JP2005111483A - Electrode for spot welding - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スポット溶接機用の電極に関する。 The present invention relates to an electrode for a spot welder.
一般に産業用のスポット溶接機では、その電極チップに銅合金、例えば、クロム銅を使用したものが多い。クロム銅を電極に用いているのは、耐摩耗性等を考慮したためであるが、一つの電極チップによりスポット溶接が可能な打点数は冷延鋼板を使用した場合には5000打点程度である。
しかし、実際にはこのようなスポット溶接の品質を維持するため、上記の限界打点数に達しないうちに電極チップの交換やドレッサーをしているのが現状である。これは同じ電極チップによってスポット溶接を繰返し実行していると、電極チップ先端部が溶損等によって徐々に摩耗し、スポット溶接の品質低下が生じるので、これを回避するためである。
また、自動車メーカのボデー組立工程等で使用されるロボット式のスポット溶接機は、例えば、一時間に200〜400打点程度のスポット溶接を実行するため、その電極チップの交換も頻繁に行う必要があるが、省力化の観点からこの交換作業をロボット等により自動交換するようにしている。
しかしながら、電極チップ交換中にはラインを停止しなければならないことになるため、これが自動組立工程上のネックとなっている。スポット溶接機を同じ場所に2台設置し、交替でいずれか一方の溶接機を使用すれば、電極交換によるラインの停止は回避できるが、設備コストは単純にいえば2倍になるという難点がある。
In general, many spot welding machines for industrial use use a copper alloy, for example, chrome copper for the electrode tip. The reason why chromium copper is used for the electrode is that the wear resistance and the like are taken into consideration, but the number of spots that can be spot-welded with one electrode tip is about 5000 when using a cold-rolled steel sheet.
However, in actuality, in order to maintain the quality of such spot welding, the current situation is that the electrode tips are replaced or dressed before the limit hitting point is reached. If spot welding is repeatedly performed with the same electrode tip, the tip portion of the electrode tip is gradually worn due to melting damage or the like, and the quality of the spot welding is deteriorated.
In addition, robot type spot welders used in automobile manufacturers' body assembling processes, for example, perform spot welding of about 200 to 400 spots per hour, so it is necessary to frequently replace the electrode tips. However, this replacement operation is automatically performed by a robot or the like from the viewpoint of labor saving.
However, since the line must be stopped during the electrode tip exchange, this is a bottleneck in the automatic assembly process. If two spot welders are installed at the same location and one of the two welders is used in turn, the line can be stopped due to electrode replacement, but the equipment cost is simply doubled. is there.
従来技術として、スポット溶接用の電極に関する技術を開示したものとして、特開平2−263956号公報、特開平5−77061号公報、特開平7−314153号公報等がある。最初の開示はCr−Cu製電極の製造方法に関するもの、次の開示はアルミナ分散銅電極のアルミナの分布を規定したもの、最後の開示は電極の組成を規定したものである。後者2つの開示はAl板を溶接する際に良好な特性を示す旨が記述されているが、Al板の溶融温度が600℃程度であるのに対してSn系めっき鋼板、Al系めっき鋼板を溶接する際の鋼板の溶融温度は1500℃以上で、電極の熱負荷という意味ではめっき鋼板の方が遥かに大きい。従って従来の開示技術からはSn系やAl系めっき鋼板のような難溶接性材料の溶接は極めて困難であった。
一般に表面処理鋼板を使用した際の一つの電極チップによる打点数は冷延鋼板のそれに比べると低いことが多く、表面処理鋼板が多用されると上記のチップの交換頻度はより高くなる。特に近年自動車燃料タンク用の素材として使用され始めているSn−Znめっき鋼板はそのめっき層の主成分がSnで、電極チップの銅と極めて反応しやすいために電極チップで溶接できる打点数が低いという問題点がある。また自動車の排気系用、あるいは自動車燃料タンク用の素材として使用されている溶融Alめっき鋼板もめっき層の主成分がAlでやはり電極チップの銅と反応しやすいために同じ問題を抱えている。これらの表面処理鋼板を使用した場合の電極チップによる打点数は200〜500点程度であり、上記の冷延鋼板と比較すると1/10あるいはそれ以下に低下するために、電極チップのドレッシングあるいは交換の手間は大きくなっている。
そこで本発明は、難溶性の素材を使用した時の連続打点性に優れたスポット用電極を提供することを課題とする。
In general, when the surface-treated steel sheet is used, the number of hit points by one electrode tip is often lower than that of a cold-rolled steel sheet, and when the surface-treated steel sheet is frequently used, the above-mentioned chip replacement frequency becomes higher. In particular, the Sn-Zn plated steel sheet, which has begun to be used as a material for automobile fuel tanks in recent years, has Sn as the main component of its plating layer, and because it reacts very easily with the copper of the electrode tip, it has a low number of dots that can be welded with the electrode tip. There is a problem. Further, a hot-dip Al-plated steel sheet used as a material for an automobile exhaust system or an automobile fuel tank has the same problem because the main component of the plating layer is Al and easily reacts with copper of the electrode tip. When these surface-treated steel sheets are used, the number of hit points by the electrode tip is about 200 to 500 points, which is reduced to 1/10 or less compared to the above cold-rolled steel plate. The hassle is getting bigger.
