BRPI0620950A2

BRPI0620950A2 - parafuso para soldagem de ressalto e método de soldar o mesmo

Info

Publication number: BRPI0620950A2
Application number: BRPI0620950-5A
Authority: BR
Inventors: Yoshitaka Aoyama; Shoji Aoyama
Original assignee: Yoshitaka Aoyama
Priority date: 2006-02-16
Filing date: 2006-06-01
Publication date: 2011-11-29
Also published as: KR101277599B1; CN101277779B; AU2006338414A1; AU2006338414B2; EP2623248A1; RU2403134C2; JP2007218419A; EP2623248B1; EP1985401B1; RU2008118222A; CA2635432C; US8552332B2; KR20080096496A; CN101277779A; US20090261075A1; JP4032313B2; EP1985401A1; WO2007094089A1; CA2635432A1; EP1985401A4

Abstract

PARAFUSO PARA SOLDAGEM DE RESSALTO E MéTODO DE SOLDAR O MESMO. A presente invenção refere-se a um parafuso para soldagem de ressalto e um método de soldar o mesmo em que uma parte de profundidade de fusão grande que é formada em uma região pequena e em que a junção a uma peça de chapa de aço presa em outras regiões, desta forma realizando um estado de alta resistência de solda e junção estável. Um parafuso (1) inclui uma parte de eixo (2), uma parte de diâmetro aumentado (3), e um ressalto de fusão de ligação (4), o ressalto de fusão de ligação (4) inclui uma parte de fusão inicial (4A) tendo em uma superfície de extremidade dela uma parte afunilada (15) e uma parte de fusão principal (4B) contínua com a parte de fusão inicial (4A). A energização com corrente de soldagem para fundir o ressalto de fusão de ligação (4) só é efetuada no ressalto de fusão de ligação (4), e em que através da pressurização do ressalto de fusão de ligação (4) contra uma peça de chapa de aço (9) e subseqüente energização dela, uma região do ressalto de fusão de ligação (4) é ligada por fusão à peça de chapa de aço (9), e uma superfície de extremidade (6) da parte de diâmetro aumentado (3) no lado externo periférico dela é trazido em junção com uma superfície (9A) da peça de chapa de aço (9). Com esta estrutura, é possível realizar uma soldagem satisfatória em um estado fundido apropriado.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PARAFUSO PARA SOLDAGEM DE RESSALTO E MÉTODO DE SOLDAR O MESMO".

CAMPO TÉCNICO

A presente invenção refere-se a um parafuso para soldagem de ressalto incluindo uma parte de eixo, uma parte de diâmetro aumentado for- mado integralmente com a parte de eixo, e um ressalto de fusão de ligação disposta no centro da parte de diâmetro aumentado, e um método de soldar o mesmo.

ANTECEDENTES DA TÉCNICA

O Documento de Patente 1 mencionado abaixo descreve um parafuso de ressalto, que é de uma configuração como mostrado na Figura 5A. Um parafuso de ressalto 20 é formado de ferro, e inclui uma parte de eixo 21 tendo uma rosca macho, uma parte de diâmetro circular aumentado 22 formada integralmente com a parte de eixo 21 e tendo uma diâmetro maior do que aquele da parte de eixo 21, e um ressalto circular de fusão de ligação 23 disposta no centro da parte de diâmetro aumentado 22 no lado oposto à parte de eixo 21. O ressalto de fusão de ligação 23 é uma parte saliente circular tendo um diâmetro ligeiramente menor do que aquele da parte de diâmetro aumentado 22, e é equipada com uma parte afunilada 24 de um ângulo de inclinação pequeno e uma crista 25 cuja parte central é em ponta.

O Documento de Patente 2 mencionado abaixo descreve um parafuso de ressalto, que é de uma configuração como mostrado na Figura 5B. O parafuso de ressalto 20 é formado de ferro, e difere do que é mostra- do na Figura 5A na configuração do ressalto de fusão de ligação. Ou seja, a superfície de extremidade da parte de diâmetro aumentado 22 é formada como uma superfície afunilada 26 gradualmente reduzida em altura em dire- ção à periferia externa, com um ressalto de fusão de ligação 27 sendo for- mada no centro dela. O ressalto de fusão de ligação 27 tem na superfície de sua extremidade uma parte afunilada 28 de um ângulo de inclinação peque- no e uma crista 29 cuja parte central é em ponta.

Quando o parafuso de ressalto 20 das Figuras 5A, 5B é soldado a uma peça de chapa de aço 30 por soldagem de resistência elétrica, é obti- do um estado de fusão de ligação em que um intervalo L1 é formado na peri- feria como mostrado na Figura 5C, ou é obtido um estado de fusão de liga- ção global em que não existe nenhum intervalo L1 como mostrado na Figura 5D. Nos desenhos, a região preenchida com preto é a parte de fusão de li- gação, que é indicada pelo número de referência 31.

Documento de Patente 1 JP 07-223078 A

Documento de Patente 2 JP 2004-174559 A

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO PROBLEMAS A SEREM RESOLVIDOS PELA INVENÇÃO

Quando o parafuso 20 da Figura 5A é soldado, é obtido o estado de fusão de ligação como mostrado na Figura 5C. Neste caso, a área de fusão de ligação é grande, e a densidade de corrente é geralmente pequena, de forma que a profundidade de fusão L2 no lado da peça de chapa de aço 30 é pequena. Quando a profundidade de fusão L2 for deste modo pequena, não pode ser assegurada suficiente resistência de solda, de forma que quando uma carga de flexão para inclinar a parte de eixo 21 é aplicada à parte de eixo 21, a parte de ligação e fusão será facilmente separada. Tal separação é mais sujeita a ser causada por carga de flexão quando existe o intervalo L1. Alternativamente, existe uma preocupação da parte de eixo 21 ser soldada em um estado inclinado devido ao intervalo L1. Ainda mais, quando o intervalo L1 existir, é gerada variação no comprimento enquanto medido desde a superfície da peça de chapa de aço 30 até a extremidade da parte de eixo 21, isto é, o comprimento da parte de eixo L3, de forma que uma qualidade satisfatória em termos de precisão não pode ser obtida.

Quando é obtido um estado de junção global como mostrado na Figura 5D, o problema do intervalo L1 não é envolvido, mas o problema em termos de resistência de solda como mencionado acima acontece já que a profundidade de fusão L2 é pequena.

Quando o parafuso 20 mostrado na Figura 5B é soldado, o esta- do de fusão de ligação obtido é como mostrado nas Figuras 5C e 5D. Na fase inicial, o ressalto de fusão de ligação 27 é rapidamente fundida, e então a fusão se expande à parte da superfície afunilada 26. Deste modo, a parte fundida tende a expandir fortemente em duas dimensões de forma que a profundidade de fusão L2 é reduzida.

Quando o valor de corrente é aumentado ou o tempo de energi- zação é alongado no sentido de aumentar a profundidade de fusão L2 para assim aumentar a resistência de solda, a peça de chapa de aço 30 torna-se sujeita a fusão anormal através de toda sua espessura, isto é, a fusão ex- cessiva em que a espessura inteira da peça de chapa de aço 30 sofre perda de fusão. Por outro lado, a fusão excessiva acontece também no lado da parte de diâmetro aumentado 22, resultando em uma redução na espessura da parte de diâmetro aumentado 22. Quando a acima mencionado fusão excessiva acontece no lado da peça de chapa de aço 30, a acima mencio- nada carga de flexão é aplicada repetidamente, por meio do que a parte limi- te entre a parte de fusão e a parte não fundida torna-se sujeita à ruptura. Ainda mais, devido à fusão excessiva na direção da espessura, a espessura daquela parte da peça de chapa de aço torna-se menor do que aquela da outro parte dela, de forma que a peça de chapa de aço sofre dano até mes- mo sob uma leve carga de flexão. Quando a espessura da parte de diâmetro aumentado 22 sofre também uma mudança, é bastante difícil de fazer o comprimento de parte de eixo L3 uniforme. Ainda mais, quando a acima mencionada fusão excessiva acontece à peça de chapa de aço 30, a peça de chapa de aço 30 sofre perda de fusão em casos extremos; deste modo, aumentando o valor da corrente e prolongando o tempo de energização ocasiona os problemas como os mencionado acima. Ainda mais, o consumo de energia também aumenta, o que é desvantajoso do ponto de vista eco- nômico.

Enquanto o Documento de Patente 2 descreve uma faixa de fu- são de ligação maior do que o ressalto de fusão de ligação 27 e formada na parte central, isto não ajuda a assegurar uma resistência de solda suficiente devido à profundidade de fusão pequena L2. Ainda mais, na tecnologia des- critoa no Documento de Patente 2, a espessura da peça de chapa de aço é antecipadamente reduzida pelo ressalto de fusão de ligação no momento de pressurização. Deste modo, é bastante difícil obter uma profundidade de fusão suficiente na parte afinada. Ainda mais, é necessário fixar a força de pressurização grande; ainda mais, o controle uniforme da força de pressuri- zação é um fator importante. Tal força de pressurização de um valor unifor- me exige controle de precisão alta, que não é vantajoso do ponto de vista de uso prático.

A presente invenção foi feita com uma vista na direção de resol- ver os problemas acima. É um objetivo da presente invenção prover um pa- rafuso para soldagem de ressalto e um método de soldar o mesmo em que uma parte de profundidade de fusão grande seja formada em uma região pequena e em que a junção a uma peça de chapa de aço é presa em outras regiões, desta forma realizando alta resistência de solda e estado de junção estável.

Na descrição seguinte, o parafuso de ressalto será também sim- plesmente referido como parafuso.

MEIOS PARA RESOLVER OS PROBLEMAS

De acordo com um aspecto da presente invenção, um parafuso para soldagem de ressalto inclui: uma parte de eixo tendo uma rosca macho; uma parte de diâmetro circular aumentado formada integradamente com a parte de eixo e tendo um diâmetro maior do que aquele da parte de eixo; e um ressalto circular de fusão de ligação incluindo: uma parte de fusão inicial tendo em uma superfície de extremidade dela uma parte afunilada de um ângulo de inclinação pequeno levando a uma redução na altura em direção a uma periferia externa; e uma parte de fusão principal contínua com a parte de fusão inicial, sendo o ressalto de fusão de ligação disposta em um centro da parte de diâmetro aumentado em um lado oposto à parte de eixo, em que a energízação com corrente de soldagem para fundir o ressalto de fusão de ligação só é efetuada no ressalto de fusão de ligação, e em que através da pressurização do ressalto de fusão de ligação contra uma peça de chapa de aço e subseqüente energização dela, uma região do ressalto de fusão de ligação é ligada por fusão à peça de chapa de aço, e uma superfície de ex- tremidade da parte de diâmetro aumentado no lado exterior periférico dela é trazida em junção com uma superfície da peça de chapa de aço.

EFEITOS DA INVENÇÃO

Quando, depois da pressurização do ressalto de fusão de liga- ção contra a peça de chapa de aço, é suprida corrente de soldagem, a parte de fusão inicial é fundida pela área inteira dela na fase inicial de energiza- ção. Uma parte afunilada de um ângulo de inclinação pequeno é formada na parte de fusão inicial, de forma que, nesta fusão, uma faixa de fusão radial e substancialmente planar se expande na direção diametral em um círculo jun- to com a pressurização. A transição é efetuada desde a fusão global da par- te de fusão inicial até a fusão da parte de fusão principal sobre a seção cir- cular inteira dela, e a fusão progride na direção axial do parafuso. No mo- mento em que este progresso de fusão é completado, a fusão progrediu também na peça de chapa de aço em um faixa de área correspondente à ressalto de fusão de ligação. Parando a energização neste momento, a faixa de fusão é restringida à região do ressalto de fusão de ligação. Ainda mais, pela acima mencionada pressurização, a superfície de extremidade da parte de diâmetro aumentado na periferia externa do ressalto de fusão de ligação está intimamente unida à superfície da peça de chapa de aço.

