點焊的生產線或裝配線方法
2023-04-24 02:49:16
專利名稱：：點焊的生產線或裝配線方法
技術領域：
：本發明涉及一種電阻焊接方法。更具體地，提供了一種對應於電極橫截面的尺寸變化而調節施加到電極上的作用力的電阻焊接工藝。通過測量電極橫截面的尺寸變化並對應於電極的尺寸變化而調節施加到電極上的作用力，可以增加該焊接工藝的壽命而不降低焊接性能。
背景技術：
：鋁的電阻點焊工藝通常比標準鋼和鍍層鋼的電阻焊接方法具有更短的電極壽命。希望延長電極的壽命，因為這樣降低維護成本、提高焊接質量、更重要的是產量得到提高。鋁的電阻焊接的一個缺點是電極腐蝕，這造成電極接觸面的端部幾何形狀的變化。該電極端部幾何形狀的變化在焊接工藝的整個壽命周期(lifecycle)中在被焊接的金屬板的接觸面上產生壓強和電流的不規則分布，並且最終造成不充分焊接或不連續焊接(discr印antweld)。在剝離測試中獲得的一個不連續焊接的例子顯示在圖1中。現有技術中用於延長鋁的電阻點焊的壽命周期的方法是通過機械和/或化學手段來改變鋁的焊接面的接觸電阻。一些例子包括扭轉電極，電弧清潔鋁板表面，和差動表面處理(differentialsurfacetreatment)。儘管這些技術能改善性能，但是它們不能容易地結合到現有的電阻點焊工藝中，並且不利地增加了工藝成本。另一延長電阻點焊中電極的壽命周期的方法是電流步進。電流步進是用增大電流來補償由於腐蝕而造成的電極接觸面的面積增加。通常，電流步進由使用者根據所完成的焊接的增加來編程。例如，以24.0kA進行焊接1-100，以25.0kA進行焊接100-200。此外，鋁金屬的電阻點焊的壽命周期可以通過以在拋光之間進行約14-20次焊接的頻率機械拋光電極而得以延長。在該方法中，工具和研磨介質(諸如砂紙、scotchbrite或切割工具)被放置在處於低壓強的電極之間並旋轉直到在電極腐蝕過程中在電極端部產生的金屬間化合物(intermetallic)被去除為止。與上述用於延長電阻焊接的壽命周期的現有技術方案相似，電極的機械拋光不能容易地結合到現有的方法中，並且不利地增加了生產成本。Wang等人的名稱為"ResistanceWeldingConditionMethod"的美國專利申請公開2005/0045597A1描述了一種在電阻焊接中監測焊接質量的已有方法。Wang等人的該申請公開了通過測量焊接面上的焊點壓痕的尺寸變化，可以監測焊接質量。Wang等人的該申請進一步公開了，通過響應於焊接過程中的焊接壓痕的尺寸變化來改變焊接電流，可以改善焊接質量。與其他傳統的焊接工藝類似，Wang等人的該申請沒有測量由於電極腐蝕而引起的電極的尺寸變化。此外，Wang等人的該申請沒有將腐蝕電極的尺寸變化與整個焊接過程中金屬板的接觸面上壓強的不規則性聯繫起來。由此，需要一種延長電極的壽命而不大幅增加生產成本的電阻焊接方法。
發明內容本發明的一個方面是一種改進的電阻點焊方法，其無需對現有的電阻焊接工藝進行顯著修改。本發明的另一方面提供了一種通過在電極壽命期間維持施加到焊接面的壓強來延長電極壽命的手段。在電阻焊接中，超過焊接電極的使用壽命時，響應於焊接低電阻金屬所需的高電流，電極的接觸面被腐蝕。電極端部(接觸面)的腐蝕形成了增大的接觸面，該增大的接觸面將施加到待焊接表面的作用力分布在更大的面積上。通過將作用力分布在更大的面積上，接觸面上的壓強減小，從而造成不充分焊接或不連續焊接。本發明通過創造性的焊接方法延長了電極的使用壽命，並減小了不連續焊接的發生率，該方法包括以下步驟在一作用力下將金屬板與至少一個具有初始接觸面面積的電極相接觸，以向所述金屬板提供壓強；通過所述至少一個電極將一電流施加到所述金屬板；測量所述至少一個電極的尺寸變化；使所述至少一個電極的尺寸變化與所述初始接觸面面積的變化相關聯；以及調節所述作用力來補償所述至少一個電極的所述初始接觸面面積的所述變化，以維持施加到所述金屬板上的壓強。