焊接輔助部件以及使用了該焊接輔助部件的點焊方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種焊接輔助部件以及點焊方法，其能夠?qū)崿F(xiàn)焊接輔助部件的設置穩(wěn)定化，避免接合材料的劣化。焊接輔助部件及點焊方法，焊接輔助部件具有導電性并使用于在板狀金屬部件即第1材料之間夾入由碳纖維強化塑料構(gòu)成的板狀部件即第2材料而進行的點焊上，被裝填在第2材料貫通形成的孔部，能夠在孔部部分從兩側(cè)進行第1材料相互的點焊，在該焊接輔助部件具有：主體部，其具有在被裝填于孔部的狀態(tài)下，在與孔部的內(nèi)側(cè)面之間能夠留有間隙的大小和形狀；位置保持部件，其被設置在主體部的外側(cè)，對使孔部的內(nèi)側(cè)面與主體部離開的狀態(tài)進行保持，并具有隔熱性、耐熱性以及絕緣性。由此，能夠不使第2材料的品質(zhì)劣化，而進行高品質(zhì)的、穩(wěn)定的點焊。
【專利說明】
焊接輔助部件以及使用了該焊接輔助部件的點焊方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及焊接輔助部件以及使用了該焊接輔助部件的點焊方法，特別是，涉及在充分利用點焊對異種材料彼此進行接合時所使用的焊接輔助部件以及使用了該焊接輔助部件的點焊方法。
【背景技術(shù)】
[0002]已知下述技術(shù)，S卩，在具有導通性的2塊材料之間夾入異種材料進行點焊時，在異種材料貫通形成孔部，在該孔部中裝填由與兩側(cè)的材料相同地具有導通性的材料構(gòu)成的焊接輔助部件，在該孔部部分從兩側(cè)進行點焊。
[0003]在這種點焊中，裝填有焊接輔助部件的孔部是被兩側(cè)的導通性的材料夾入的狀態(tài)，不能夠?qū)υO置在孔部內(nèi)的焊接輔助部件的裝填狀態(tài)即裝填位置進行確認。因此，如果焊接輔助部件未配置在孔部的中心、或者配置在孔部的中心的焊接輔助部件在作業(yè)的中途其位置發(fā)生移動，則存在下述情況，即，點焊不在焊接輔助部件的中心處進行，在偏移位置處發(fā)生熔融，焊接后的剛性降低，喪失準確性。
[0004]專利文獻I是考慮了上述情況的技術(shù)，是將焊接輔助部件鉚接緊固并裝填于在異種材料貫通形成的孔部中從而進行的點焊方法。根據(jù)該技術(shù)，在鉚接緊固并裝填焊接輔助部件的板狀異種材料的兩面處層疊設置以鐵為主要成分的一對板狀材料，在該孔部部分從兩側(cè)進行點焊。由此，焊接輔助部件在孔部內(nèi)的位置穩(wěn)定，在該穩(wěn)定狀態(tài)下進行點焊。從而，進行無偏移的、準確的焊接。
[0005]專利文獻I:日本特開2014-104502號公報
[0006]但是，在上述專利文獻I涉及的技術(shù)中，成為導電性的焊接輔助部件與異種材料直接接觸的狀態(tài)。在使異種材料為特別是碳纖維強化塑料(下述CFRP)而應用該技術(shù)時，會產(chǎn)生下述的問題。在以上述狀態(tài)進行的點焊中，在兩側(cè)的材料與焊接輔助部件成為通電狀態(tài)時所產(chǎn)生的電阻熱向處于直接接觸狀態(tài)的異種材料傳遞，存在異種材料因著火等而破損、或者向異種材料導通的情況，則存在焊接質(zhì)量降低的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明就是鑒于上述課題而提出的，其目的在于，提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)焊接輔助部件的設置的穩(wěn)定化、并避免接合材料的劣化的焊接輔助部件以及使用了該焊接輔助部件的點焊方法。
[0008]用于解決上述目的的技術(shù)方案I涉及的發(fā)明是一種焊接輔助部件，