Then, this invention makes it a subject to provide the electrode for spots excellent in the continuous spot property when using a hardly soluble raw material.
本発明は上記の課題を解決するためになされたものである。本発明者らはスポット溶接における電極チップの寿命に影響する鋼板側の因子、電極側の因子、溶接条件の因子について詳細に検討した結果、電極側の因子を最適化することで電極チップの寿命を向上させることに成功した。すなわち電極の金属組織、特にCr系析出物の析出形態、並びに銅結晶組織の電極チップの寿命に及ぼす影響が大きいという知見を得て本発明はなされたものである。本発明による電極チップを使用することで前述したSn−Znめっき鋼板や溶融Alめっき鋼板といった難溶接性の材料を使用した時にも安定した電極チップの寿命を得ることができる。
本発明において、電極内部のCrの析出状態、電極の金属組織を規定することによりSnあるいはAlと電極チップとの反応を抑制するものであるが、現在のところその明確な理由は明らかとなっていない。電極と鋼板の間の反応性を支配する電極側の因子として、電極先端の変形抵抗、電極の電気伝導度、熱伝導度等が考えられ、一般に電極の変形抵抗(硬度)と電気伝導度とは二律背反の関係にある。しかしスポット溶接において電気、熱の流れは電極先端と水冷端、電気の供給端の間で、つまり電極の軸芯に平行な方向で流れる。このために析出物、あるいは金属組織が軸芯と平行な線上に分布していると、電気や熱の流れを妨げ難いことが考えられる。
The present invention has been made to solve the above problems. The present inventors have studied in detail the factors on the steel plate side, the electrode side, and the welding conditions that affect the life of the electrode tip in spot welding, and as a result of optimizing the factor on the electrode side, the life of the electrode tip Succeeded in improving. That is, the present invention has been made with the knowledge that the influence of the metal structure of the electrode, particularly the precipitation form of the Cr-based precipitate, and the copper crystal structure on the life of the electrode tip is great. By using the electrode tip according to the present invention, it is possible to obtain a stable life of the electrode tip even when a difficult-to-weld material such as the Sn—Zn-plated steel plate or the hot-dip Al-plated steel plate is used.
In the present invention, the precipitation state of Cr inside the electrode and the metal structure of the electrode are regulated to suppress the reaction between Sn or Al and the electrode tip, but the clear reason is not clear at present. Absent. As factors on the electrode side that govern the reactivity between the electrode and the steel plate, deformation resistance of the electrode tip, electrical conductivity of the electrode, thermal conductivity, etc. can be considered. Generally, the deformation resistance (hardness) and electrical conductivity of the electrode Are in a trade-off relationship. However, in spot welding, the flow of electricity and heat flows between the electrode tip, the water-cooled end, and the electricity supply end, that is, in a direction parallel to the axis of the electrode. For this reason, if the precipitates or the metal structure is distributed on a line parallel to the axis, it is considered that it is difficult to prevent the flow of electricity and heat.