在本發明的一個實施例中，在生產線或裝配線中以及離線(off-line)時，通過將行程尺寸的變化與電極端部的接觸面面積的變化相關聯來測量電極的尺寸變化。行程尺寸定義為在施加電流之前電極被致動的行進距離。更具體地，該行程尺寸等於電極的起始位置與當電極端部初始接觸到金屬板表面時的電極位置之差。數學算法將整個焊接周期中的行程尺寸的變化與電極腐蝕引起的電極接觸面的表面積的變化相關聯。在一個實施例中，該數學算法是所採用的電極幾何形狀的類型的函數。在針對生產線或離線的本發明另一實施例中，可以通過對電極接觸面進行光學、雷射和機械測量來確定電極端部的表面積的變化。對形成在金屬板上的電極壓痕進行光學、雷射和機械測量也可以提供電極的尺寸變化。可替換的離線方法是測量電極接觸面面積的尺寸變化，其可以通過在與金屬板分離的工件上形成電極端部的接觸面的壓痕並測量該壓痕的尺寸(諸如壓痕的直徑)來確定。在本發明的另一實施例中，可以通過離線壓強轉換來確定電極端部的表面積變化，以監測維持在一定作用力窗口內所需的作用力的大小。—旦電極接觸面面積的變化被確定，電流和/或電極作用力就被步進以補償由被腐蝕電極的增大的接觸面面積引起的接合面處的壓強的減小。僅調節作用力而不調節電流以補償由於增大的被腐蝕電極的接觸面面積而導致的壓強的減小的一個實施例包括焊接控制器邏輯，該焊接控制器邏輯使用對於多種電極類型的多個針對恆定壓強和恆定電流的電極長度-作用力查找表，分析電極行程的變化以確定要施加到電極端部的新的更大的作用力，從而在維持初始電流的同時再現工件上的壓強。圖l(平面圖)示出了階段測試(pilltesting)得到的不連續焊接；[OOM]圖2(三維視圖)示出了電阻焊接裝置；圖3是對於已用於提供2500次焊接的電極、已用於提供3500次焊接的電極和新的電極，電極長度(mm)與電極面直徑距離(mm)的關係圖；圖4為創造性的電阻焊接方法的工藝步驟流程圖；圖5A-5C(側視圖)示出了行程尺寸的尺寸變化與電極接觸面直徑之間的關係；圖6為示出被腐蝕電極的行程尺寸和電極接觸面面積之間的關係的圖；圖6A為電極作用力與行程尺寸的變化之間的關係圖，其中，一條數據線維持恆定的電極作用力，而另一條數據線逐步增加(步進)電極作用力；圖6B為繪出由施加恆定電極作用力的電極和施加遞增電極作用力的電極(繪於圖6A中)在接觸面處產生的壓強的圖；圖7繪出本發明的一個實施例，其中電極接觸面由壓力敏感墊測量；圖8繪出電阻焊接過程中進行的焊接次數與產生的焊縫的剝離直徑的關係圖，其中，電極作用力和電流是恆定的；圖9繪出電阻焊接過程中進行的焊接次數與產生的焊縫的剝離直徑的關係圖，其中，通過電極施加的電流遞增地步進；圖IO繪出電阻焊接過程中進行的焊接次數與產生的焊縫的剝離直徑的關係圖，其中，電極作用力和通過電極施加的電流都遞增地步進；圖11繪出說明電流和作用力的步進的表；圖12A示出不同類型的電極可以具有不同的長度-直徑特性；圖12B示出每個類型的電極可以具有對於恆定壓強和電流的直徑-作用力特性；以及圖13示出電流密度隨著電極直徑增大而減小，而工件上的接觸壓強保持恆定。具體實施例方式在一個實施例中，本發明提供了一種電阻焊接方法，該方法通過成比例地增加電極作用力來補償腐蝕電極的接觸面的尺寸變化，而在被焊接的鋁板的接合面上維持恆定的壓強。在本發明的另一個實施例中，提供了一種電阻焊接方法，在該方法中，施加到接觸面的壓強被維持在臨界壓強之上並且在預先選擇的壓強範圍之內。現在本發明參照本申請的附圖來進行更為詳細的說明。應當注意的是，在附圖中，相似和/或相應的元件用相似的附圖標記表示。圖2中描繪了一個電阻焊接裝置的例子。