[0009]其用于在具有導通性的第I材料之間夾入作為異種材料的第2材料而進行點焊，該焊接輔助部件裝填于在所述第2材料上貫通形成的孔部中，能夠在該孔部的部分處從兩側(cè)進行第I材料彼此的點焊，
[0010]所述焊接輔助部件的特征在于，具有:
[0011]主體部，其由具有導通性的材料構(gòu)成，具有在裝填于所述孔部中的狀態(tài)下，在與所述孔部的內(nèi)側(cè)面之間能夠留有間隙的大小和形狀;以及
[0012]位置保持部件，其設置在該主體部的外側(cè)，對使所述孔部的內(nèi)側(cè)面與所述主體部分離的狀態(tài)進行保持，具有隔熱性、耐熱性以及絕緣性。
[0013]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于由所述位置保持部件將所述主體部的位置牢固地固定在孔部內(nèi)，因此能夠在穩(wěn)定狀態(tài)下進行點焊。上述主體部因上述位置保持部件的存在而處于與上述孔部的內(nèi)側(cè)面分離的狀態(tài)，另外，由于位置保持部件具有隔熱性，因此能夠減輕點焊時在上述主體部上所產(chǎn)生的電阻熱向第2材料傳遞。由此，能夠防止第2材料升溫而品質(zhì)劣化、或著火等而破損。此外，由于位置保持部件具有耐熱性，因此不存在由點焊時產(chǎn)生的電阻熱使位置保持部件自身著火等而破損的情況。
[0014]并且，主體部的位置處于與孔部的內(nèi)側(cè)面分離的狀態(tài)，另外，由于位置保持部件具有絕緣性，因此在點焊中所述主體部通電時，能夠防止向第2材料導通而電流分散。由此，能夠不使焊接質(zhì)量降低而進行點焊。
[0015]技術(shù)方案2涉及的焊接輔助部件的特征在于，根據(jù)技術(shù)方案I中所述的焊接輔助部件，
[0016]所述位置保持部件是由發(fā)泡材料形成的。
[0017]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于發(fā)泡材料具有較多的空隙、隔熱性優(yōu)異，因此能夠有效地防止點焊時在主體部產(chǎn)生的電阻熱向第2材料傳遞。
[0018]技術(shù)方案3涉及的點焊方法是使用了上述技術(shù)方案I或2中記載的焊接輔助部件的點焊方法，該點焊方法的特征在于，具有:
[0019]孔部形成工序，在該工序中，在所述第2材料上貫通形成孔部;發(fā)泡劑設置工序，在該工序中，將未發(fā)泡的發(fā)泡劑設置在所述主體部的外側(cè);裝填工序，在該工序中，將貫通形成了所述孔部的第2材料層疊設置在一方的所述第I材料上，將在所述主體部的外側(cè)設置了所述未發(fā)泡的發(fā)泡劑而得到的部件裝填至所述孔部中；夾入工序，在該工序中，在裝填了在所述主體部的外側(cè)設置有所述未發(fā)泡的發(fā)泡劑而得到的部件的所述第2材料的上表面，層疊設置另一方的所述第I材料而夾入所述焊接輔助部件；以及焊接工序，在該工序中，從層疊方向的兩側(cè)利用電極對夾入有所述第2材料的狀態(tài)下的所述第I材料進行夾入，在加壓狀態(tài)下使電流流動，利用此時所產(chǎn)生的熱使所述未發(fā)泡的發(fā)泡劑進行發(fā)泡而形成發(fā)泡材料，同時使所述第I材料彼此熔融接合。
[0020]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在通常進行的點焊的工序中，因為利用當時產(chǎn)生的電阻熱使發(fā)泡劑進行發(fā)泡，所以不需要另外設置制造發(fā)泡材料的工序，能夠在點焊的作業(yè)的流程中有效地制造位置保持部件。另外，由于在主體部與孔部的內(nèi)側(cè)面之間的間隙的空間中使發(fā)泡劑進行發(fā)泡并充滿該空間，因此發(fā)泡材料緊貼于孔部的內(nèi)側(cè)面而形成。由此，能夠良好地保持使主體部離開孔部的內(nèi)側(cè)面的狀態(tài)，另外，由于位置保持部件具有隔熱性、耐熱性以及絕緣性，因此減輕點焊時在所述主體部上產(chǎn)生的電阻熱向第2材料傳遞，在所述主體部通電時，能夠防止向第2材料導通。由此，能夠不使第2材料的品質(zhì)劣化，穩(wěn)定地進行高品質(zhì)的焊接。