かかる知見を基に完成された本発明は、次の通りである。
(1)電極を500℃で30分加熱した後の金属組織が電極軸芯と平行な線に沿って繊維状となっていることを特徴とするスポット溶接用電極。
(2)質量%でCr:0.3〜1.2%を含有し、残部がCuおよび不可避的不純物であることを特徴とする(1)に記載のスポット溶接用電極。
(3)質量%でAl:0.05〜2%、残部がCuおよび不可避的不純物からなることを特徴とする(1)に記載のスポット溶接用電極。
(4)質量%で更にZr:0.01〜0.4%、Si:0.05〜0.8%、Sn:0.05〜0.8%の1種または2種以上を含有することを特徴とする(2)に記載のスポット溶接用電極。
(5)質量%でCr:0.3〜1.2%を含有し、残部がCuおよび不可避的不純物からなり、その金属組織中に電極軸芯と平行な線に沿って長径が延伸したCr系析出物を含有し、該析出物の中の長径7μm以上、かつアスペクト比5以上のものが1個/100μm平方以上あることを特徴とするスポット溶接用電極。
(6)質量%でCr:0.3〜1.2%を含有し、残部がCuおよび不可避的不純物からなり、電極を500℃で30分加熱した後の金属組織が電極軸芯と平行な線に沿って長径が延伸したCr系析出物を含有し、該析出物の中の長径7μm以上、かつアスペクト比5以上のものが1個/100μm平方以上あることを特徴とするスポット溶接用電極。
(7)質量%で更にZr:0.01〜0.4%、Si:0.05〜0.8%、Sn:0.05〜0.8%の1種または2種以上を含有することを特徴とする(5)〜(6)に記載のスポット溶接用電極。
(8)硬度がビッカース硬度として140〜180であることを特徴とする(1)〜(7)に記載のスポット溶接用電極。
The present invention completed based on such knowledge is as follows.
(1) An electrode for spot welding, wherein the metal structure after heating the electrode at 500 ° C. for 30 minutes is fibrous along a line parallel to the electrode axis.
(2) The spot welding electrode according to (1), wherein Cr: 0.3 to 1.2% is contained in mass%, and the balance is Cu and inevitable impurities.
(3) The electrode for spot welding according to (1), characterized in that Al: 0.05 to 2% by mass and the balance is made of Cu and inevitable impurities.
(4) The spot welding according to (2), further comprising one or more of Zr: 0.01 to 0.4%, Si: 0.05 to 0.8%, Sn: 0.05 to 0.8% by mass% Electrode.
(5) Cr-based precipitates containing Cr: 0.3 to 1.2% by mass, the balance being Cu and inevitable impurities, and extending in the metal structure along a line parallel to the electrode axis. An electrode for spot welding, comprising: a precipitate having a major axis of 7 μm or more and an aspect ratio of 5 or more of 1 piece / 100 μm square or more.
(6) Containing Cr: 0.3-1.2% by mass, the balance consisting of Cu and inevitable impurities, and the metal structure after heating the electrode at 500 ° C. for 30 minutes is along a line parallel to the electrode axis An electrode for spot welding, comprising a Cr-based precipitate having an elongated major axis, wherein one of the precipitates has a major axis of 7 μm or more and an aspect ratio of 5 or more per 100 μm square.
(7) (5) to (6) characterized by further containing one or more of Zr: 0.01 to 0.4%, Si: 0.05 to 0.8%, Sn: 0.05 to 0.8% by mass% The electrode for spot welding as described.
(8) The electrode for spot welding as described in (1) to (7), wherein the hardness is 140 to 180 as Vickers hardness.
以上説明してきたように、本発明はSn−Znめっき鋼板やAlめっき鋼板といった難溶接性材料を使用する際に従来よりも寿命の長いスポット溶接用の電極チップを提供することができる。本発明により、自動車組立て工程におけるライン停止を少なくすることが可能で、今後のより効率的な自動車生産に寄与することができる。 As described above, the present invention can provide an electrode tip for spot welding that has a longer life than the conventional one when using a hardly weldable material such as a Sn-Zn plated steel plate or an Al plated steel plate. According to the present invention, it is possible to reduce the line stoppage in the automobile assembly process, which can contribute to more efficient automobile production in the future.
