CN105579181A - 电阻点焊装置、复合电极以及电阻点焊方法 - Google Patents

Abstract

一种电阻点焊装置，其用于对板组(1)进行电阻点焊，该板组(1)包括层叠起来的多个金属板(2A、2B)，电阻点焊装置具有一对复合电极(10、20)，该一对复合电极(10、20)以将板组(1)夹在彼此之间的方式相对配置。各复合电极(10、20)包括：电极体(11、21)，其为棒状，且顶端面与板组(1)接触并被按压于板组(1)；以及导电体的刚性体(12、22)，其具有供电极体(11、21)***的贯通孔(12b、22b)，且顶端面与板组(1)接触并被按压于板组(1)；弹性体(13、23)，其与刚性体(12、22)的后端相连结，随着电极体(11、21)以及刚性体(12、22)的向板组(1)的按压而对刚性体(12、22)施加按压压力。由此，能够在扩大适用电流范围的同时提高焊接接头强度。

Description

电阻点焊装置、复合电极以及电阻点焊方法

技术领域

本发明涉及电阻点焊的技术，特别是，涉及对包括层叠起来的多个金属板的板组进行焊接的电阻点焊装置。另外，本发明涉及用于该电阻点焊的复合电极以及电阻点焊方法。

背景技术

以汽车为首的输送用机械、工业用机械等由多个结构件构成。在多数情况下，在制造结构件时可使用电阻点焊(以下也简称为“点焊”)。

通常，点焊按照以下这样进行。作为原材料准备板组。板组具有多个金属板层叠起来的部分。接着，利用一对电极夹持板组，将各电极按压于板组。然后，一边通过各电极的按压来对板组进行加压，一边对电极之间施加电流。由此，在板组中，随着电极的加压，邻接的金属板彼此接触，在该接触区域以及其附近的区域流动有电流。这些区域因由电阻产生的焦耳热而熔融，熔融的区域凝固而形成熔核。由于熔核的形成，板组的金属板彼此接合而接在一起，制造结构件。

作为电极，可使用扁平型电极头、DR(双R：ダブルアール)型电极头、SR(单R：シングルアール)型电极头等。扁平型电极头是圆柱状，且具有平坦的顶端面。DR型电极头是顶端部呈凸形状突出的大致圆柱状，且其顶端面形成为曲率半径较大的凸曲面。SR型电极头是大致圆柱状，且具有曲率半径较大的凸曲面的顶端面。

近年来，结构件的轻量化得到推进，作为构成板组的金属板，采用高张力钢即所谓的高强度钢材的情况较多。高强度钢材、特别是抗拉强度为590MPa～780MPa级以上的高强度钢材(以下也称为“超高强度钢材”)难以塑性变形，电阻大。

因这样的材料性质，在超高强度钢材的点焊中，存在对电极施加的焊接电流值的适用范围(以下也称为“适用电流范围”)变窄的倾向。适用电流范围是指从可获得根据设计规格设定的基准熔核直径的最小的电流值到不产生喷溅的最大的电流值为止的电流值范围。适用电流范围越宽，对点焊的稳定操作以及确保熔核直径越有利。

另外，在超高强度钢材中，点焊的接头的强度难以提高。例如，当母材(高强度钢材)的抗拉强度超过590～780MPa时，作为焊接接头强度之一的剥离方向上的抗拉强度即所谓的交叉抗拉强度(Cross-TensionStrength：CTS)不仅不会提高，反倒是存在降低的倾向。

因而，在超高强度钢材的点焊中，适用电流范围变窄以及CTS降低成为问题，要求在扩大适用电流范围的同时提高焊接接头强度。

作为谋求适用电流范围的扩大的对策，想到了在将电极按压于板组时提高加压力、或在对电极之间施加电流时以多阶段进行通电。但是，提高加压力的方法在装置的刚度方面上存在极限。另外，当进行多阶段通电时，焊接时间增加，生产率降低。因而，这些对策均缺乏实用性。

另一方面，作为谋求焊接接头强度的提高的对策，想到了在形成熔核之后进行追加的后续通电、或谋求熔核直径的扩大。后续通电使所形成的熔核回火软化而改善其韧性。由此，可谋求焊接接头强度的提高。但是，当进行后续通电时，结果焊接时间增加，生产率降低。因而，后续通电缺乏实用性。

另外，熔核直径的扩大有效地帮助焊接接头强度提高。其原因在于，与熔核直径的扩大相应地，焊接接头强度提高。作为谋求熔核直径的扩大的对策，想到了以多阶段向电极之间通电、或扩大电极顶端面的直径。但是，多阶段通电是使熔核的生长逐渐进展的处理，焊接时间增加，生产率降低。因而，多阶段通电缺乏实用性。

