JP2001314977A - マッシュシーム溶接方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 マッシュシーム溶接による溶接開始端部と溶
接終了端部の溶接不良を防止する。 【構成】 金属板同志を僅かに重ね合わせた継ぎ手部を
シーム電極間で挟み付け，少なくとも一方の母材板厚と
ほぼ同等の板厚まで押し潰しながらシーム溶接を行うマ
ッシュシーム溶接方法において，前記溶接継ぎ手部の溶
接開始点から溶接終了点までのシーム溶接走行中に，前
記シーム電極の回転速度を時々刻々検出し，その検出し
た電極回転速度と，予め設定された最適の溶接電流値に
見合った電極回転速度とを比較し，それによって前記溶
接開始点から溶接終了点までの前記電極の回転速度に対
応して溶接電流値を連続的又は段階的に変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明に属する利用分野】本発明は，シーム溶接分野で
あって，さらに詳しくは，同等の板厚又は板厚違い，異
質材の金属板を僅かに重ね合わせた重ね継ぎ手をシーム
溶接用回転電極輪で加圧し溶接電流を供給しながら電極
を回転し重ね代を少なくとも一方の母材板厚まで押し潰
して平滑な溶接部を形成するマッシュシーム溶接方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術と課題】マッシュシーム溶接は板厚違いや
異質材金属板等の各種の組み合わせがあるが，重ね継ぎ
手部の溶接開始点と溶接終了点まで確実に溶接する必要
がある。従来のマッシュシーム溶接方法にあっては下記
の問題があった。

【０００３】設定した溶接速度が定常まで上昇する時間
とともに，最適溶接部を得るのに適した溶接電流値を上
昇制御することができないので，その結果溶接スタート
部が最適溶接部を得ることができない。また，溶接エン
ド部においても設定溶接速度が定常まで加工する時間と
共に，最適溶接部を得るのに適した溶接電流値を加工制
御することができないので，その結果，溶接エンド部が
最適溶接部を得ることができない。溶接部の両端にはが
れ，はみ出し，散りの不適合溶接部が生成されるので溶
接材の両端ぎりぎりまで製品化できない。このため材料
の歩留まりが悪くなりランニングコストが高くなってし
まうので，溶接材の両端部を確実に溶接することが要求
されていた。

【０００４】

【問題点を解決するための手段】上記の問題点を解決す
るために，本発明では，金属板同志を僅かに重ね合わせ
た継ぎ手部をシーム電極間で挟み付け，前記電極間に溶
接に必要な加圧力と溶接電流を供給し，前記電極に回転
駆動をかけて連続的に溶接継ぎ手部の全長を少なくとも
一方の母材板厚とほぼ同等の板厚まで押し潰しながらシ
ーム溶接を行うマッシュシーム溶接方法において，前記
溶接継ぎ手部の溶接開始点から溶接終了点までのシーム
溶接走行中に，前記シーム電極の回転速度を時々刻々検
出し，その検出した電極回転速度と，予め設定された最
適の溶接電流値に見合った電極回転速度とを比較し，そ
れによって前記溶接開始点から溶接終了点までの前記電
極の回転速度に対応して溶接電流値を連続的又は段階的
に変化させる。

【０００５】また，もう一つの発明は，僅かに重ね合わ
せた継ぎ手部をシーム溶接用回転電極によって押し潰し
ながらシーム溶接を行うマッシュシーム溶接装置におい
て，前記電極輪の回転速度を検出する速度検出手段を設
け，前記検出手段からの出力信号をコンピュータに入力
し，前記検出手段により検出された回転速度と前記コン
ピュータに予め設定された最適溶接電流値に対応した電
極回転速度とを演算処理し，その結果によって前記回転
速度に対応して溶接電流値を連続的又は段階的に変化す
べく，当該溶接機の主通電開閉装置の通電位相を制御す
る溶接制御装置を備えたことを特徴とする。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１はシーム溶接用回転電極の溶
接走行中の回転速度変化を示す図である。図２はシーム
溶接用回転電極の溶接スタートから溶接エンドまでの溶
接速度変化に応じて溶接電流を略直線的に変化させる場
合の実施例を示す図である。図３は本発明にかかる前記
電極の溶接速度と溶接電流値の関係を段階的に分けてス
テプ毎に溶接電流を変化させる場合の実施例を示す図で
ある。図４は本発明の実施例を示すもので，溶接電流を
回転速度に対応して変化させるためのブロック回路図で
ある。

