JP2003019563A - アルミニウム系スタッドの溶接方法及び装置 - Google Patents
アルミニウム系スタッドの溶接方法及び装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 アルミニウム系スタッドであっても所望の溶
接形状と溶接強度を確実に得ることのできるスタッド溶
接方法及び装置を提供する。 【解決手段】 アルミニウム系スタッド１１をアルミニ
ウム系母材１４に溶接するため、メインアークの生成期
間において電流を複数の段階（II, III, IV）に分けて
順次増加している。また、メインアーク電流の遮断後、
５ミリ秒以内に、溶融した前記スタッドの先端を溶融し
た前記母材に圧接する。
接形状と溶接強度を確実に得ることのできるスタッド溶
接方法及び装置を提供する。 【解決手段】 アルミニウム系スタッド１１をアルミニ
ウム系母材１４に溶接するため、メインアークの生成期
間において電流を複数の段階（II, III, IV）に分けて
順次増加している。また、メインアーク電流の遮断後、
５ミリ秒以内に、溶融した前記スタッドの先端を溶融し
た前記母材に圧接する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アルミニウム又はアル
ミニウム合金製スタッドの溶接方法及び装置に関し、特
に、スタッドを母材に接触させた後、スタッド及び母材
間に電圧を与えつつスタッドを母材から引き上げてスタ
ッドと母材の間にアークを生成してスタッド先端及び母
材の溶接部分を溶融し、その後電流を遮断しスタッドを
母材の溶融部分に圧接して溶着する方法及び装置に関す
る。
ミニウム合金製スタッドの溶接方法及び装置に関し、特
に、スタッドを母材に接触させた後、スタッド及び母材
間に電圧を与えつつスタッドを母材から引き上げてスタ
ッドと母材の間にアークを生成してスタッド先端及び母
材の溶接部分を溶融し、その後電流を遮断しスタッドを
母材の溶融部分に圧接して溶着する方法及び装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】スタッドを母材に接触させた後、スタッ
ド及び母材間に電圧を与えつつスタッドを母材から引き
上げてスタッドと母材の間にアークを生成してスタッド
先端及び母材の溶接部分を溶融し、その後電流を遮断し
スタッドを母材の溶融部分に圧接して溶着する技術は知
られている。そして、スタッドと母材の間に小電流のパ
イロットアークを発生させ、次に、大電流のメインアー
クを発生させてスタッド先端及び母材の溶接部分を溶融
し、その後スタッドを母材の溶融部分に圧接して溶着さ
せる（いわゆるドローンアーク溶接）溶接技術が、例え
ば、実開平５−４９１７２号公報、実開平６−４８９６
７号公報に記載されている。また、自動車産業において
は、軽量化のため、車両のボデーやフレームをアルミニ
ウム又はアルミニウム合金で形成することが増加してい
る。更に、実開昭６３−１７３５８３号公報には、車両
のフレームに、大径の頭部と棒状の軸部から成るＴスタ
ッドを溶接して、電線等の部材を固定するクリップをＴ
スタッドに係止する構成を開示している。
ド及び母材間に電圧を与えつつスタッドを母材から引き
上げてスタッドと母材の間にアークを生成してスタッド
先端及び母材の溶接部分を溶融し、その後電流を遮断し
スタッドを母材の溶融部分に圧接して溶着する技術は知
られている。そして、スタッドと母材の間に小電流のパ
イロットアークを発生させ、次に、大電流のメインアー
クを発生させてスタッド先端及び母材の溶接部分を溶融
し、その後スタッドを母材の溶融部分に圧接して溶着さ
せる（いわゆるドローンアーク溶接）溶接技術が、例え
ば、実開平５−４９１７２号公報、実開平６−４８９６
７号公報に記載されている。また、自動車産業において
は、軽量化のため、車両のボデーやフレームをアルミニ
ウム又はアルミニウム合金で形成することが増加してい
る。更に、実開昭６３−１７３５８３号公報には、車両
のフレームに、大径の頭部と棒状の軸部から成るＴスタ
ッドを溶接して、電線等の部材を固定するクリップをＴ
スタッドに係止する構成を開示している。
【０００３】車両のボデーやフレームにＴスタッドを溶
接するのは、ボデー等やＴスタッドが鉄系金属である場
合には既に技術が確立しており、その溶接技術を用い
て、Ｔスタッドをボデーやフレームに一定の強度を保っ
て溶着している。例えば、図１の鉄系金属のＴスタッド
１が、５ｍｍの直径の頭部２と、３ｍｍの直径で且つ約
３ｍｍの長さの棒状軸部３とから成る場合、図２に示す
ように、鉄系金属のボデー等の母材５へ溶着した後のス
タッド１の首下高さを２．６ｍｍ前後に、余盛部６の余
盛高さｈを１ｍｍ以下に、余盛部６の直径ｄを５ｍｍ以
下に保つことができ、これにより、溶着したＴスタッド
１の軸部３には、実開昭６３−１７３５８３号公報等に
示すクリップを受入れる空間が確保でき、クリップが適
正な姿勢で確実に固着できる。
接するのは、ボデー等やＴスタッドが鉄系金属である場
合には既に技術が確立しており、その溶接技術を用い
て、Ｔスタッドをボデーやフレームに一定の強度を保っ
て溶着している。例えば、図１の鉄系金属のＴスタッド
１が、５ｍｍの直径の頭部２と、３ｍｍの直径で且つ約
３ｍｍの長さの棒状軸部３とから成る場合、図２に示す
ように、鉄系金属のボデー等の母材５へ溶着した後のス
タッド１の首下高さを２．６ｍｍ前後に、余盛部６の余
盛高さｈを１ｍｍ以下に、余盛部６の直径ｄを５ｍｍ以
下に保つことができ、これにより、溶着したＴスタッド
１の軸部３には、実開昭６３−１７３５８３号公報等に
示すクリップを受入れる空間が確保でき、クリップが適
正な姿勢で確実に固着できる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、鉄系金
属のＴスタッドを鉄系金属の母材に溶着する技術は確立
している。しかし、ボデーやフレーム等の母材がアルミ
ニウム又はアルミニウム合金のアルミニウム系金属であ
る場合には、鉄系金属製Ｔスタッドをそのまま溶着する