电极顶端直径的扩大存在以下所示的问题。例如，在采用扁平型电极头作为电极的情况下，需要使扩大后的平坦的顶端面与板组均匀地接触。因此，对电极顶端面的平坦度要求极高的尺寸精度。另一方面，在采用DR型电极头作为电极的情况下，需要使扩大后的凸曲面的顶端面较大程度地压入板组而在整个区域与板组接触。但是，当压入量变大时，产生翘离，通电路径受到限制，因此，熔核直径的扩大存在极限。因而，在扁平型电极头、DR型电极头等的情况下，很难说是电极顶端直径的单纯扩大具有实用性。

相对于这些措施，在日本特开2012－55896号公报(专利文献1)提出了根据另一观点谋求熔核直径的扩大的技术。专利文献1公开了一种电阻点焊装置，该电阻点焊装置包括：一对主电极，其以将板组夹在彼此之间的方式相对；以及圆环状的辅助电极，其以包围该主电极中的一个主电极(为了方便说明，以下也称为“第1主电极”)的方式配置。在专利文献1中所公开的技术中，将辅助电极的极性设为与第1主电极的极性相反的极性，对一对主电极之间以及第1主电极和辅助电极之间施加电流。由此，电流除了在主电极之间流动之外，电流也在第1主电极和辅助电极之间流动。

在第1主电极以及辅助电极所接触的金属板的厚度较薄的情况下，该较薄的金属板和与其邻接的金属板之间的接触区域靠近第1主电极以及辅助电极，因此，电流在该接触区域中大范围地流动。作为其结果，在专利文献1中，形成熔核直径较大的熔核。

但是，在专利文献1所公开的技术中，在第1主电极以及辅助电极所接触的金属板的厚度较厚的情况下，熔核直径不会变大。其原因在于，厚度较厚的金属板和与其邻接的金属板之间的接触区域远离第1主电极以及辅助电极，在该接触区域中流动的电流的通电范围不宽。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012－55896号公报

发明内容

发明要解决的问题

如上所述，在超高强度钢材的点焊中，要求扩大适用电流范围并且提高焊接接头强度。不过，上述对策均不具有实用性。另外，在焊接接头强度的提高方面扩大熔核直径是有效的，但熔核直径的扩大即使采用所述专利文献1所公开的技术也是不充分的。

本发明的目的在于提供具有如下特性的电阻点焊装置、复合电极以及电阻点焊方法：

·在超高强度钢材的点焊中，扩大适用电流范围；

·在超高强度钢材的点焊中，提高焊接接头强度。

用于解决问题的方案

本发明的一实施方式的电阻点焊装置是用于对板组进行电阻点焊的装置，该板组包括层叠起来的多个金属板，其中，

该电阻点焊装置具有一对复合电极，该一对复合电极以将所述板组夹在彼此之间的方式相对配置。

所述一对复合电极中的各复合电极包括：

电极体，其为棒状，且顶端面与所述板组接触并被按压于所述板组；

刚性体，其是具有供所述电极体***的贯通孔、且顶端面与所述板组接触并被按压于所述板组的刚性体，其包括相对于所述电极体绝缘的导电体；以及

弹性体，其与所述刚性体的后端相连结，随着所述电极体以及所述刚性体的向所述板组的按压而对所述刚性体施加按压压力。

在上述的电阻点焊装置中，能够设为所述刚性体的所述顶端面的局部或全部是导电体的结构。

在上述的电阻点焊装置中，优选的是，所述刚性体是圆筒状。也能够设为所述刚性体的所述顶端面的内周缘的形状是圆形、所述顶端面的外周缘的形状是椭圆形、长圆形或大致四边形的结构。

