JP2004290978A - 抵抗溶接用電極の検査方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明に係る抵抗溶接用の検査方法では、複数の接合対象物を第1電極10と第2電極20との間に挟み、第1電極10および第2電極20の間に所定の電流を流すことにより、前記複数の接合対象物を接合させる抵抗溶接において、第1電極10および第2電極20が前記所定の電流により抵抗溶接を十分に行うことができる状態にあるか否かを検査する方法であって、抵抗溶接を所定回数行うごとに、前記複数の接合対象物に代えて複数の試験片を接合させる抵抗溶接を行い、得られた抵抗溶接済試験片に対して接合が十分か否かの接合検査が行われる。
【選択図】 図3
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、抵抗溶接用の電極が抵抗溶接を十分に行うことができる状態にあるか否かを検査する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車の車体の組み立てラインなどにおいて行われている抵抗溶接は、例えば溶接ロボットに備えられている溶接ガンに取付けられた一対の電極の間に接合対象物を挟み込み、当該電極間に瞬間的に大電流を流すことにより、接合対象物の抵抗により発生する熱で当該接合対象物を溶融させ、接合を行う技術である。
【0003】
しかし、抵抗溶接に使用される電極は、抵抗溶接時に電極先端部が押圧力により磨耗したり、押し潰されて変形したりするのに加え、発生する熱により接合対象物の金属が付着して電極先端部にスラッジ層を形成したりする。このような電極先端部における磨耗変形化やスラッジ層の形成は、そのまま放置すると溶接不良の原因となる。したがって、定期的に電極先端部を研磨するか、あるいは、定期的に電極先端部の状態を確認した上で、その状態が許容基準に達していない場合に電極先端部を研磨するかして電極先端部の状態を整える必要がある。
【0004】
電極先端部を研磨する技術としては、電極先端部を嵌合可能な凹面部にカッターを有するカッターホルダを回転させて当該電極先端部を切削するようにした電極研磨装置を用いて研磨する技術が公知となっている(例えば、特許文献1参照。)。
【0005】
電極先端部の状態を確認する技術としては、発光素子部を有する光センサに電極先端部を近づけた後、当該発光素子部から発せられた光を当該電極先端部に当て、その光の反射量を光センサを用いて測定することにより電極先端部の状態を確認する技術が公知となっている(例えば、特許文献2参照。)。
【0006】
【特許文献1】
特開2002−292472号公報
【特許文献2】
特開平5−245651号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献2に開示されている技術により行われる電極先端部の状態確認は、あくまで電極を用いて行う抵抗溶接が溶接不良を発生することなく行えるか否かを光の反射量から推測して間接的に判断する代替手段である。したがって、抵抗溶接を行ったものを直接確認する方法に比べて溶接不良の発生の有無を判断する確実性に劣る。
【0008】
一方、抵抗溶接を行った接合対象物(製品)における溶接不良の発生の有無を直接確認する方法として、例えばタガネを用いたタガネ検査法がある。タガネ検査法は、非常に簡便な検査法であり、溶接状態の検査方法として一般的である。しかしながら、タガネ検査は、当該検査を行う際に検査対象物に対して不要な負荷を与えてしまう可能性がある。特に、当該検査対象物が超ハイテンション鋼などからなる接合対象物の場合、検査前の溶接状態に問題なくとも当該検査により溶接部が破壊されてしまい接合対象物の再生使用が困難となる可能性が比較的高い。したがって、接合対象物(製品)自体を検査対象物とすれば、検査を行うごとに接合対象物(製品)を廃棄しなければならない可能性が高く、経済的に好ましくない。
【0009】
本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、電極が溶接不良なく抵抗溶接を行うことができる状態にあるか否かをより確実に判断するとともに、製品となる接合対象物自体に負荷を与えることのない抵抗溶接用電極の検査方法を提供することを課題とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明によると、抵抗溶接用電極の検査方法が提供される。複数の接合対象物を第1電極と第2電極との間に挟み、前記第1および第2電極の間に所定の電流を流すことにより、前記複数の接合対象物を接合させる抵抗溶接における抵抗溶接用電極の検査方法であって、抵抗溶接を所定回数行うごとに、前記複数の接合対象物に代えて複数の試験片を接合させる抵抗溶接を行い、得られた抵抗溶接済試験片に対して接合検査を行うことを特徴としている。