ことは困難であり、また、アルミニウム又はアルミニウ
ム合金製のアルミニウム系スタッドを溶接した場合も、
鉄製スタッドの溶接と同じようにしたのでは、前記のよ
うな首下高さや余盛高さや溶接部直径を得ることが確保
できなかった。また、溶接後の強度もばらつきがあり、
安定した溶接強度を得ることもできなかった。
属のＴスタッドを鉄系金属の母材に溶着する技術は確立
している。しかし、ボデーやフレーム等の母材がアルミ
ニウム又はアルミニウム合金のアルミニウム系金属であ
る場合には、鉄系金属製Ｔスタッドをそのまま溶着する
ことは困難であり、また、アルミニウム又はアルミニウ
ム合金製のアルミニウム系スタッドを溶接した場合も、
鉄製スタッドの溶接と同じようにしたのでは、前記のよ
うな首下高さや余盛高さや溶接部直径を得ることが確保
できなかった。また、溶接後の強度もばらつきがあり、
安定した溶接強度を得ることもできなかった。
【０００５】従って、本発明の目的は、アルミニウム又
はアルミニウム合金製スタッドであっても所望の溶接形
状と溶接強度を確実に得ることのできる、アルミニウム
系スタッドの溶接方法及び装置を提供することにある。
はアルミニウム合金製スタッドであっても所望の溶接形
状と溶接強度を確実に得ることのできる、アルミニウム
系スタッドの溶接方法及び装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、本発明は、アルミニウム又はアルミニウム合金のス
タッドをアルミニウム又はアルミニウム合金の母材に接
触させた後、前記スタッド及び母材間に電圧を与えつつ
該スタッドを前記母材から少し引き上げて小電流のパイ
ロットアークを発生させ、次に、大電流のメインアーク
を発生させて前記スタッド先端及び前記母材の溶接部分
を溶融し、その後該スタッド先端を母材の溶融部分に押
圧して溶着する溶接方法であって、前記メインアークの
生成期間の初期から終期において電流を複数の段階に分
けて順次増加するステップと、前記メインアーク電流の
遮断後、５ミリ秒以内に、溶融した前記スタッドの先端
を溶融した前記母材に圧接するステップとを包含するこ
とを特徴とする溶接方法を提供する。この溶接方法によ
れば、メインアーク電流を複数の段階に分けて順次増加
させるので、スタッド先端及び母材溶接部分の溶融を行
うに当たって母材溶接部分の溶融面積を所定範囲に制限
しながらスタッド先端及び母材溶接部分の溶け込みを深
くして、スタッド及び母材への入熱を一定にし、スタッ
ド先端を母材に圧接する時間を短くしてその際の短絡電
流を制限しているので、ピンチ効果（溶融流動導体を流
れる大きな電流がその流動導体を収縮させ、その収縮に
よって電流が小さくなって収縮が緩み、収縮が緩むと溶
融流動導体をまた収縮させる現象）による溶融金属の飛
散を小さくしており、これらによって、溶接後のスタッ
ドについて所望の首下高さ（図２のＬ）が安定して得ら
れ、スタッドの余盛高さ（図２のｈ）及び溶接部直径
（図２のｄ）を適正な範囲に抑えることができ、高い溶
接強度を維持できる。
め、本発明は、アルミニウム又はアルミニウム合金のス
タッドをアルミニウム又はアルミニウム合金の母材に接
触させた後、前記スタッド及び母材間に電圧を与えつつ
該スタッドを前記母材から少し引き上げて小電流のパイ
ロットアークを発生させ、次に、大電流のメインアーク
を発生させて前記スタッド先端及び前記母材の溶接部分
を溶融し、その後該スタッド先端を母材の溶融部分に押
圧して溶着する溶接方法であって、前記メインアークの
生成期間の初期から終期において電流を複数の段階に分
けて順次増加するステップと、前記メインアーク電流の
遮断後、５ミリ秒以内に、溶融した前記スタッドの先端
を溶融した前記母材に圧接するステップとを包含するこ
とを特徴とする溶接方法を提供する。この溶接方法によ
れば、メインアーク電流を複数の段階に分けて順次増加
させるので、スタッド先端及び母材溶接部分の溶融を行
うに当たって母材溶接部分の溶融面積を所定範囲に制限
しながらスタッド先端及び母材溶接部分の溶け込みを深
くして、スタッド及び母材への入熱を一定にし、スタッ
ド先端を母材に圧接する時間を短くしてその際の短絡電
流を制限しているので、ピンチ効果（溶融流動導体を流
れる大きな電流がその流動導体を収縮させ、その収縮に
よって電流が小さくなって収縮が緩み、収縮が緩むと溶
融流動導体をまた収縮させる現象）による溶融金属の飛
散を小さくしており、これらによって、溶接後のスタッ
ドについて所望の首下高さ（図２のＬ）が安定して得ら
れ、スタッドの余盛高さ（図２のｈ）及び溶接部直径
（図２のｄ）を適正な範囲に抑えることができ、高い溶
接強度を維持できる。
【０００７】また、本発明によれば、アルミニウム又は
アルミニウム合金のスタッドをアルミニウム又はアルミ
ニウム合金の母材に接触させた後、前記スタッド及び母
材間に電圧を与えつつ該スタッドを前記母材から少し引
き上げて小電流のパイロットアークを発生させ、次に、
大電流のメインアークを発生させて前記スタッド先端及
び前記母材の溶接部分を溶融し、その後該スタッド先端
を母材の溶融部分に押圧して溶着する溶接装置であっ
て、前記メインアークの生成期間の初期から終期におい
て電流を複数の段階に分けて順次増加するように構成さ
れ、且つ、前記メインアーク電流の遮断後、５ミリ秒以
内に、溶融した前記スタッドの先端を溶融した前記母材
に圧接するように構成されていることを特徴とする溶接
装置が提供される。これによっても、溶接後のスタッド
には、所望の首下高さ（図２のＬ）が安定に得られ、溶
接強度を高くでき、溶接後のスタッドの余盛高さ（図２
のｈ）及び溶接部直径（図２のｄ）を適正な範囲に抑え
ることができる。
アルミニウム合金のスタッドをアルミニウム又はアルミ
ニウム合金の母材に接触させた後、前記スタッド及び母
材間に電圧を与えつつ該スタッドを前記母材から少し引
き上げて小電流のパイロットアークを発生させ、次に、
大電流のメインアークを発生させて前記スタッド先端及
び前記母材の溶接部分を溶融し、その後該スタッド先端