在上述的电阻点焊装置中，能够设为所述弹性体是压缩螺旋弹簧的结构、或设为所述弹性体是圆筒状的树脂成形体的结构。

上述的电阻点焊装置均优选的是，所述电极体的所述顶端面的外周缘和所述刚性体的所述顶端面的内周缘之间的间隔是7mm以下。

上述的电阻点焊装置均优选的是，具有用于对所述刚性体进行冷却的冷却机构。

本发明的一实施方式的复合电极是用于板组的电阻点焊的复合电极，该板组包括层叠起来的多个金属板，该复合电极包括：

电极体，其为棒状，且顶端面与所述板组接触并被按压于所述板组；

刚性体，其是具有供所述电极体***的贯通孔、且顶端面与所述板组接触并被按压于所述板组的刚性体，其包括相对于所述电极体绝缘的导电体；以及

弹性体，其与所述刚性体的后端相连结，随着所述电极体以及所述刚性体的向所述板组的按压而对所述刚性体施加按压压力。

在上述的复合电极中，能够设为所述刚性体的所述顶端面的局部或全部是导电体的结构。

在上述的复合电极中，优选的是所述刚性体是圆筒状。也能够设为所述刚性体的所述顶端面的内周缘的形状是圆形、所述顶端面的外周缘的形状是椭圆形或大致四边形的结构。

在上述的复合电极中，能够设为所述弹性体是压缩螺旋弹簧的结构、或所述弹性体是圆筒状的树脂成形体的结构。

上述的复合电极均优选的是，所述电极体的所述顶端面的外周缘和所述刚性体的所述顶端面的内周缘之间的间隔是7mm以下。

上述的复合电极均优选的是，具有用于对所述刚性体进行冷却的冷却机构。

本发明的一实施方式的电阻点焊方法是对板组进行电阻点焊的方法，该板组包括层叠起来的多个金属板，该电阻点焊方法包括第1工序、第2工序和第3工序这一连串的工序。

在第1工序中，将棒状的第1电极体和棒状的第2电极体以将所述板组夹在彼此之间的方式相对配置，并且使第1刚性体和第2刚性体相对配置，该第1刚性体具有供所述第1电极体***的贯通孔，该第1刚性体的后端与第1弹性体相连结，且该第1刚性体包括导电体，该第2刚性体具有供所述第2电极体***的贯通孔，该第2刚性体的后端与第2弹性体相连结，且该第2刚性体包括导电体。

在第2工序中，将所述第1电极体以及所述第2电极体各自的顶端面按压于所述板组，并一边从所述第1弹性体对所述第1刚性体施加按压压力，同时从所述第2弹性体对所述第2刚性体施加按压压力，一边将所述第1刚性体以及所述第2刚性体各自的顶端面按压于所述板组而对所述板组进行加压。

在第3工序中，一边对所述板组进行加压，一边对所述第1电极体和所述第2电极体之间施加电流。

发明的效果

本发明的电阻点焊装置、复合电极以及电阻点焊方法具有下述的显著效果：

·在超高强度钢材的点焊中，能够扩大适用电流范围；

·在超高强度钢材的点焊中，能够提高焊接接头强度。

附图说明

图1是表示作为焊接对象的原材料的板组的一个例子的剖视图。

图2A是表示第1实施方式的电阻点焊装置的一个例子的示意图，表示焊接前的状态。

图2B是表示第1实施方式的电阻点焊装置的一个例子的示意图，表示焊接中的状态。

图3是说明在使用了图2A和图2B所示的电阻点焊装置的点焊中形成熔核的状况的示意图。

图4是表示电极－刚性体的间隔与最大熔核直径之间的关系、电极－刚性体的间隔与适用电流范围之间的关系的图。

图5A是表示第2实施方式的电阻点焊装置的一个例子的示意图，表示焊接前的状态。

图5B是表示第2实施方式的电阻点焊装置的一个例子的示意图，表示焊接中的状态。

图6是表示实施例的点焊试验的结果的图。

具体实施方式

以下对本发明的电阻点焊装置、复合电极以及电阻点焊方法的实施方式进行详述。

本实施方式的电阻点焊装置用于对包括层叠起来的多个金属板的板组进行点焊。本实施方式的复合电极搭载于该点焊装置而被用于点焊。本实施方式的电阻点焊方法被用于使用了该点焊装置的点焊。

＜第1实施方式＞

1.电阻点焊装置以及复合电极的结构

图1是表示作为焊接对象的原材料的板组的一个例子的剖视图。如该图1所示，作为在本实施方式中使用的原材料的板组1具有两张金属板2A、2B彼此层叠起来的部分。金属板2A、2B的材质均为抗拉强度是590MPa～780MPa级以上的超高强度钢材。金属板2A、2B的厚度均是0.5mm～3mm左右，既可以彼此相同，也可以不同。

不过，板组也可以是根据通过点焊来制造的结构件的形态，具有3张以上的金属板层叠起来的部分的板组。金属板的材质只要能够进行点焊，就没有限定，既可以是抗拉强度低于590MPa的高强度钢材，也可以是软钢。另外，对有无镀覆、种类等也没有限定。层叠起来的多个金属板既可以是同一金属种类，也可以是不同的金属种类。

图2A以及图2B是表示第1实施方式的电阻点焊装置的一个例子的示意图。在这些图中，图2A表示焊接前的状态，图2B表示焊接中的状态。图2A以及图2B所示的点焊装置具有一对复合电极10、20。以下，为了便于说明，将这些复合电极10、20中的一者(图2A以及图2B中的上侧的复合电极)也称为第1复合电极10，将另一者(图2A以及图2B中的下侧的复合电极)也称为第2复合电极20。第1复合电极10和第2复合电极20以将板组1夹于它们之间的方式彼此相对配置，其结构是相同的。即、第1复合电极10具有第1电极体11和第1刚性体12，第2复合电极20具有第2电极体21和第2刚性体22。

