JP2005319486A - Method for series spot welding - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はシリーズスポット溶接方法に関するものである。 The present invention relates to a series spot welding method.
従来より、金属板同士の溶接方法としては、ダイレクトスポット溶接法およびシリーズスポット溶接法が知られている。 Conventionally, a direct spot welding method and a series spot welding method are known as welding methods for metal plates.
ダイレクトスポット溶接法では、重ね合わせた2枚の金属板を直接、上下の電極で挟みながら加圧して板厚方向に溶接電流を流すことで発生する金属板の抵抗発熱を利用し、点状の溶接部を得ている。すなわち、溶接電流を流した際に両金属板の接触箇所に金属板の溶融した部分(一般に「溶接ナゲット」と呼ばれる)が生成され、その溶接ナゲットによって両金属板が点状に溶接される。 The direct spot welding method uses the resistance heating of the metal plate that is generated by applying a welding current in the plate thickness direction by pressing the two stacked metal plates directly between the upper and lower electrodes, and using a point-like shape. The weld is obtained. That is, when a welding current is passed, a melted portion of the metal plate (generally referred to as “weld nugget”) is generated at the contact point between the two metal plates, and the two metal plates are welded in a spot shape by the weld nugget.
シリーズスポット溶接法は、重ね合わせた2枚の金属板を離間する一対の電極により一方向から加圧しながら両電極間に溶接電流を流すことによって点状の溶接部を得るものである。このシリーズスポット溶接法には、バック電極を用いるタイプと用いないタイプとがある。
バック電極を用いるタイプでは、電極の加圧側とは反対側に位置する金属板の裏側にバック電極を配置し、一方の電極→重ね合わせた金属板→バック電極→重ね合わせた金属板→他方の電極という電流経路を形成し、その電流経路に溶接電流を流すことにより、重ね合わせた両金属板に点状に溶接を行う。
In the series spot welding method, a point-like welded portion is obtained by flowing a welding current between two electrodes while applying pressure from one direction by a pair of electrodes that separate two stacked metal plates. This series spot welding method includes a type using a back electrode and a type not using it.
In the type using the back electrode, the back electrode is arranged on the back side of the metal plate located on the opposite side to the pressure side of the electrode, one electrode → superposed metal plate → back electrode → superposed metal plate → the other By forming a current path called an electrode and flowing a welding current through the current path, welding is performed in a spot shape on the two metal plates that are overlapped.
それに対して、バック電極を用いないタイプでは、一方の電極→重ね合わせた金属板→他方の電極という電流経路を形成し、その電流経路に溶接電流を流すことにより、重ね合わせた両金属板に点状に溶接を行う。そのため、溶接の前工程で組み付けられた別部材等が金属板の裏側を覆って閉断面部位を形成し、金属板の裏側にバック電極を配置できない場合に用いられる。 On the other hand, in the type that does not use the back electrode, a current path of one electrode → superimposed metal plate → the other electrode is formed, and a welding current is passed through the current path. Weld in a spot shape. Therefore, it is used when another member or the like assembled in the pre-welding process covers the back side of the metal plate to form a closed cross-section and the back electrode cannot be arranged on the back side of the metal plate.
しかし、バック電極を用いないシリーズスポット溶接法には、十分なナゲットを形成することが困難であることに加え、ブローホールが形成されることから、十分な溶接強度が得られないという欠点があった。
そこで、本出願人は、重ね合わせた2枚の金属板の一方の表面に、離間する一対の電極を加圧接触させて両電極間に溶接電流を流し、これらの2枚の金属板を溶接するシリーズスポット溶接方法であって、前記一方の金属板の前記電極を加圧接触させる部位に、部分的に一般部より一段高い座面を形成するとともに、前記電極は先端を球面に形成し、前記電極を前記座面に、前記座面を押しつぶすように加圧接触させて溶接することを特徴とするシリーズスポット溶接方法を開発した(特許文献1参照)。
Therefore, the applicant of the present invention presses and contacts a pair of spaced apart electrodes on one surface of two superimposed metal plates and causes a welding current to flow between the two electrodes, and welds the two metal plates. A series spot welding method, wherein the electrode of the one metal plate is press-contacted with a part of the seat surface that is partially higher than the general part, and the electrode has a spherical tip. A series spot welding method has been developed in which the electrode is welded to the seating surface under pressure contact so as to crush the seating surface (see Patent Document 1).