を母材の溶融部分に押圧して溶着する溶接装置であっ
て、前記メインアークの生成期間の初期から終期におい
て電流を複数の段階に分けて順次増加するように構成さ
れ、且つ、前記メインアーク電流の遮断後、５ミリ秒以
内に、溶融した前記スタッドの先端を溶融した前記母材
に圧接するように構成されていることを特徴とする溶接
装置が提供される。これによっても、溶接後のスタッド
には、所望の首下高さ（図２のＬ）が安定に得られ、溶
接強度を高くでき、溶接後のスタッドの余盛高さ（図２
のｈ）及び溶接部直径（図２のｄ）を適正な範囲に抑え
ることができる。
【０００８】上記溶接方法又は溶接装置において、前記
段階は３つの段階であり、第１段階のメインアークは、
前記母材溶接部分の表面及び周囲の油分等を揮発するの
に有効な小電流アークであり、第２段階のメインアーク
は、スタッド先端及び母材溶接部分の溶融を行うととも
に前記母材溶接部分の溶融面積を所定範囲に制限する中
電流アークであり、第３段階のメインアークは、前記ス
タッド先端及び前記母材溶接部分の溶け込みを深くする
大電流アークである。また、アルミニウム系スタッド
は、大径の頭部と棒状軸部とから成るТスタッドであ
り、軸部の先端形状が先細の円錐台形状に形成されてい
る。これによって、アークが中央に集中して余盛の偏り
を防止できるとともに、余盛高さを低く抑制できる。
段階は３つの段階であり、第１段階のメインアークは、
前記母材溶接部分の表面及び周囲の油分等を揮発するの
に有効な小電流アークであり、第２段階のメインアーク
は、スタッド先端及び母材溶接部分の溶融を行うととも
に前記母材溶接部分の溶融面積を所定範囲に制限する中
電流アークであり、第３段階のメインアークは、前記ス
タッド先端及び前記母材溶接部分の溶け込みを深くする
大電流アークである。また、アルミニウム系スタッド
は、大径の頭部と棒状軸部とから成るТスタッドであ
り、軸部の先端形状が先細の円錐台形状に形成されてい
る。これによって、アークが中央に集中して余盛の偏り
を防止できるとともに、余盛高さを低く抑制できる。
【０００９】なお、本発明においては、パイロットアー
クを必ずしも必要でなく、その場合には、アルミニウム
又はアルミニウム合金のスタッドをアルミニウム又はア
ルミニウム合金の母材に接触させた後、スタッド及び母
材間に電圧を与えつつスタッドを母材から引き上げてス
タッドと母材の間にアークを生成してスタッド先端及び
母材の溶接部分を溶融し、その後電流を遮断しスタッド
を母材の溶融部分に圧接して溶着する溶接方法であっ
て、前記アークの生成期間の初期から終期において電流
を少なくとも３段階に分けて順次増加するステップと、
前記アーク電流の遮断後、５ミリ秒以内に、前記アルミ
ニウム又はアルミニウム合金スタッドの先端を母材に圧
接するステップとを包含することを特徴とする溶接方法
によっても、アルミニウム系スタッドを適正に溶接でき
る。同様に、アルミニウム又はアルミニウム合金のスタ
ッドをアルミニウム又はアルミニウム合金の母材に接触
させた後、スタッド及び母材間に電圧を与えつつスタッ
ドを母材から引き上げてスタッドと母材の間にアークを
生成してスタッド先端及び母材の溶接部分を溶融し、そ
の後電流を遮断しスタッドを母材の溶融部分に圧接して
溶着する溶接装置であって、前記アークの生成の期間の
初期から終期に渡って電流を段階的に増加するように構
成され、更に、前記アーク電流の遮断後、５ミリ秒以内
に、前記アルミニウム又はアルミニウム合金スタッドの
先端を母材に圧接するように構成されたことを特徴とす
る溶接装置によっても、アルミニウム系スタッドを適正
に溶接できる。
クを必ずしも必要でなく、その場合には、アルミニウム
又はアルミニウム合金のスタッドをアルミニウム又はア
ルミニウム合金の母材に接触させた後、スタッド及び母
材間に電圧を与えつつスタッドを母材から引き上げてス
タッドと母材の間にアークを生成してスタッド先端及び
母材の溶接部分を溶融し、その後電流を遮断しスタッド
を母材の溶融部分に圧接して溶着する溶接方法であっ
て、前記アークの生成期間の初期から終期において電流
を少なくとも３段階に分けて順次増加するステップと、
前記アーク電流の遮断後、５ミリ秒以内に、前記アルミ
ニウム又はアルミニウム合金スタッドの先端を母材に圧
接するステップとを包含することを特徴とする溶接方法
によっても、アルミニウム系スタッドを適正に溶接でき
る。同様に、アルミニウム又はアルミニウム合金のスタ
ッドをアルミニウム又はアルミニウム合金の母材に接触
させた後、スタッド及び母材間に電圧を与えつつスタッ
ドを母材から引き上げてスタッドと母材の間にアークを
生成してスタッド先端及び母材の溶接部分を溶融し、そ
の後電流を遮断しスタッドを母材の溶融部分に圧接して
溶着する溶接装置であって、前記アークの生成の期間の
初期から終期に渡って電流を段階的に増加するように構
成され、更に、前記アーク電流の遮断後、５ミリ秒以内
に、前記アルミニウム又はアルミニウム合金スタッドの
先端を母材に圧接するように構成されたことを特徴とす
る溶接装置によっても、アルミニウム系スタッドを適正
に溶接できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について、
図面を参照しながら説明する。図３は、本発明に係る、
アルミニウム又はアルミニウム合金のアルミニウム系ス
タッドを、アルミニウム又はアルミニウム合金のアルミ
ニウム系母材に溶接するのに利用可能な溶接装置１０の
回路のブロック図を示す。スタッド溶接装置１０は、先
端にスタッド１１を保持するコレット１３とコレット１
３に保持されたスタッド１１を母材１４から引き上げる
リフト手段としてのリフトコイル１５とを有する溶接ガ
ン１７と、スタッド１１と母材１４の間に所定の電力を
供給するように溶接ガンに接続された電源１８とを包含
する。必須ではないが、スタッドは、アルゴン等の不活
性ガスの雰囲気の中で溶接される。そのため、図示しな
いが、スタッドを保持するコレット１３にはフェルール
等のスタッド包囲部材が設けられている。
図面を参照しながら説明する。図３は、本発明に係る、