第1电极体11具有笔直的棒状的杆11b和安装到该杆11b的顶端的电极头11a，该第1电极体11整体上呈棒状。杆11b以与电极头11a相邻的方式具有凸缘部11ba。电极头11a是DR型电极头。即，电极头11a是顶端部呈凸形状突出的大致圆柱状，其顶端面11aa形成为曲率半径较大的凸曲面。作为电极头11a，除了使用DR型电极头以外，也能够使用众所周知的电极头，也可以使用扁平型电极头、SR型电极头等。杆11b的后端部被固定于保持架14。

第1刚性体12是在中心轴线上具有圆形的贯通孔12b的圆筒状，在其中心轴线上配置有第1电极体11。第1电极体11的电极头11a以及凸缘部11ba***到第1刚性体12，能够在与第1刚性体12的顶端面12a之间沿着轴向相对地移动。通过第1电极体11的凸缘部11ba与第1刚性体12的后端部的止挡面12c接触，第1刚性体12不会自第1电极体11脱落。

第1刚性体12和第1电极体11彼此绝缘，没有电连接。具体而言，在第1刚性体12和第1电极体11可能直接或间接连接的区域配置有工程塑料等绝缘体。例如，在第1刚性体12的贯通孔12b的区域中的相对于杆11b滑动的区域配置有绝缘体。

在保持架14的前端固定有保持板15。第1刚性体12的后端和保持板15之间配置有压缩螺旋弹簧13A作为第1弹性体13。第1电极体11的杆11b在压缩螺旋弹簧13A(第1弹性体13)的中心轴线上贯穿。第1刚性体12能够沿着杆11b相对移动。

同样地，第2电极体21具有笔直的棒状的杆21b和安装于该杆21b的顶端的电极头21a，该第2电极体21整体上呈棒状。杆21b以与电极头21a相邻的方式具有凸缘部21ba。电极头21a是DR型电极头。杆21b的后端部固定于保持架24。

第2刚性体22是在中心轴线上具有圆形的贯通孔22b的圆筒状，在其中心轴线上配置有第2电极体21。第2电极体21的电极头21a以及凸缘部21ba被收纳于第2刚性体22，能够在与第2刚性体22的顶端面22a之间沿着轴向相对移动。通过第2电极体21的凸缘部21ba与第2刚性体22的后端部的止挡面22c接触，第2刚性体22不会从第2电极体21脱落。

第2刚性体22和第2电极体21彼此绝缘，没有电连接。具体而言，在第2刚性体22和第2电极体21可能直接或间接连接的区域配置有工程塑料等绝缘体。例如，在第2刚性体22的贯通孔22b的区域中的相对于杆21b滑动的区域配置有绝缘体。

在保持架24的前端固定有保持板25。第2刚性体22的后端和保持板25之间配置有压缩螺旋弹簧23A作为第2弹性体23。第2电极体21的杆21b在压缩螺旋弹簧23A(第2弹性体23)的中心轴线上贯穿。第2刚性体22能够沿着杆21b相对移动。

构成第1电极体11的杆11b和电极头11a、以及构成第2电极体21的杆21b和电极头11a的材质是铬铜、铬锆铜、铍铜、氧化铝弥散强化铜或铜钨等。不过，第1电极体11以及第2电极体21的材质只要能够作为电极，就没有特别限定。

第1刚性体12以及第2刚性体22是针对来自外部的力不产生变形的刚性体，是金属等导电体。另外，第1刚性体12以及第2刚性体22既可以由导电体构成各顶端面12a、22a的全部，也可以由导电体构成各顶端面12a、22a的局部。

第1刚性体12以及第2刚性体22的材质只要具有较高的电导率，就没有特别限定，第1电极体11和第2电极体21既可以相同，也可以不同。但是，第1刚性体12以及第2刚性体22的材质需要具有至少比焊接对象的板组(金属板)的电导率高的电导率。随后详述，其原因在于，在点焊时有效地将在板组内流动的电流朝向第1刚性体12以及第2刚性体22引入。

这样的结构的第1复合电极10以及第2复合电极20各自的保持架14、24被安装于未图示的点焊枪。具体而言，焊枪具有能够进行开闭动作的一对臂，在其中的一个臂的顶端安装有第1复合电极10的保持架14，在另一个臂的顶端安装有第2复合电极20的保持架24。通过两臂的开闭动作，第1复合电极10和第2复合电极20彼此远离或接近。此时，成为如下的状态：第1电极体11和第2电极体21彼此相对而配置于同一轴线上，第1刚性体12和第2刚性体22也彼此相对而配置于同一轴线上。其中，一对臂中的一个臂也可以是固定的。

另外，第1电极体11和第2电极体21与未图示的电源装置相连接。例如，在使用直流电源装置作为电源装置的情况下，电源的正极与第1电极体11连接，电源的负极与第2电极体21连接。正极和负极的连接也可以与此相反。作为电源装置，也可使用交流电源装置。