[0021]發(fā)明的效果
[0022]根據(jù)本發(fā)明涉及的焊接輔助部件以及使用了該焊接輔助部件的點焊方法，能夠?qū)⒑附虞o助部件牢固地固定在孔部內(nèi)，另外，能夠防止由點焊時產(chǎn)生的電阻熱所引起的第2材料的升溫、向第2材料的電導通。
[0023]由此，能夠不使第2材料的品質(zhì)劣化而穩(wěn)定地進彳丁尚品質(zhì)的點焊。
【附圖說明】
[0024]圖1中，(A)是本發(fā)明的實施方式涉及的焊接輔助部件的斜視圖；(B)是該(A)的厚度方向的剖視圖。
[0025]圖2中，(A)是表示制造主體部的方法的沖裁成型前的說明圖；(B)是該(A)的沖裁成型后的說明圖。
[0026]圖3是表示將發(fā)泡劑帶纏繞在主體部的方法的說明圖。
[0027]圖4中，(A)是用于說明在層疊設置于第I材料上的第2材料的孔部內(nèi)將未發(fā)泡的焊接輔助部件進行裝填的方法的裝填前的說明圖；(B)是該(A)的裝填后的說明圖。
[0028]圖5中，(A)是用于說明在裝填未發(fā)泡的焊接輔助部件的第2材料的頂面處層疊設置第I材料而將未發(fā)泡的焊接輔助部件夾入的方法的局部剖視圖；(B)是用于說明使接合材料熔融粘結(jié)的方法的通電前局部剖視圖。
[0029]圖6是用于說明在使接合材料熔融粘結(jié)的同時使發(fā)泡劑帶進行發(fā)泡的方法的局部剖視圖。
[0030]標號的說明
[0031]10焊接輔助部件
[0032]1a主體部
[0033]1b發(fā)泡材料
[0034]12-1、12-2 第 I 材料
[0035]14第2材料
[0036]16發(fā)泡劑帶
[0037]18 孔部
[0038]20未發(fā)泡的焊接輔助部件
【具體實施方式】
[0039]下面，對于本發(fā)明涉及的焊接輔助部件的實施方式，一邊參照附圖一邊詳細地進行說明。
[0040]圖1表示本發(fā)明的實施涉及的焊接輔助部件10的結(jié)構(gòu)，該圖(A)是從上方觀察時的斜視圖，該圖(B)是厚度方向的剖視圖。在本實施方式中，焊接輔助部件10由近似圓盤狀的主體部1a和作為位置保持部而安裝在主體部1a的外側(cè)面的發(fā)泡材料1b構(gòu)成。主體部1a由具有導電性的材料構(gòu)成，例如，是以鐵為主成分的金屬材料等。在本實施方式中，第I材料12-1、12-2由同種材料構(gòu)成。在本實施方式中，主體部1a的外徑表示為大約10mm。此外，主體部的厚度如下述所示被設定為與第2材料14的厚度基本相同。發(fā)泡材料1b的材料由具有隔熱性、耐熱性以及絕緣性的合成樹脂發(fā)泡體構(gòu)成，與第I材料12-1、12-2的熔點等各種條件相對應而進行選擇。
[0041]圖2表示成為用于制造焊接輔助部件10的前提的工序，該圖(A)是表示制造主體部1a的方法的沖裁成型前的說明圖，該圖(B)同樣地，是沖裁成型后的說明圖。例如，在開孔臺100上設置由與第I材料12-1、12-2同種的材料所構(gòu)成的主體部1a的制造用的板狀材料110，使沖頭(punch) 102與其引導部104—起下降(該圖(A))。而且，如該圖(B)所示利用沖頭102沖裁板狀材料110而使主體部1a成型。
[0042]圖3是表示將發(fā)泡劑帶16纏繞于在上述沖裁成型后的主體部1a的方法的說明圖。在開孔臺100的中央部分將支撐臺106設置為能夠上下移動，支撐臺106利用其上端面支撐上述被沖裁成型而下落的主體部10a。通過在載置有主體部1a的狀態(tài)下使支撐臺106上升，從而與沖頭102—起將主體部1a從其兩面夾入。在夾入主體部1a的狀態(tài)下，將其位置固定在高于板狀材料110的上表面的位置。