アルミニウム又はアルミニウム合金のアルミニウム系ス
タッドを、アルミニウム又はアルミニウム合金のアルミ
ニウム系母材に溶接するのに利用可能な溶接装置１０の
回路のブロック図を示す。スタッド溶接装置１０は、先
端にスタッド１１を保持するコレット１３とコレット１
３に保持されたスタッド１１を母材１４から引き上げる
リフト手段としてのリフトコイル１５とを有する溶接ガ
ン１７と、スタッド１１と母材１４の間に所定の電力を
供給するように溶接ガンに接続された電源１８とを包含
する。必須ではないが、スタッドは、アルゴン等の不活
性ガスの雰囲気の中で溶接される。そのため、図示しな
いが、スタッドを保持するコレット１３にはフェルール
等のスタッド包囲部材が設けられている。
【００１１】制御装置１９が電源１８と溶接ガン１７と
に接続されている。スタッド溶接装置１０は、スタッド
１１を、母材１４に接触させた後、スタッド及び母材間
に電圧を与えつつスタッドを母材から少し引き上げて小
電流のパイロットアークを発生し、次に大電流を加えて
メインアークを発生してスタッド１１の先端及び母材１
４の所定の溶接部分のそれぞれを溶融し、その後スタッ
ドを母材の溶融部分に押圧して溶着する、いわゆる、ド
ローンアーク式のスタッド溶接装置である。従って、制
御装置１９は、スタッド１１と母材１４の間に、パイロ
ットアークとその後のメインアークとを形成する電力を
電源１８から溶接ガン１７に供給するように制御すると
ともに、スタッド１１を母材１４に対して所定高さ引き
上げてパイロットアークとその後のメインアークとを作
るように溶接ガン１７のリフトコイル１５を付勢し、所
定の時間後にスタッド１１を母材１４に圧接するためリ
フトコイル１５を消勢するように制御する。本発明は、
必ずしもかかるパイロットアークからメインアークを誘
導するドローンアーク式のスタッド溶接装置でなくとも
よく、スタッドと母材の間にアークを形成してアーク溶
接を行う限り任意の溶接装置でよい。以下の実施例で
は、ドローンアーク式のスタッド溶接装置を用いて説明
する。
に接続されている。スタッド溶接装置１０は、スタッド
１１を、母材１４に接触させた後、スタッド及び母材間
に電圧を与えつつスタッドを母材から少し引き上げて小
電流のパイロットアークを発生し、次に大電流を加えて
メインアークを発生してスタッド１１の先端及び母材１
４の所定の溶接部分のそれぞれを溶融し、その後スタッ
ドを母材の溶融部分に押圧して溶着する、いわゆる、ド
ローンアーク式のスタッド溶接装置である。従って、制
御装置１９は、スタッド１１と母材１４の間に、パイロ
ットアークとその後のメインアークとを形成する電力を
電源１８から溶接ガン１７に供給するように制御すると
ともに、スタッド１１を母材１４に対して所定高さ引き
上げてパイロットアークとその後のメインアークとを作
るように溶接ガン１７のリフトコイル１５を付勢し、所
定の時間後にスタッド１１を母材１４に圧接するためリ
フトコイル１５を消勢するように制御する。本発明は、
必ずしもかかるパイロットアークからメインアークを誘
導するドローンアーク式のスタッド溶接装置でなくとも
よく、スタッドと母材の間にアークを形成してアーク溶
接を行う限り任意の溶接装置でよい。以下の実施例で
は、ドローンアーク式のスタッド溶接装置を用いて説明
する。
【００１２】制御装置１９には、スタッド１１と母材１
４との間の電圧を検出して、スタッドが母材に接触して
いるか離れているかを示す信号を出力する検出手段とし
てのアーク電圧検出部２１が設けられ、また、電源１８
から溶接ガン１７に供給される溶接アーク電流を検出す
る電流検出部２２が設けられている。これらの検出部２
１及び２２から出力される検出信号は、スタッド溶接に
必要な一連の動作を制御するシーケンス制御部２３に送
られる。シーケンス制御部２３には電流検出部２２から
の出力が入力され、シーケンス制御部２３は、パイロッ
トアークの間は電流を小さく制限し、メインアークのと
きは大電流が流れるように、電源１８を制御する。本発
明においては、シーケンス制御部２３は、パイロットア
ークを含めてアークの開始から終了までの間において、
電流を３つ以上の段階に分けて増加するように制御す
る。本実施例においては、シーケンス制御部２３は、メ
インアークの生成期間の初期から終期において電流を複
数の段階に分けて順次増加するように制御する。特に、
メインアーク電流は３つの段階に分けられ、シーケンス
制御部２３は、第１段階のメインアークは、母材溶接部
分の表面及び周囲の油分等を揮発するのに有効な小電流
アークであり、第２段階のメインアークは、スタッド先
端及び母材溶接部分の溶融を行うとともに母材溶接部分
の溶融面積を所定範囲に制限する中電流アークであり、
第３段階のメインアークは、スタッド先端及び前記母材
溶接部分の溶け込みを深くする大電流アークであるよう
に制御する。
４との間の電圧を検出して、スタッドが母材に接触して
いるか離れているかを示す信号を出力する検出手段とし
てのアーク電圧検出部２１が設けられ、また、電源１８
から溶接ガン１７に供給される溶接アーク電流を検出す
る電流検出部２２が設けられている。これらの検出部２
１及び２２から出力される検出信号は、スタッド溶接に
必要な一連の動作を制御するシーケンス制御部２３に送
られる。シーケンス制御部２３には電流検出部２２から
の出力が入力され、シーケンス制御部２３は、パイロッ
トアークの間は電流を小さく制限し、メインアークのと
きは大電流が流れるように、電源１８を制御する。本発
明においては、シーケンス制御部２３は、パイロットア
ークを含めてアークの開始から終了までの間において、
電流を３つ以上の段階に分けて増加するように制御す
る。本実施例においては、シーケンス制御部２３は、メ
インアークの生成期間の初期から終期において電流を複
数の段階に分けて順次増加するように制御する。特に、
メインアーク電流は３つの段階に分けられ、シーケンス
制御部２３は、第１段階のメインアークは、母材溶接部
分の表面及び周囲の油分等を揮発するのに有効な小電流