特許文献1の技術では、前記座面を押しつぶすように電極の球面状の先端部を加圧接触させるため、前記座面に電極の形状に沿った凹みが生じ、ワークの溶接箇所には一段高い座面が押しつぶされたクレーター状の溶接打痕が残り、その溶接打痕の見栄えが悪いことから美観が損なわれるという問題があった。 In the technique of Patent Document 1, since the spherical tip of the electrode is pressed and contacted so as to crush the seating surface, a dent along the shape of the electrode is generated on the seating surface, and the welding position of the workpiece is higher by one step. There was a problem that the crater-like weld dent with the bearing surface crushed remained and the appearance of the weld dent was poor and the aesthetic appearance was impaired.
例えば、自動車のボデーは、自動車の底部となるアンダーボデーと、そのアンダーボデーに被せられるアッパーボデーとから構成される。
アンダーボデーは自動車の下側になってユーザーには見えないため、特許文献1の技術を用いて前記クレーター状の溶接打痕が残っても美観が損なわれることはなく、アンダーボデーの溶接には特許文献1の技術を適用できる。
しかし、アッパーボデーはユーザーに見えるため、特許文献1の技術を用いて前記クレーター状の溶接打痕が残ると美観がはなはだしく損なわれることから、アッパーボデーの溶接には特許文献1の技術を適用できない。
For example, the body of an automobile is composed of an underbody that is the bottom of the automobile and an upper body that covers the underbody.
Since the underbody is under the automobile and is not visible to the user, even if the crater-like welding dent is left using the technique of Patent Document 1, the aesthetic appearance is not impaired. The technique of Patent Document 1 can be applied.
However, since the upper body is visible to the user, if the crater-like welding dent is left using the technique of Patent Document 1, the aesthetic appearance is drastically impaired. Therefore, the technique of Patent Document 1 cannot be applied to the welding of the upper body. .
また、仮付け工程では、ワークの端部をスポット溶接することが多いが、特許文献1の前記座面を形成するのに十分な面積の平面がワーク端部の溶接箇所にとれない場合には、特許文献1の技術を適用することができないという問題があった。 In the tacking process, the end of the workpiece is often spot-welded. However, when a plane having an area sufficient to form the seating surface of Patent Document 1 cannot be taken at the welded portion of the workpiece end. There is a problem that the technique of Patent Document 1 cannot be applied.
ところで、複雑な立体形状で大型の被溶接物(例えば、自動車のボデーなど)を溶接する場合には、まず、溶接対象の2つのワークを治具で固定した状態でスポット溶接することにより、2つのワークが分離不能になるように仮付けし、次に、治具を外し、最後に、スポット溶接の増し打ちを行う。 By the way, when welding a large to-be-welded object (for example, an automobile body) with a complicated three-dimensional shape, first, spot welding is performed by spot welding with two workpieces to be welded fixed with a jig. The two workpieces are temporarily attached so that they cannot be separated, then the jig is removed, and finally, spot welding is additionally performed.
増し打ち工程では、仮付け工程で2つのワークが仮付けされていることから、ワークに十分な剛性がある。そのため、増し打ち工程では、特許文献1の技術を含むバック電極を用いないシリーズスポット溶接法により、一対の電極によりワークを一方向から加圧しても、ワークが変形せず正常な溶接を行うことができる。
しかし、仮付け工程では、治具で固定してあるもののワークに十分な剛性がない。そのため、仮付け工程では、特許文献1の技術を含むバック電極を用いないシリーズスポット溶接法により、一対の電極によりワークを一方向から加圧すると、ワークが撓み変形して正常な溶接を行うことができないという問題があった。
In the additional punching process, since the two workpieces are tacked in the tacking step, the workpiece has sufficient rigidity. Therefore, in the additional punching process, even if the workpiece is pressed from one direction with a pair of electrodes by a series spot welding method that does not use the back electrode including the technique of Patent Document 1, the workpiece is not deformed and normal welding is performed. Can do.