電阻焊接裝置5包括第一電極7和第二電極9，第一電極7定位成在施加電流和作用力的過程中與第一金屬板2的表面接觸，第二電極9定位成與第二金屬板3的表面接觸。該電阻焊接裝置可以被定向為使得第一電極7為上電極，第二電極9為下電極。無論定向如何，所述電極在軸向上彼此相對地對齊。大電流在所述相對的電極之間瞬間通過壓在該相對的電極之間的第一金屬板和至少一個其它電阻金屬板。電極之間的金屬板在電流通過時短時地熔解，然後重新凝固以在第一金屬板62和第二金屬板3之間的接觸面處形成一體的焊縫。儘管本發明的公開內容中只提到第一金屬板2和第二金屬板3，但應當注意的是可以將任何數量的金屬板焊接到一起，例如三個金屬板。電阻焊接中所用的電極可以由從銅基合金、難熔金屬和彌散強化銅合金所組成的組中選擇的材料形成。電極的幾何形狀可以包括任何與美國焊接學會(AmericanWeldingSociety,AWS)標準一至文的幾何形狀，該標準列於"RecommendedPracticesforResistanceWelding"(見AWSCI.1M/C1.1:2000)中。優選地，電極的幾何形狀可以包括尖的(AWSA型)、拱頂的(AWSB型)、平的(AWSC型)、偏心的(AWSD型)、截頭的(AWSE型)、或圓角的(AWSF型)。由於焊接低電阻金屬所需的高電流，使得在低電阻金屬的電阻焊接中發生電極腐蝕。術語"低電阻金屬"表示表面電阻在約1.6X10—8Q*m(銀)至約10X10—8Q女m(鋼/鐵)左右的金屬。一種優選的低電阻金屬是表面電阻大約為2.8X10—8Q大m(鋁)左右的鋁。術語"高電流"表示在約5，000Amps至約100，OOOAmps左右的電流。儘管電壓可以根據次級尺寸調節，在一具體實施例中電壓可以為約小於1伏。儘管本發明的方法優選地應用於鋁的電阻焊接，但是該方法也可以同等地應用於其他金屬，比如鎂或鋼，包括低碳、高強度、雙相(DP)、高強度及高延性(TRIP)、以及不鏽鋼。通過電阻焊接施加到焊接鋼的電流優選在約5，OOOAmps至約35，OOOAmps的範圍之間，其中，在每個電極端部處測得的電壓可以為約小於1伏。焊接接頭由相似材料的兩個或多個板形成，每個板分別具有在0.25mm至4.OOmm之間的規格。在高電流電阻焊接的過程中，電極腐蝕的一個機制包括在電極的接觸面處形成金屬間化合物。金屬間化合物通過將來自於被焊接材料的接觸面的材料沉積在電極的接觸面上而形成在電極端部。當Cu電極用於焊接Al板時，金屬間化合物通常包括Cu和Al。電極腐蝕的效果被描繪在圖3中。圖3是表示已經用於2500次焊接和3500次焊接的電極的側面輪廓的圖。圖3還包括表示新電極的控制數據線。該圖的y軸代表從電極底部到電極接觸面的電極長度。x軸代表電極接觸面的寬度，其中，0.Omm表示電極接觸面直徑的中心。在611l-T4鋁上進行的該焊縫具有約1.Omm左右的厚度。比較經過3500次焊接的電極的數據線(以參考數字8表示)、經過2500次焊接的電極的數據線(用參考數字6表示)以及控制電極(用參考數字4表示)，可以清楚地顯示出在電阻焊接中在電極的壽命周期期間腐蝕的影響。尤其是，將已經過3500次焊接的電極與控制電極相比較，表明電極的長度從約19.Omm縮短至約18.5mm。更重要的是，經過3500次焊接的電極和控制電極之間的電極接觸直徑1\的差大於l.Omm。如上所述，增大的表面積不利地將通過電極施加的作用力分布至金屬板的更大的接觸面上，從而有效地將作用力分布在更大的面積上，導致接合面處的壓強減小。參見圖4，本發明通過這樣的方法克服了現有技術的缺陷，該方法通過對應於電極接觸面面積的變化而調節電極作用力，來維持焊接材料的接觸面處的壓強。該創造性的方法首先在電阻焊接之前測量或編程初始電極接觸面面積。在一個實施例中，與首先測量電極的直徑相反，設備操作人員在每次端部替換開始時將尺寸輸進焊接控制器中。