アークであり、第２段階のメインアークは、スタッド先
端及び母材溶接部分の溶融を行うとともに母材溶接部分
の溶融面積を所定範囲に制限する中電流アークであり、
第３段階のメインアークは、スタッド先端及び前記母材
溶接部分の溶け込みを深くする大電流アークであるよう
に制御する。
【００１３】シーケンス制御部２３の制御出力は、電源
１８だけでなく、リフトコイル１５を付勢したり消勢し
たりするリフトコイル制御部２５にも入力されており、
リフトコイル制御部２５は、リフトコイル１５を付勢し
て、溶接ガン１７のコレット１３を内蔵ばねのばね力に
抗して引き上げ、引き上げによってスタッド１１を母材
１４に対して所定高さ引き上げてパイロットアークを発
生させるとともに、その後の大電流のメインアークを発
生及び維持させる。メインアークによってスタッド１１
の先端と母材１４の所定部分とを適正に溶融した後、シ
ーケンス制御部２３は、スタッド１１を母材１４に圧接
するため、リフトコイル１５への電流をオフにして消勢
し、この消勢によって、コレット１３が内蔵ばねのばね
力によって降下し、スタッド１１を母材１４に圧接す
る。
１８だけでなく、リフトコイル１５を付勢したり消勢し
たりするリフトコイル制御部２５にも入力されており、
リフトコイル制御部２５は、リフトコイル１５を付勢し
て、溶接ガン１７のコレット１３を内蔵ばねのばね力に
抗して引き上げ、引き上げによってスタッド１１を母材
１４に対して所定高さ引き上げてパイロットアークを発
生させるとともに、その後の大電流のメインアークを発
生及び維持させる。メインアークによってスタッド１１
の先端と母材１４の所定部分とを適正に溶融した後、シ
ーケンス制御部２３は、スタッド１１を母材１４に圧接
するため、リフトコイル１５への電流をオフにして消勢
し、この消勢によって、コレット１３が内蔵ばねのばね
力によって降下し、スタッド１１を母材１４に圧接す
る。
【００１４】図４は、本発明に用いるスタッド１１の詳
細を示している。スタッド１１は、アルミニウム又はア
ルミニウム合金で成り、大径の円形頭部２６と、棒状の
軸部とから形成されるТスタッドである。例えば、図２
に示す鉄系スタッド１と同じ仕様で溶接されるようにす
るため、頭部２６は５ｍｍの直径に、軸部２７の直径は
３ｍｍに形成されるが、軸部２７の溶接前の長さは、図
２の鉄系スタッド１より０．３〜０．７ｍｍ長く形成し
て、３．３〜３．７ｍｍに形成される。これによって、
溶接強度の確保に必要な母材への溶け込み深さを確保す
ることが可能になる。更に、スタッド１１の軸部２７の
先端部２９は、先細の円錐台形状に形成されている。更
に詳しくは、先端面３０が１．５ｍｍ〜２ｍｍの直径の
平坦面に形成されて、そこから角度αが５〜１０度のテ
ーパの円錐台形状に形成される。このように、円錐台形
状に形成することによって、メインアークを中心部に集
中させ、余盛の偏りを防止し、余盛の偏りに伴う余盛高
さの増大を抑制する。本発明に係るアルミニウム系スタ
ッド１１の先端部２９を上記のように形成することによ
って、図２に示す鉄系スタッドと同様に、スタッド１１
の首下高さを２．６ｍｍ前後に、余盛部の余盛高さｈを
１ｍｍ以下に、余盛部の直径ｄを５ｍｍ以下に保つこと
ができ、また、溶接強度も高く維持できた。
細を示している。スタッド１１は、アルミニウム又はア
ルミニウム合金で成り、大径の円形頭部２６と、棒状の
軸部とから形成されるТスタッドである。例えば、図２
に示す鉄系スタッド１と同じ仕様で溶接されるようにす
るため、頭部２６は５ｍｍの直径に、軸部２７の直径は
３ｍｍに形成されるが、軸部２７の溶接前の長さは、図
２の鉄系スタッド１より０．３〜０．７ｍｍ長く形成し
て、３．３〜３．７ｍｍに形成される。これによって、
溶接強度の確保に必要な母材への溶け込み深さを確保す
ることが可能になる。更に、スタッド１１の軸部２７の
先端部２９は、先細の円錐台形状に形成されている。更
に詳しくは、先端面３０が１．５ｍｍ〜２ｍｍの直径の
平坦面に形成されて、そこから角度αが５〜１０度のテ
ーパの円錐台形状に形成される。このように、円錐台形
状に形成することによって、メインアークを中心部に集
中させ、余盛の偏りを防止し、余盛の偏りに伴う余盛高
さの増大を抑制する。本発明に係るアルミニウム系スタ
ッド１１の先端部２９を上記のように形成することによ
って、図２に示す鉄系スタッドと同様に、スタッド１１
の首下高さを２．６ｍｍ前後に、余盛部の余盛高さｈを
１ｍｍ以下に、余盛部の直径ｄを５ｍｍ以下に保つこと
ができ、また、溶接強度も高く維持できた。
【００１５】本発明に係るスタッド溶接装置１０の動作
を図５の（Ａ）〜（Ｃ）を参照して説明する。溶接開始
信号がスイッチ（図示せず）から制御装置１９のシーケ
ンス制御部２３に送られると、電源１８から、定電圧で
且つ図５（Ａ）のＩの期間に示す大きさのパイロットア
ーク電流１４がアルミニウム系スタッド１１とアルミニ
ウム系母材１４とに供給される。また、リフトコイル制
御部２５にも信号が送られて、リフトコイル１５が付勢
され、図２（Ｂ）に示すように、引き上げの際にコレッ
ト１３に作用する抵抗等によって、スタッド１１は徐々
に母材１４から所定の高さ引き上げられ、この引上げの
途中でパイロットアークが生成される。その後スタッド
１１は、所定の時間、所定の高さに引き上げられたまま
に維持される。スタッド１１が母材１４から引上げられ
ると、図５（Ｃ）に示すように、スタッド１１と母材１
４の間に一定レベルのアーク電圧が現れ、これが、電圧
検出部２１によって検出されて、シーケンス制御部２３
に送れられて、シーケンス制御部２３はスタッド１１が
母材１４から引上げられたことを確認する。
を図５の（Ａ）〜（Ｃ）を参照して説明する。溶接開始
信号がスイッチ（図示せず）から制御装置１９のシーケ
ンス制御部２３に送られると、電源１８から、定電圧で
且つ図５（Ａ）のＩの期間に示す大きさのパイロットア
ーク電流１４がアルミニウム系スタッド１１とアルミニ
ウム系母材１４とに供給される。また、リフトコイル制
御部２５にも信号が送られて、リフトコイル１５が付勢