Como estabelecido acima, a fusão global da parte de fusão inici- al é tornada em fusão da parte de fusão principal acima da seção circular inteira dela e progride na direção axial do parafuso, então a fusão que acon- tece no lado da peça de chapa de aço é restringida à região do ressalto de fusão de ligação. Desde que é uma fusão deste modo restringida, a profun- didade de fusão no lado da peça de chapa de aço aumenta, melhorando as- sim a resistência de solda. Ao mesmo tempo, já que a superfície de extremi- dade da parte de diâmetro aumentado na periferia externa do ressalto de fusão de ligação é trazida em junção com a superfície da peça de chapa de aço, a suficiente resistência de solda na parte central e a acima mencionada junção são combinadas para fazer possível assegurar altas resistências de solda enquanto evitando a inclinação do parafuso e obtendo um comprimen- to uniforme da parte de eixo. Deste modo, ainda que a carga de flexão seja aplicada, a parte de fusão de ligação não é facilmente separada. Ainda mais, já que a energização é efetuada de forma que somente o ressalto de fusão de ligação é fundida, é somente necessário fixar as condições de energiza- ção tais como o valor de corrente, tempo de energização, etc. adaptado ao volume do ressalto de fusão de ligação, de forma que os fatores para esta- belecimento das condições de energização são simplificadas e o controle de energização é mais fácil de executar, assim estabilizando a qualidade da soldagem. Ao mesmo tempo, o consumo de energia é reduzido, o que é van- tajoso do ponto de vista econômico.

Ou seja, é obtido um estado de fusão de ligação em que a pro- fundidade de fusão na parte central é grande em uma região pequena, e a região de superfície de extremidade espaçado separadamente da parte de fusão de ligação e se estendendo à parte de extremidade periférica da parte de diâmetro aumentado é mantida em junção com a peça de chapa de aço. Deste modo, o requisito resistência de solda é assegurado na parte central, e é obtida rigidez alta com respeito a carga de flexão em vista da acima mencionada junção e a fusão de ligação da parte central.

No parafuso para soldagem de ressalto, a parte periférica exter- na da parte de diâmetro aumentado e a parte de base do ressalto de fusão de ligação são conectadas na superfície de extremidade da parte de diâme- tro aumentado pela superfície inclinada cuja parte periférica externa é redu- zida em altura para assim formar uma parte de deformação plástica, que pode incluir uma parte de fusão circular no centro tendo uma espessura cor- respondente ao ângulo de inclinação da superfície inclinada e uma parte de abrandamento anular gradualmente reduzido em espessura da parte de ba- se em direção à parte periférica externa.

A parte de deformação plástica inclui uma parte de fusão circular no centro tendo uma espessura correspondente ao ângulo de inclinação da superfície inclinada e uma parte de abrandamento anular gradualmente re- duzido em espessura da parte de base em direção à parte periférica externa. Se somente o ressalto de fusão de ligação é fundida, a parte de fusão da parte de deformação plástica contínuo a isso é também colocada em um estado fundido, e o calor de fusão é conduzido à parte de abrandamento para suavizar esta parte. Já que a força de pressurização é continuamente aplicada, a superfície de extremidade da parte de diâmetro aumentado incli- nado, isto é, a parte de abrandamento, é unida à superfície da peça de cha- pa de aço, com o material metálico da parte de abrandamento fluindo em direção à parte fundida no centro.

O material metálico da parte de abrandamento tende a fluir em direção à periferia externa devido à pressurização; porém, devido à força de reação dela, ele flui em direção à parte fundida no centro com deformabili- dade para efetuar a acima mencionada junção. Neste momento, a pressão de fluxo do material metálico é aplicada à parte fundida no centro do lado periférico externo, então a parte fundida se expande e cresce na direção a- xial do parafuso, por meio de que a profundidade de fusão dos aumentos de peça de chapa de aço. Ainda mais, a parte da parte de abrandamento mais próximo à parte de fusão e que tem uma espessura maior está em uma tem- peratura mais alta que a parte dela no lado periférico externo, de forma que é obtida suficiente deformabilidade à parte com espessura grande, fazendo possível assegurar um fluxo satisfatório do material metálico em direção à parte de fusão.

Devido ao comportamento de fusão e deformação da parte de deformação plástica como descrito acima, é obtida a fusão da parte restrita à região do ressalto de fusão de ligação e, ainda mais, a profundidade de fu- são dela é de um valor suficiente em termos de resistência de solda. Ainda mais, a parte de abrandamento é aquecida pelo calor de fusão do ressalto de fusão de ligação e a parte de fusão, de forma que sua deformabilidade seja satisfatório, permitindo à superfície de extremidade da parte de diâme- tro aumentado inclinado estar confiavelmente unida à superfície da peça de chapa de aço.

A razão do diâmetro do ressalto de fusão de ligação com respei- to ao diâmetro da parte de diâmetro aumentado pode ser 0,3 a 0,6.

Quando a acima mencionada razão é menor do que 0,3, a faixa de fusão será excessivamente pequena, resultando em uma resistência de solda bastante insuficiente. Por outro lado, quando a acima mencionada ra- zão excede 0,6, embora possa ser assegurada uma faixa de fusão suficien- te, a dimensão na direção diametral da parte de junção entre a superfície de extremidade da parte de diâmetro aumentado e a superfície da peça de cha- pa de aço é bastante insuficiente, tornando impossível assegurar a rigidez requerida com respeito à carga de flexão na parte de eixo. Deste modo, fi- xando a acima mencionada razão para 0,3 a 0,6, é possível assegurar sufi- ciente resistência de solda.

A razão do volume da parte de fusão principal com respeito ao volume da parte de fusão inicial pode ser 4,0 a 6,5.

Quando a acima mencionada razão é menos que 4,0, o volume da parte de fusão inicial será excessivamente grande, e a capacidade de calor dela será excessiva; ainda mais, o próprio volume do ressalto de fusão de ligação será também excessivo, de forma que a quantidade de fusão na direção da espessura da peça de chapa de aço tornar-se-á excessiva devido à fusão do ressalto de fusão de ligação como um todo, deste modo tornado impossível obter uma apropriada resistência de solda. Por outro lado, quan- do a acima mencionada razão excede 6,5, o volume da parte de fusão inicial torna-se excessivamente pequeno, e a capacidade de calor dela torna-se insuficiente, de forma que é impossível fundir continuamente a parte de fu- são principal, com o resultado de que a profundidade de fusão da peça de chapa de aço é insuficiente. Assim, fixando a acima mencionada razão para 4,0 a 6,5, é possível assegurar suficiente resistência de solda.

O volume do ressalto de fusão de ligação poder ser fixada menor do que o volume da parte de deformação plástica.

Já que o volume do ressalto de fusão de ligação é fixada menor do que o volume da parte de deformação plástica, a parte de deformação plástica não é fundida para fluir em direção à periferia externa pela quanti- dade de calor fundindo o ressalto de fusão de ligação, sendo a parte de de- formação plástica colocado somente em um estado aquecido. Ou seja, em- bora o calor Joule que é gerado continuamente seja gradualmente conduzi- do à parte de deformação plástica, via a parte fundida do ressalto de fusão de ligação para fundir a parte de fusão, a parte de abrandamento não é a- quecido a um tal grau de forma a ser fundida mas é somente aquecida para ser suavizada. Deste modo, a faixa de fusão é restrita à região do ressalto de fusão de ligação; ainda mais, a fusão na direção da espessura da peça de chapa de aço é promovida, por meio do que é obtida uma profundidade de fusão predeterminada.

A razão do volume da parte de deformação plástica com respeito ao volume do ressalto de fusão de ligação pode ser 1,3 a 2,0.

Quando a acima mencionada razão é menor do que 1,3, o volu- me da parte de deformação plástica torna-se excessivamente pequeno com respeito ao volume do ressalto de fusão de ligação, e a parte de abranda- mento da parte de deformação plástica é fundida para fluir em direção à peri- feria externa pelo calor de fusão do ressalto de fusão de ligação. Deste mo- do, o calor de fusão do ressalto de fusão de ligação é gasto na fusão da par- te de abrandamento, de forma que a quantidade de fusão da peça de chapa de aço na direção da espessura torna-se insuficiente, resultando em uma profundidade de fusão insuficiente. Ao mesmo tempo, quando a parte de deformação plástica é fundida em direção à periferia externa, embora a faixa de fusão seja aumentada, a profundidade de fusão torna-se insuficiente. Quando a acima mencionada razão excede 2,0, o volume da parte de de- formação plástica torna-se excessivamente grande com respeito ao volume do ressalto de fusão de ligação, e o aquecimento da parte de abrandamento com o calor de fusão do ressalto de fusão de ligação torna-se insuficiente, tornando impossível obter abrandamento da parte de abrandamento. Deste modo, a quantidade de fusão da peça de chapa de aço na direção da espes- sura torna-se insuficiente, resultando em uma profundidade de fusão insufi- ciente. Deste modo, fixando a acima mencionada razão para 1,3 a 2,0, é possível assegurar suficiente resistência de solda.

O ângulo de inclinação da parte afunilada da parte de fusão ini- cial pode ser fixado para 5 a 14 graus.

Quando o acima mencionado ângulo de inclinação é menor que 5 graus, a expansão da parte de fusão de ligação progride rapidamente até com um leve deslocamento de pressurização, então o controle da força de pressurização é bastante difícil de executar. Ainda mais, com a pressuriza- ção, uma redução na densidade de corrente progride rapidamente, de forma que a geração de calor Joule torna-se lenta, por meio do que é obtido um estado em que a transição à fusão da parte de fusão principal não pode ser efetuada suavemente. Quando o ângulo de inclinação exceder 14 graus, o progresso da expansão da parte de fusão de ligação torna-se lento até com um grande deslocamento de pressurização, de forma que o controle da força de pressurização é difícil de executar, e, ao mesmo tempo, é obtido um es- tado em que a transição à fusão da parte de fusão principal não pode ser efetuada suavemente. Ainda mais, quando o ângulo de inclinação aumenta para exceder 14 graus, o volume do ressalto de fusão de ligação com respei- to ao volume da parte de deformação plástica torna-se grande, tornando im- possível efetuar o aquecimento apropriado e abrandamento na parte de de- formação plástica. Assim fixando o acima mencionado ângulo de inclinação para 5 a 14 graus, é possível assegurar uma soldagem de parafuso de qua- lidade satisfatória.

O ângulo de inclinação da superfície inclinada da parte de de- formação plástica pode ser fixado para 5 a 14 graus.

Quando o acima mencionado ângulo de inclinação é menor do que 5 graus, a componente de força causando o material metálico da parte de abrandamento fluir em direção à parte fundida no centro através de pres- surização é reduzida, de forma que existe uma escassez de força de pressu- rização aplicada desde a periferia externa até a parte fundida, e a expansão e crescimento da parte fundida na direção axial do parafuso torna-se lenta, tornando impossível assegurar uma profundidade de fusão suficiente. Ao mesmo tempo, o volume da parte de deformação plástica com respeito ao volume do ressalto de fusão de ligação torna-se excessivamente pequeno, tornando impossível obter apropriadamente a razão dos dois volumes. Quando o acima mencionado ângulo de inclinação excede 14 graus, o volu- me da parte de deformação plástica com respeito ao volume do ressalto de fusão de ligação torna-se excessivamente grande, tornando bastante difícil fundir a parte de fusão da parte de deformação plástica e para aquecer a parte de abrandamento com o calor de fusão do ressalto de fusão de liga- ção. Ao mesmo tempo, o calor de fusão do ressalto de fusão de ligação é retirado excessivamente pela parte de deformação plástica, resultando em uma profundidade de fusão insuficiente da peça de chapa de aço. Portanto, fixando o acima mencionado ângulo de inclinação para 5 a 14 graus, é pos- sível assegurar uma soldagem de parafuso de qualidade satisfatória.