然後金屬板在一作用力的作用下與具有第一接觸面面積的電極接觸，來給金屬板提供壓強，並且電流被瞬間通過電極施加至金屬板上，以形成焊縫。在接下來的步驟中，測量由於腐蝕引起的電極接觸面面積的變化。最後，對應於電極接觸面面積的變化而調整電極作用力，以維持施加到金屬板上的壓強。在本發明的一個實施例中，電極端部的表面積的變化通過測量電阻焊接裝置臂的行程的尺寸變化來確定，其中該電阻焊接裝置臂將電極施加到待焊接的金屬板表面。參考圖5A和5B，行程尺寸X工和X2代表電極15，15a在電極起始位置20和在施加電流之前電極15在接觸面25上的位置之間行進的距離。圖5A描繪在腐蝕前電極的初始行程尺寸&。圖5B描繪在電極端部腐蝕後電極15a的行程尺寸^，其中，腐蝕後的行程尺寸&大於初始行程尺寸&。參考圖5C，行程尺寸的變化等於初始行程尺寸^和腐蝕後的行程尺寸X2之差，其中，該行程尺寸的變化等於被腐蝕的電極端部的長度的尺寸變化(AX)。參考圖2，在本發明的一個實施例中，行程尺寸的變化由焊接缸12測量，焊接缸12諸如是氣動缸、電伺服缸、或液壓缸，該缸致動電極9以使之與金屬板3接觸。在該實施例中，所述氣動、氣液、電伺服或液壓缸適於測量每次焊接的行程尺寸，其中，將每次焊接的行程尺寸與在電極的任何腐蝕之前得到的初始行程尺寸相比較。可替換地，可以使用從鄰近電極端部7的傳感器11得到的對於到接觸面的距離的光學、雷射和機械測量來測量行程尺寸的尺寸變化。可替換地，傳感器可以安裝在焊接缸12上。傳感器可以設置在焊接缸12的外部或與其一體地結合。在一個實施例中，傳感器13可以安裝成測量用於支撐電極9的電極臂14的運動。參考圖5A和5B，由於電極腐蝕引起的行程尺寸的變化(被腐蝕電極端部的長度的尺寸變化(AX))被結合到數學算法中以確定被腐蝕電極的接觸面的表面積的變化，其中，電極腐蝕後的電極接觸面的直徑Df通常大於腐蝕之前的電極接觸面的直徑Di。將行程尺寸的尺寸變化(被腐蝕電極端部的長度的尺寸變化(AX))與電極接觸面面積的增大相關聯的算法的一個例子是Df/Di面積比=0.0977(AX2)+0.625(AX)1.0Di=新的或修整過的電極的電極端部的初始直徑Df=被腐蝕電極端部的直徑AX二行程尺寸的差以上等式中假設電極採用了45。截頭(AWSE型)電極。當新電極放置在焊接臺中或電極修整操作定位電極時可以得到初始直徑Di。上述等式僅供說明目的，並不用於限制本發明。使用上述等式，45。截頭(AWSE型)電極的表面積變化可以對應於行程尺寸的變化AX來計算。現在參見圖6中的數據線30，其示出了電極接觸面的表面積與由電極腐蝕引起的行程尺寸變化的關係圖，可以發現，電極端部的表面積隨著行程尺寸的增加而增加。通過確定電極端部的表面積的增加，就可以逐步增加施加到電極上的電流和/或作用力以補償表面積的增加和所施加壓強的減小。下面四個表覆蓋了在工業中使用的大多數電極幾何形狀，包括但不限於(AWSA型，AWSB型，AWSE型)。提供了實際的步進因子以及回歸擬合公式表1tableseeoriginaldocumentpage9表2tableseeoriginaldocumentpage9[ooeo]其中Ax為參照初始的起始狀態(即新的或修整了端部之後的)測得的行程尺寸的差，y是為了維持跟初始狀態一樣的恆定壓強的作用力增加因子。表l-^-~--~——~——V-~--^--^--__(AWSA型)腐蝕距離起始電極直徑，mmmm4,05,06,07.08.0m.O11.012.0表2000111112222233334444GV001I11-22223333444555.nI41-n-*f*i1111*__-_*u44*1l*I-TiIti.iI*-111i11.111*1-1-1n■<1I-141I141_ifi1rl*.11rl.1i1A-11Ti,t*^r*1,t*.t0011rs22334455vo^077co89ovliil1Alliiill-H*lll1*ll..222-tableseeoriginaldocumentpage11其中AX為參照初始的起始狀態(即新的或修整了端部之後的)測得的電極的腐蝕，和y是為了維持跟初始狀態一樣的恆定壓強的作用力增加因子。