され、図２（Ｂ）に示すように、引き上げの際にコレッ
ト１３に作用する抵抗等によって、スタッド１１は徐々
に母材１４から所定の高さ引き上げられ、この引上げの
途中でパイロットアークが生成される。その後スタッド
１１は、所定の時間、所定の高さに引き上げられたまま
に維持される。スタッド１１が母材１４から引上げられ
ると、図５（Ｃ）に示すように、スタッド１１と母材１
４の間に一定レベルのアーク電圧が現れ、これが、電圧
検出部２１によって検出されて、シーケンス制御部２３
に送れられて、シーケンス制御部２３はスタッド１１が
母材１４から引上げられたことを確認する。
【００１６】シーケンス制御部２３は、パイロットアー
クの生成後、図５（Ａ）の期間 IIにおいて、電源１８
から、電流を増加して第１段階のメインアーク電流をス
タッドに供給するように制御する。この第１段階のメイ
ンアーク電流は、母材１４の溶接部分の表面及びその周
囲の油分等を揮発するのに有効な小電流アークに設定さ
れている。また、不活性ガス雰囲気の中で溶接する場合
には、水素分を飛ばし母材やスタッドの溶融部分に水素
分が入るのを防止することもできる。このように、第１
段階の小電流アークは、溶融前処理を行うのに有効な小
電流にされている。
クの生成後、図５（Ａ）の期間 IIにおいて、電源１８
から、電流を増加して第１段階のメインアーク電流をス
タッドに供給するように制御する。この第１段階のメイ
ンアーク電流は、母材１４の溶接部分の表面及びその周
囲の油分等を揮発するのに有効な小電流アークに設定さ
れている。また、不活性ガス雰囲気の中で溶接する場合
には、水素分を飛ばし母材やスタッドの溶融部分に水素
分が入るのを防止することもできる。このように、第１
段階の小電流アークは、溶融前処理を行うのに有効な小
電流にされている。
【００１７】続いて、シーケンス制御部２３は、図５
（Ａ）の期間 IIIにおいて、電源１８から更に電流を増
加して第２段階のメインアーク電流をスタッド１１に供
給するように制御する。第２段階のメインアーク電流
は、スタッド１１の先端部２９及び母材１４の溶接部分
の溶融を行うが、母材１４の溶接部分の溶融面積を所定
範囲に制限して溶融部分の位置の精度を高くするよう
に、それ程大きくない中程度の大きさの電流にされる。
（Ａ）の期間 IIIにおいて、電源１８から更に電流を増
加して第２段階のメインアーク電流をスタッド１１に供
給するように制御する。第２段階のメインアーク電流
は、スタッド１１の先端部２９及び母材１４の溶接部分
の溶融を行うが、母材１４の溶接部分の溶融面積を所定
範囲に制限して溶融部分の位置の精度を高くするよう
に、それ程大きくない中程度の大きさの電流にされる。
【００１８】図５（Ａ）の期間IIIの後の期間 IVにおい
て、シーケンス制御部２３は、電源１８から更に電流を
増加して第３段階のメインアーク電流をスタッド１１に
供給するように制御する。第３段階のメインアーク電流
は、スタッド１１の先端及び母材１４の溶接部分の溶け
込みを深くする大電流にされており、これによって、溶
接すべき部分の溶融を十分に行う。なお、シーケンス制
御部２３には、各スタッド及び母材の溶融に関するデー
タが、例えばＲＡＭやＲＯＭ等のメモリによってルック
アップテーブルとして記憶されており、期間Ｉ、II、II
I、IV については、シーケンス制御部２３は、スタッド
１１がリフトされたことを示す電圧検出部２１からの信
号を開始点として、上記期間及び電流の大きさを定めて
いる。また、電源１８はチョッパ式高周波電源であり、
ＰＷＭ（パルス幅変調）によって出力電流の大きさを外
部からの信号によって制御できる。従って、シーケンス
制御部２３は、パイロットアーク電流及びメインアーク
電流の各段階の大きさ並びにそれぞれの期間の長さを、
使用するスタッド及び母材に従って、適正に定めてい
る。
て、シーケンス制御部２３は、電源１８から更に電流を
増加して第３段階のメインアーク電流をスタッド１１に
供給するように制御する。第３段階のメインアーク電流
は、スタッド１１の先端及び母材１４の溶接部分の溶け
込みを深くする大電流にされており、これによって、溶
接すべき部分の溶融を十分に行う。なお、シーケンス制
御部２３には、各スタッド及び母材の溶融に関するデー
タが、例えばＲＡＭやＲＯＭ等のメモリによってルック
アップテーブルとして記憶されており、期間Ｉ、II、II
I、IV については、シーケンス制御部２３は、スタッド
１１がリフトされたことを示す電圧検出部２１からの信
号を開始点として、上記期間及び電流の大きさを定めて
いる。また、電源１８はチョッパ式高周波電源であり、
ＰＷＭ（パルス幅変調）によって出力電流の大きさを外
部からの信号によって制御できる。従って、シーケンス
制御部２３は、パイロットアーク電流及びメインアーク
電流の各段階の大きさ並びにそれぞれの期間の長さを、
使用するスタッド及び母材に従って、適正に定めてい
る。
【００１９】シーケンス制御部２３は、上記期間 IV す
なわち第３メインアーク段階の終了後、電源１８からの
メインアーク電流を遮断する。本発明において、シーケ
ンス制御部２３は、メインアーク電流の遮断後、溶融し
た前記スタッドの先端を、５ミリ秒以内に、溶融した前
記母材に圧接するように、リフトコイル制御部２５を制
御している。シーケンス制御部２３は、上記のように上
記期間 IV （第３メインアーク段階）の終了時間をルッ
クアップテーブルから知っているので、その終了時間前
の所定時間にリフトコイルへの電流を遮断して、上記期
間 IV すなわち第３メインアーク段階の終了時から５ミ
リ秒以内にスタッド１１が母材１４に圧接するように、
リフトコイル制御部２５に信号を送る。このように、本
発明においては、スタッド先端を母材に圧接する時間を
短くしてその際の短絡電流を短時間に制限する。短絡電
流が短いので、ピンチ効果（溶融流動導体すなわち溶融
したスタッド先端及び母材溶融部分を流れる大きな電流
が、その溶融流動導体を収縮させ、次に、その収縮によ
って電流が小さくなってその収縮が緩み、更にその収縮
が緩みによって電流が大きくなり、再び溶融流動導体を
