缓慢上升的情况相比，能够抑制接合层叠体15时的有效电流值A2，确保大的焊接电流范围。

另外，通过至少满足上述条件1～10中的上述条件1～5，得到了没有发生飞溅，焊接结果被判定为OK的实验结果。

此外，第一～第三金属板W1～W3的总厚度相对于第一金属板W1的厚度之比率在3.5～10的范围内，得到了与上述实施例1～6同样的结果。

进而，代替上述条件2，在以下条件的情况下也得到了与上述实施例1～6同样的结果：脉冲电流具有交替地设定有峰值状态和非峰值状态的脉冲状波形，所述峰值状态在从比所设定的峰值电流范围(下限峰值电流值A6与峰值电流值A1之间)的下限值(下限峰值电流值A6)低的值(例如零)达到峰值电流范围的上限值(峰值电流值A1)的时刻开始，至从峰值电流值A1下降到下限峰值电流值A6为止，所述非峰值状态是从下限峰值电流值A6下降到下限峰值电流值A6并再次上升到峰值电流值A1为止。

[比较例1]

在比较例1中，峰值电流值A1为14.6kA，有效电流值A2为7.8kA，峰值持续时间T1为2.7ms，非峰值持续时间T2为22.6ms。其结果是，在比较例1中，下限电流值A3为6.25kA，上限电流值A4为6.85kA，上限电流值A4与下限电流值A3之差A5为0.6kA，非峰值持续时间T2/峰值持续时间T1为8.37，上升时间T3/下降时间T4为0.4，而且，发生了飞溅，焊接结果被判定为NG(不良)。

在比较例1中，满足上述条件1～3、6～10，但不满足峰值持续时间T1被设定为0.1ms以上且0.9ms以下的条件4(在比较例1中为2.7ms)，不满足上述条件5中的非峰值持续时间T2被设定为4ms以上且13.6ms以下的条件(在比较例1中为22.6ms)。

在比较例1中，由于不满足条件4和条件5的一部分，因此发生飞溅，焊接结果也为NG。具体而言，在比较例1中，由于峰值持续时间T1比条件4(0.1～0.9ms)长(2.7ms)，因此第一熔核N1以及第二熔核N2过度成长，从电晕结合部(形成在第一熔核N1以及第二熔核N2的外侧的未熔融压接部)突出，其结果是，第一熔核N1及第二熔核N2露出而发生了飞溅。

此外，在比较例1中，由于非峰值持续时间T2比条件5(4ms以上～13.6ms)长(22.6ms)，因此循环时间(节拍时间)变长，工时增加。

而且，在比较例1中，上限电流值A4与下限电流值A3之差A5为0.6kA，因此不能实施于量产的车体的焊接。

[比较例2]

在比较例2中，峰值电流值A1为9.8kA，有效电流值A2为7.8kA，峰值持续时间T1为0.9ms，非峰值持续时间T2为5.9ms。其结果是，在比较例2中，下限电流值A3为6.25kA，上限电流值A4为6.85kA，上限电流值A4与下限电流值A3之差A5为0.6kA，非峰值持续时间T2/峰值持续时间T1为6.55，上升时间T3/下降时间T4为1.2，而且，发生了飞溅，焊接结果被判定为NG。

在比较例2中，满足上述条件1、2、4～6。但是，在比较例2中，不满足峰值电流值A1被设定为10.6kA～20kA的条件3(在比较例2中为9.8kA)，不满足有效电流值A2被设定为峰值电流值A1的0.5倍～0.75倍的条件7(在比较例2中为0.79倍)。此外，在比较例2中，未满足有效电流值A2被设定为峰值电流值A1的0.5倍～0.6倍且非峰值持续时间T2被设定为峰值持续时间T1的10倍～90倍或被设定为6ms～13ms的条件8(在比较例2中为0.79倍、6.55倍、5.9ms)。

在比较例2中，由于不满足条件3、条件7和条件8，因此发生飞溅，焊接结果也为NG。具体而言，在比较例2中，由于峰值电流值A1比条件3(10，6kA～20kA)低(9.8kA)，因此若使成长比第二熔核N2慢的第一熔核N1成长到焊接所需要的大小，则第二熔核N2过度成长而从电晕结合部突出，其结果是第二熔核N2露出而发生了飞溅。此外，在比较例2中，由于非峰值持续时间T2比条件8(峰值持续时间T1的10倍～90倍、或6ms～13ms)短(6.55倍、5.9ms)，因此不能充分冷却。