However, in the tacking process, the workpiece is not sufficiently rigid although it is fixed with a jig. Therefore, in the tacking process, when the workpiece is pressed from one direction with a pair of electrodes by a series spot welding method that does not use the back electrode including the technique of Patent Document 1, the workpiece is bent and deformed to perform normal welding. There was a problem that could not.
本発明は上記問題を解決するためになされたものであって、その目的は、狭い箇所にも確実に溶接可能で且つ溶接箇所の美観を損なわないシリーズスポット溶接方法を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a series spot welding method that can be reliably welded even in a narrow spot and does not impair the aesthetic appearance of the weld spot.
請求項1に記載の発明は、重ね合わせた2枚の金属板の一方の表面に、離間する一対の電極を加圧接触させて両電極間に溶接電流を流し、これらの2枚の金属板を溶接するシリーズスポット溶接方法であって、前記一方の金属板の前記電極を加圧接触させる部位には窪んだ形状の凹部を形成すると共に、前記電極の先端を当該凹部に加圧接触させて各金属板を溶接することを技術的特徴とする。 According to the first aspect of the present invention, a pair of spaced apart electrodes are brought into pressure contact with one surface of two superimposed metal plates, and a welding current is passed between the two electrodes. A series spot welding method for welding a metal plate, wherein a concave portion having a recessed shape is formed at a portion where the electrode of the one metal plate is pressed and contacted, and the tip of the electrode is pressed and contacted with the concave portion. It is a technical feature that each metal plate is welded.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のシリーズスポット溶接方法において、前記電極の先端は球面状に形成され、前記金属板の凹部は当該電極の先端形状に合わせた球面状に形成されていることを技術的特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the series spot welding method according to the first aspect, the tip of the electrode is formed in a spherical shape, and the concave portion of the metal plate is formed in a spherical shape matching the shape of the tip of the electrode. This is a technical feature.
請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載のシリーズスポット溶接方法において、前記一方の金属板に重ね合わされた他方の金属板を、前記電極の加圧方向に対向する方向に支持する支持部材を備えたことを技術的特徴とする。 A third aspect of the present invention is the series spot welding method according to the first or second aspect, wherein the other metal plate superimposed on the one metal plate is opposed to the pressing direction of the electrode. It is a technical feature that a supporting member is provided.
(請求項1)
請求項1の発明では、2枚の金属板の溶接後にも前記一方の金属板の溶接箇所には凹部が形成されるだけであり、その凹部の見栄えはさほど悪くない。
従って、請求項1の発明によれば、一段高い座面が押しつぶされたクレーター状の溶接打痕が溶接箇所に残る特許文献1の技術に比べて、凹部状の溶接打痕が溶接箇所に残るだけであるため、溶接箇所の美観が損なわれない。
よって、請求項1の発明は、美観が重視されない被溶接物(例えば、自動車のアンダーボデーなど)に適用できるだけでなく、美観が重視される被溶接物(例えば、自動車のアッパーボデーなど)にも適用できる。
(Claim 1)
According to the first aspect of the present invention, only the recess is formed at the welded portion of the one metal plate even after the two metal plates are welded, and the appearance of the recess is not so bad.
Therefore, according to the first aspect of the present invention, compared to the technique of Patent Document 1 in which a crater-like welding dent in which a stepped higher seating surface is crushed remains in the welding location, a concave welding dent remains in the welding location. Therefore, the aesthetic appearance of the welded part is not impaired.
Therefore, the invention of claim 1 can be applied not only to a workpiece to which aesthetics are not important (for example, an underbody of an automobile) but also to an article to be welded (for example, an upper body of an automobile) where aesthetics are important. Applicable.