また収縮させることを繰返す現象）による溶融金属の飛
散を小さくすることができる。実験において、圧接時間
が、電流遮断後、０ミリ秒〜４ミリ秒までにおいて、溶
融金属の飛散防止の効果が大きいことを確認した。
なわち第３メインアーク段階の終了後、電源１８からの
メインアーク電流を遮断する。本発明において、シーケ
ンス制御部２３は、メインアーク電流の遮断後、溶融し
た前記スタッドの先端を、５ミリ秒以内に、溶融した前
記母材に圧接するように、リフトコイル制御部２５を制
御している。シーケンス制御部２３は、上記のように上
記期間 IV （第３メインアーク段階）の終了時間をルッ
クアップテーブルから知っているので、その終了時間前
の所定時間にリフトコイルへの電流を遮断して、上記期
間 IV すなわち第３メインアーク段階の終了時から５ミ
リ秒以内にスタッド１１が母材１４に圧接するように、
リフトコイル制御部２５に信号を送る。このように、本
発明においては、スタッド先端を母材に圧接する時間を
短くしてその際の短絡電流を短時間に制限する。短絡電
流が短いので、ピンチ効果（溶融流動導体すなわち溶融
したスタッド先端及び母材溶融部分を流れる大きな電流
が、その溶融流動導体を収縮させ、次に、その収縮によ
って電流が小さくなってその収縮が緩み、更にその収縮
が緩みによって電流が大きくなり、再び溶融流動導体を
また収縮させることを繰返す現象）による溶融金属の飛
散を小さくすることができる。実験において、圧接時間
が、電流遮断後、０ミリ秒〜４ミリ秒までにおいて、溶
融金属の飛散防止の効果が大きいことを確認した。
【００２０】図５（Ｂ）の期間Ｔは、メインアーク電流
遮断後のスタッド先端を母材に圧接する時間の範囲を示
している。図５（Ａ）の期間 IVの後に、電流が遮断し
てもその電流の大きさが直ぐに０にならないのは、スタ
ッド１１と母材１４へ供給する電流路に遅れ成分がるこ
とによるもので、基本的には、点線３３で示す時間が電
流遮断時である。また、シーケンス制御部２３からのス
タッド圧接信号は、電流遮断時３０より図５（Ｂ）の時
間３４の分だけ前に、リフトコイル制御部２５へ送られ
る。スタッドの圧接は、図５（Ｃ）のアーク電圧が０に
なるのを電圧検出部２１が検出することによって知るこ
とができ、シーケンス制御部２３は電圧検出ぶ２１から
の信号を受けて圧接のタイミングを知る。
遮断後のスタッド先端を母材に圧接する時間の範囲を示
している。図５（Ａ）の期間 IVの後に、電流が遮断し
てもその電流の大きさが直ぐに０にならないのは、スタ
ッド１１と母材１４へ供給する電流路に遅れ成分がるこ
とによるもので、基本的には、点線３３で示す時間が電
流遮断時である。また、シーケンス制御部２３からのス
タッド圧接信号は、電流遮断時３０より図５（Ｂ）の時
間３４の分だけ前に、リフトコイル制御部２５へ送られ
る。スタッドの圧接は、図５（Ｃ）のアーク電圧が０に
なるのを電圧検出部２１が検出することによって知るこ
とができ、シーケンス制御部２３は電圧検出ぶ２１から
の信号を受けて圧接のタイミングを知る。
【００２１】このようにして、アルミニウム又はアルミ
ニウム合金のスタッド１１が、アルミニウム又はアルミ
ニウム合金の母材１１に圧接されると、図２に示すよう
に、鉄系スタッドを鉄系母材に溶接したのと同じ溶接状
態を得ることができる。実際の実験において、アルミニ
ウム系スタッド１１の首下高さを２．６ｍｍ前後に、余
盛部の余盛高さ（図２のｈ）を１ｍｍ以下に、余盛部の
直径（図２のｄ）を５ｍｍ以下に保つことができ、ま
た、溶接強度も高く維持できた。
ニウム合金のスタッド１１が、アルミニウム又はアルミ
ニウム合金の母材１１に圧接されると、図２に示すよう
に、鉄系スタッドを鉄系母材に溶接したのと同じ溶接状
態を得ることができる。実際の実験において、アルミニ
ウム系スタッド１１の首下高さを２．６ｍｍ前後に、余
盛部の余盛高さ（図２のｈ）を１ｍｍ以下に、余盛部の
直径（図２のｄ）を５ｍｍ以下に保つことができ、ま
た、溶接強度も高く維持できた。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、メインアーク電流を複
数の段階に分けて順次増加させているので、スタッド先
端及び母材溶接部分の溶融を行うに当たって母材溶接部
分の溶融面積を所定範囲に制限しながらスタッド先端及
び母材溶接部分の溶け込みを深くして、スタッド及び母
材への入熱を一定にし、スタッド先端を母材に圧接する
時間を短くしてその際の短絡電流を制限しているので、
ピンチ効果（溶融流動導体を流れる大きな電流がその流
動導体を収縮させ、その収縮によって電流が小さくなっ
て収縮が緩み、収縮が緩むと溶融流動導体をまた収縮さ
せる現象）による溶融金属の飛散を小さくしており、こ
れらによって、溶接後のスタッドについて所望の首下高
さが安定して得られ、スタッドの余盛高さ及び溶接部直
径を適正な範囲に抑えることができ、高い溶接強度を維
持できる。また、アルミニウム系スタッドを大径の頭部
と棒状軸部とから成るТスタッドに形成し、軸部先端を
先細の円錐台形状に形成することによって、アークが中
央に集中して余盛の偏りを防止できるとともに、余盛高
さを低く抑制できる。
数の段階に分けて順次増加させているので、スタッド先
端及び母材溶接部分の溶融を行うに当たって母材溶接部
分の溶融面積を所定範囲に制限しながらスタッド先端及
び母材溶接部分の溶け込みを深くして、スタッド及び母
材への入熱を一定にし、スタッド先端を母材に圧接する
時間を短くしてその際の短絡電流を制限しているので、
ピンチ効果（溶融流動導体を流れる大きな電流がその流
動導体を収縮させ、その収縮によって電流が小さくなっ
て収縮が緩み、収縮が緩むと溶融流動導体をまた収縮さ
せる現象）による溶融金属の飛散を小さくしており、こ
れらによって、溶接後のスタッドについて所望の首下高
さが安定して得られ、スタッドの余盛高さ及び溶接部直
径を適正な範囲に抑えることができ、高い溶接強度を維
持できる。また、アルミニウム系スタッドを大径の頭部
と棒状軸部とから成るТスタッドに形成し、軸部先端を