【0011】
このような方法によると、抵抗溶接用電極を用いて抵抗溶接を施した試験片(抵抗溶接済試験片)に対して接合が十分か否かの接合検査が行われる。したがって、抵抗溶接した状態を直接的に検査することが可能となり、電極が溶接不良なく抵抗溶接を行うことができる状態にあるか否かの判断をより確実に行うことが可能となる。また、接合検査は抵抗溶接済試験片に対して行われるので、製品となる接合対象物に対して不要な負荷をかけることもない。さらに、試験片は接合対象物よりも比較的安価であるため、溶接部位が接合検査により破壊され易く当該検査ごとに廃棄しなければいけないような場合でも、本発明に係る検査方法は比較的経済性に優れている。
【0012】
好ましくは、接合検査を行う前に、第1および第2電極の所定部位を研磨する。このような方法によると、接合検査により、電極に対して行われた研磨の状態を確認することが可能となる。つまり、研磨が施された電極が、溶接不良を起こすことなく、抵抗溶接を行うことができる状態にあるか否かをより確実に判断することが可能となる。
【0013】
好ましくは、接合検査において、前記抵抗溶接試験片の接合状態が許容基準を満たしていないと判断された場合、前記第1および第2電極の所定部位を研磨し、当該研磨後に複数の試験片を接合させる抵抗溶接を行い、得られた別の抵抗溶接済試験片に対して接合検査を行う。
【0014】
このような方法によると、第1および第2電極の研磨を行う前の接合検査において、当該第1および第2電極の研磨が必要か否かの判別を行うことができる。そのため、研磨をしなくても抵抗溶接が十分行える状態にある電極や、電流の大きさを大きくすることで研磨をしなくても抵抗溶接が十分行える状態にある電極を、所定回数の抵抗溶接後に一律に研磨しなくてすむ。したがって、消耗部材である電極をより無駄なく使用することが可能となる。また、研磨後の電極状態を確認することができ、当該電極が溶接不良なく抵抗溶接を行うことができる状態にあるか否かをより確実に判断することができる。
【0015】
好ましくは、接合検査は、タガネを用いたタガネ検査法により行われる。このような方法によると、抵抗溶接を行った辺りにタガネを打ち込み、溶接状態を目視するという簡便な作業により抵抗溶接の状態を判断することが可能となる。
【0016】
好ましくは、試験片は、積層個数、材質および厚みに関して接合対象物と同等である。このようにすると、接合対象物と試験片との間の条件的な差がより小さくなるため、電極が溶接不良なく抵抗溶接を行うことができる状態にあるか否かの判断をより一層確実に行うことが可能となる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。図1〜図2は、本発明の抵抗溶接用電極の検査方法の実施に使用する検査システムを構成する装置の一例を示したものである。
【0018】
図1は、抵抗溶接用の溶接ガンXを備えた溶接用ロボット(図示せず)の要部拡大斜視図である。溶接ガンXは、ピストン部1と、ガンアーム部2と、ベース部3とを備えている。
【0019】
ピストン部1は、図1に示したように、電極10と、ピストンシリンダ11と、ピストンロッド12と、電極支持部13とを有しており、ベース部3に取付けられている。電極10は、電極支持部13を介してピストンロッド12の一端部に取付けられている。電極10の材質としては、銅、クロム銅、ベリリウム銅などの導電性に優れた金属が挙げられる。ピストンシリンダ11およびピストンロッド12は、ピストン機構により電極10を後述する電極20に対して近接離隔方向(矢印AB方向)に移動させるためのものである。
【0020】
ガンアーム部2は、図1に示したように、電極20と、アーム21と、電極支持部23を有しており、アーム21の一端部でベース部3に取付けられている。電極20は、電極支持部23を介してガンアーム部2の他端部に取付けられている。電極20の材質としては、電極10と同様のものが挙げられる。
【0021】
ベース部3は、ピストン部1とガンアーム部2とを繋ぎとめるとともに、図示しない溶接用ロボットと溶接ガンXとの連結を行う部分である。
【0022】
図2は、電極10,20を研磨するための電極研磨装置Yの斜視図である。電極研磨装置Yは、本体ケース4の一端部に設けられたカッター(図示せず)およびカッターホルダ(図示せず)を有する研磨部40と、当該カッターの駆動源であるモータ5と、研磨部40に対してエアブローを行うためのノズル6と、電極研磨装置Yの運転制御を司る制御部7とを備えている。
【0023】
以下に、上述した装置を含んで構成される検査システムを用いて行われる本発明の第1の実施形態に係る抵抗溶接用電極の検査方法の流れを図3も参照しながら説明する。図3は、本発明の第1の実施形態に係る抵抗溶接用電極の検査方法の流れを表すフローチャートである。