例如，當電極為AWSA型時，起始電極直徑為4.Omm，並且電極被腐蝕lmm，那麼作用力的步進因子公式為y=(0.0833)(1.0)2+(0.5774)(1.0)+l=0.0833+0.5774+1=1.6607。如果施加的初始作用力為一個單位載荷(llb)，那麼施加到下個焊接周期的作用力為llbX1.6607=1.6671b。在另一個實施例中，電極接觸面的表面積使用光學方法直接測得。在本發明的又一個實施例中，通過在與被焊接的金屬板分離的工件上形成電極接觸面的壓痕並然後基於工件上的該壓痕測量電極接觸面的變化，來確定電極端部的表面積。參見圖7，在本發明的另一個實施例中，通過將電極接觸面7、9與壓力敏感墊16接觸來測量電極接觸面7、9的表面積，然後可以向焊接控制器提供反饋。—旦測得電極接觸面的表面積變化，通過電極施加到金屬板上的作用力和/或施加到金屬板上的電流就步進以補償電極端部增加的表面積。電極接觸面的增加的表面積不利地將通過電極施加的作用力分布到金屬板的更大的表面上，從而導致施加到接合面上的壓強減小。因此，為了維持接觸面上的最佳壓強，電極面必須步進以補償腐蝕電極端部的增加的表面積。步進是一種在焊接過程中作用力被逐步增加以維持在接觸面處所需壓強的工藝。步進的增量與電極接觸面面積的增加相關聯。該值可以對每一次焊接操作計算或周期性地在規定數量的操作後計算。在焊接操作之前、過程中或之後都可以進行該計算。此外，在形成不連續焊接之前電流也可以被步進以進一步延長電極壽命。得到步進值後，根據用戶的操作，隨後的焊接可以改變電流或作用力的設定點的值。關鍵性的工藝可以改變作用力值和電流值來維持起初的電流密度和壓強。不那麼敏感的應用可以改變作用力值和電流值以使得電流密度和壓強不會降低至一預定義的水平之下。應當注意，作用力和電流可以一起步進或獨立地步進。步進電極作用力的效果在圖6A和6B中加以圖示。圖6A是電極作用力與行程尺寸的變化的關係圖，其中，數據線40a表示恆定的電極作用力，數據線35a表示電極作用力的步進。圖6B是由施加恆定電極作用力(數據線40b)的電極和施加步進電極作用力(數據線35b)的電極在被焊接材料的接觸面上產生的壓強與行程尺寸的變化的關係圖。仍然參照圖6B，可以看出，當電極作用力恆定11並且行程尺寸增加時，施加到接觸面的壓強減小。步進電極作用力以補償行程尺寸的增加起到了穩定施加到接觸面的壓強的作用，如數據線35b中所示。通過穩定接觸面處的壓強，可以延長電極的壽命周期並且減少不連續焊接的發生率。參照圖8-10最好地說明了對應於電極的表面積的變化來步進作用力的優點。圖8-10顯示了焊接次數與剝離直徑/sqrt(t)的關係圖，其中，在剝離直徑/sqrt(t)下降到約4.0或更小的值左右時形成不連續焊接。剝離直徑/sqrt(t)表示剝離直徑的歸一化數據，其中，在焊接直徑不大於被焊接的板的厚度(板厚)的平方根的4倍時產生不連續焊接。比如說，在圖8-10提供的數據中，被焊接的板的厚度為1.Omm，則焊接直徑小於4.Omm時就會形成不連續焊接。圖8是電阻焊接過程中進行的焊接次數與產生的焊縫的剝離直徑的關係圖，其中，在電極的整個壽命周期內，電極作用力和電流保持恆定。圖8清楚地顯示出，在大約900次焊接處，剝離直徑低於將產生不連續焊接的水平。圖9是電阻焊接過程中進行的焊接次數與產生的焊縫的剝離直徑的關係圖，其中，在電極的壽命周期內，通過電極的施加電流遞增地步進。