2.电阻点焊

参照上述的图2A、图2B以及下述的图3说明由本实施方式的点焊装置进行的点焊的过程。

首先，如图2A所示，作为原材料，准备具有两张金属板2A、2B彼此层叠起来的部分的板组1。接着，将第1复合电极10的第1电极体11和第2复合电极20的第2电极体21以将板组1夹在彼此之间的方式相对配置，并且使各自的第1刚性体12和第2刚性体22相对配置。该动作可通过焊枪的移动或板组1的输送来进行。

接着，执行焊枪的两臂的闭合动作，开始第1复合电极10以及第2复合电极20的向板组1的按压动作。由此，在第1复合电极10中，保持架14朝向板组1移动，与此同时，在第2复合电极20中，保持架24朝向板组1移动。与此相伴，在第1复合电极10中，首先，第1刚性体12的顶端面12a与板组1的金属板2A的表面接触并被按压于板组1的金属板2A的表面，第1刚性体12的进一步的移动受到限制。在第2复合电极20中，首先，第2刚性体22的顶端面22a与板组1的金属板2B的表面接触并被按压于板组1的金属板2B的表面，第2刚性体22的进一步的移动受到限制。

而且，在第1复合电极10中，第1电极体11朝向金属板2A继续移动。此时，第1刚性体12和保持板15之间的间隔逐渐变窄，第1弹性体13(压缩螺旋弹簧13A)压缩变形。与此同时，在第2复合电极20中，第2电极体21朝向金属板2B继续移动。此时，第2刚性体22和保持板25之间的间隔逐渐变窄，第2弹性体23(压缩螺旋弹簧23A)压缩变形。

然后，如图2B所示，在第1复合电极10中，第1电极体11的顶端面11aa与金属板2A的表面接触并被按压于金属板2A的表面，第1电极体11的进一步的移动受到限制。与此同时，在第2复合电极20中，第2电极体21的顶端面21aa与金属板2B的表面接触并被按压于金属板2B的表面，第2电极体21的进一步的移动受到限制。

这样一来，板组1被彼此相对的第1电极体11和第2电极体21夹住，并且被彼此相对的第1刚性体12和第2刚性体22夹住。此时，在板组1施加有来自第1电极体11以及第2电极体21的按压压力，也施加有来自第1刚性体12以及第2刚性体22的按压压力。

在此，在第1刚性体12作用有来自压缩变形的第1弹性体13压缩变形的回弹力，在第2刚性体22作用有来自压缩变形的第2弹性体23的压缩变形的回弹力。因此，构成板组1的金属板2A、2B彼此不仅在与第1电极体11以及第2电极体21之间的接触区域被加压，而且在接触区域周围的环状区域(与第1刚性体12以及第2刚性体22之间的接触区域)被加压，成为大范围地充分接触了的状态。由此，翘离的产生受到抑制。

在成为该状态之后，驱动电源装置，对第1电极体11和第2电极体21之间施加电流。

图3是对在使用了图2所示的电阻点焊装置的点焊中形成熔核的状况进行说明的示意图。在该图3中，虚线箭头表示焊接电流的流动。

如图3所示，与以往的点焊相比，金属板2A、2B彼此的接触区域不仅是与第1电极体11以及第2电极体21之间的接触区域，而且扩大到该接触区域周围的与第1刚性体12以及第2刚性体22之间的接触区域这样的大范围。因此，当对第1电极体11和第2电极体21之间施加电流时，不会产生显著的翘离，在板组1内即金属板2A、2B内，电流扩展至大范围而流动。

具体而言，电流不仅单纯地从第1电极体11朝向第2电极体21流动，而且在电流从第1电极体11被朝向第1刚性体12引入了之后，朝向第2刚性体22引入，最终朝向第2电极体21流动。其原因在于，金属板2A、2B彼此在来自第1刚性体12以及第2刚性体22的强力的加压作用下在第1刚性体12和第2刚性体22之间的相对区域中充分地接触，并且第1刚性体12以及第2刚性体22均具有较高的电导率。

通常，喷溅自金属板彼此之间产生，但当对电极施加大电流时，电极和金属板之间的接触部被过度加热，存在从该金属板表面产生喷溅的情况。只要如本实施方式那样将第1刚性体12以及第2刚性体22设为导电体，则电流从第1电极体11以及第2电极体21向导电体的第1刚性体12以及第2刚性体22迂回，因此，还具有这样的优点：电极和金属板之间的接触部处的发热被抑制，能够抑制从该金属板表面产生喷溅。