【0024】
(接合工程S1)
複数の接合対象物(例えば、自動車のボデー鋼板など)を溶接ガンXに備えられている電極10,20の間に挟み込み、当該接合対象物に対して押圧しながら所定の電流を流す抵抗溶接を所定回数(例えば、100〜300回)行う。抵抗溶接時における電流の大きさは、例えば8000〜11000Aであり、この間で抵抗溶接を行った回数に応じて段階的に大きくするように変化させるのが好ましい。このようにすると、繰り返し抵抗溶接を行うことにより電極10,20の状態が徐々に悪化しても、電極10,20の研磨をすることなく良好な抵抗溶接が得られる回数を増やすことができる。なお、抵抗溶接の回数は、接合対象物や抵抗溶接時の電流の大きさなどに応じて任意に定めればよい。
【0025】
(研磨工程S3)
接合工程S1において所定回数の抵抗溶接を行った溶接ガンXの電極10,20の研磨を行う。具体的には、溶接ガンXを研磨装置Y(図2参照)の研磨部40に移動させて、電極10,20をカッター(図示せず)が回転している研磨部40に押圧しつつ接触させることにより研磨を行う。電極10,20を研磨することによって、抵抗溶接時の押圧力による磨耗や変形、あるいは抵抗溶接時の熱による金属付着などに起因して溶接不良が発生し易い状態にある電極10,20の状態が改善される。
【0026】
(研磨確認工程S4)
まず、研磨工程S3において電極10,20の研磨を行った溶接ガンXの電極10,20の間に複数の試験片を挟み込み、当該試験片に対して押圧しながら所定の電流を流す抵抗溶接を所定箇所数(例えば、1〜3箇所)行う。このようにして、抵抗溶接が施された試験片(抵抗溶接済試験片)を少なくとも1つ作製する。試験片は、積層個数、材質および厚みに関して前記接合対象物と同等であるのが好ましいが、これらには限られない。本工程における抵抗溶接時の電流の大きさは、接合工程S1における抵抗溶接の初期段階での電流の大きさ(例えば、8000A)と同等であるのが好ましいが、これには限られない。抵抗溶接の箇所数は、接合検査の精度や作業効率などを考慮して任意に定めればよい。
【0027】
次に、上述のようにして作製された抵抗溶接済試験片の接合が十分か否かの接合検査を行う。接合検査の結果、十分な接合が行えると判断された場合(OK)、溶接ガンXは接合工程S1に戻され、接合対象物の抵抗溶接に使用される。また、接合検査の結果、十分な接合が行えないと判断された場合(NG)、溶接ガンXは再度研磨工程S3に移され、電極10,20の研磨が行われる。
【0028】
接合検査としては、タガネ検査法などが挙げられる。タガネ検査法とは、例えば図4(a)に示したように、試験片Aおよび試験片Bに対して抵抗溶接を3回施すことにより得られる抵抗溶接済試験片Cの溶接部C1にタガネ8をハンマ(図示せず)により打ち込み、溶着状態を検査する方法である。検査基準としては、例えばタガネ8を打ち込んだ際に溶接部C1が1箇所以上破壊されたか否かを、十分な接合が行えているか否かの基準とするものが挙げられる。この方法によると、直接溶接部C1の溶着状態を確認することができるので、電極10,20が抵抗溶接を十分に行える状態にあるか否かをより確実に判断することが可能となる。なお、タガネ8は、図4(b)に示したように、各溶接部C1の間に打ち込むようにしてもよい。
【0029】
以上の各工程を経て、最終的に研磨確認工程S4における接合検査の結果、十分な接合が行えると判断された場合は、本実施形態に係る抵抗溶接用電極の検査が終了する。
【0030】
次に、上述した装置を含んで構成される検査システムを用いて行われる本発明の第2の実施形態に係る抵抗溶接用電極の検査方法の流れを図5も参照しながら説明する。図5は、本発明の第2の実施形態に係る抵抗溶接用電極の検査方法の流れを表すフローチャートである。この図において先に説明した本発明の第1の実施形態と同一の工程については、同一の符号を付してあり、重複説明は省略するものとする。
【0031】
(接合工程S1)
上述した第1の実施形態と同様にして、複数の接合対象物に対し、抵抗溶接を所定回数行う。
【0032】
(検査工程S2)
まず、接合工程S1において所定回数の抵抗溶接を行った溶接ガンXの電極10,20の間に複数の試験片を挟み込み、当該試験片に対して押圧しながら所定の電流を流す抵抗溶接を所定箇所数(例えば、1〜3箇所)行う。このようにして、抵抗溶接が施された試験片(抵抗溶接済試験片)を少なくとも1つ作製する。試験片は、積層個数、材質および厚みに関して前記接合対象物と同等であるのが好ましいが、これらには限られない。本工程における抵抗溶接時の電流の大きさは、接合工程S1における抵抗溶接時の電流の大きさと同等であるのが好ましい。抵抗溶接の箇所数は、接合検査の精度や作業効率などを考慮して任意に定めればよい。