また、スポット溶接による仮付け工程では、金属板の端部をスポット溶接することが多いが、前記一方の金属板の端部に配置された溶接箇所の面積が狭く、特許文献1の前記座面を形成するのに十分な面積の平面が溶接箇所にとれない場合がある。
しかし、請求項1の発明では、前記一方の金属板の溶接箇所に凹部を形成するだけでよいため、その凹部を小さく形成すれば、特許文献1の技術に比べて溶接箇所に必要とされる平面の面積が小さくて済み、狭い箇所にも確実に溶接を行うことができる。
Further, in the tacking process by spot welding, the end of the metal plate is often spot-welded, but the area of the welded portion arranged at the end of the one metal plate is small, and the seating surface of Patent Document 1 is used. In some cases, a plane having a sufficient area to form the weld cannot be formed at the welded portion.
However, in the first aspect of the present invention, it is only necessary to form a recess in the welded portion of the one metal plate. Therefore, if the recess is formed small, it is required for the welded portion compared to the technique of Patent Document 1. The plane area can be small, and welding can be reliably performed even in narrow places.
(請求項2)
請求項2の発明では、前記一方の金属板の凹部が電極の球面状の先端形状に合わせた球面状に形成されている。そのため、電極の先端を前記一方の金属板の凹部内に嵌合させたとき、その先端を凹部に隙間無く密着させることができる。
その結果、請求項2の発明によれば、電極の先端と前記一方の金属板の凹部との接触面積を十分にとることが可能になり、電極と前記一方の金属板との接触抵抗が小さくなるため、電極から前記一方の金属板へ大きな溶接電流を流して確実な溶接を行うことができる。
(Claim 2)
In the invention of claim 2, the concave portion of the one metal plate is formed in a spherical shape matching the spherical tip shape of the electrode. Therefore, when the tip of the electrode is fitted in the recess of the one metal plate, the tip can be brought into close contact with the recess without any gap.
As a result, according to the invention of claim 2, it becomes possible to take a sufficient contact area between the tip of the electrode and the concave portion of the one metal plate, and the contact resistance between the electrode and the one metal plate is small. Therefore, a reliable welding can be performed by flowing a large welding current from the electrode to the one metal plate.
また、前記一方の金属板の凹部が球面状に形成されているため、その凹部の裏側の球面状の頂部を他方の金属板に点接触させることができる。
その結果、各金属板の点接触部分により点状に絞られた接触抵抗の大きな通電経路を形成可能になり、面接触による通電経路よりも溶接電流の電流密度が高められることから、各金属板を確実に溶接することができる。
Further, since the concave portion of the one metal plate is formed in a spherical shape, the spherical top portion on the back side of the concave portion can be brought into point contact with the other metal plate.
As a result, it is possible to form an energization path with a large contact resistance that is constricted in a point shape by the point contact portion of each metal plate, and the current density of the welding current is higher than the energization path by surface contact. Can be reliably welded.
(請求項3)
請求項3の発明では、電極の加圧方向に対向する方向に前記他方の金属板を支持する支持部材が備えられている。そのため、電極を前記一方の金属板の凹部に加圧接触させ、その凹部の裏側を前記他方の金属板に加圧接触させたとき、前記他方の金属板は支持部材によって支持されるため、前記他方の金属板に十分な剛性がない場合でも当該金属板が撓み変形しない。
その結果、請求項3の発明によれば、前記一方の金属板の凹部を前記他方の金属板に確実に接触させることが可能になることから、各金属板を正常に溶接することができる。
(Claim 3)
According to a third aspect of the present invention, there is provided a support member that supports the other metal plate in a direction opposite to the pressing direction of the electrode. Therefore, when the electrode is brought into pressure contact with the concave portion of the one metal plate and the back side of the concave portion is brought into pressure contact with the other metal plate, the other metal plate is supported by a support member. Even when the other metal plate does not have sufficient rigidity, the metal plate is not bent and deformed.
As a result, according to the invention of claim 3, the concave portion of the one metal plate can be reliably brought into contact with the other metal plate, so that each metal plate can be normally welded.