此外，在比较例2中，由于不满足条件9及条件10，因此不能确保大的焊接电流范围。

而且，在比较例2中，上限电流值A4与下限电流值A3之差A5为0.6kA，因此不能实施于量产的车体的焊接。

[比较例3]

在比较例3中，峰值电流值A1为10.6kA，有效电流值A2为7.8kA，峰值持续时间T1为0.9ms，非峰值持续时间T2为3.7ms。其结果是，在比较例2中，下限电流值A3为6.25kA，上限电流值A4为6.85kA，上限电流值A4与下限电流值A3之差A5为0.6kA，非峰值持续时间T2/峰值持续时间T1为4.11，上升时间T3/下降时间T4为0.61，而且，发生了飞溅，焊接结果被判定为NG。

在比较例3中，满足上述条件1～4、6、7、9、10。但是，在比较例3中，不满足非峰值持续时间T2被设定为4ms～13.6ms且被设定为峰值持续时间T1的5倍～85倍的条件5(在比较例3中为3.7ms、4.11倍)，不满足有效电流值A2被设定为峰值电流值A1的0.5倍～0.6倍且非峰值持续时间T2被设定为峰值持续时间T1的10倍～90倍或6ms～13ms的条件8(在比较例3中为0.73倍、4.11倍、3.7ms)。

在比较例3中，由于不满足条件5和条件8，因此发生飞溅，焊接结果也为NG。具体而言，在比较例3中，由于非峰值持续时间T2比条件5(4ms～13.6ms且峰值持续时间T1的5倍～85倍)短(3.7ms、4.11倍)，因此不能充分冷却。

而且，在比较例3中，上限电流值A4与下限电流值A3之差A5为0.6kA，因此不能实施于量产的车体的焊接。

[比较例4]

在比较例4中，峰值电流值A1为7.8kA，有效电流值A2为7.8kA，峰值持续时间T1为597.4ms，非峰值持续时间T2为2.6ms。其结果是，在比较例2中，下限电流值A3为7.8kA，上限电流值A4为7.8kA，上限电流值A4与下限电流值A3之差A5为0kA，非峰值持续时间T2/峰值持续时间T1为0.0043，上升时间T3/下降时间T4为0.32，而且，发生了飞溅，焊接结果被判定为NG。

在比较例4中，满足上述条件1、2、6、9、10。但是，在比较例4中，不满足峰值电流值A1被设定为10.6kA～20kA的条件3(在比较例4中为7.8kA)，不满足峰值持续时间T1被设定为0.1ms～0.9ms的条件4(在比较例4中为597.4ms)。

此外，在比较例4中，不满足非峰值持续时间T2被设定为4ms～13.6ms且被设定为峰值持续时间T1的5倍～85倍的条件5(在比较例4中为2.6ms、0.0043倍)，不满足有效电流值A2被设定为峰值电流值A1的0.5倍～0.75倍的条件7(在比较例4中为1.0倍)。

而且，在比较例4中，未满足有效电流值A2被设定为峰值电流值A1的0.5倍～0.6倍且非峰值持续时间T2被设定为峰值持续时间T1的10倍～90倍或6ms～13ms的条件8(在比较例4中为1.0倍、0.0043倍、2.6ms)。

在比较例4中，由于不满足条件3～5、条件7和条件8，因此发生飞溅，焊接结果也为NG。具体而言，在比较例4中，由于峰值电流值A1比条件3(10、6kA～20kA)低(7.8kA)，因此若使成长比第二熔核N2慢的第一熔核N1成长到焊接所需要的大小，则第二熔核N2过度成长而从电晕结合部突出，其结果是第二熔核N2露出而发生了飞溅。

此外，在比较例4中，由于峰值持续时间T1比条件4(0.1～0.9ms)长(597.4ms)，因此，第一熔核N1以及第二熔核N2过度成长而从电晕结合部突出，其结果是第一熔核N1及第二熔核N2露出而发生了飞溅。

而且，在比较例4中，上限电流值A4与下限电流值A3之差A5为0kA，因此不能实施于量产的车体的焊接。

这样，在不满足上述条件1～5中的至少一个条件的比较例1～比较例4中，发生了飞溅，焊接结果被判定为NG。

根据实施例1～6及比较例1～4的实验结果可知，通过满足上述条件1～10(至少上述条件1～5)，能够以不发生飞溅、焊接结果为OK的方式进行焊接。

另外，使第一金属板W1由厚度0.65mm、拉伸强度270MPa的镀锌钢板构成，使第二金属板W2由厚度1.6mm、拉伸强度980MPa的镀锌钢板构成，使第三金属板W3由厚度2.3mm、拉伸强度780MPa的无镀层钢板构成的情况下(板厚比率：7)，也得到了与上述实施例1～6及比较例1～4同样的结果。