[0043]而且，在該狀態(tài)下使沖頭102和支撐臺106—起向圓周方向的同方向進行旋轉(zhuǎn)，從而使主體部1a旋轉(zhuǎn)。在使主體部1a旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，在其外側(cè)面卷繞安裝發(fā)泡劑帶16。此夕卜，在本實施方式中示出了卷繞安裝發(fā)泡劑帶16的例子，但也可以涂敷發(fā)泡劑。通過加熱該發(fā)泡劑帶16并進行發(fā)泡而形成發(fā)泡材料10b，從而能夠制造本實施方式涉及的焊接輔助部件10 ο
[0044]下面，基于圖4?6對使用了焊接輔助部件10的本發(fā)明的實施方式涉及的點焊方法進行說明。
[0045]本實施方式涉及的點焊方法是下述方法，S卩，最終在具有導通性的2塊第I材料12-
1、12_2之間夾入作為異種材料的第2材料14而進行點焊。第I材料12_1、12_2是例如由以具有導通性的鐵為主成分的材料構(gòu)成且厚度約為0.5_的板狀金屬部件。第2材料14是由碳纖維強化塑料(下面，稱為CFRP)構(gòu)成且厚度約為1.0mm的板狀部件。
[0046]首先，在第2材料14的將成為焊接部分的位置形成圓筒形的貫通孔即孔部18?？撞?8的內(nèi)徑約為14mm(孔部形成工序)。
[0047]圖4(A)表示在第I材料12-2上，層疊設置有以上述方式預先形成了孔部18的第2材料14的狀態(tài)。該圖(B)表示在上述狀態(tài)下，將在上述主體部1a的外側(cè)面卷繞安裝了發(fā)泡劑帶16而得到的部件(下面，稱為未發(fā)泡的焊接輔助部件20)裝填至孔部18內(nèi)后的狀態(tài)。此外，未發(fā)泡的焊接輔助部件20的制造工序如上述所示(發(fā)泡劑設置工序)。
[0048]在該狀態(tài)下，未發(fā)泡的焊接輔助部件20的外徑小于孔部18的內(nèi)徑。因此，該裝填作業(yè)能夠簡單地進行(裝填工序)。
[0049]圖5(A)表示在孔部18內(nèi)裝填了未發(fā)泡的焊接輔助部件20(圖4(B))后的狀態(tài)，在第2材料14的上表面層疊設置有第I材料12-1(夾入工序)。
[0050]該圖(B)以及圖6表示將接合材料熔融粘結(jié)的階段。首先，在裝填有未發(fā)泡的焊接輔助部件20的孔部18的中心的位置，從層疊方向的兩側(cè)利用2根電極108-1、108-2夾入上述接合材料，并在上述狀態(tài)下進行加壓(該圖(B))。通過在該狀態(tài)下使電流流動，從而在主體部I Oa上產(chǎn)生電阻熱，第I材料12-1、12-2與主體部I Oa的熔融開始。
[0051]在本實施方式的特征在于，利用上述電阻熱對卷繞在主體部1a的外側(cè)的發(fā)泡劑帶16進行加熱，從而使發(fā)泡劑帶16發(fā)泡。
[0052]圖6表示在使接合材料熔融粘結(jié)的同時使發(fā)泡劑帶進行發(fā)泡的方法。發(fā)泡劑帶16在主體部1a與孔部18的內(nèi)側(cè)面之間的間隙的空間內(nèi)進行發(fā)泡，將主體部1a與孔部18的內(nèi)側(cè)面的間隙充滿。由此，不需要另外設置用于形成發(fā)泡材料的工序，能夠容易地形成發(fā)泡材料，主體部1a能夠保持從孔部18的內(nèi)側(cè)面離開的狀態(tài)。另外，發(fā)泡材料1b由于具有空隙因此隔熱性優(yōu)異，減輕在主體部1a產(chǎn)生的電阻熱向第2材料14傳遞的情況。由此，能夠防止第2材料14升溫而使品質(zhì)劣化的情況。
[0053]此外，發(fā)泡材料1b的材料被調(diào)制為使其具有不會因點焊時產(chǎn)生的熱而起火的程度的耐熱性。