[実施形態の構成]
図1は、本発明を具体化した一実施形態に係るシリーズスポット溶接の溶接装置20の概略構成を示す斜視図である。
溶接装置20は、6軸ロボットアーム22、エアシリンダ24,25、電極チップ26,27、制御装置40などから構成されている。
[Configuration of the embodiment]
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a
The
電極チップ26はエアシリンダ24から突出したピストン先端に取り付けられ、電極チップ27はエアシリンダ25から突出したピストン先端に取り付けられている。平行に配置された各エアシリンダ24,25は、6軸ロボットアーム22の手首部分22aに取り付けられている。そして、各エアシリンダ24,25には、エアポンプ(図示略)から圧搾空気が供給されるようになっている。
The
6軸ロボットアーム22は、各エアシリンダ24,25に支持された各電極チップ26,27を、重ね合わせた2枚の金属板(例えば、鋼板やアルミニウム合金板など)Wa,Wbの所定位置に移動させる。各エアシリンダ24,25はそれぞれ、エアポンプから供給される圧搾空気のエア圧によりピストンを伸縮させることにより、当該ピストンの先端に取り付けられている各電極チップ26,27を進退移動させ、各電極チップ26,27の先端部26a,27aを金属板Waに対して加圧接触させる。
The six-
金属板Waにおいて、各電極チップ26,27の先端部26a,27aが加圧接触される部位(溶接箇所)30には、一般部35より窪んだ窪み状の凹部30aが形成されている。
一方の金属板Waに形成された溶接箇所30の凹部30aの下側に位置する他方の金属板Wbは、支持部材50上に載置されている。
In the metal plate Wa, a recessed
The other metal plate Wb located below the
支持部材50は、受け台52、絶縁材54、受け部材56から構成されている。
受け台52は溶接装置20が設置されている工場の床面に立設され、受け台52上に絶縁材54を介して受け部材56が取付固定されている。受け部材56の上面は金属板Wbを安定に支持できるよう平坦に形成されている。
受け台52および受け部材56は、各電極チップ26,27の先端部26a,27aが各金属板Wa,Wbを加圧しても各金属板Wa,Wbが撓み変形しないように、十分な強度を有する金属材料(例えば、鉄材)によって形成されている。
The
The
The
図2(A) は、各電極チップ26,27の先端部26a,27aの側面図である。図2(B) は、金属板Waに形成された溶接箇所30の凹部30aの平面図である。図2(C) は、図2(B) に示す凹部30aの側面図である。
FIG. 2A is a side view of the
各電極チップ26,27の先端部26a,27aは球面状に形成されている。
金属板Waの凹部30aは、各電極チップ26,27の先端部26a,27aの球面状に合わせた球面状に形成されている。
そのため、各電極チップ26,27の先端部26a,27aを金属板Waの凹部30aに隙間無く密着させることができる。
The
The
For this reason, the
例えば、金属板Waの板厚は0.65mmに設定され、金属板Wbの板厚は0.8mmまたは2mmに設定されている。また、電極チップ26,27の先端部26a,27aの直径D0は16mmに形成され、各先端部26a,27aの離間距離は35mm程度に設定されている。そして、金属板Waの凹部30aの直径D1は6.6〜8mm程度に設定されている。
For example, the plate thickness of the metal plate Wa is set to 0.65 mm, and the plate thickness of the metal plate Wb is set to 0.8 mm or 2 mm. The diameters D0 of the
図3は、溶接装置20の各電極チップ26,27へ供給する溶接電流を制御する制御装置40の電気的構成を示す回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing an electrical configuration of the
制御装置40は、溶接トランス42、電圧検出器44、制御回路46、交流電源48、サイリスタSCR1,SCR2などから構成されている。尚、電圧検出器44、制御回路46、サイリスタSCR1,SCR2からなる装置は「タイマコンタクタ」と呼ばれる。
溶接トランス42の二次側巻線には各電極チップ26,27が電気的に接続されている。また、溶接トランス42の一次側巻線には、各サイリスタSCR1,SCR2を介して交流電源48が電気的に接続されている。
The
The
電圧検出器44は、各電極チップ26,27間の電圧(溶接トランス42の二次側電圧)を検出し、その電圧値(電圧データ)を制御回路46へ出力する。
互いに逆方向に並列接続された各サイリスタSCR1,SCR2のゲート端子は制御回路46に接続されている。
制御回路46は、電圧検出器44が検出した各電極チップ26,27間の電圧に基づいて、各サイリスタSCR1,SCR2のゲート端子にトリガ信号を出力して制御することにより、交流電源48から溶接トランス42の一次側に供給される溶接電流の通電・遮断の切り替えと位相制御とを行う。
The
The gate terminals of the thyristors SCR 1 and SCR 2 that are connected in parallel in opposite directions are connected to the
The