次に、本発明において上述のように限定する理由について詳述する。
なお、本明細書において鋼組成およびめっき組成を規定する「%」は「質量%」である。
まず電極の成分に関する限定理由について述べる。
Cr:最も汎用的に使用される電極チップはクロム銅と呼ばれる成分系で、Cu中にCrを0.3〜1.2%含有している。このCrは熱処理により析出物を作り、電極の銅の硬度を上昇させる。本発明においても同様にCrの析出物を形成させることが望ましく、Crを析出させるためには0.3%以上が望ましい。
一方Crの溶解度が1000℃で1%程度であり、1.2%以上添加しても熱処理により溶体化せず、析出処理が困難となるために添加する場合は1.2%を上限とする。
Next, the reason why the present invention is limited as described above will be described in detail.
In this specification, “%” defining the steel composition and the plating composition is “mass%”.
First, the reasons for limitation regarding the components of the electrode will be described.
Cr: The most widely used electrode tip is a component system called chromium copper, and contains 0.3 to 1.2% of Cr in Cu. This Cr forms precipitates by heat treatment and raises the hardness of the electrode copper. Similarly, in the present invention, it is desirable to form a Cr precipitate, and 0.3% or more is desirable in order to precipitate Cr.
On the other hand, the solubility of Cr is about 1% at 1000 ° C., and even if 1.2% or more is added, it does not form a solution by heat treatment and makes precipitation difficult, so 1.2% is the upper limit.
Zr、Si、Sn:これらの元素はCrと共存してCrの析出に影響して、硬度、導電率に影響する。これらの効果を得るためにはZrとして0.01%、Siとして0.05%、Snとして0.05%以上が望ましく、必要以上の添加はコストの上昇、製造性の低下となるため、上限をZrとして0.4%、Si、Snとして0.8%とする。
Al:Alは酸化物として、いわゆるアルミナ分散銅という形で添加される。アルミナ分散銅は高温での硬度の低下が少なく、表面処理鋼板に適していると言われている。このときアルミナをAlとして0.05%以上添加することで硬度を上昇させることができるため、下限をこの量とする。必要以上の添加により伝導度が低下するために添加する場合は、上限を2%とするのが望ましい。
Zr, Si, Sn: These elements coexist with Cr, affect the precipitation of Cr, and affect the hardness and conductivity. In order to obtain these effects, 0.01% as Zr, 0.05% as Si, and 0.05% or more as Sn are desirable, and adding more than necessary increases costs and decreases manufacturability, so the upper limit is 0.4% as Zr, Si and Sn are set to 0.8%.
Al: Al is added as an oxide in the form of so-called alumina-dispersed copper. Alumina-dispersed copper is said to be suitable for a surface-treated steel sheet because it has little decrease in hardness at high temperatures. At this time, since the hardness can be increased by adding 0.05% or more of alumina as Al, the lower limit is made this amount. When adding more than necessary, the conductivity decreases, so when adding, the upper limit is desirably 2%.
次に電極の組織について述べる。前述したように、軸芯と平行な方向への熱、電気伝導度を上げるという点から組織が軸芯と平行な線に沿った組織になることが望ましい。金属組織として繊維状の組織、あるいはクロム銅系の材質である時にはCr系の析出物が軸芯と平行な線に沿って分布することでこのような効果が得られる。Cr系の析出物は軸芯と平行な線に沿って延伸し、そのアスペクト比が5以上、また長径が7μm以上の析出形態となることが好ましい。このような析出物が100μm平方中に1個以上あることで、電極チップの寿命が向上する。これらの金属組織は軸芯を含む面で電極を2分割し、断面組織を観察することで判断することができる。観察は光学顕微鏡により可能で、エッチング液は10%過硫酸アンモニウム水溶液にアンモニア水を少量混ぜた液が適当である。アンモニア水中のアンモニアは揮発しやすいために、アンモニア水の正確な量を規定することは困難であるが、アンモニアの量で組織が変わることは無く、観察可能である。しかし析出物を観察するためにはエッチング時間は短めに、金属組織を観察するためにはエッチング時間は長め日にする必要がある。 Next, the structure of the electrode will be described. As described above, it is desirable that the structure be a structure along a line parallel to the axis from the viewpoint of increasing heat and electric conductivity in a direction parallel to the axis. When the metal structure is a fibrous structure or a chromium-copper material, such an effect can be obtained by distributing Cr-based precipitates along a line parallel to the axis. It is preferable that the Cr-based precipitate is stretched along a line parallel to the axial center and has a precipitation form having an aspect ratio of 5 or more and a major axis of 7 μm or more. The existence of one or more such precipitates in a 100 μm square improves the life of the electrode tip. These metal structures can be determined by dividing the electrode into two on the plane including the axis and observing the cross-sectional structure. Observation is possible with an optical microscope, and a suitable solution for etching is a 10% ammonium persulfate aqueous solution mixed with a small amount of aqueous ammonia. Since ammonia in ammonia water is volatile, it is difficult to define the exact amount of ammonia water, but the structure does not change with the amount of ammonia and can be observed. However, it is necessary to shorten the etching time in order to observe the precipitate, and to increase the etching time in order to observe the metal structure.