【0033】
次に、上述のようにして作製された抵抗溶接済試験片の接合が十分か否かの接合検査を行う。接合検査の結果、十分な接合が行えると判断された場合(OK)、溶接ガンXはそのまま接合工程S1に戻され、再び接合対象物の抵抗溶接に使用される。また、接合検査の結果、十分な接合が行えないと判断された場合(NG)、溶接ガンXは研磨工程S3に移される。
【0034】
なお、図5には示していないが、十分な接合が行えないと判断された場合(NG)、抵抗溶接時の電流の大きさを大きくして抵抗溶接済試験片を改めて作製し、当該抵抗溶接済試験片の接合検査を再度行うようにしてもよい。その結果、電流値の大きさを大きくすることで十分な接合が行える場合は、溶接ガンXを後述する研磨工程S3に移さずに接合工程S1に戻すようにしてもよい。ただし、この場合は、接合工程S1における抵抗溶接時の電流の大きさを、再度行った接合検査で使用した抵抗溶接済試験片の作製時における抵抗溶接の電流の大きさと同等か、あるいはそれ以上の大きさの電流で抵抗溶接を行う必要がある。
【0035】
(研磨工程S3および研磨確認工程S4)
上述した第1の実施形態と同様にして、研磨工程S3では電極10,20の研磨を行い、研磨確認工程S4では研磨後の電極状態の確認を行う。
【0036】
以上の各工程を経て、最終的に研磨確認工程S4における接合検査の結果、十分な接合が行えると判断された場合は、本実施形態に係る抵抗溶接用電極の検査が終了する。
【0037】
以上、本発明の具体的な実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の思想から逸脱しない範囲内で種々な変更が可能である。
【0038】
【発明の効果】
本発明によると、抵抗溶接用電極を用いて抵抗溶接を施した試験片(抵抗溶接済試験片)に対して接合が十分か否かの接合検査が行われる。これにより、抵抗溶接した状態が直接的に検査されるため、電極が溶接不良なく抵抗溶接を行うことができる状態にあるか否かをより確実に判断することが可能となる。また、接合検査は抵抗溶接済試験片に対して行われるので、製品となる接合対象物に対して不要な負荷をかけることもない。さらに、電極に対して行われた研磨が良好に行われたか否かを確認することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る抵抗溶接用電極の検査方法に使用する抵抗溶接用電極を備えた溶接ガンの一例を表す概略斜視図である。
【図2】上記抵抗溶接用電極の研磨を行う研磨装置の一例を表す概略斜視図である。
【図3】本発明の第1の実施形態に係る抵抗溶接用電極の検査方法の一連の流れを表すフローチャートである。
【図4】溶接後の接合状態を確認するための接合検査方法の一例を示す平面図である。
【図5】本発明の第2の実施形態に係る抵抗溶接用電極の検査方法の一連の流れを表すフローチャートである。
【符号の説明】
A,B 試験片
C 抵抗溶接済試験片
X 溶接ガン
Y 研磨装置
1 ピストン部
2 ガンアーム部
3 ベース部
4 本体ケース部
5 モータ
6 ノズル
7 制御部
8 タガネ
10 第1電極
11 ピストンシリンダ
12 ピストンロッド
13 電極支持部
20 第2電極
21 アーム部
23 電極支持部
40 研磨部
Claims (5)
- 複数の接合対象物を第1電極と第2電極との間に挟み、前記第1および第2電極の間に所定の電流を流すことにより、前記複数の接合対象物を接合させる抵抗溶接における抵抗溶接用電極の検査方法であって、
前記抵抗溶接を所定回数行うごとに、前記複数の接合対象物に代えて複数の試験片を接合させる抵抗溶接を行い、得られた抵抗溶接済試験片に対して接合検査を行うことを特徴とする、抵抗溶接用電極の検査方法。 - 前記接合検査を行う前に、前記第1および第2電極の所定部位を研磨することを特徴とする、請求項1に記載の抵抗溶接用電極の検査方法。
- 前記接合検査において、前記抵抗溶接試験片の接合状態が許容基準を満たしていないと判断された場合、前記第1および第2電極の所定部位を研磨し、当該研磨後に複数の試験片を接合させる抵抗溶接を行い、得られた別の抵抗溶接済試験片に対して接合検査を行うことを特徴とする、請求項1に記載の抵抗溶接用電極の検査方法。
- 前記接合検査は、タガネを用いたタガネ検査法により行われる、請求項1から3のいずれか1つに記載の抵抗溶接用電極の検査方法。
- 前記試験片は、積層個数、材質および厚みに関して前記接合対象物と同等である、請求項1から4のいずれか1つに記載の抵抗溶接用電極の検査方法。
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