[スポット溶接工程]
図4は、溶接装置20の電極チップ26,27による金属板Wa,Wbのスポット溶接による仮付け工程を説明するための要部斜視図である。
[Spot welding process]
FIG. 4 is a perspective view of a main part for explaining a tacking process by spot welding of the metal plates Wa and Wb by the
溶接装置20が設置されている工場の床面Gには、支持部材50と、複数個(図示例では4個)の締め付け治具(クランプ)KRとが立設されている。
各金属板Wa,Wbは自動車のボデー(アッパーボデーまたはアンダーボデー)を構成し、各金属板Wa,Wbの全体形状は複雑な立体形状で大型である。そのため、各締め付け治具KRによって各金属板Wa,Wbを締付固定した状態で、溶接装置20を用いてスポット溶接することにより、各金属板Wa,Wbが分離不能になるように仮付けする。
A
Each metal plate Wa, Wb constitutes an automobile body (upper body or underbody), and the overall shape of each metal plate Wa, Wb is a complicated three-dimensional shape and large. Therefore, the metal plates Wa and Wb are temporarily attached so that they cannot be separated by spot welding using the
図5は、溶接装置20の電極チップ26,27による金属板Wa,Wbのスポット溶接による仮付け工程を説明するための一部断面図である。
FIG. 5 is a partial cross-sectional view for explaining a tacking process by spot welding of the metal plates Wa and Wb by the
まず、図5(A)に示すように、重ね合わせた2枚の金属板Wa,Wbに対して、各電極チップ26,27の先端部26a,27aが鋼板Waの溶接箇所30の上方に位置するように、6軸ロボットアーム22によって各電極チップ26,27が移動されて位置決めされる。
First, as shown in FIG. 5 (A), the
次に、図5(B)に示すように、各エアシリンダ24,25のピストンを伸長させることにより、当該ピストンの先端に取り付けられている各電極チップ26,27を移動させ、各電極チップ26,27の先端部26a,27aを金属板Waの溶接箇所30に形成されている凹部30a内に嵌合させる。
Next, as shown in FIG. 5 (B), by extending the pistons of the
そして、各電極チップ26,27の先端部26a,27aが金属板Waの凹部30a内に嵌合した後も、各エアシリンダ24,25のピストンを伸長させて各電極チップ26,27による加圧を続け、金属板Waの凹部30aの裏側を金属板Wbに所定圧力(例えば、50kgf程度)で加圧接触させることにより、金属板Waの凹部30aの裏側の球面状の頂部を金属板Wbに点接触させる。
Even after the
続いて、図5(C)に示すように、制御回路46が各サイリスタSCR1,SCR2を制御して交流電源48から溶接トランス42の一次側に溶接電流を通電させることにより、溶接トランス42の二次側から各電極チップ26,27間へ溶接電流を通電させる。
Subsequently, as shown in FIG. 5C, the
すると、各金属板Wa,Wbの点接触している部分(金属板Waの凹部30aの裏側の球面状の頂部と金属板Wbとの接触部分)30bにより点状に絞られた接触抵抗の大きな通電経路(図示の矢印付き実線)が形成され、その通電経路を流れる溶接電流は、面接触による通電経路よりも電流密度が高められる。
その溶接電流によって抵抗発熱量が増大し、点接触部分30bにおける各金属板Wa,Wbが溶融して溶接ナゲットNaが生成され、その溶接ナゲットNaによって両金属板Wa,Wbが点状に溶接される。
Then, the point resistance of each metal plate Wa, Wb (the contact portion between the spherical top on the back side of the
The resistance heating value is increased by the welding current, and the metal plates Wa and Wb in the
その後、各電極チップ26,27による加圧および通電が継続されることにより、点接触部分30bにおいて金属板Waが金属板Wbにめり込むように沈み込み、金属板Waの凹部30aの球面状の裏側に沿った表面方向に向かうように溶接ナゲットNaが順次形成され、スポット溶接が完了される。
Then, by continuing the pressurization and energization by the
[実施形態の作用・効果]
以上詳述したように、本実施形態によれば、以下の作用・効果を得ることができる。
[Operations and effects of the embodiment]
As described above in detail, according to this embodiment, the following actions and effects can be obtained.