因而，金属板2A、2B彼此被第1构造体12以及第2构造体22强力地加压，因此，金属板2A、2B彼此的接触区域在大范围内熔融，形成熔核直径较大的熔核3。

根据本实施方式的点焊，能够扩大熔核直径，因此，能够提高包括CTS在内的焊接接头强度。而且，随着熔核直径的扩大，能够扩大适用电流范围。

此外，为了实现抑制翘离的效果，第1电极体11的顶端面11aa的外周缘和第1刚性体12的顶端面12a的内周缘之间的间隔、以及第2电极体21的顶端面21aa的外周缘和第2刚性体22的顶端面22a的内周缘之间的间隔是重要的。以下也将这些间隔统称为电极－刚性体的间隔。优选的是，电极－刚性体的间隔在当焊接时电极体和刚性体不接触的范围内尽可能地靠近。当电极－刚性体的间隔过宽时，翘离的抑制效果变小，且电流难以扩展。优选的是，电极－刚性体的间隔是7mm以下。更优选的是5mm以下，进一步优选的是3mm以下。另一方面，当电极－刚性体的间隔过窄时，在焊接时电极体和刚性体不慎接触而通电，焊接电流变得不稳定。因此，电极－刚性体的间隔在实用方面优选的是0.3mm以上。更优选的是0.5mm以上，进一步优选的是1.0mm以上。

图4是表示电极－刚性体的间隔与最大熔核直径之间的关系、电极－刚性体的间隔与适用电流范围之间的关系的图。图4所示的关系是使用点焊用解析软件(SCSK株式会社制的“SORPAS(注册商标)”)解析了电极－刚性体的间隔对点焊的影响而得到的结果。在解析中，对电流从电极体朝向刚性体扩展的条件进行设定，使电极－刚性体的间隔进行了各种变更。焊接对象的金属板为板厚t是1.2mm的抗拉强度1500MPa级热冲压钢板(非镀覆)。电极体以及刚性体的材质设为铬铜(Cu－1质量％Cr)。电极体的电极头设为包括顶端面在内的外径是8mm、顶端面的曲率半径R是80mm的SR型电极头。电极体的加压力设为3.43kN(350kgf)，通电时间设为16cycle(频率：60Hz)。然后，按照变更后的每个电极－刚性体的间隔对焊接电流进行各种变更，对各条件下的熔核直径以及喷溅有无产生进行了调查。

其中，对各个电极－刚性体的间隔的最大熔核直径以及适用电流范围进行了评价。最大熔核直径设为不产生喷溅的最大的熔核直径。适用电流范围设为从能够获得熔核直径是的熔核的电流值到不产生喷溅的最大的电流值为止的电流值范围。如图4所示，可知：以电极－刚性体的间隔是7mm时为分界，随着电极－刚性体的间隔变窄，最大熔核直径变大，适用电流范围扩大。由此，可以说优选的是电极－刚性体的间隔是7mm以下。

在本实施方式的点焊装置中，第1电极体11(特别是，电极头11a)处于被第1刚性体12包围的状态。同样地，第2电极体21(特别是，电极头21a)处于被第2刚性体22包围的状态。因此，在点焊中产生的热量容易蓄积于第1电极体11以及第2电极体21，电极头11a、21a的寿命有可能降低。因此，期望的是积极地冷却第1刚性体12以及第2刚性体22而抑制蓄热，并且间接地冷却第1电极体11以及第2电极体21。作为其冷却构造，例如，像在第1刚性体12的内部设置有冷却水路、使冷却水在该冷却水路循环那样即可。作为其它冷却构造，也可以向第1刚性体12的外周面喷出冷却水。在后者的情况下，使用向冷却水添加了防锈剂而成的液体。这些冷却构造同样地也能够应用于第2电极体21。

＜第2实施方式＞

图5A以及图5B是表示第2实施方式的电阻点焊装置的一个例子的示意图。在这些图中，图5A表示焊接前的状态，图5B表示焊接中的状态。图5A以及图5B所示的第2实施方式的点焊装置以所述图2A以及图2B所示的第1实施方式的点焊装置的结构为基础，适当省略重复的说明。

本第2实施方式的第1电极体11的杆11b不具有上述第1实施方式那样的凸缘部11ba。与此相伴，第1刚性体12不具有上述第1实施方式那样的后端部的止挡面12c。

在第1刚性体12的后端固定有可动板16，在保持架14的前端固定有保持板15。第1电极体11的杆11b贯穿这些可动板16以及保持板15。在可动板16和保持板15之间配置有圆筒状的树脂成形体13B作为第1弹性体13。第1电极体11的杆11b在树脂成形体13B(第1弹性体13)的中心轴线上贯穿。在保持板15的周缘部拧入有多个贯穿可动板16的周缘部的导向螺栓17。由此，第1弹性体13以被夹在可动板16和保持板15之间的状态来被保持。第1刚性体12以与可动板16一体的方式一边由导向螺栓17引导，一边能够沿着杆11b相对移动。