[0054]并且，由于發(fā)泡材料1b具有絕緣性，因此在主體部1a上通電期間，能夠防止向第2材料14導電而電流分散流動。在該狀態(tài)下使第I材料12-1、12-2以及主體部1a熔融，該熔融部分凝固而形成熔核112，從而對接合材料進行接合(焊接工序)。
[0055]由此，能夠不使第2材料的品質(zhì)劣化，而進彳丁尚品質(zhì)且穩(wěn)定的點焊。
[0056]此外，本發(fā)明并不限定于上述實施方式所示的范圍，在發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)能夠進行各種變形。例如，在本實施方式中通過下述方式進行發(fā)泡，即利用點焊時產(chǎn)生的熱使發(fā)泡劑帶16在孔部18內(nèi)發(fā)泡，但是也可以預先將已發(fā)泡狀態(tài)的發(fā)泡材料1b安裝在主體部10a，使其嵌合在孔部18內(nèi)。
[0057]另外，示出了位置保持部件是發(fā)泡材料1b的例子，但不限于此，只要具有隔熱性、耐熱性以及絕緣性并能夠填充在主體部1a與孔部18的內(nèi)側(cè)面之間的間隙的材料即可，能夠使用各種材料。
[0058]并且，在本實施方式中，示出了在近似圓盤狀的主體部1a的外側(cè)面整體設置作為位置保持部件的發(fā)泡材料1b的例子，但主體部1a的形狀不限于近似圓盤狀，只要大小容納于孔部18的各種形狀均可，另外，示出了位置保持部件形成在主體部1a的外側(cè)面整體的例子，但只要是能夠使主體部1a穩(wěn)定地位于孔部18內(nèi)的結(jié)構(gòu)，也可以在主體部1a的外側(cè)局部地設置。
【主權(quán)項】
1.一種焊接輔助部件，其具有導電性，用于在具有導通性的第I材料之間夾入作為異種材料的第2材料而進行的點焊，該焊接輔助部件裝填入在所述第2材料上貫通形成的孔部中，能夠在該孔部的部分處從兩側(cè)進行第I材料彼此的點焊， 所述焊接輔助部件的特征在于，具有: 主體部，其具有在裝填入所述孔部中的狀態(tài)下，在與所述孔部的內(nèi)側(cè)面之間能夠留有間隙的大小和形狀；以及 位置保持部件，其設置在該主體部的外側(cè)，對使所述孔部的內(nèi)側(cè)面與所述主體部分離的狀態(tài)進行保持，具有隔熱性、耐熱性以及絕緣性。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接輔助部件，其特征在于， 所述位置保持部件是由發(fā)泡材料形成的。3.—種點焊方法，其是使用了所述權(quán)利要求1或2中記載的焊接輔助部件的點焊方法， 該點焊方法的特征在于，具有: 孔部形成工序，在該工序中，在所述第2材料上貫通形成孔部； 發(fā)泡劑設置工序，在該工序中，將未發(fā)泡的發(fā)泡劑設置在所述主體部的外側(cè)； 裝填工序，在該工序中，將貫通形成了所述孔部的第2材料層疊設置在一方的所述第I材料上，將在所述主體部的外側(cè)設置了所述未發(fā)泡的發(fā)泡劑而得到的部件裝填入至所述孔部中； 夾入工序，在該工序中，在裝填了在所述主體部的外側(cè)設置有所述未發(fā)泡的發(fā)泡劑而得到的部件的所述第2材料的上表面，層疊設置另一方的所述第I材料而夾入所述焊接輔助部件；以及 焊接工序，在該工序中，從層疊方向的兩側(cè)利用電極對夾入有所述第2材料的狀態(tài)下的所述第I材料進行夾入，在加壓狀態(tài)下使電流流動，利用此時所產(chǎn)生的熱使所述未發(fā)泡的發(fā)泡劑進行發(fā)泡而形成發(fā)泡材料，同時使所述第I材料彼此熔融接合。
【文檔編號】B23K11/36GK105904076SQ201610105263
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年2月25日
【發(fā)明人】稻見顯子, 中村計二, 坂本登, 加藤航
【申請人】富士重工業(yè)株式會社