Especificando os acima mencionados vários valores, etc., a faixa de fusão é limitada como descrita acima através da fusão do ressalto de fu- são de ligação somente, e uma profundidade de fusão apropriada é assegu- rada; ainda mais, a superfície de extremidade da parte de diâmetro aumen- tado está confiavelmente unida à superfície da peça de chapa de aço.

De acordo com outro aspecto da presente invenção, no sentido de resolver os problemas acima mencionado, é provido um método de soldar um parafuso para soldagem de ressalto, o método incluindo as etapas de: preparar um parafuso para soldagem de ressalto incluindo: uma parte de eixo tendo uma rosca macho; uma parte de diâmetro circular aumentado formada integradamente com a parte de eixo e tendo um diâmetro maior do que a parte de eixo; e um ressalto circular de fusão de ligação incluindo uma parte de fusão inicial tendo em sua superfície de extremidade uma parte a- funilada de uma inclinação angular pequena gradualmente reduzida em altu- ra em direção à periferia externa e uma parte de fusão principal contínua com a parte de fusão inicial e disposta no centro da parte de diâmetro au- mentado no lado oposto à parte de eixo; energizando o ressalto de fusão de ligação depois de pressurizá-la contra uma peça de chapa de aço; e efetu- ando soldagem sob condições de pressurização e energização estabeleci- das tais que somente o ressalto de fusão de ligação é fundida, com a região dela sendo ligada por fusão à peça de chapa de aço, e que a superfície de extremidade da parte de diâmetro aumentado na periferia externa dela é u- nida à superfície da peça de chapa de aço.

Como estabelecido acima, as condições de pressurização e e- nergização são estabelecidas de tal forma que somente o ressalto de fusão de ligação é fundida, com a região dela sendo ligada por fusão à peça de chapa de aço, e que a superfície de extremidade da parte de diâmetro au- mentado no lado periférico externo dela é unida á superfície da peça de chapa de aço. Neste momento, a fusão progride como segue: a fusão total da parte de fusão inicial é mudada na fusão da seção circular inteira da parte de fusão e progride na direção axial do parafuso, e com o progresso, a fusão causada no lado de peça de chapa de aço é limitada à região do ressalto de fusão de ligação. Já que a fusão é deste modo limitada, a profundidade de fusão no lado da peça de chapa de aço aumenta, e a resistência de solda é aumentada. Ao mesmo tempo, é efetuada a junção da superfície de extremi- dade da parte de diâmetro aumentado no lado periférico externo do ressalto de fusão de ligação à superfície da peça de chapa de aço, de forma que a suficiente resistência de solda na parte central e a acima mencionado junção são combinadas uma com a outro, tornando possível assegurar altas resis- tência de solda sem envolver qualquer inclinação de parafuso, com o com- primento da parte de eixo sendo uniforme. Deste modo, ainda que a carga de flexão seja aplicada, a parte de fusão de ligação não é facilmente sepa- rada. Ainda mais, já que somente o ressalto de fusão de ligação é para ser fundida através de energização, é necessário somente fixar as condições de energização tais como valor de corrente e tempo de energização a valores adaptados ao volume do ressalto de fusão de ligação, por meio do são sim- plificadas os fatores de fixação das condições de energização, e o controle de energização é mais fácil de executar, desta forma estabilizando a quali- dade da solda. Ao mesmo tempo, o consumo do energia é reduzido, o que é vantajoso do ponto de vista econômico.

Ou seja, é formado um estado ligado por fusão de grande pro- fundidade de fusão em uma região pequena no centro, e a região de super- fície de extremidade espaçada separadamente desta parte de fusão de liga- ção e se estendendo à parte de extremidade periférica da parte de diâmetro aumentado é trazida em junção com a peça de chapa de aço. Deste modo, a requerido resistência de solda é assegurada na parte central, e é obtida alta rigidez contra carga de flexão através da acima mencionada junção e a fu- são de ligação da parte central. As condições de pressurização e energização são fixadas de forma a assegurar em um estado satisfatório a acima mencionada faixa de fusão, profundidade de fusão e junção da superfície de extremidade da parte de diâmetro aumentado. As condições são fixadas para fundir somente o ressalto de fusão de ligação; como condições, são fixados a predetermina- dos valores o valor de corrente e o tempo de energização, do qual o tempo de energização é de importância particular. A energização é começada de- pois da pressurização, e é continuada desde o começo de fusão da parte de fusão inicial até a conclusão da fusão da parte de fusão principal. A força de pressurização aplicada à peça de chapa de aço é fixada de tal forma que a faixa de fusão do ressalto de fusão de ligação não se expande ao lado peri- férico externo e que a profundidade de fusão da peça de chapa de aço atin- ge um valor predeterminado. Ainda mais, a superfície de extremidade da parte de diâmetro aumentado é unida à superfície da peça de chapa de aço, com a acima mencionada faixa de fusão e profundidade de fusão sendo cor- retamente obtidas.

Formado no parafuso para soldagem de ressalto está uma parte de deformação plástica conectando a parte periférica externa da parte de diâmetro aumentado e a parte de base do ressalto de fusão de ligação por uma superfície inclinada gradualmente abaixada em direção à periferia ex- terna; esta parte de deformação plástica pode ser formada por uma parte de fusão circular no centro tendo uma espessura correspondente ao ângulo de inclinação da superfície inclinada, e uma parte de abrandamento anular gra- dualmente reduzida em espessura da parte de base em direção à parte peri- férica externa, com a deformação da parte de abrandamento sendo promo- vida pelo calor de fusão da parte de fusão circular.

A parte de deformação plástica é formada por uma parte de fu- são circular no centro tendo uma espessura correspondente ao ângulo de inclinação da superfície inclinada, e uma parte de abrandamento anular gra- dualmente reduzida em espessura da parte de base em direção à parte peri- férica externa. Se é fundido somente o ressalto de fusão de ligação, a parte de fusão da parte de deformação plástica contínuo com ela atinge também um estado fundido, e o calor de fusão é conduzido à parte de abrandamento para suavizar esta parte. Já que a força de pressurização é continuamente aplicada, é efetuada a junção da superfície de extremidade da parte de diâ- metro aumentado inclinado, isto é, a parte de abrandamento, à superfície da peça de chapa de aço, com o material metálico da parte de abrandamento fluindo em direção à parte fundida no centro.

O material metálico da parte de abrandamento tende a fluir ao lado externo periférico devido à pressurização; porém, devido à força de reação dele, ele flui em direção à parte fundida com deformabilidade no cen- tro para assim causar a acima mencionada junção. Neste momento, a pres- são de fluxo do material metálico é aplicada desde o lado externo periférico à parte fundida no centro, então a parte fundida se expande e cresce na di- reção axial do parafuso, por meio do que aumenta a profundidade de fusão de peça de chapa de aço. Ainda mais, a parte da parte de abrandamento com espessura maior mais próxima à parte de fusão exibe uma temperatura mais alta que a parte periférica externa dela, de forma que é obtida suficien- te deformabilidade para a parte com espessura maior, tornando possível assegurar um fluxo satisfatório do material metálico em direção à parte de fusão.

Devido ao comportamento de fusão e deformação da parte de deformação plástica como descrito acima, é efetuada a fusão da parte limi- tada à região do ressalto de fusão de ligação. Ainda mais, a profundidade de fusão atinge um valor suficiente em termos de resistência de solda. Ainda mais, já que a parte de abrandamento é aquecida pelo calor de fusão do ca- lor de ressalto de ligação e a parte de fusão, sua deformabilidade é satisfató- ria, e é confiavelmente efetuada a junção da superfície de extremidade da parte de diâmetro aumentado inclinado à superfície da peça de chapa de aço.

As condições de pressurização e energização podem ser satisfa- tórias à fusão da região do ressalto de fusão de ligação e a peça de chapa de aço oposta ele.

Devido à fixação de tais condições de pressurização e energiza- ção, a faixa de fusão é fixada à faixa do ressalto de fusão de ligação, tor- nando possível fixar a profundidade de fusão a um valor predeterminado.

O suprimento de corrente de soldagem pode ser executado até a conclusão da fusão da parte de fusão principal subseqüente à fusão da parte de fusão inicial inteira em uma primeira fase de energização.

Executando este controle de energização, é possível fundir a - propriadamente somente o ressalto de fusão de ligação.

Ainda mais, como fica claro pelas modalidades descritas abaixo, executando o método de soldagem, com os vários valores, etc. especifica- dos, é possível realizar uma soldagem satisfatória como descrito acima.

DESCRIÇÃO BREVE DOS DESENHOS

A Figura 1A é uma vista frontal de um parafuso de ressalto de acordo com uma modalidade da presente invenção.

A Figura 1B é uma vista aumentada parcial do parafuso de res- salto da Figura 1 A.

A Figura 1C é uma vista aumentada parcial, semelhante à Figura 1B, mostrando uma modificação.

A Figura 2 é uma vista em corte transversal mostrando como o parafuso é soldado.

A Figura 3A é uma vista em corte transversal ilustrando um pas- so de soldagem.

A Figura 3B é uma vista em corte transversal ilustrando um pas- so de soldagem.

A Figura 3C é uma vista em corte transversal ilustrando um pas- so de soldagem.

A Figura 3D é uma vista em corte transversal ilustrando um pas- so de soldagem.

A Figura 3E é uma vista em corte transversal ilustrando um pas- so de soldagem.

A Figura 3F é uma vista em corte transversal ilustrando um pas- so de soldagem.

A Figura 3G é uma vista em corte transversal ilustrando um pas- so de soldagem.

A Figura 4A é um diagrama ilustrando como é efetuada a divisão de volume nas partes do parafuso.

A Figura 4B é um diagrama ilustrando como é efetuada a divisão de volume nas partes do parafuso.

A Figura 5A é uma vista dianteira de um parafuso convencional.

A Figura 5B é uma vista dianteira de um parafuso convencional.

A Figura 5C é uma vista em corte transversal ilustrando como o parafuso convencional é ligado por fusão.

A Figura 5D é uma vista em corte transversal ilustrando como o parafuso convencional é ligado por fusão.

A Figura 6 é uma vista em corte transversal ilustrando um estado obtido através de teste de tração. Listagem de Referência

1 parafuso para soldagem de ressalto

2 parte de eixo

3 parte de diâmetro aumentado

4 ressalto de fusão de ligação

4A parte de fusão inicial

4B parte de fusão principal

5 parte de base

6 superfície inclinada, superfície de extremidade

7 parte de deformação plástica

7A parte de fusão

7B parte de abrandamento

9 peça de chapa de aço

9A superfície

15 parte afunilada

16 crista

17 parte fundida, parte fundida, parte de fusão de ligação, faixa de fusão

θ1 ângulo de inclinação

θ2 ângulo de inclinação MELHOR MODO POR EXECUTAR A INVENÇÃO

A seguir, será descrito um melhor modo para realizar um parafu- so para soldagem de ressalto de acordo com a presente invenção e um mé- todo de soldar o mesmo.