第1刚性体12和第1电极体11彼此绝缘，没有电连接。具体而言，在第1刚性体12和第1电极体11可能直接或间接地连接的区域配置有工程塑料等绝缘体。例如，能够相对于杆11b滑动的可动板16由绝缘体成形。

同样地，本第2实施方式中的第2电极体21的杆21b不具有上述第1实施方式那样的凸缘部21ba。与此相伴，第2刚性体22不具有上述第1实施方式那样的后端部的止挡面22c。

在第2刚性体22的后端固定有可动板26，在保持架24的前端固定有保持板25。第2电极体21的杆21b贯穿这些可动板26以及保持板25。在可动板26和保持板25之间配置圆筒状的树脂成形体23B作为第2弹性体23。第2电极体21的杆21b在树脂成形体23B(第2弹性体23)的中心轴线上贯穿。在保持板25的周缘部拧入有多个贯穿可动板26的周缘部的导向螺栓27。由此，第2弹性体23以被夹在可动板26和保持板25之间的状态来被保持。第2刚性体22以与可动板26一体的方式一边由导向螺栓27引导，一边能够沿着杆21b相对移动。

第2刚性体22和第2电极体21彼此绝缘，没有电连接。具体而言，在第2刚性体22和第2电极体21可能直接或间接地连接的区域配置有工程塑料等绝缘体。例如，能够相对于杆21b滑动的可动板26由绝缘体成形。

第1弹性体13以及第2弹性体23的材质可列举出耐久性优异且具有适度的弹性的聚氨酯树脂等。

在这样的结构的点焊装置的焊接时，第1刚性体12和第2刚性体22施加有来自压缩变形后的第1弹性体13以及第2弹性体23、即树脂成形体13B、23B的按压压力。该状况与上述第1实施方式是相同的。因而，本第2实施方式也起到与上述第1实施方式同样的效果。

【实施例】

为了确认本发明的效果，实施了使用所述图2所示的第1实施方式的点焊装置来进行点焊的焊接试验。作为试样，使用板厚是1.6mm的抗拉强度1500MPa级热冲压钢板(非镀覆)，并准备了很多将两张相同钢种、相同板厚的板彼此层叠而成的板组。作为第1电极体的电极头以及第2电极体的电极头，使用了DR型电极头。对于各DR型电极头，材质是铬铜(Cu－1质量％Cr)，外径是12mm，顶端直径是6mm，顶端面的曲率半径R是40mm。第1刚性体和第2刚性体的材质是铬铜(Cu－1质量％Cr)，内径是13mm。

焊接条件表示在下述的表1中。每次进行点焊时变更焊接电流，对熔核生长的举动和产生喷溅的电流进行了调查。此外，表1中的1cycle是1/60秒。

【表1】

表1

备注:1cyc.是1/60秒

另外，为了进行比较，作为以往通常的方法，实施了单纯地仅利用一对电极头夹着板组来进行点焊的试验。试样、电极头以及焊接条件与上述的本发明例的情况是同样的。

对进行了点焊之后的各板组实施了扭转试验。根据通过扭转试验所呈现的熔核的外观对熔核直径进行了测定。具体而言，从彼此正交的两个方向对熔核的直径进行测定，将两者的平均值作为熔核直径。

图6是表示在实施例的试验中获得的焊接电流值和熔核直径之间的相关性的图。试样为板厚t是1.6mm的1500MPa级热冲压钢板(非镀覆)。

如图6所示，在本发明例中，与比较例相比，适用电流范围以及最大熔核直径大幅地扩大。在比较例中，最大熔核直径为左右，相对于此，在本发明例中，最大熔核直径超过另外，在比较例中，适用电流范围是2.6kA左右，相对于此，在本发明例中，适用电流范围扩大到4.0kA左右。由此证实了如下内容：根据本发明，在超高强度钢材的点焊中，能够扩大适用电流范围，而且扩大熔核直径，由此，能够提高焊接接头强度。

此外，本发明并不限定于上述的实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行各种变更。例如、刚性体的形状并不限于圆筒状，能够根据焊接对象的板组的形状进行变更。即，刚性体的顶端面的内周缘的形状也可以是圆形，顶端面的外周缘的形状也可以是椭圆形、长圆形或大致四边形。

产业上的可利用性

本发明能够有效地利用于超高强度钢材的结构件的制造。

附图标记说明

1：板组、2A：金属板、2B：金属板、3：熔核、

10：第1复合电极、11：第1电极体、

11a：电极头、11aa：电极头的顶端面、

11b：杆、11ba：杆的凸缘部、

12：第1刚性体、12a：第1刚性体的顶端面、

12b：第1刚性体的贯通孔、12c：第1刚性体的止挡面、

13：弹性体、13A：压缩螺旋弹簧、

13B：树脂成形体、14：保持架、15：保持板、

16：可动板、17：导向螺栓、

20：第2复合电极、21：第2电极体、

21a：电极头、21aa：电极头的顶端面、

21b：杆、21ba：杆的凸缘部、

22：第2刚性体、22a：第2刚性体的顶端面、

22b：第2刚性体的贯通孔、22c：第2刚性体的止挡面、

23：弹性体、23A：压缩螺旋弹簧、

23B：树脂成形体、24：保持架、25：保持板、

26：可动板、27：导向螺栓

Claims (17)