先細の円錐台形状に形成することによって、アークが中
央に集中して余盛の偏りを防止できるとともに、余盛高
さを低く抑制できる。
【図１】 従来の鉄系Ｔスタッドの正面図である。
【図２】 図１の鉄系スタッドの溶接後の正面図であ
る。
る。
【図３】 本発明のスタッド溶接装置に利用できる溶接
装置の回路のブロック図である。
装置の回路のブロック図である。
【図４】 本発明に係るアルミニウム系Ｔスタッドの正
面図である。
面図である。
【図５】 本発明に係るスタッド溶接装置のアーク生成
時のタイミング関係を示しており、（Ａ）はアーク電流
の時間経過を示すグラフ、（Ｂ）はスタッドのリフト距
離の時間経過を示すグラフ、及び（Ｃ）はスタッドと母
材の間のアーク電圧の時間経過を示すグラフである。
時のタイミング関係を示しており、（Ａ）はアーク電流
の時間経過を示すグラフ、（Ｂ）はスタッドのリフト距
離の時間経過を示すグラフ、及び（Ｃ）はスタッドと母
材の間のアーク電圧の時間経過を示すグラフである。
１ 従来のスタッド
２ 頭部
３ 軸部
５ 母材
６ 余盛部
１０ スタッド溶接装置
１１ アルミニウム系スタッド
１３ コレット
１４ アルミニウム系母材
１５ リフトコイル
１７ 溶接ガン
１８ 電源
１９ 制御装置
２１ 電圧検出部
２２ 電流検出部
２３ シーケンス制御部
２５ リフトコイル制御部
２６ スタッドの頭部
２７ スタッドの軸部
２９ 軸部の先端部
３０ 先端面
Claims (8)
- 【請求項１】 アルミニウム又はアルミニウム合金のス
タッドをアルミニウム又はアルミニウム合金の母材に接
触させた後、前記スタッド及び母材間に電圧を与えつつ
該スタッドを前記母材から少し引き上げて小電流のパイ
ロットアークを発生させ、次に、大電流のメインアーク
を発生させて前記スタッド先端及び前記母材の溶接部分
を溶融し、その後該スタッド先端を母材の溶融部分に押
圧して溶着する溶接方法において、 前記メインアークの生成期間の初期から終期において電
流を複数の段階に分けて順次増加するステップと、 前記メインアーク電流の遮断後、５ミリ秒以内に、溶融
した前記スタッドの先端を溶融した前記母材に圧接する
ステップとを包含することを特徴とする溶接方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の溶接方法において、前
記段階は、３つの段階であり、第１段階のメインアーク
は、前記母材溶接部分の表面及び周囲の油分等を揮発す
るのに有効な小電流アークであり、第２段階のメインア
ークは、スタッド先端及び母材溶接部分の溶融を行うと
ともに前記母材溶接部分の溶融面積を所定範囲に制限す
る中電流アークであり、第３段階のメインアークは、前
記スタッド先端及び前記母材溶接部分の溶け込みを深く
する大電流アークであることを特徴とする溶接方法。 - 【請求項３】 請求項１又は２に記載の溶接方法におい
て、前記スタッドは大径の頭部と棒状の軸部とから成る
Тスタッドであり、前記軸部の先端形状が先細の円錐台
形状に形成されていることを特徴とする溶接方法。 - 【請求項４】 アルミニウム又はアルミニウム合金のス
タッドをアルミニウム又はアルミニウム合金の母材に接
触させた後、前記スタッド及び母材間に電圧を与えつつ
該スタッドを前記母材から少し引き上げて小電流のパイ
ロットアークを発生させ、次に、大電流のメインアーク
を発生させて前記スタッド先端及び前記母材の溶接部分
を溶融し、その後該スタッド先端を母材の溶融部分に押
圧して溶着する溶接装置において、 前記メインアークの生成期間の初期から終期において電
流を複数の段階に分けて順次増加するように構成され、
且つ、前記メインアーク電流の遮断後、５ミリ秒以内
に、溶融した前記スタッドの先端を溶融した前記母材に
圧接するように構成されていることを特徴とする溶接装
置。 - 【請求項５】 請求項４に記載の溶接装置において、前
記段階は、３つの段階であり、第１段階では、前記母材
溶接部分の表面及び周囲の油分等を揮発するのに有効な
小電流のメインアークを生成し、第２段階では、スタッ
ド先端及び母材溶接部分の溶融を行うとともに前記母材
溶接部分の溶融面積を所定範囲に制限する中電流のメイ
ンアークを生成し、第３段階では、前記スタッド先端及
び前記母材溶接部分の溶け込みを深くする大電流のメイ
ンアークを生成することを特徴とする溶接装置。 - 【請求項６】 請求項４又は５に記載の溶接装置におい
て、前記スタッドは大径の頭部と棒状の軸部とから成る
Тスタッドであり、前記軸部の先端形状が先細の円錐台
形状に形成されていることを特徴とする溶接装置。 - 【請求項７】 アルミニウム又はアルミニウム合金のス
タッドをアルミニウム又はアルミニウム合金の母材に接
触させた後、スタッド及び母材間に電圧を与えつつスタ
ッドを母材から引き上げてスタッドと母材の間にアーク
を生成してスタッド先端及び母材の溶接部分を溶融し、
その後電流を遮断しスタッドを母材の溶融部分に圧接し
て溶着する溶接方法において、 前記アークの生成期間の初期から終期において電流を少
なくとも３段階に分けて順次増加するステップと、 前記アーク電流の遮断後、５ミリ秒以内に、前記アルミ
ニウム又はアルミニウム合金スタッドの先端を母材に圧
接するステップとを包含することを特徴とする溶接方
法。 - 【請求項８】 アルミニウム又はアルミニウム合金のス
タッドをアルミニウム又はアルミニウム合金の母材に接
触させた後、スタッド及び母材間に電圧を与えつつスタ
ッドを母材から引き上げてスタッドと母材の間にアーク
を生成してスタッド先端及び母材の溶接部分を溶融し、
その後電流を遮断しスタッドを母材の溶融部分に圧接し
て溶着する溶接装置において、前記アークの生成の期間
の初期から終期に渡って電流を段階的に増加するように
構成され、更に、前記アーク電流の遮断後、５ミリ秒以
内に、前記アルミニウム又はアルミニウム合金スタッド
の先端を母材に圧接するように構成されたことを特徴と
する溶接装置。
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