Cr系析出物のアスペクト比は5以上とする。上限は特に設けないが、20以下であることが多い。また長径を7μm以上とする。これも上限は設けないが30μm以下であることが多い。これらの析出物の形態は断面光学顧微鏡から判断するものとする。実際には析出物のどこが研磨面になるかにより、真の析出物の大きさは変わり得るが、正確に測定することは困難なため、比較的簡便に観察できる断面組織で判断する。析出物の密度は100μm平方中に上記の析出物が1個以上とする。測定に当たっては、ランダムに3視野程度を観察して個数をそれぞれ求めて、平均値を算出することが望ましい。これも上限は設けないが、Cr量の上限を1.2%とすると、20個以下であることが多い。 The aspect ratio of the Cr-based precipitate is 5 or more. There is no particular upper limit, but it is often 20 or less. The major axis is 7 μm or more. Although there is no upper limit, it is often 30 μm or less. The form of these precipitates is determined from a cross-sectional optical microscope. Actually, the size of the true precipitate may vary depending on where the precipitate becomes the polished surface, but it is difficult to measure accurately, and therefore, the cross-sectional structure that can be observed relatively easily is determined. The density of the precipitates is one or more of the above precipitates in a 100 μm square. In the measurement, it is desirable to calculate the average value by observing about three visual fields at random and obtaining the number of each. Although there is no upper limit, it is often 20 or less when the upper limit of Cr content is 1.2%.
電極チップの硬度はと〜ッヵース硬度で140〜180の範囲であることが望ましい。
硬度を測定する際の荷重は5kgfとする。電極の硬度が高いとその分、電極の変形が少なく、電極寿命としては有利に働くが、その一方で硬度が高いと電気伝導度が低くなるために電極の発熱が大きくなり電極寿命としては不利となる。これらのバランスする硬度範囲が、上記の範囲である。
電極硬度は成分と製造時の熱履歴により定まり、特に溶体化と時効処理条件の影響が大きい。
これらの条件は電極の組識、析出物形態にも影響するため、組識、析出物形態を制御するように製造することで、硬度を上記範囲内とすることができる。
It is desirable that the hardness of the electrode tip is in the range of 140 to 180 in terms of hardness.
The load for measuring the hardness is 5 kgf. If the electrode hardness is high, the electrode will be less deformed, and this will be advantageous for the electrode life. On the other hand, if the hardness is high, the electrical conductivity will be low and the electrode will generate more heat, which will be disadvantageous for the electrode life. It becomes. These balanced hardness ranges are the above ranges.
The electrode hardness is determined by the components and the thermal history during production, and is particularly affected by solution treatment and aging treatment conditions.
Since these conditions affect the structure and precipitate form of the electrode, the hardness can be controlled within the above range by manufacturing the structure and the form of the precipitate.