MODALIDADE 1

As dimensões e configuração de um parafuso para soldagem de ressalto serão descritas.

A Figura 1A mostra a configuração de um parafuso para solda- gem de ressalto formada de ferro. O parafuso 1 inclui uma parte de eixo 2 tendo uma rosca macho, uma parte de diâmetro circular aumentado 3 for- mada integradamente com a parte de eixo 2 e tendo um diâmetro maior do que a parte de eixo 2, um ressalto circular de fusão de ligação 4 disposto no centro da parte de diâmetro aumentado no lado oposto à parte de eixo 2, e uma parte de deformação plástica 7 formada conectando a parte periférica externa da parte de diâmetro aumentado 3 e uma parte de base 5 do ressal- to de fusão de ligação 4 por uma superfície inclinada 6 abaixada no lado pe- riférico externo. A expressão: "abaixada no lado periférico externo" implica que, como mostrado na Figura 1A, a superfície inclinada é inclinada de tal forma que a parte periférica externa dela é mais próxima à extremidade infe- rior da parte de eixo. O número de referência 8 indica uma rosca macho for- mada na superfície periférica externa da parte de eixo 2, e as roscas da par- te de eixo 2 têm calhas e cristas.

Como mostrado na Figura 4A, o ressalto de fusão de ligação 4 inclui uma parte de fusão inicial 4A e uma parte de fusão principal 4B. A par- te de fusão inicial 4A é uma parte cônica lisa formada provendo na superfície de extremidade do ressalto de fusão de ligação 4 uma parte afunilada 15 de um ângulo de inclinação pequeno levando a uma redução em altura no lado periférico externo. Uma parte de crista em ponta 16 é formada no centro da parte de fusão inicial 4A. Ainda mais, a parte de fusão principal 4B é formada de forma a ser contínua com a parte de fusão inicial 4A.

Será descrita a configuração da parte de deformação plástica 7. Como mostrado na Figura 4A, a parte de deformação plástica 7 é um parte circular plana de material metálico existindo entre o ressalto de fusão de ligação 4 (parte de fusão principal 4B) e a parte de diâmetro au- mentado 3, e a Figura 4B é uma vista em corte transversal mostrando exclu- sivamente a parte de deformação plástica. A parte circular no centro, tendo uma espessura correspondente ao ângulo de inclinação da superfície incli- nada 6 constitui uma parte de fusão 7A. A parte anular cuja espessura é gradualmente reduzida da parte de fusão 7A (parte de base 5) em direção à parte periférica externa constitui uma parte de abrandamento 7B. Como mostrado na Figura 4B, a parte de abrandamento 7B tem uma configuração secional em forma de cunha.

Deve ser notado que o ângulo de inclinação da superfície incli- nada 6 implica no ângulo feito entre ela própria e um plano imaginário per- pendicularmente cruzado pelo eixo geométrico da parte de eixo 2. Isto se aplica também ao ângulo de inclinação da parte afunilada 15 do ressalto de fusão de ligação 4. A parte de cabeça do parafuso 1 é formada pela parte de diâmetro aumentado semelhante a flange 3, a parte de deformação plástica 7, e o ressalto de fusão de ligação 4. A superfície inclinada 6 constitui a su- perfície de extremidade da parte de diâmetro aumentado 3. As Figuras 1A e 4A mostram uma parte plana 3A sem inclinação que é provida na periferia externa da superfície inclinada 6 e que constitui também a superfície de ex- tremidade da parte de diâmetro aumentado 3.

A Figura 2 é uma vista em corte transversal ilustrando como o parafuso 1 é soldado a uma peça de chapa de aço 9. Um eletrodo movível 10 é causado fazer um movimento retrátil por um cilindro de ar ou um motor elétrico do tipo retrátil (não mostrado). No centro da superfície de extremida- de dele, é provido um furo de recepção 11 se estendendo na direção longi- tudinal do eletrodo movível 10, e um imã permanente 12 é montado na parte inferior do furo de recepção. Uma peça de chapa de aço 9 é colocada em um eletrodo estacionário 13, disposto coaxialmente com o eletrodo movível 10.

A parte de eixo 2 é inserida no furo de recepção 11 do eletrodo movível 10 por um operador ou uma barra de alimentação, e é atraída pelo imã permanente 12, por meio do que o parafuso 1 é retido pelo eletrodo mo- vível 10. Neste momento, uma superfície de extremidade 14 do eletrodo mo- vível 10 é mantida em contato íntimo com superfície traseira da parte de di- âmetro aumentado 3. A Figura 2 mostra um estado do qual o eletrodo moví- vel 10 retendo o parafuso 1 avança, causando o ressalto de fusão de ligação 4 a ser pressionado contra a peça de chapa de aço 9. Neste estado, é supri- da corrente de soldagem, e a soldagem na peça de chapa de aço 9 é efetu- ada.

No sentido de facilitar a compreensão da condição dimensional, etc. da modalidade, a Figura 1B mostra as dimensões e os ângulos de incli- nação das diferentes partes. Como mostrado no desenho, o diâmetro da par- te de eixo 2 é 5 mm, o diâmetro e a espessura da parte de diâmetro aumen- tado 3 são 10 mm e 1,5 mm, respectivamente, e o diâmetro da parte de base 5 do ressalto de fusão de ligação 4, isto é, a parte de base do ressalto de fusão de ligação 4, é 5 mm.

Ainda mais, o diâmetro da superfície de extremidade (parte afu- nilada 15) do ressalto de fusão de ligação 4 é 4,5 mm, a altura do ressalto de fusão de ligação 4 enquanto medida da parte de base 5 até a crista 16 é 1,0 mm, a altura (espessura) da parte de fusão inicial 4A é 0,35 mm, a altura (espessura) da parte de deformação plástica 7 é 0,5 mm, um ângulo de in- clinação Θ1 da superfície inclinada 6 é 9 graus, e um ângulo de inclinação Θ2 da parte afunilada 15 do ressalto de fusão de ligação 4 é 9 graus.

Deste modo, a razão do diâmetro do ressalto de fusão de ligação 4 com respeito ao diâmetro da parte de diâmetro aumentado 3 é 0,5. A razão do diâmetro da parte de diâmetro aumentado 3 com respeito ao diâmetro da parte de eixo 2 é 2,0.

A Figura 4 é uma vista dividida para mostrar os volumes respec- tivos da parte de diâmetro aumentado 3, a parte de deformação plástica 7, o ressalto de fusão de ligação 4, e a parte de fusão inicial 4A e a parte de fu- são principal 4B constituindo o ressalto de fusão de ligação 4. Os volumes respectivos das diferentes partes do parafuso 1, tendo as dimensões e os ângulos de inclinação mostrados na Figura 1B, são como segue: a parte de diâmetro aumentado 3, 117,75 mm3; a parte de deformação plástica 7, 24,53 mm3; o ressalto de fusão de ligação 4, 14,80 mm3; a parte de fusão inicial 4A, 2,38 mm3; e a parte de fusão principal 4B, 12,42 mm3. Ainda mais, o vo- lume da parte de fusão 7A da parte de deformação plástica 7 é 9,81 mm3, e o volume da parte de abrandamento é 14,72 mm3. Como é claro dos valores acima, o volume do ressalto de fusão de ligação 4 é fixado menor do que o volume da parte de deformação plástica 7.

A razão do volume da parte de fusão principal 4B com respeito ao volume da parte de fusão inicial 4A é 5,2. A razão do volume da parte de deformação plástica 7 com respeito ao volume do ressalto de fusão de liga- ção 4 é 1,66. Ainda mais, a razão do volume da parte de diâmetro aumenta- do 3 com respeito à soma do volume do ressalto de fusão de ligação 4 e o volume da parte de deformação plástica 7 é 2,99. Ainda mais, a soma do volume do ressalto de fusão de ligação 4 e o volume da parte de deformação plástica 7 é fixada menor do que o volume da parte de diâmetro aumentado 3.

Como é claro das dimensões acima mencionadas das diferentes partes, o parafuso 1 é um artigo denominado pequeno. Em um tal artigo pe- queno, o progresso da fusão, o tamanho da parte de fusão de ligação (pepi- ta), etc. afeta muito a qualidade de soldagem.

A seguir, será descrito o fenômeno de fusão de ligação no caso do parafuso 1.

Como estabelecido acima , a soldagem é executada no estado como mostrado na Figura 2. As condições de pressurização e energização são fixadas de tal forma que exclusivamente o ressalto de fusão de ligação 4 é fundido e que a parte da peça de chapa de aço 9 correspondente à área da faixa do ressalto de fusão de ligação 4 é fundida. Aqui, a espessura da peça de chapa de aço 9, que constitui o membro conjugado, é 0,7 mm. Ain- da mais, a força de pressurização devido ao eletrodo movível 10, isto é, a força de pressurização do ressalto de fusão de ligação 4 com respeito à pe- ça de chapa de aço 9, é 2900 N, a corrente de soldagem é 10600 A, o tempo inicial de pressurização é 60 ciclos, o tempo de energização é 9 ciclos, e o tempo de retenção é 30 ciclos. O tempo de energização de 9 ciclos é o tem- po desde o começo da fusão da parte de fusão inicial 4A até a conclusão da fusão subseqüente da parte de fusão principal 4B; neste ponto no tempo, a fusão é também efetuada na parte de fusão 7 A e no lado da peça de chapa de aço 9. Aqui, um ciclo é 1/60 segundo.

Embora seja possível uma soldagem satisfatória sob as condi- ções acima, as faixas de fixação para as condições são fixadas preferenci- almente como segue: a força de pressurização; 2000 a 5000 N; a corrente de soldagem; 8000 a 15000 A; e o tempo de energização; 5 a 15 ciclos.

As Figuras 3A a 3G mostram as etapas da fusão que progride sob as condições de soldagem acima. A Figura 3A mostra como a crista 16 do ressalto de fusão de ligação 4 é apertada contra a peça de chapa de aço 9. Embora não seja mostrado, neste estado, a crista 16 é ligeiramente afun- dada na peça de chapa de aço 9.

Quando a energização for efetuada no estado pressurizado aci- ma, a fusão começa na acima mencionada parte que é afundada. Ainda mais, como mostrado na Figura 3B, na fase inicial de energização, a parte de fusão inicial 4A é fundida através da sua área inteira. A parte fundida é indicada pelo número de referência 17. Nesta a fusão começou na crista 16, devido à formação do ângulo de afunilamento, i.é, o ângulo de inclinação Θ2 = 9 graus, na parte afunilada 15 da parte de fusão inicial 4A, um faixa de fu- são radial substancialmente plana se expande na direção diametral em uma configuração circular com a pressurização. Isto é, desde que o ângulo de inclinação Θ2 é pequeno, a área de energização aumenta rapidamente mesmo com fusão leve, e com o aumento rápido na área de energização, a densidade de corrente diminui rapidamente. Deste modo, a expansão de fusão é mais provável de progredir na direção diametral do que na direção axial do parafuso 1, que tem capacidade de calor grande. Deve ser notado que os seguintes termos: parte fundida; parte de fusão de ligação; parte Ii- gada por fusão; e faixa de fusão, são sinônimos com o termo parte de fusão; sendo a parte referida por aqueles termos indicada pelo número de referên- cia 17. A transição é efetuada desta fusão global da parte de fusão inici- al 4A para fusão através da seção circular inteira da parte de fusão principal 4B, e como mostrado na Figura 3c, a fusão progride na direção axial do pa- rafuso 1. No momento em que este progresso da fusão é completado, a fu- são progride também na peça de chapa de aço 9 por uma faixa correspon- dente à faixa de área secional do ressalto de fusão de ligação 4 com pressu- rização, a energização sendo parada neste momento. Como resultado, é obtido um estado em que a faixa de fusão é restringida à região do ressalto de fusão de ligação 4. Como mostrado na Figura 3C, neste estágio, um ligei- ro intervalo 19 existe entre a superfície inclinada 6 e a superfície 9A da peça de chapa de aço 9. Porém, através de pressurização do eletrodo movível 10, o intervalo 19 desaparece substancialmente simultaneamente com a parada de energização, e como mostrado a Figura 3D, a superfície inclinada 6 é trazida em junção com a superfície 9A da peça de chapa de aço 9.