1.一种电阻点焊装置，其是用于对板组进行电阻点焊的装置，该板组包括层叠起来的多个金属板，其中，

该电阻点焊装置具有一对复合电极，该一对复合电极以将所述板组夹在彼此之间的方式相对配置，

所述一对复合电极中的各复合电极包括：

电极体，其为棒状，且顶端面与所述板组接触并被按压于所述板组；

刚性体，其是具有供所述电极体***的贯通孔、且顶端面与所述板组接触并被按压于所述板组的刚性体，该刚性体包括相对于所述电极体绝缘的导电体；以及

弹性体，其与所述刚性体的后端相连结，随着所述电极体以及所述刚性体的向所述板组的按压而对所述刚性体施加按压压力。

2.根据权利要求1所述的电阻点焊装置，其中，

所述刚性体的所述顶端面的局部或全部是导电体。

3.根据权利要求1或2所述的电阻点焊装置，其中，

所述刚性体是圆筒状。

4.根据权利要求1或2所述的电阻点焊装置，其中，

所述刚性体的所述顶端面的内周缘的形状是圆形，所述顶端面的外周缘的形状是椭圆形、长圆形或大致四边形。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的电阻点焊装置，其中，

所述弹性体是压缩螺旋弹簧。

6.根据权利要求1～4中任一项所述的电阻点焊装置，其中，

所述弹性体是圆筒状的树脂成形体。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的电阻点焊装置，其中，

所述电极体的所述顶端面的外周缘和所述刚性体的所述顶端面的内周缘之间的间隔是7mm以下。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的电阻点焊装置，其中，

该电阻点焊装置具有用于对所述刚性体进行冷却的冷却机构。

9.一种复合电极，其用于板组的电阻点焊，该板组包括层叠起来的多个金属板，其中，

该复合电极包括：

电极体，其为棒状，且顶端面与所述板组接触并被按压于所述板组；

刚性体，其是具有供所述电极体***的贯通孔、且顶端面与所述板组接触并被按压于所述板组的刚性体，其包括相对于所述电极体绝缘的导电体；以及

弹性体，其与所述刚性体的后端相连结，随着所述电极体以及所述刚性体的向所述板组的按压而对所述刚性体施加按压压力。

10.根据权利要求9所述的复合电极，其中，

所述刚性体的所述顶端面的局部或全部是导电体。

11.根据权利要求9或10所述的复合电极，其中，

所述刚性体是圆筒状。

12.根据权利要求9或10所述的复合电极，其中，

所述刚性体的所述顶端面的内周缘的形状是圆形，所述顶端面的外周缘的形状是椭圆形或大致四边形。

13.根据权利要求9～12中任一项所述的复合电极，其中，

所述弹性体是压缩螺旋弹簧。

14.根据权利要求9～12中任一项所述的复合电极，其中，

所述弹性体是圆筒状的树脂成形体。

15.根据权利要求9～14中任一项所述的复合电极，其中，

所述电极体的所述顶端面的外周缘和所述刚性体的所述顶端面的内周缘之间的间隔是7mm以下。

16.根据权利要求9～15中任一项所述的复合电极，其中，

该复合电极具有用于对所述刚性体进行冷却的冷却机构。

17.一种电阻点焊方法，其是对板组进行电阻点焊的方法，该板组包括层叠起来的多个金属板，其中，

该电阻点焊方法包括如下工序：

第1工序，在该第1工序中，将棒状的第1电极体和棒状的第2电极体以将所述板组夹在彼此之间的方式相对配置，并且使第1刚性体和第2刚性体相对配置，该第1刚性体具有供所述第1电极体***的贯通孔，该第1刚性体的后端与第1弹性体相连结，且该第1刚性体包括导电体，该第2刚性体具有供所述第2电极体***的贯通孔，该第2刚性体的后端与第2弹性体相连结，且该第2刚性体包括导电体；

第2工序，在该第2工序中，将所述第1电极体以及所述第2电极体各自的顶端面按压于所述板组，并一边从所述第1弹性体对所述第1刚性体施加按压压力，同时从所述第2弹性体对所述第2刚性体施加按压压力，一边将所述第1刚性体以及所述第2刚性体各自的顶端面按压于所述板组而对所述板组进行加压；以及

第3工序，在该第3工序中，一边对所述板组进行加压，一边对所述第1电极体和所述第2电极体之间施加电流。