次にこのような組織を有する電極の製造方法について述べる。電極の製造は成分を調整して鋳造された銅合金を熱押し等の加工で棒状に成形し、これを950℃程度で溶体化処理する。その後焼入れ、冷間加工、475℃程度の時効処理を経て製造される。これらの工程の中で金属組織、析出物の形態に影響を持つのは、溶体化処理、冷間加工、時効処理の工程で、時効温度が低いと繊維状の組織となりやすい。また冷問加工の加工度が大きいほど当然繊維状の冷間加工組織が残りやすくなる。溶体化処理温度が低いとCr系の析出物のアスペクト比が大きくなりやすくなる。これらの工程条件を調整することで本発明の電極を得ることができる。しかし本発明は製造方法を特にこれらに規定するものではなく、これら以外の方法で本発明の電極を製造することも可能である。 Next, a method for manufacturing an electrode having such a structure will be described. The electrode is produced by adjusting the components and forming a cast copper alloy into a rod shape by a process such as hot pressing, followed by solution treatment at about 950 ° C. After that, it is manufactured through quenching, cold working and aging at about 475 ° C. Among these processes, the metal structure and the form of precipitates are affected by the solution treatment, cold working, and aging treatment processes. When the aging temperature is low, a fibrous structure tends to be formed. In addition, as the degree of cold working increases, naturally a fibrous cold-worked structure tends to remain. When the solution treatment temperature is low, the aspect ratio of Cr-based precipitates tends to increase. The electrode of the present invention can be obtained by adjusting these process conditions. However, the present invention does not specifically define the production method, and the electrode of the present invention can be produced by methods other than these.
次に本発明を実施例によりより詳細に説明する。高周波溶解炉を使用して、Cr量が0.85%に成分調整したクロム銅合金を溶解させ、均一に撹拝してから黒鉛鋳型に鋳造し、表1の組成を有する120mm径、250mm長さの鋳塊を作製した。鋳塊から92mm径、200mm長さの押出用ビレットを成形し、900℃の温度で20〜32mm径の棒材に押出加工した後、850〜950℃の温度で溶体化処理を行い、水冷して焼入れした後に16mm径まで冷間引抜加工を行った。更に400〜500℃で時効処理した。 EXAMPLES Next, an Example demonstrates this invention in detail. Using a high-frequency melting furnace, the chromium copper alloy whose Cr content was adjusted to 0.85% was melted and uniformly stirred, and then cast into a graphite mold. 120mm diameter and 250mm length with the composition shown in Table 1 An ingot was produced. A 92mm diameter, 200mm length billet for extrusion is formed from the ingot, extruded into a bar with a diameter of 20-32mm at a temperature of 900 ° C, solution treatment at a temperature of 850-950 ° C, and water cooling After quenching, cold drawing was performed to a diameter of 16 mm. Further, aging treatment was performed at 400 to 500 ° C.
溶体化処理の時間は30分、時効処理の時間は4hrとした。
上記引抜棒材を、先端径6mm(40R)の先端部と冷却孔を有するスポット溶接用電極に成形し、スポット溶接機にセットした。被溶接材として、Sn−8%Znめっき鋼板(商品名:エココート−T、材質:極低炭素鋼、板厚:0.8mm、めっき付着量:片面40g/m2、後処理皮膜量:片面100mg/m2、塗油)、溶融
Alめっき鋼板(商品名:アルシート、材質:極低炭素鋼、板厚:0.8mm、めっき付着量:片面30g/m2、後処理皮膜量:片面100mg/m2、塗油)を使用した。溶接条件は、加圧力は予圧力200kgf、溶接電流9〜9.5kA、連続溶接速度3s/回とし、溶接前の上下電極の間隔は30mmとした。
電極寿命は、25点毎にピール法で溶接部を剥離してボタン径を測定し、ボタン径が4√t(t:板厚mm)を切った時点でNGとした。
また電極を500℃で1時間更に焼鈍した後に組織観察をした。観察に当たっては10%過硫酸アンモニウム水溶液に少量のアンモニア水を添加した液でエッチングし、光学顕微鏡で400倍に拡大して写真を撮影した。
The drawn rod material was formed into a spot welding electrode having a tip portion having a tip diameter of 6 mm (40R) and a cooling hole, and set in a spot welder. As a welded material, Sn-8% Zn-plated steel sheet (Product name: Eco-Coat-T, Material: Extremely low carbon steel, Plate thickness: 0.8mm, Plating adhesion amount: 40g / m 2 on one side, Post-treatment coating amount: One side 100 mg / m 2, oiling), melting
An Al-plated steel sheet (trade name: Al sheet, material: extra-low carbon steel, plate thickness: 0.8 mm, plating adhesion amount: 30 g / m 2 on one side, post-treatment coating amount: 100 mg / m 2 on one side, oiling) was used. Welding conditions were a preload of 200 kgf, a welding current of 9 to 9.5 kA, a continuous welding speed of 3 s / time, and the interval between the upper and lower electrodes before welding was 30 mm.