A Figura 3(E) é uma vista plana em corte transversal da parte de junção da Figura 3D tomada direção do plano da peça de chapa de aço 9. Como é claro por esta vista em corte transversal, a parte fundida 17, isto é, a parte de fusão de ligação, tem substancialmente o mesmo diâmetro como o ressalto de fusão de ligação 4. O diâmetro da parte fundida 17 é 5,1 mm. Soldando dez parafusos 1 resultou nesta dimensão a faixa de 4,9 a 5,2 mm. Deste modo, foi reconhecido que a faixa de ligação de fusão foi apropriada.

A seguir será descrito, o comportamento de deformação da parte de deformação plástica 7.

No acima mencionado processo de pressurização e fusão, é pa- ra ser observado o seguinte comportamento de deformação da parte de de- formação plástica 7. Este comportamento de deformação é ilustrado nas Fi- guras 3F e 3G; no sentido de facilitar a compreensão, o ângulo de inclinação da superfície inclinada 6 é exagerado na Figura 3F. Para observação deta- lhada da parte fundida 17, a parte fundida foi cortada. A Figura 3G é uma vista em corte transversal da superfície de corte.

A parte de deformação plástica 7 inclui uma parte de fusão circu- lar 7A no centro tendo uma espessura correspondente ao ângulo de inclina- ção θ1 da superfície inclinada 6, e uma parte de abrandamento anular 7B cuja espessura é gradualmente reduzida da parte de base 5 em direção à periferia externa. Ainda que somente o ressalto de fusão de ligação 4 seja fundido, a parte de fusão 7 A da parte de deformação plástica 7 contínua com ele é também colocado em um estado fundido, e o calor de fusão é conduzi- do à parte de abrandamento 7B para suavizar esta parte. A força de pressu- rização é continuamente aplicada, de forma que a superfície de extremidade 6 da parte de diâmetro aumentado inclinado 3, isto é, da parte de abranda- mento 7B, é trazida em junção com a superfície 9A da peça de chapa de aço 9, com o material metálico da parte de abrandamento 7B fluindo em direção à parte fundida 17 no centro.

O material metálico da parte de abrandamento 7B tende a fluir em direção à periferia externa devido à pressurização. Porém, devido à força de reação dele, o material metálico flui, como indicado pelas setas 7C, em direção à parte deformável fundida 17 no centro para efetuar a junção acima mencionada. Neste momento, a pressão de fluxo do material metálico é apli- cada desde o lado periférico externo à parte fundida 17 no centro, então a parte fundida 17 se expande e cresce na direção axial do parafuso 1, por meio de que a profundidade de fusão da peça de chapa de aço 9 aumenta. Ainda mais, a parte da parte de abrandamento 7B com espessura maior e mais próxima à parte de fusão 7A está em temperatura mais alta que a parte periférica externa dela, então a deformabilidade da parte com espessura maior é obtida a um grau suficiente, tornando assim possível assegurar de uma maneira satisfatória o fluxo do material metálico em direção à parte fun- dida 17.

Devido ao comportamento de fusão e deformação como descrito acima da parte de deformação plástica 7, é formada uma parte fundida limi- tada na região do ressalto de fusão de ligação 4. Ainda mais, uma profundi- dade de fusão L2 dele é de um valor suficiente em termos de resistência de solda. Ainda mais, a parte de abrandamento 7B é aquecida pelo calor de fusão do ressalto de fusão de ligação 4 e a parte de fusão 7A, de forma que a parte de abrandamento 7B exibe uma satisfatória deformabilidade, e a su- perfície de extremidade 6 da parte de diâmetro aumentado inclinado 3 é con- fiavelmente trazida em junção com a superfície 9A da peça de chapa de aço 9.

Como dito acima, a espessura da peça de chapa de aço 9 é 0,7 mm, e a profundidade de fusão 12 como mostrado na Figura 3G obtida atra- vés do acima mencionado processo é aproximadamente 0,35 mm. A profun- didade de fusão L2 em um caso da área de ligação de fusão grande como mostrado nas Figuras 5C e 5D é aproximadamente 0,15 mm (Exemplo Comparativo), de forma que é para ser determinado que a acima menciona- da profundidade de fusão de aproximadamente 0,35 mm é uma profundida- de suficiente. Ainda mais, já que a profundidade de não fusão da peça de chapa de aço 9 é aproximadamente 0,35 mm, é para ser reconhecido que a própria rigidez da peça de chapa de aço 9 não é prejudicada.

Uma espessura total L4 da parte fundida 17 enquanto medida desde o lado da parte de diâmetro aumentado 3 à peça de chapa de aço 9 é aproximadamente 0,5 mm. Já que a espessura L4 da parte fundida como mostrado nas Figuras 5C e 5D é aproximadamente 0,25 mm (Exemplo Comparativo), é para ser determinado que a acima mencionada espessura de fusão L4 de aproximadamente 0,5 mm é uma espessura suficiente.

Como resultado de soldagem de dez parafusos 1, a acima men- cionada profundidade de fusão L2 é distribuído dentro de uma faixa de 0,30 a 0,40 mm. A profundidade de fusão L4 varia de 0,40 a 0,55 mm. Desde a- quelas faixas, é para ser determinado que as profundidades L2 e L4 são pro- fundidades de fusão satisfatórias.

Um teste de impacto foi conduzido em que a percussão por um martelo foi efetuada na direção diametral da parte de eixo 2, com a peça de chapa de aço 9 ligada por fusão como descrito acima e sendo fixada em po- sição por um gabarito ou semelhante. Como resultado, a parte de eixo 2 so- freu deformação de flexão, mas não ocorreu nenhuma separação ou seme- lhante à parte de fusão de ligação 17, e a junção entre a superfície inclinada 6 e a superfície 9A da chapa de aço foi mantida. Deste modo, foi averiguado que foi assegurado um estado perfeito de fusão de ligação. Deste modo, foi reconhecido que foi assegurada suficiente resistência de solda.

Ainda mais, como resultado de um teste em que a parte de eixo 2 foi puxada na direção axial, com a peça de chapa de aço 9 fixa em posição por um gabarito, foi obtido um estado de ruptura como mostrado na Figura 6.

Deste modo, é para ser reconhecido que a parte 9B da peça de chapa de aço 9 ligada por fusão ao ressalto de fusão de ligação 4 é rompida do corpo principal 9C da peça de chapa de aço 9 em um estado cizalhado, resultando em um intervalo vazio 9D. Esta ruptura acontece dentro de uma faixa de carga elástica de 4200 a 5250 N, de forma que é para ser determinado que a resistência de solda é uma resistência suficiente para um parafuso 1 deste tamanho.

Julgando pelo número de parafusos soldados acima menciona- do, a profundidade de fusão L2 é distribuída dentro da faixa de 43 a 57% da espessura da peça de chapa de aço 9, e o diâmetro da parte fundida 17, mostrado na Figura 3E varia de 0,98 até 1,04 vez o diâmetro do ressalto de fusão de ligação 4 (diâmetro da parte de base 5). Os ótimos daqueles valo- res são 50% e 1,01 a 1,02 vez, respectivamente, e mais preferencialmente, 46 a 54% e 1,00 a 1,03 vez. Os valores que permitem a adoção são 43 a 57% e 0,98 a 1,04 vez respectivamente.

Ainda mais, a razão do volume da parte de fusão 7A para aquele da parte de abrandamento 7B é 1,5. O volume da parte de abrandamento 7B é deste modo fixado grande, de forma que a capacidade de calor da parte de abrandamento 7B com respeito à parte de fusão 7A seja grande, e a parte de abrandamento 7B não é colocada em um estado fundido pelo calor da parte de fusão 7A mas sofre um aquecimento satisfatório para promover a- brandamento. A razão do volume da parte de abrandamento 7B com respei- to ao volume da parte de fusão 7A é 1,2 a 1,8, mais preferencialmente, 1,3 a 1,7, e mais preferencialmente, 1,5.

Embora não seja descrito nas Reivindicações, é possível fazer uma invenção especificando o comportamento de fluxo das partes como a parte de fusão 7A e a parte de abrandamento 7B, a razão da profundidade de fusão L2 com respeito à espessura da peça de chapa de aço, o múltiplo do diâmetro da parte fundida 17 com respeito ao diâmetro do ressalto de fusão de ligação 4, etc.

Quando a razão do diâmetro do ressalto de fusão de ligação 4 com respeito ao diâmetro da parte de diâmetro aumentado 3 é menor do que 0,3, a faixa de fusão será excessivamente pequena, e a resistência de solda será bastante insuficiente. Quando a acima mencionada razão excede 0,6, embora seja possível assegurar uma faixa de fusão suficiente, existe uma escassez da dimensão na direção diametral da parte de junção entre a su- perfície de extremidade 6 da parte de diâmetro aumentado 3 e a superfície 9A da peça de chapa de aço 9, tornando impossível assegurar a rigidez re- querida com respeito à carga de flexão aplicada à parte de eixo 2. Deste modo, pela fixação da acima mencionada razão entre 0,3 a 0,6, é possível assegurar suficiente resistência de solda.

A acima mencionada razão é fixada em 0,3 a 0,6, mais preferen- cialmente, 0,35 a 0,55, e mais preferencialmente, 0,5, como nesta modalida- de.

Quando a razão do volume da parte de fusão principal 4B com respeito ao volume da parte de fusão inicial 4A é menor do que 4,0, o volu- me da parte de fusão inicial 4A torna-se excessivamente grande, e a capaci- dade de calor dela torna-se excessiva. Ainda mais, o volume do ressalto de fusão de ligação 4 torna-se também excessivamente grande, então devido à fusão do ressalto de fusão de ligação 4 como um todo, a quantidade de fu- são da peça de chapa de aço 9 na direção da espessura torna-se excessiva, tornando impossível obter uma apropriada resistência de solda. Quando a acima mencionada razão excede 6,5, o volume da parte de fusão inicial 4A torna-se excessivamente pequeno, e a capacidade de calor dela torna-se insuficiente, de forma que é impossível fundir continuamente a parte de fu- são principal 4B, resultando em uma escassez da profundidade de fusão da peça de chapa de aço 9. Deste modo, a acima mencionada razão é fixada em 4,0 a 6,5, por meio do que é possível assegurar suficiente resistência de solda.

A acima mencionada razão é fixada em 4,0 a 6,5, mais preferen- cialmente, 4,5 a 6,0, e mais preferencialmente, 5,2 como nesta modalidade.