【０００７】本発明は金属板１，２同志を僅かに重ね合
わせた重ね代をシーム溶接用回転電極３，４で挟み付
け，前記電極間に溶接に必要な加圧力と溶接電流を供給
し，前記電極に回転駆動をかけて連続的に溶接部全長を
少なくとも一方の母材板厚とほぼ同等の板厚まで押し潰
しながらシーム溶接を行う。この場合，図2及び図3はマ
ッシュシーム溶接の電極回転速度に比例させて略連続的
（リニアアップ式）又は略段階的（ステップアップ式）
に溶接電流を変化させてゆくものである。

【０００８】図4の実施例は，シーム溶接用回転電極の
溶接スタートから溶接エンドまでの溶接速度変化に応じ
て溶接電流を略直線的に変化させる場合のブロック回路
図の一例である。シーム溶接用回転電極の溶接スタート
から溶接エンドまでの溶接速度を設定する回路５と，溶
接開始点から溶接終了点までの基準溶接電流を設定する
回路６と，所定の溶接継ぎ手部全長を走行するシーム電
極の回転電極速度を電動機などに組込んだエンコーダ等
で読み取る検出回路７と，前記検出回路から計測された
回転速度と予め設定された最適溶接電流値に対応した回
転速度とを演算して比較処理する演算制御回路８と，演
算結果によって溶接電流を上昇、下降する制御回路９と
を有し，溶接継ぎ手部の開始点から終了点の間を回転速
度に対応して電流を連続的に変化するように溶接機の主
通電開閉装置１０の通電位相を制御回路１１から構成さ
れている。

【０００９】この場合，基準値となる溶接電流は基準溶
接電流設定器６により設定され，演算制御部８に入力さ
れる。この演算制御部はシーム電極の電動機又は駆動軸
のボールねじ端子に設けたパルスエンコーダ７（回転速
度検出器）からボールねじの回転による送り速度（溶接
電極の送り速度）及びシーム電極３，４の位置（溶接開
始点から溶接終了点までの走行距離）を検出し，その検
出値は演算制御部に入力され溶接電流値を計算し，電流
増減制御部９に指令信号を発信する。

【００１０】電流制御部は演算制御部からの指令値に忠
実に一致させるべく点弧位相制御部１１を経て電子スイ
ッチ１０，たとえばサイリスタ・コンタクタの点弧位相
を制御し，溶接電流を調整する。かくして，溶接電流は
直線状の電流増加を極めて忠実に再現することになる。

【００１１】本発明は，溶接開始点から溶接終了点の溶
接期間中の電極回転速度変化に対応し溶接電流を連続的
に増加することを規定しているがその電流増加の比率を
必要に応じて段階的に折れ線に分割するか，または任意
関数曲線を示すことも可能である。

【００１２】図２と図3はシーム溶接の際の回転電極速
度と溶接電流の相関関係を示す波形変化を示す。この場
合，溶接走行中に時々刻々記憶される回転電極の回転速
度は，予め設定された回転速度に対応する最適な基準溶
接電流値Aの，点線で示す上限値B又は下限値Cと比較
し，上限値B又は下限値Cを越えたとき異常信号を出力す
る溶接品質管理を行うことができる。