The electrode life was determined to be NG when the button diameter was cut by 4√t (t: mm) when the button diameter was measured by peeling the welded part every 25 points using the peel method.
Further, the structure was observed after the electrode was further annealed at 500 ° C. for 1 hour. For observation, etching was performed with a solution obtained by adding a small amount of aqueous ammonia to a 10% ammonium persulfate aqueous solution, and the photograph was taken with an optical microscope at a magnification of 400 times.
表1に電極チップの製造条件、組織とSn−Znめっき鋼板(商品名:エココート−T)を使用した時の連続打点数の関係を示した。組織はいずれも電極の軸芯に平行な線に沿った繊維状組織あるいは延伸Cr系析出物が認められた。この表より電極組織と連続打点数に顕著な相関が認められることが分かる。なお、これらの電極の硬度はビッカース硬度として140〜170であったが、硬度と連続打点数とに大きな相関は認められなかった。この中のNo.1、3の電極を使用して溶融Alめっき鋼板も同様に試験したところ、No.1の電極を使用した時には1500点、No.3を使用した時には400点という結果が得られ、溶融Alめっき鋼板を使用した時にも顕著な効果が認められた。No.2、3の電極組織の一例を図1、図2に示す。図1はエッチングをやや弱くしてCr系析出物を観察したもの、図2はエッチングを強くして金属組織を見たものである。図1で色の濃いコントラストを有するものがCr系析出物である。なお図2の中央の黒い痕跡は硬度を測定した圧痕であり、組織とは関係ない。 Table 1 shows the relationship between the manufacturing conditions of the electrode tip, the structure, and the number of consecutive dots when using a Sn-Zn plated steel sheet (trade name: Ecocoat-T). In each structure, a fibrous structure or a stretched Cr-based precipitate along a line parallel to the axis of the electrode was observed. From this table, it can be seen that there is a significant correlation between the electrode structure and the number of consecutive dots. The hardness of these electrodes was 140 to 170 in terms of Vickers hardness, but no significant correlation was found between the hardness and the number of continuous hit points. Using the No. 1 and 3 electrodes, the hot-dip Al-plated steel sheet was tested in the same manner. As a result, 1500 points were obtained when the No. 1 electrode was used, and 400 points were obtained when the No. 3 electrode was used. Even when a hot-dip Al-plated steel sheet was used, a remarkable effect was recognized. An example of the electrode structures of Nos. 2 and 3 is shown in FIGS. FIG. 1 shows the observation of Cr precipitates with slightly weak etching, and FIG. 2 shows the metal structure with strong etching. In FIG. 1, the one having a dark color contrast is a Cr-based precipitate. Note that the black trace in the center of FIG. 2 is an indentation obtained by measuring the hardness, and is not related to the structure.
一方、アルミナ分散銅製の電極(Alとして1%)、あるいはCr−Zr系(Cr:0.7%、Zr:0.2%)、Cr−Si系(Cr:0.7%、Si:0.1%)の電極でも同様の試験を行った。基本的な製造条件は表1のNo.1とした。但しアルミナ分散銅については析出硬化型ではないため、溶体化処理、焼入れ処理は行っていない。
こうして製造した電極を使用して、Sn−Znめっき鋼板を使用して上記の条件でスポット溶接試験をしたところ、アルミナ分散銅で900点、Cr−Zr系で850点、Cr−Si系で800点という連続打点が得られた。
このときの電極の組織を上述した方法で観察したところ、いずれも繊維状組織を呈していた。
On the other hand, the same applies to electrodes made of alumina-dispersed copper (1% as Al), or Cr-Zr (Cr: 0.7%, Zr: 0.2%), Cr-Si (Cr: 0.7%, Si: 0.1%) electrodes. The test was conducted. The basic manufacturing conditions were No. 1 in Table 1. However, since alumina-dispersed copper is not a precipitation hardening type, solution treatment and quenching treatment are not performed.
Using the electrode manufactured in this manner, a spot welding test was performed under the above conditions using a Sn-Zn plated steel sheet, 900 points for alumina dispersed copper, 850 points for Cr-Zr system, 800 points for Cr-Si system. A continuous hitting point was obtained.
When the structure of the electrode at this time was observed by the method described above, all of them exhibited a fibrous structure.
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