圖9清楚地顯示出，通過對應於電極腐蝕而步進電流，電極的壽命周期可以延長至超過1600次焊接而不會形成不連續焊接。圖IO是電阻焊接過程中進行的焊接次數與產生的焊縫的剝離直徑的關係圖，其中，在電極的壽命周期內，電極作用力和通過電極施加的電流遞增地步進。圖io清楚地顯示出，通過對應於電極腐蝕而步進作用力和電流，電極的壽命周期可以延長至超過2300次焊接而不會形成不連續焊接。步進電極電流和電極作用力的一個例子描述在圖11的表中。本發明的另一個實施例包括焊接控制器邏輯，該焊接控制器邏輯分析電極行程的變化以確定要施加到電極端部到新的更大的作用力，以便在維持初始電流的同時再現施加到工件上的壓強。增大作用力的成本比在焊接周期之間增大電流或者根據所完成的焊接的增加(例如，在每100次焊接後)而步進電流的成本要低。一個工序用來確定要焊接的材料和材料的厚度。每種材料(例如，鋼、鋁)將產生不同的焊接，其受到電極、焊接壓強、作用力和電流的影響。每種電極類型具有預定的長度、長度-直徑比、和直徑-作用力特性，其可以被整理在查找表中。圖12A示出不同類型的電極可以具有不同的長度-直徑特性。圖12B示出每種類型的電極可以具有針對恆定壓強和電流的直徑_作用力特性。例如，焊接控制器能夠可操作地與至少一對電極相連接，所述至少一對電極的每個電極都具有端部和長度，焊接控制器具有初始化程序，包括電極類型、初始電極長度、壓強、電流、作用力、和電流步進比1:l，而沒有電流的遞增增加；對於多種電極類型的多個針對恆定壓強和恆定電流的電極長度-作用力查找表；電極行程距離程序，用於響應於包括多個焊接周期中每一個的電極行程距離的信號，確定所述至少一對電極的新的長度；和電極作用力程序，用於訪問所述多個長度-作用力查找表，以確定通過端部施加到至少兩個工件上的新的作用力，從而在所述電流下再現壓強。焊接控制器在每個焊接周期之前將所述新的作用力傳送至所述至少一對電極。本發明的這個實施例的一個特徵在於不必控制電流密度。圖13顯示出，電流密度隨著電極直徑增加(箭頭方向)而減小，而工件上的接觸壓強保持恆定。然而也可以通過增大電流來補償電極直徑的增加，利用電流步進來使電流密度保持恆定，而工件上的接觸壓強減小。本發明的一個實施例將調節作用力使得壓強和電流密度在區域ioo內，以達到最佳結果。上面所述的本發明的可替換實施例可以安裝在例如自動裝配線的生產線上，包括以下步驟a.提供一對電極，其中所述一對電極中的一個電極包括端部、端部表面積、長度、和沿著長度的多個直徑，其中隨著電極端部被腐蝕，電極端部表面積與所述多個直徑中與電極長度相關的直徑基本上成比例；b.確定焊接操作的焊接周期的壓強和電流；c.得出隨著電極端部腐蝕在電極作用力與電極長度之間的關係，以便在該焊接周期內基本上維持壓強；d.用電極接觸金屬板；e.施加與電極長度相關聯的電極作用力來向金屬板提供預定壓強；f.測量電極的行程尺寸，其中該行程尺寸為在施加電極電流前，電極的參考點到金屬板的接觸面的距離；g.通過電極向金屬板施加電極電流以產生焊縫、電極的新的端部表面積、新的電極長度、和金屬板的新的接觸面；h.測量新的行程尺寸，其中新的行程尺寸為從電極的所述參考點到金屬板的新的接觸面的距離；i.確定新的電極長度，其中新的電極長度等於電極長度減去新的行程尺寸和行程尺寸之差；禾口j.重複步驟d-i，以便在隨後的焊接周期內基本上維持壓強而不增加電流，直到焊接操作完成，由此，在每個焊接周期內調節電極作用力，以補償電極端部表面積隨電極腐蝕的變化。儘管就其優選的實施例對本發明進行了特定的說明和描述，但是，本領域的技術人員將理解，可以做出前述或者其他形式和細節的變化而不脫離本發明的精神和範圍。因此，本發明並不意圖受限於上文中描述和解釋的精確形式和細節，而應當落入所附權利要求的保護範圍之內。權利要求一種點焊的生產線方法，包括步驟a.