单面点焊方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种单面点焊方法（indirectspotweldingmethod)，其是针对将2 片金属板重合而成的构件，将焊接电极向一面侧的金属板加压并使该焊接电极抵接于该一 面侧的金属板，在另一面侧的金属板处将供电端子安装于离开焊接电极的位置，在该焊接 电极和供电端子之间通电而进行焊接。本发明尤其涉及即使在重合而成的构件的焊接部以 外的金属板间的通电、所谓的分流大的情况下，也能够获得合适的恪核（nugget)的单面点 焊方法。
【背景技术】
[0002] 在焊接汽车车身、汽车部件时，以往使用电阻点焊，主要是使用双面点焊（direct spotwelding)，但是最近逐渐使用起单面点焊等。
[0003] 使用图1说明上述的双面点焊及单面点焊的特征。
[0004] 任意的点焊均是通过焊接来接合重合的至少2片金属板，这一点是不变的。
[0005] 图1的（A)示出了双面点焊法。如该图所示，该焊接是夹住重合的2片金属板1、 2并在从其上下对一对电极3、4加压的同时流过电流、利用金属板的电阻发热获得焊接部5 的方法。其中，电极3、4均形成为具有加压控制装置6、7及电流控制装置8并能够利用这 些装置控制加压力和通电的电流值的结构。
[0006] 图1的⑶所示的单面点焊法是针对重合的2片金属板21、22,将电极23向一金 属板21加压并使该电极23抵接于一金属板21，在另一金属板22处将供电端子24安装于 离开电极23位置，在该电极23和供电端子24之间通电，从而在金属板21、22上形成焊接 部25。
[0007] 在此，在运输设备制造商现在的利用电阻点焊形成焊接部的管理基准中，多要求 焊接部是像利用双面点焊所获得的那样的、在金属板间经过完全地熔融了的状态而形成的 棋子形的熔核。因此，在上述的焊接法中，在空间上存有余地、可获得将金属板从上下夹住 的开口部的情况下，采用双面点焊法。
[0008] 然而，在实际的焊接时，没有足够的空间或在闭合界面构造中无法将金属板从上 下夹住的情况也较多，在这样的情况下，采用单面点焊法。
[0009] 在此，在将单面点焊法用于上述那样的用途时，重合的金属板被电极仅从一方向 加压，其相反侧处于没有支承的中空状态。因而，无法像从两侧用电极来夹住的双面点焊法 那样在电极正下方局部地施加高的加压力。另外，通电过程中电极会向金属板沉入，因此电 极一金属板间、金属板一金属板间的接触状态发生变化。
[0010] 基于这样的原因，公认为在以往的单面点焊中，重合的金属板间电流的通电路径 不稳定，因此难以稳定地获得在金属板间经过熔融了的状态而形成的棋子形的熔核。尤其 是，在重合的金属板被电极仅从一方向加压、其相反侧为没有支承的中空状态且金属板的 两端被约束的情况等中，焊接部以外的金属板间的通电、所谓的分流变大，更加难以稳定地 获得棋子形的熔核。
[0011] 在此，在专利文献1中，作为能够应用于单面点焊的、能够获得规定强度焊接部的 焊接电极，记载有"具有大致圆锥状的顶端形状的电阻焊接用电极，该电阻焊接用电极具有 圆锥的顶端角度为120度~165度的圆锥面和位于所述圆锥的顶端中心部且直径为1. 5~ 3mm的平坦部"。
[0012] 专利文献
[0013] 专利文献1 :日本特开2006 - 198676号公报
【发明内容】
[0014] 然而，在专利文献1中，对于按照该文献所公开的技术焊接而成的焊接部，存在如 下记载，"也存在以下情况：当观察金属板11、12的重合部的金相组织时，发现金属板11、12 的重合部的金属形成了许多比以往的通常的熔核细的、局部地熔融并再结晶而成的部分的 现象，在所谓的扩散接合（diffusionbonding)的状态下接合起来的情况，S卩在与以往的通 常的熔核不同的现象下接合起来的情况"（该文献1的[0038]段）。即，存在如下问题，使 用专利文献1中记载的焊接电极获得的焊接部不一定是双面点焊中所观察到的熔核那样 的、经过完全地熔融了的状态而形成的棋子形的熔核。