Quando a razão do volume da parte de deformação plástica 7 com respeito ao volume do ressalto de fusão de ligação 4 torna-se menor do que 1,3, o volume da parte de deformação plástica 7 torna-se excessivamen- te pequeno com respeito ao volume do ressalto de fusão de ligação 4, e a parte de deformação plástica 7 começa a ser fundida em direção à periferia externa pelo calor de fusão do ressalto de fusão de ligação 4. Deste modo, o calor de fusão do ressalto de fusão de ligação 4 é gasto na fusão da parte de deformação plástica 7 em direção à periferia externa, de forma que a quanti- dade de fusão na direção da espessura da peça de chapa de aço 9 é insufi- ciente, resultando em uma escassez da profundidade de fusão L2. Ao mes- mo tempo, quando a parte de deformação plástica 7 for fundida em direção à periferia externa, enquanto a faixa de fusão 17 é aumentada, a profundidade de fusão L2 torna-se insuficiente. Quando a acima mencionada razão exce- de 2,0, o volume da parte de deformação plástica 7 torna-se excessivamente grande com respeito ao volume do ressalto de fusão de ligação 4, e o aque- cimento da parte de deformação plástica 7 com o calor de fusão do ressalto de fusão de ligação 4 torna-se insuficiente, tornando impossível suavizar a parte de deformação plástica 7. Deste modo, a quantidade de fusão da peça de chapa de aço 9 na direção da espessura é também insuficiente, resultan- do em uma escassez da profundidade de fusão L2. Deste modo, pela fixa- ção da acima mencionada razão entre 1,3 a 2,0, é possível assegurar sufici- ente resistência de solda.

A acima mencionada razão é fixada entre 1,3 a 2,0, mais prefe- rencialmente, 1,5 a 1,8, e mais preferencialmente, 1,66, como nesta modali- dade.

Quando o ângulo de inclinação Θ2 da parte afunilada 15 da parte de fusão inicial 4A é menor do que 5 graus, a expansão da parte ligada por fusão 17 progride rapidamente até com um leve deslocamento de pressuri- zação, de forma que a força de pressurização torna-se difícil de controlar. Ainda mais, com a pressurização, uma redução na densidade de corrente progride rapidamente, então a geração de calor Joule torna-se bastante Ien- ta, com o resultado de que a transição à fusão da parte de fusão principal 4B não é efetuada suavemente. Quando o ângulo de inclinação exceder 14 graus, o progresso da expansão da parte de fusão de ligação 17 torna-se lenta até com um grande deslocamento de pressurização, de forma que a força de pressurização é difícil de controlar. Ao mesmo tempo, a transição à fusão da parte de fusão principal 4B não é efetuada suavemente. Ainda mais, quando o ângulo de inclinação exceder 14 graus, o volume do ressalto de fusão de ligação 4 torna-se grande com respeito ao volume da parte de deformação plástica 7, tornando impossível efetuar apropriadamente o a- quecimento e abrandamento na parte de deformação plástica 7. Deste mo- do, pela fixação do acima mencionado ângulo de inclinação entre 5 a 14 graus, é possível assegurar uma soldagem de parafuso de qualidade satisfa- tória.

O acima mencionado ângulo de inclinação Θ2 é fixado entre 5 a 14 graus, mais preferencialmente, 7 a 12 graus, e mais preferencialmente, 9 graus como nesta modalidade.

Quando o ângulo de inclinação Θ1 da superfície inclinada 6 da parte de deformação plástica 7 é menor do que 5 graus, é reduzida a com- ponente de força (vide as setas 7C da Figura 3F) que causa ao material me· tálico 7A da parte inclinada suavizada fluir em direção à parte fundida 17 no centro, devido a pressurização. Conseqüentemente, a força de pressuriza- ção aplicada à parte fundida 17 desde o lado periférico externo é insuficien- te, e a expansão e crescimento da parte fundida 17 na direção axial do para- fuso torna-se lenta, tornando impossível assegurar uma profundidade de fusão suficiente L2. Ao mesmo tempo, o volume da parte de deformação plástica 7 torna-se excessivamente pequeno com respeito ao volume do res- salto de fusão de ligação 4, tornando impossível obter corretamente a razão dos dois volumes. Ainda mais, quando o ângulo de inclinação Θ1 exceder 14 graus, o volume da parte de deformação plástica 7 torna-se excessivamente grande com respeito ao volume do ressalto de fusão de ligação 4, fazendo isto bastante difícil para aquecer suficientemente a parte de deformação plástica que 7 com o calor de fusão do ressalto de fusão de ligação 4. Ao mesmo tempo, o calor de fusão do ressalto de fusão de ligação 4 é tirado pela parte de deformação plástica 7, então a profundidade de fusão L2 da peça de chapa de aço 9 se torna-se insuficiente. Deste modo, por colocação o acima mencionado ângulo de inclinação Θ1 a 5 a 14 graus, é possível de assegurar uma soldagem de parafuso de qualidade satisfatória.

O acima mencionado ângulo de inclinação Θ1 é fixado entre 5 a 14 graus, mais preferencialmente, 7 a 12 graus, e mais preferencialmente, 9 graus como nesta modalidade.

Ainda mais, como mostrado na Figura 1C, também em um caso em que, ao invés de formar a crista 16, um superfície plana circular pequena 18 é provida no centro, é possível executar soldagem de uma maneira satis- fatória.

Os efeitos da acima mencionada modalidade são como segue.

Quando, depois que o ressalto de fusão de ligação 4 foi pressio- nado contra a peça de chapa de aço 9, é efetuada a energização com cor- rente de soldagem, a parte de fusão inicial 4A é fundida pela sua região in- teira em uma fase inicial de energização. Nesta fusão, já que a parte afunila- da 15 de um ângulo de inclinação pequena é formado na parte de fusão ini- cial 4A, a faixa fusão radial substancialmente plana 17 se expande em um círculo na direção diametral com a pressurização. Esta fusão de região intei- ra da parte de fusão inicial 4A é tornada na fusão da parte de fusão principal 4B por toda a seção circular dela, e a fusão progride na direção axial do pa- rafuso 1. No momento em que este progresso de fusão é completado, a fu- são está também em marcha na peça de chapa de aço 9 por uma faixa de área correspondente ao ressalto de fusão de ligação 4. Parando a energiza- ção neste momento, a faixa de fusão 17 é limitada à região do ressalto de fusão de ligação 4. Ainda mais, devido à acima mencionada pressurização, a superfície de extremidade 6 da parte de diâmetro aumentado 3 na periferia externa do ressalto de fusão de ligação 4 é trazida em junção com a superfí- cie 9A da peça de chapa de aço 9.

Como descrito acima de, a fusão total da parte de fusão inicial 4 é tornada na fusão da parte de fusão principal 4B pela seção circular inteira dela e progride na direção axial do parafuso 1, então a fusão que acontece no lado da peça de chapa de aço 9 é restringida à região do ressalto de fu- são de ligação 4. Já que esta fusão é deste modo restringida, a profundidade de fusão L2 no lado da peça de chapa de aço 9 aumenta assim para desta forma obter uma melhoria em termos de resistência de solda. Ao mesmo tempo, a superfície de extremidade 6 da parte de diâmetro aumentado 3 no lado externo periférico do ressalto de fusão de ligação 4 é trazida em junção com a superfície 9A da peça de chapa de aço 9. Como resultado, a suficien- te resistência de solda no centro e a acima mencionada junção são combi- nadas uma com a outro, por meio do que é possível assegurar alta resistên- cia de solda enquanto evitando inclinação do parafuso e mantendo um com- primento axial uniforme L3. Deste modo, ainda que seja aplicada carga de flexão, a separação da parte de fusão de ligação 17 facilmente não acontece facilmente. Ainda mais, a energização é efetuada de tal forma que somente o ressalto de fusão de ligação 4 é fundido, é somente necessária fixar as condições de energização como valor de corrente e tempo de energização adaptados ao volume do ressalto de fusão de ligação 4. Como resultado, os fatores para a fixação das condições de energização são simplificadas, e o controle da energização torna-se mais fácil para executar, estabilizando as- sim a qualidade de soldagem. Ao mesmo tempo, o consumo de energia é reduzido, o que é econômico.

Isto é, é obtido um estado de fusão de ligação em que a profun- didade de fusão L2 é grande em uma região pequena no centro, e a região de superfície de extremidade espaçada separadamente da parte de fusão de ligação 17 e se estendendo à parte de extremidade periférica da parte de diâmetro aumentado 3 é mantida em junção com a superfície 9A da peça de chapa de aço 9. Deste modo, a requerido resistência de solda é assegurada na parte central, e é possível atingir rigidez alta com respeito à carga de fle- xão devido à acima mencionada junção e a fusão de ligação da parte cen- trai.

Conectando a parte periférica externa da parte de diâmetro au- mentado 3 e a parte de base 5 do ressalto de fusão de ligação 4 por meio da superfície inclinada 6 cuja parte periférica externa é mais baixa, a parte de deformação plástica 7 é formada na superfície de extremidade da parte de diâmetro aumentado 3. A parte de deformação plástica 7 inclui a parte de fusão circular 7A no centro tendo uma espessura correspondente ao ângulo de inclinação Θ1 da superfície inclinada 6, e da parte de abrandamento anu- lar 7B cuja espessura é gradualmente reduzida desde a parte de base 5 em direção à periferia externa.

A parte de deformação plástica 7 inclui a parte de fusão circular 7A no centro tendo uma espessura correspondente ao ângulo de inclinação θ1 da superfície inclinada 6, e da parte de abrandamento anular 7B cuja es- pessura é gradualmente reduzida desde a parte de base 5 em direção à pe- riferia externa. Ainda que somente o ressalto de fusão de ligação 4 seja fun- dido, a parte de fusão 7A da parte de deformação plástica 7 contínuo com ela também é colocada em um estado fundido, e o calor de fusão é conduzi- do à parte de abrandamento 7B para suavizar esta parte. Já que a força de pressurização é aplicada continuamente, a superfície de extremidade 6 da parte de diâmetro aumentado inclinado 3, isto é, da parte de abrandamento 7B, é trazida em junção com a superfície 9A da peça de chapa de aço 9, com o material metálico da parte de abrandamento 7B fluindo em direção à parte fundida 17 no centro.

O material metálico da parte de abrandamento 7B tende a fluir em direção à periferia externa devido à pressurização. Porém, devido à força de reação dele, o material metálico flui em direção á parte fundida deformá- vel 17 no centro, assim efetuando a acima mencionada junção. Neste mo- mento, a pressão de fluxo do material metálico age na parte fundida 17 no centro do lado periférico externo, de forma que a parte fundida 17 se expan- de e cresce na direção axial do parafuso 1, por meio do que a profundidade de fusão da peça de chapa de aço 9 aumenta. Ainda mais, já que a parte da parte de abrandamento 7B com espessura maior e mais próxima à parte de fusão 7A está em uma temperatura mais alta que a parte periférica externa dela, a deformabilidade da parte com espessura maior é obtida a um grau suficiente, e o fluxo do material metálico (7B) em direção à parte fundida 17 pode ser assegurada de uma maneira satisfatória.

Devido ao acima mencionado comportamento de fusão e defor- mação da parte de deformação plástica 7, é obtida fusão restringida à região do ressalto de fusão de ligação 4; ainda mais, a profundidade de fusão L2 é de um valor suficiente em termos de resistência de solda. Ainda mais, já que a parte de abrandamento 7B é aquecida com o calor de fusão do ressalto de fusão de ligação 4 e a parte de fusão 7A, sua deformabilidade é satisfatória, e a superfície de extremidade inclinada 6 da parte de diâmetro aumentado 3 é confiavelmente trazida em junção com a superfície 9A da peça de chapa de aço 9.

A razão do diâmetro do ressalto de fusão de ligação 4 para o di- âmetro da parte de diâmetro aumentado 3 varia de 0,3 a 0,6.