在上述实施方式中，在第一～第四实施例中，对上述条件1～10的第一～第三金属板W1～W3进行焊接，但本发明也可以实施于焊接由4片以上的金属板构成的金属板的点焊方法。在该情况下，也通过至少满足上述条件1～5(优选上述1～10)，能够以不发生飞溅、焊接结果为OK的方式进行焊接。

在上述实施方式中，对第一～第三金属板W1～W3进行焊接，但本发明也可以实施于焊接由4片以上的金属板构成的金属板的点焊方法。在该情况下，也通过至少满足上述条件1～5(优选上述1～10)，能够以不发生飞溅、焊接结果为OK的方式进行焊接。

标号说明

10：点焊装置。

Claims

1.一种点焊方法，其使用脉冲电流将层叠体接合起来，所述层叠体通过重叠3片以上的金属板而构成，所述3片以上的金属板中的至少1片金属板形成为厚度与其他金属板不同，所述3片以上的金属板的总厚度相对于所述至少1片金属板的厚度之板厚比率为3.5～10，

所述点焊方法的特征在于，

所述脉冲电流具有交替设定有峰值状态与非峰值状态的脉冲状波形，所述峰值状态在从比所设定的峰值电流范围的下限值低的值达到所述峰值电流范围的上限值的时刻开始，在所述峰值状态，进行规定次数的从所述峰值电流范围的上限值下降到所述峰值电流范围的下限值、并再次上升到所述峰值电流范围的上限值的峰值维持控制，所述非峰值状态在进行了所述规定次数的所述峰值维持控制之后，从所述峰值电流范围的上限值下降到所设定的谷值电流、并再次上升到所述峰值电流范围的上限值，

所述峰值电流范围的上限值被设定为10.6kA以上，

作为所述峰值状态的持续时间的峰值持续时间被设定为0.9ms以下，

作为所述非峰值状态的持续时间的非峰值持续时间被设定为4ms～13.6ms且为所述峰值持续时间的5倍～87倍。

2.一种点焊方法，其使用脉冲电流将层叠体接合起来，所述层叠体通过重叠3片以上的金属板而构成，所述3片以上的金属板中的至少1片金属板形成为厚度与其他金属板不同，所述3片以上的金属板的总厚度相对于所述至少1片金属板的厚度之板厚比率为3.5～10，

所述点焊方法的特征在于，

所述脉冲电流具有交替设定有峰值状态与非峰值状态的脉冲状波形，所述峰值状态在从比所设定的峰值电流范围的下限值低的值达到所述峰值电流范围的上限值的时刻开始，在所述峰值状态，从所述峰值电流范围的上限值下降到所述峰值电流范围的下限值，所述非峰值状态在所述峰值状态后，从所述峰值电流范围的下限值下降到所设定的谷值电流、并再次上升到所述峰值电流范围的上限值，

所述峰值电流范围的上限值被设定为10.6kA以上，

3.根据权利要求1所述的点焊方法，其特征在于，

所述峰值电流范围的上限值被设定为10.6kA～20kA。

4.根据权利要求1所述的点焊方法，其特征在于，

所述峰值持续时间被设定为0.1～0.9ms。

5.根据权利要求1所述的点焊方法，其特征在于，

所述层叠体的所述板厚比率被设定为4～7。

6.根据权利要求1所述的点焊方法，其特征在于，

接合所述层叠体时的所述脉冲电流的有效电流被设定为所述峰值电流范围的上限值的0.5倍～0.75倍。

7.根据权利要求1所述的点焊方法，其特征在于，

接合所述层叠体时的所述脉冲电流的有效电流值被设定为所述峰值电流范围的上限值的0.5倍～0.6倍，

所述非峰值持续时间被设定为所述峰值持续时间的10倍～15倍或被设定为6ms～13ms。

8.根据权利要求1所述的点焊方法，其特征在于，

所述非峰值状态下的从所述谷值电流至上升到所述峰值电流范围的上限值为止的上升时间被设定为比所述非峰值状态下的进行了所述规定次数的所述峰值维持控制之后至下降到所述谷值电流为止的下降时间短的时间。

9.根据权利要求8所述的点焊方法，其特征在于，

所述上升时间被设定为所述下降时间的0.1倍～0.8倍。