【００１３】

【発明の効果】以上で説明したように，本発明の請求項
1の方法によれば，検出した値を基にコンピュータに入
力されている各溶接速度に適した最良の溶接電流値を溶
接電流制御部に入力して，設定電流値を出力させて溶接
する。つまり溶接速度に対応して最適溶接電流値を略連
続的又はステップ毎に上昇又は下降すれば溶接開始端部
と溶接終了端部の溶接不良発生を防止することができ
る。

【００１４】また本発明方法は，溶接する継ぎ手長に適
した溶接スタート部，溶接エンド部の溶接全長の値を入
力して溶接速度と溶接電流の関数を同時に制御すれば，
溶接スタート部を正確に検出できるので溶接不良の発生
を減少させることができる。また溶接エンド部の溶着不
良及び溶融金属の過剰なはみ出しによる溶接部の板厚減
少に伴う溶接部の強度低下を防止することができる。

【００１５】本発明の請求項２の装置によれば，マッシ
ュシーム溶接装置の電極回転速度に対応させて略連続的
（リニアアップ式）又は略段階的（ステップアップ式）
に溶接電流を変化させてゆくものであるから，板厚違い
や異質材金属板等の各種組み合わせ継ぎ手部の溶接開始
点から溶接終了点まで継ぎ手全長を確実に溶接すること
ができる。

【００１６】また本発明の装置は，リニアアップ式又は
ステップアップ式の溶接電流制御回路を既存のシーム溶
接機に付加する簡単な構造で安価に製作することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のマッシュシーム溶接方法によるシーム
溶接用回転電極の回転速度を示す図である。

【図２】本発明の溶接方法によるマッシュシーム溶接部
の回転速度と溶接電流を直線的にの関係を示す図であ
る。

【図３】本発明の溶接方法によるマッシュシーム溶接部
の回転速度と溶接電流の関係を示す図である。

【図４】本発明の実施例を示すブロック回路図である。

【符号の説明】

１ 金属板 ２ 金属板 ３ シーム溶接用回転電極 ４ シーム溶接用回転電極 ５ 基準回転速度設定器 ６ 基準溶接電流設定器 ７ 回転速度設定器（エンコーダ） ８ 演算制御回路 ９ 電流増減制御回路 １０ 電子スイッチ １１ 点弧位相回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属板同志を僅かに重ね合わせた継ぎ手
   部をシーム電極間で挟み付け，前記電極間に溶接に必要
   な加圧力と溶接電流を供給し，前記電極に回転駆動をか
   けて連続的に溶接継ぎ手部の全長を少なくとも一方の母
   材板厚とほぼ同等の板厚まで押し潰しながらシーム溶接
   を行うマッシュシーム溶接方法において，前記溶接継ぎ
   手部の溶接開始点から溶接終了点までのシーム溶接走行
   中に，前記シーム電極の回転速度を時々刻々検出し，そ
   の検出した電極回転速度と，予め設定された最適の溶接
   電流値に見合った電極回転速度とを比較し，それによっ
   て前記溶接開始点から溶接終了点までの前記電極の回転
   速度に対応して溶接電流値を連続的又は段階的に変化さ
   せるマッシュシーム溶接方法。
2. 【請求項２】 僅かに重ね合わせた継ぎ手部をシーム溶
   接用回転電極によって押し潰しながらシーム溶接を行う
   マッシュシーム溶接装置において，前記電極輪の回転速
   度を検出する速度検出手段を設け，前記検出手段からの
   出力信号をコンピュータに入力し，前記検出手段により
   検出された回転速度と前記コンピュータに予め設定され
   た最適溶接電流値に対応した電極回転速度とを演算処理
   し，その結果によって前記回転速度に対応して溶接電流
   値を連続的又は段階的に変化すべく，当該溶接機の主通
   電開閉装置の通電位相を制御する溶接制御装置を備えた
   ことを特徴とするマッシュシーム溶接装置。
3. 【請求項３】 請求項１において，前記検出手段はエン
   コーダであるマッシュシーム溶接装置。