Quando a acima mencionada razão é menor do que 0,3, a faixa de fusão 17 é excessivamente pequena, e a resistência de solda é insufici- ente. Quando a acima mencionada razão excede 0,6, embora seja possível assegurar a faixa de fusão 17 a um grau suficiente, a dimensão na direção diametral da parte onde a superfície de extremidade 6 da parte de superfície aumentada 3 e a superfície 9A da peça de chapa de aço 9 são mantidas em junção uma com a outro é bastante insuficiente, de forma que é impossível assegurar a rigidez requerida com respeito à carga de flexão da parte de eixo 2. Deste modo, pela fixação da acima mencionada razão em 0,3 a 0,6, é possível assegurar suficiente resistência de solda.

A razão do volume da parte de fusão principal 4B para o volume da parte de fusão inicial 4A varia de 4,0 a 6,5.

Quando a acima mencionado razão é menor do que 4,0, o volu- me da parte de fusão inicial 4A torna-se excessivamente grande, e a capaci- dade de calor dela torna-se excessiva. Ainda mais, o volume do ressalto de fusão de ligação 4 torna-se também excessivamente grande, então a quanti- dade de fusão na direção da espessura da peça de chapa de aço 9 torna-se excessiva devido à fusão do ressalto de fusão de ligação 4 como um todo, tornando impossível obter uma apropriado resistência de solda. Quando a acima mencionada razão excede 6,5, o volume da parte de fusão inicial 4A torna-se excessivamente pequeno, e a capacidade de calor dela torna-se insuficiente. Conseqüentemente, é impossível fundir continuamente a parte de fusão principal 4B, resultando em uma escassez da profundidade de fu- são L2 da peça de chapa de aço 9. Deste modo, a acima mencionada razão é fixada papa 4,0 a 6,5, por meio do que é possível assegurar suficiente re- sistência de solda.

O volume do ressalto de fusão de ligação 4 é fixado menor do que o volume da parte de deformação plástica 7.

Já que o volume do ressalto de fusão de ligação 4 é fixado me- nor do que o volume da parte de deformação plástica 7, não existe nenhum receio de ser obtido um estado em que a parte de deformação plástica 7 é fundida em direção à periferia externa pela quantidade de calor causando a fusão do ressalto de fusão de ligação 4, sendo a parte de deformação plásti- ca 7 somente mantida em um estado aquecido. Ou seja, embora gerado continuamente calor Joule, ele é gradualmente conduzido à parte de defor- mação plástica 7, via a parte fundida do ressalto de fusão de ligação 4 para fundir a parte de fusão 7A, a parte de abrandamento 7B não é aquecido a um tal grau de forma sobre sofrer fusão mas é somente aquecida para ser amaciada. Deste modo, a faixa de fusão é restringida à região do ressalto de fusão de ligação 4; ainda mais, a fusão da peça de chapa de aço 9 na dire- ção da espessura é promovida, por meio do que é obtida uma profundidade de fusão predeterminada L2.

A razão do volume da parte de deformação plástica 7 para o vo- lume do ressalto de fusão de ligação 4 varia de 1,3 a 2,0.

Quando a acima mencionada razão é menor do que 1,3, o volu- me da parte de deformação plástica 7 torna-se excessivamente pequena com respeito ao volume do ressalto de fusão de ligação 4, e a parte de a- brandamento 7B da parte de deformação plástica 7 é fundida em direção à periferia externa pelo calor de fusão do ressalto de fusão de ligação 4. Já que o calor de fusão do ressalto de fusão de ligação 4 é deste modo gasto na fusão da parte de abrandamento 7B, a quantidade de fusão na direção de espessura da peça de chapa de aço 9 é insuficiente, resultando em uma pro- fundidade de fusão insuficiente L2. Ao mesmo tempo, quando a parte de deformação plástica 7 é fundida em direção à periferia externa, embora au- mente a faixa de fusão, a profundidade de fusão L2 é insuficiente. Ainda mais, quando a acima mencionada razão excede 2,0, o volume da parte de deformação plástica 7 torna-se excessivamente grande com respeito ao vo- lume do ressalto de fusão de ligação 4, e o aquecimento da parte de abran- damento 7B com o calor de fusão do ressalto de fusão de ligação 4 torna-se insuficiente, tornando impossível amaciar a parte de abrandamento 7B. Des- te modo, a quantidade de fusão na direção da espessura da peça de chapa de aço 9 torna-se insuficiente, resultando em uma profundidade de fusão insuficiente L2. Deste modo, fixando a acima mencionada razão para 1,3 a 2,0, é possível assegurar suficiente resistência de solda.

O ângulo de inclinação Θ2 da parte afunilada 15 da parte de fu- são inicial 4A varia de 5 a 14 graus.

Quando o acima mencionado ângulo de inclinação Θ2 é menor do que 5 graus, a expansão da parte de fusão de ligação 17 progride rapi- damente até com um leve deslocamento de pressurização, então a força de pressurização é difícil de controlar. Ainda mais, com a pressurização, uma redução na densidade de corrente progride rapidamente, de forma que a geração de calor Joule torna-se mais lenta, com o resultado de que a transi- ção à fusão da parte de fusão principal 4B não é efetuada suavemente. Quando o ângulo de inclinação Θ2 excede 14 graus, o progresso da expan- são da parte de fusão de ligação 17 torna-se lenta até com um grande des- locamento de pressurização. Como resultado, a força de pressurização é difícil de controlar neste caso também, e ao mesmo tempo, a transição à fusão da parte de fusão principal 4B não é efetuada suavemente. Ainda mais, quando o ângulo de inclinação Θ2 excede 14 graus, o volume do res- salto de fusão de ligação 4 torna-se grande com respeito ao volume da parte de deformação plástica 7, tornando impossível efetuar o apropriado aqueci- mento e abrandamento na parte de deformação plástica 7. Deste modo, pela fixação do acima mencionado ângulo de inclinação Θ2 para 5 a 14 graus, é possível assegurar uma soldagem de parafuso de qualidade satisfatória. O ângulo de inclinação Θ1 da superfície inclinada 6 da parte de deformação plástica 7 varia de 5 a 14 graus.

Quando o acima mencionado ângulo de inclinação Θ1 é menor do que 5 graus, a componente de força (vide as setas 7C na Figura 3F) cau- sando o material metálico da parte de abrandamento 7B fluir em direção à parte fundida 17 no centro devido a que a pressurização é reduzida, então a força de pressurização aplicada à parte fundida 17 desde o lado periférico externo é bastante insuficiente, e a expansão e crescimento da parte fundida 17 na direção axial do parafuso é lenta, tornando impossível assegurar uma profundidade de fusão suficiente L2. Ao mesmo tempo, o volume da parte de deformação plástica 7 com respeito ao volume do ressalto de fusão de sol- dagem 4 torna-se excessivamente pequeno, tornando impossível obter uma razão apropriada dos dois volumes. Quando o acima mencionado ângulo de inclinação excede 14 graus, o volume da parte de deformação plástica 7 com respeito ao volume do ressalto de fusão de ligação 4 torna-se excessi- vamente grande, tornando bastante difícil fundir a parte de fusão 7A da parte de deformação plástica e para aquecer a parte de abrandamento 7B com o calor de fusão do ressalto de fusão de ligação 4. Ao mesmo tempo, o calor de fusão do ressalto de fusão de ligação 4 é retirado a um grau excessivo pela parte de deformação plástica 7, resultando em uma profundidade de fusão insuficiente L2 da peça de chapa de aço 9. Deste modo, pela fixação do acima mencionado ângulo de inclinação Θ1 para 5 a 14 graus, é possível assegurar uma soldagem de parafuso de qualidade satisfatória.

Especificando os vários valores, etc. mencionados acima, a faixa de fusão 17 é limitada como descrita acima através da fusão do ressalto de fusão de ligação 4 somente, e uma profundidade de fusão apropriada L2 é assegurada. Ainda mais, a superfície de extremidade 6 da parte de diâmetro aumentado é confiavelmente trazida em junção com a superfície 9A da peça de chapa de aço 9.

Os efeitos do método de soldagem são como segue.

O método de soldagem da presente invenção foi provido com uma visão na direção de resolver os problemas acima mencionados, incluin- do o método as etapas de: preparar o parafuso 1 para soldagem de ressalto incluindo a parte de eixo 2 que tem a rosca macho 8, a parte de diâmetro circular aumentado 3 formada integradamente com a parte de eixo 2 e tendo um diâmetro maior do que o diâmetro da parte de eixo 2, e o ressalto circular de fusão de ligação 4 incluindo a parte de fusão inicial 4À tendo em sua su- perfície de extremidade a parte afunilada 15 de um ângulo de inclinação pe- queno Θ2 reduzida em altura no lado periférico externo e a parte de fusão principal 4B contínua com a parte de fusão inicial 4A, e disposta no centro da parte de diâmetro aumentado no lado oposto à parte de eixo 2; e efetuando a pressurização do ressalto de fusão de ligação 4 contra a peça de chapa de aço 9 e então efetuando a energização da mesma, para desta forma execu- tar a soldagem, com as condições de pressurização e energização sendo fixadas de tal modo que exclusivamente o ressalto de fusão de ligação 4 é fundido para ligar por fusão a região dela à peça de chapa de aço 9 e que a superfície de extremidade 6 da parte de diâmetro aumentado 3 no lado ex- terno periférico dela é trazida em junção com a superfície 9A da peça de chapa de aço 9.

Os efeitos do método de soldagem são basicamente os mesmos que aqueles do acima mencionado parafuso.

Como descrito acima, as condições de pressurização e energi- zação são fixadas de tal forma que exclusivamente o ressalto de fusão de ligação 4 é fundido para ligar por fusão a região dela à peça de chapa de aço 9 e que a superfície de extremidade 6 da parte de diâmetro aumentado 3 no lado externo periférico dela é trazido em junção com a superfície 9A da peça de chapa de aço 9. Neste momento, a fusão progride como segue: a fusão total da parte de fusão inicial 4A é tornada na fusão da parte de fusão principal 4B pela seção circular inteira dela e progride na direção axial do parafuso 1, com a fusão ocorrendo com isto no lado da peça de chapa de aço 9 sendo restringida à região do ressalto de fusão de ligação 4. Já que a fusão é deste modo restringida, a profundidade de fusão L2 no lado da peça de chapa de aço 9 aumenta, e a resistência de solda é aumentada. Ao mesmo tempo, a superfície de extremidade 6 da parte de diâmetro aumen- tado 3 no lado externo periférico do ressalto de fusão de ligação 4 é trazida em junção com a superfície 9A da peça de chapa de aço 9, de forma que a suficiente resistência de solda na parte central e a acima mencionada junção são combinadas uma com a outro, tornando possível assegurar alta resis- tência de solda enquanto evitando inclinação do parafuso 1 e mantendo um comprimento uniforme L3 da parte de eixo. Deste modo, ainda que seja apli- cada carga de flexão, a parte de fusão de ligação 17 não é facilmente sepa- rada. Ainda mais, a energização é efetuada sob uma condição em que ex- clusivamente o ressalto de fusão de ligação 4 é fundido, de forma que é so- mente necessária fixar as condições de energização como valor de corrente e tempo de energização adaptados ao volume do ressalto de fusão de liga- ção 4. Como resultado, os fatores na fixação das condições de energização são simplificadas, e o controle de energização é fácil de executar, desta for- ma estabilizando a qualidade de soldagem. Ao mesmo tempo, o consumo de energia é reduzido, o que é econômico.

Ou seja, é obtido um estado de fusão de ligação de profundidade de fusão grande L2 na parte central em uma região pequena, e a região de superfície de extremidade espaçada separadamente da parte de fusão de ligação 17 e se estendendo à parte de extremidade periférica da parte de diâmetro aumentado 3 é mantida em junção com a peça de chapa de aço 9. Deste modo, a requerida resistência de solda é assegurada na parte central, e é possível atingir rigidez alta com respeito à carga de flexão devido à aci- ma mencionada junção e a fusão de ligação da parte central.