提供一對電極，其中所述一對電極中的一個電極包括端部、端部表面積、長度、和沿著長度的多個直徑，其中隨著電極端部被腐蝕，電極端部表面積與所述多個直徑中與電極長度相關的直徑基本上成比例；b.確定焊接操作的焊接周期的壓強和電流；c.得出隨著電極端部腐蝕在電極作用力和電極長度之間的關係，以便在所述焊接周期內基本上維持壓強；d.用電極接觸金屬板；e.施加與電極長度相關聯的電極作用力來向金屬板提供預定壓強；f.測量電極的行程尺寸，其中該行程尺寸為在施加電極電流前，電極的參考點到金屬板的接觸面的距離；g.通過電極向金屬板施加電極電流以產生焊縫、電極的新的端部表面積、新的電極長度、和金屬板的新的接觸面；h.測量新的行程尺寸，其中新的行程尺寸為從電極的所述參考點到金屬板的新的接觸面的距離；i.確定新的電極長度，其中新的電極長度等於電極長度減去新的行程尺寸和行程尺寸之差；和j.重複步驟d-i，以便在隨後的焊接周期內基本上維持壓強而不增加電流，直到焊接操作完成，由此，在每個焊接周期內調節電極作用力，以補償電極端部表面積隨電極腐蝕的變化。2.—種可操作地連接到至少一對電極的焊接控制器，所述至少一對電極中的每個電極都具有端部和長度，所述焊接控制器包括初始化程序，包括電極類型、初始電極長度、壓強、電流、作用力、和電流步進比1:1，而沒有電流的遞增增加；對於多種電極類型的多個針對恆定壓強和恆定電流的電極長度_作用力查找表；電極行程距離程序，用於響應於包括在多個焊接周期中的每一個的電極行程距離的信號，確定所述至少一對電極的新的長度；電極作用力程序，用於訪問所述多個電極長度-作用力查找表，以確定通過端部施加到至少兩個工件上的新的作用力，從而在所述電流下再現壓強。3.如權利要求2所述的焊接控制器，還包括來將所述新的作用力傳送至所述至少一對電極上的輸出信號發送器。4.一種焊接方法，包括i.在一作用力下將金屬板與至少一個其全部電極端部都具有電極直徑的電極相接觸，以向金屬板的接觸表面提供壓強，其中電極直徑具有與接觸表面相距一行程尺寸的起始位置，其中所述行程尺寸等於所述起始位置與當電極端部與金屬板的接觸混合劑接觸時的電極端部位置之差；ii.通過所述至少一個電極施加電流到所述金屬板上；iii.測量所述行程尺寸的尺寸變化；iv.使所述行程尺寸的尺寸變化與隨後的作用力相關聯以維持壓強，以及v.施加該隨後的作用力來補償所述行程尺寸的尺寸變化，以維持施加到金屬板的接觸面上的所述壓強。5.如權利要求4所述的方法，其中所述至少一個電極為AWSB型或AWSE型電極，並且隨後的作用力通過下面的算法計算tableseeoriginaldocumentpage3其中Ax為行程尺寸的尺寸變化。6.如權利要求4所述的方法，其中所述至少一個電極為AWSA型，並且隨後的作用力由下面的算法確定給定電極直徑，則隨後的作用力=作用力X作用力的步進因子(y)，tableseeoriginaldocumentpage3其中Ax為行程尺寸的尺寸變化。全文摘要本發明提供一種電阻焊接的生產線方法，包括步驟在一作用力下將金屬板與具有初始接觸面面積的電極相接觸，以向所述金屬板提供壓強；通過所述電極施加一電流到所述金屬板；測量所述電極的尺寸變化；使所述電極的所述尺寸變化與所述初始接觸面面積的變化相關聯；以及調節所述作用力以補償所述電極的所述初始接觸面面積的所述變化，從而維持給所述金屬板的壓強。可以通過步進作用力來調整該作用力，以維持施加到所述要被焊接的金屬板的接觸面的所述壓強。通過維持在接觸面的壓強，電極的生命周期可以延長而不形成不連續焊接。文檔編號B23K11/25GK101712096SQ20091021168公開日2010年5月26日申請日期2009年10月9日優先權日2008年10月7日發明者D·J·斯平那拉,J·M·弗裡蒂,J·R·布羅克恩布魯賈申請人:美鋁公司