[0015] 如上所述，在运输设备制造商现在的点焊部的管理基准中，多要求焊接部是棋子 形的熔核。因此，即使是获得了规定接合强度的焊接部，若未获得经过完全地熔融了的状态 而形成的棋子形的熔核就不满足管理基准。因而，正在寻求一种即使在焊接部以外的金属 板间的通电、所谓的分流大的情况下，也能够更稳定地获得棋子形的熔核的单面点焊方法。
[0016] 因此，本发明的目的是提供一种单面点焊方法，该单面点焊方法即使在焊接部以 外的金属板间的通电、所谓的分流大的情况下，也能够更稳定地获得在金属板间经过熔融 了的状态而形成的棋子形的熔核。
[0017] 本申请发明人反复潜心进行了解决上述的课题所需要的研究，结果获得了以下所 述的见解。
[0018] a)如上所述，在单面点焊中，难以像双面点焊那样获得用于在电极正下方的重合 的金属板间形成焊接部的足够的发热，难以形成熔核。尤其是，在焊接部以外的金属板间的 通电、所谓的分流大的情况下，形成熔核更加困难。
[0019] b)为了解决上述的问题，需要采用电极顶端部设为合适形状的焊接电极，使得即 使在通电过程中发生电极向金属板沉入的现象，也能够在电极正下方的重合的金属板间维 持高的电流密度。
[0020] c)上述焊接电极的电极顶端部的形状与供焊接的重合的金属板有关，与成为熔核 直径（nuggetdiameter)的基准的金属板的板厚相关。即成为恪核直径的基准的金属板的 板厚为将2片金属板重合而成的构件的、较薄一方的金属板的板厚。
[0021] d)在采用形成为上述形状的焊接电极的基础上，通过微细地控制通电过程中的电 流值及其时间，或者微细地控制通电过程中的电极的加压力及其时间，或者进一步地微细 地控制通电过程中的电流值和电极的加压力及其时间，更加有效。
[0022] 本发明是立足于上述见解而做成的。
[0023]SP，本发明的主要结构如下。
[0024] (1) -种单面点焊方法，其是针对将2片金属板重合而成的构件，将焊接电极向所 述构件的一面侧的金属板加压并使该焊接电极抵接于该一面侧的金属板，在所述构件的另 一面侧的金属板处将供电端子安装于离开所述焊接电极的位置，在所述焊接电极和所述供 电端子之间通电而进行焊接，其特征在于，
[0025] 所述焊接电极的电极顶端部为由曲率半径F1(Him)的第1曲面和曲率半Sr2(Him) 的第2曲面构成的2段式的穹顶形状，上述第1曲面包含所述焊接电极的最顶端且在从该 最顶端侧观察时所述第1曲面位于以该最顶端为中心的半径R(mm)的圆的范围内，上述第 2曲面位于该第1曲面的周围，该焊接电极的电极顶端部满足下述⑴式~（3)式，
[0026] 2Vt^R^6Vt(1)
[0027] 30 ^T1 (2)
[0028] 6 ^r2^ 12 (3)
[0029] 其中，t为所述构件中的、较薄一方的金属板的板厚（mm)。
[0030] (2)根据上述（1)所述的单面点焊方法，关于所述通电的电流值，从通电开始至结 束为恒定的，
[0031] 对于所述焊接电极的加压力，从通电开始起划分为2个时间带t2，在最初的时 间带L中以加压力F满行加压，之后，在接下来的时间带12中，以比加压力Fi低的加压力 F2进行加压。
[0032] (3)根据上述（1)所述的单面点焊方法，对于所述焊接电极的加压力及所述通电 的电流值，从通电开始起划分为2个时间带I^t2，在最初的时间带h中以加压力Fi进行加 压，并且以电流值(^进行通电，之后，在接下来的时间带〖2中，以比加压力F1低的加压力F2 进行加压，并且以比电流值C1高的电流值C2进行通电。
[0033] (4)根据上述（1)所述的单面点焊方法，对于所述焊