As condições de pressurização e energização são fixadas de forma a assegurar em um estado satisfatório a acima mencionada faixa de fusão 17, a profundidade de fusão L2, e a junção da superfície de extremi- dade 6 da parte de diâmetro aumentado. Como as condições para fundir exclusivamente o ressalto de fusão de ligação 4, o valor de corrente e o tempo de energização são fixados a predeterminados valores, dos quais o tempo de energização é de importância particular. A energização é começa- da depois da pressurização, e é continuada do começo da fusão da parte de fusão inicial 4A até a conclusão da fusão da parte de fusão principal 4B. Ain- da mais, a força de pressurização aplicada à peça de chapa de aço 9 é fixa- da de tal forma que a faixa de fusão 17 do ressalto de fusão de ligação 4 não se expande em direção à periferia externa e que a profundidade de fusão L2 da peça de chapa de aço 9 é fixada a um valor predeterminado. Ainda mais, com a faixa de fusão 17 e a profundidade de fusão L2 sendo obtidas apro- priadamente, a superfície de extremidade 6 da parte de diâmetro aumentado é trazida em junção com a superfície 9A da peça de chapa de aço 9.

Formada no parafuso 1 para soldagem de ressalto está a parte de deformação plástica 7 conectando a parte periférica externa da parte de diâmetro aumentado 3 e a parte de base 5 do ressalto de fusão de ligação 4 pela superfície inclinada 6 cuja altura é pequena no lado periférico externo. A parte de deformação plástica 7 inclui a parte de fusão circular 7A no centro tendo uma espessura correspondente ao ângulo de inclinação Θ1 da superfí- cie inclinada 6, e a parte de abrandamento anular 7B cuja espessura é gra- dualmente reduzida da parte de base 5 em direção à periferia externa, sendo a deformação da parte de abrandamento 7B promovida pelo calor de fusão da parte de fusão circular 7A.

A parte de deformação plástica 7 inclui a parte de fusão circular 7A no centro tendo uma espessura correspondente ao ângulo de inclinação θ1 da superfície inclinada 6, e a parte de abrandamento anular 7B cuja es- pessura é gradualmente reduzida da parte de base 5 em direção à periferia externa. Ainda que exclusivamente o ressalto de fusão de ligação 4 é fundi- do, a parte de fusão 7A da parte de deformação plástica 7 contínua com ela é também colocada em um estado fundido, e o calor de fusão é conduzido à parte de abrandamento 7B para amaciar esta parte. Já que a força de pres- surização é aplicada continuamente, a superfície de extremidade 6 da parte de diâmetro aumentado inclinado 3, isto é, a parte de abrandamento 7B, é trazida em junção com a superfície 9A da peça de chapa de aço 9, com o material metálico da parte de abrandamento 7B fluindo em direção à parte fundida 17 no centro.

O material metálico da parte de abrandamento 7B tende a fluir em direção à periferia externa devido à pressurização. Porém, devido à força de reação dele, o material metálico flui em direção à parte fundida 17 no centro tendo deformabilidade, deste modo efetuando a acima mencionada junção. Neste momento, a pressão do fluxo do material metálico (7B) é apli- cada desde o lado externo periférico à parte fundida 17 no centro, de forma que a parte fundida 17 se expande e cresce na direção axial do parafuso 1, por meio do que a profundidade de fusão L2 da peça de chapa de aço 9 au- menta. Ainda mais, já que a parte da parte de abrandamento 7B mais próxi- ma à parte de fusão 7A e de uma espessura maior está em uma temperatura mais alta do que a parte dela no lado periférico externo, é possível de se obter uma suficiente deformabilidade para a parte de uma espessura maior, desta forma tornando possível assegurar de uma maneira satisfatória o fluxo do material metálico (7B) em direção à parte fundida 17.

Devido ao acima mencionado comportamento de fusão e defor- mação da parte de deformação plástica 7, é obtida fusão restringida à região do ressalto de fusão de ligação 4. Ainda mais, a profundidade de fusão L2 dela é de um valor suficiente em termos de resistência de solda. Ainda mais, desde que a parte de abrandamento 7B é aquecida pelo calor de fusão do ressalto de fusão de ligação 4 e a parte de fusão 7A, sua deformabilidade é satisfatória, e a superfície de extremidade inclinada 6 da parte de diâmetro aumentado 3 é confiavelmente trazida em junção com a superfície 9A da peça de chapa de aço 9.

As acima mencionadas condições de pressurização e energiza- ção são satisfatórias à fusão da região do ressalto de fusão de ligação 4 e a peça de chapa de aço 9 oposta a ela.

Devido a esta fixação das condições de pressurização e energi- zação, a faixa de fusão 17 é fixada à faixa do ressalto de fusão de ligação 4, e a profundidade de fusão L2 pode ser fixada a um valor predeterminado.

A energização com corrente de soldagem é executada até a conclusão da fusão da parte de fusão principal 4B subseqüente à fusão total da parte de fusão inicial 4A na fase inicial de energização.

Executando este controle de energização, é corretamente possí- vel fundir exclusivamente o ressalto de fusão de ligação 4. Como é claro pelas modalidades acima mencionadas, executan- do o método de soldagem de acordo com nonos a décimos segundos aspec- tos da presente invenção, com os vários valores especificados, etc. de acor- do com terceiros a oitavos aspectos da presente invenção, é possível reali- zar uma soldagem satisfatória como descrito acima.

APLICABILIDADE INDUSTRIAL

Como descrito acima, de acordo com a presente invenção, é possível assegurar uma qualidade de soldagem satisfatória através da fixa- ção dos volumes do ressalto de fusão de ligação e da parte de deformação plástica, as condições de pressurização e energização, etc. Deste modo, é para ser esperado que a presente invenção encontrará uma variedade de aplicações tal como um processo de soldagem de corpo de veículo auto- motriz e um processo de soldagem de chapa de aço de aparelho eletrodo- méstico.

Claims

1. Parafuso para soldagem de ressalto incluindo: uma parte de eixo tendo uma rosca macho; uma parte de diâmetro circular aumentado formada integrada- mente com a parte de eixo e tendo um diâmetro maior do que aquele da par- te de eixo; e um ressalto circular de fusão de ligação incluindo: uma parte de fusão inicial tendo em uma superfície de extremi- dade dela uma parte afunilada de um ângulo de inclinação pequeno, levando a uma redução na altura em direção a uma periferia externa; e uma parte de fusão principal contínua com a parte de fusão inicial, sendo o ressalto de fusão de ligação disposta em um centro da parte de diâmetro aumentado em um lado oposto à parte de eixo, em que a energização com corrente de soldagem para fundir o ressalto de fusão de ligação só é efetuada no ressalto de fusão de ligação, e em que através da pressurização do ressalto de fusão de ligação contra uma peça de chapa de aço e subseqüente energização dela, uma região do ressalto de fusão de ligação é ligada por fusão à peça de chapa de aço, e uma superfície de extremidade da parte de diâmetro aumentado no lado exterior periférico dela é trazida em junção com uma superfície da peça de chapa de aço.

2. Parafuso para soldagem de ressalto de acordo com a reivindi- cação 1, em que uma parte de deformação plástica é formada na superfí- cie de extremidade da parte de diâmetro aumentado conectando uma parte periférica externa do diâmetro aumentado com uma parte de base do ressal- to de fusão de ligação por uma superfície inclinada reduzida em altura no lado periférico externo, e em que a parte de deformação plástica inclui uma parte central de fusão circular tendo uma espessura cor- respondente a um ângulo de inclinação da superfície inclinada, e uma parte de abrandamento anular gradualmente reduzida em espessura da parte de base em direção à parte periférica externa.

3. Parafuso para soldagem de ressalto de acordo com a reivindi- cação 1 ou 2, em que uma razão de um diâmetro do ressalto de fusão de ligação com respeito ao diâmetro da parte de diâmetro aumentado varia de -0,3 até 0,6.

4. Parafuso para soldagem de ressalto de acordo com quaisquer uma das reivindicações 1 a 3, em que uma razão de um volume da parte de fusão principal com respeito a um volume da parte de fusão inicial varia de -4,0 até 6,5.

5. Parafuso para soldagem de ressalto de acordo com quaisquer uma das reivindicações 2 a 4, em que o volume do ressalto de fusão de liga- ção é fixado menor do que o volume da parte de deformação plástica.

6. Parafuso para soldagem de ressalto de acordo com quaisquer uma das reivindicações 2 a 5, em que uma razão do volume da parte de de- formação plástica com respeito ao volume do ressalto de fusão de ligação varia de 1,3 até 2,0.

7. Parafuso para soldagem de ressalto de acordo com quaisquer uma das reivindicações 1 a 6, em que o ângulo de inclinação da parte afuni- lada da parte de fusão inicial varia de 5 até 14 graus.

8. Parafuso para soldagem de ressalto de acordo com quaisquer uma das reivindicações 2 a 7, em que o ângulo de inclinação da superfície inclinada da parte de deformação plástica varia de 5 até 14 graus.

9. Método de soldar um parafuso para soldagem de ressalto, incluindo as etapas de: preparar um parafuso para soldagem de ressalto, compreenden- do: uma parte de eixo tendo uma rosca macho; uma parte de diâmetro circular aumentado formada integrada- mente com a parte de eixo e tendo um diâmetro maior do que aquele da par- te de eixo; e um ressalto circular de fusão de ligação incluindo: uma parte de fusão inicial tendo em uma superfície de extremidade dela uma parte afunilada de um ângulo de inclinação pequena levando a uma redução em altura em direção a uma periferia externa; e uma parte de fusão principal contínua com a parte de fusão inicial, sendo o ressalto de fusão de ligação disposta no centro da parte de diâmetro aumentado no lado oposto à parte de eixo; efetuar a energização do ressalto de fusão de ligação depois da pressurização do ressalto de fusão de ligação contra uma peça de chapa de aço; e executar a soldagem, com as condições de pressurização e e- nergização sendo estabelecidas de tal forma que exclusivamente o ressalto de fusão de ligação é fundida para causar uma região dela a ser ligada por fusão à peça de chapa de aço e que uma superfície de extremidade da parte de diâmetro aumenta- do no lado periférico externo dela é trazida em junção com a superfície da peça de chapa de aço.

10. Método de soldar um parafuso para soldagem de ressalto de acordo com a reivindicação 9, em que o parafuso para soldagem de ressalto tem uma parte de deformação plástica formada conectando uma parte periférica externa do diâmetro aumentado com uma parte de base do ressalto de fusão de ligação por uma superfície inclinada reduzida em altura no lado periférico externo, e em que a parte de deformação plástica inclui: uma parte central de fusão circular tendo uma espessura cor- respondente ao ângulo de inclinação da superfície inclinada; e uma parte de abrandamento anular gradualmente reduzida em espessura da parte de base em direção à parte periférica externa, com a deformação da parte de abrandamento sendo promovida pelo calor de fusão da parte circular de fusão.

11. Método de soldar um parafuso para soldagem de ressalto de acordo com a reivindicação 9 ou 10, em que as condições de pressurização e energização são adequadas para fundir a região do ressalto de fusão de ligação e a peça de chapa de aço oposta a ela.

12. Método de soldar um parafuso para soldagem de ressalto de acordo com quaisquer uma das reivindicações 9 a 11, em que a energização com corrente de soldagem é executado até uma conclusão de uma fusão da parte de fusão principal subseqüente a uma fusão de uma área inteira da parte de fusão inicial em uma primeira fase de energização.