[1]金属板Waの凹部30aは、各電極チップ26,27の先端部26a,27aの球面状に合わせた球面状に形成されている。そのため、図5(B)に示すように、各電極チップ26,27の先端部26a,27aを金属板Waの溶接箇所30に形成されている凹部30a内に嵌合させたとき、各先端部26a,27aを金属板Waの凹部30aに隙間無く密着させることができる。
[1] The
その結果、先端部26a,27aと凹部30aとの接触面積を十分にとることが可能になり、各電極チップ26,27と金属板Waとの接触抵抗が小さくなるため、各電極チップ26,27から金属板Waへ大きな溶接電流を流して確実な溶接を行うことができる。
As a result, a sufficient contact area between the
尚、金属板Waの凹部30aの直径D1の範囲は、各電極チップ26,27の先端部26a,27a(または各電極チップ26,27の基部)の直径D0の20〜80%に設定するのが適当であり、望ましくは30〜60%、特に望ましくは40〜50%である。
凹部30aの直径D1がこの範囲より大きくなると、凹部30aの形状が各電極チップ26,27の先端部26a,27aの形状に合わなくなり、先端部26a,27aを凹部30aに隙間無く密着させることができなくなることから、先端部26a,27aと凹部30aとの接触面積が少なくなり、正常な溶接が困難になる。
また、凹部30aの直径D1がこの範囲より小さくなると、各電極チップ26,27の先端部26a,27aと凹部30aとの接触面積が少なくなり、正常な溶接が困難になる。
The range of the diameter D1 of the
When the diameter D1 of the
When the diameter D1 of the
[2]本実施形態では、金属板Waの溶接箇所30に小さな凹部30aを形成しておき、その小さな凹部30aに各電極チップ26,27の先端部26a,27aが正確に合致するように、6軸ロボットアーム22による各電極チップ26,27の位置決めを行っている。
つまり、本実施形態では、金属板Waの小さな凹部30aを狙ってスポット溶接を行うわけである。そのため、凹部30aと各電極チップ26,27の位置決め精度が低いとうまく溶接できない。
[2] In the present embodiment, a small
That is, in this embodiment, spot welding is performed aiming at the small recessed
しかし、本実施形態は仮付け工程に適用したものであり、仮付け工程では各金属板Wa,Wbを締め付け治具KRによって締付固定した状態でスポット溶接を行うため、各電極チップ26,27の先端部26a,27aと金属板Waの凹部30aとの位置にばらつきが発生せず、凹部30aと各電極チップ26,27の位置決め精度が高いことから、金属板Waの小さな凹部30aに対して正確なスポット溶接を行うことができる。
However, this embodiment is applied to the tacking process. In the tacking process, spot welding is performed with the metal plates Wa and Wb clamped and fixed by the clamping jig KR. The positions of the
[3]金属板Waの凹部30aが球面状に形成されているため、金属板Waの凹部30aの裏側の球面状の頂部を金属板Wbに点接触させることができる。
その結果、各金属板Wa,Wbの点接触部分30bにより点状に絞られた接触抵抗の大きな通電経路を形成可能になり、面接触による通電経路よりも溶接電流の電流密度が高められることから、各金属板Wa,Wbを確実に溶接することができる。
[3] Since the
As a result, it becomes possible to form an energization path having a large contact resistance constricted in a point shape by the
[4]本実施形態では、各金属板Wa,Wbの溶接後にも金属板Waの溶接箇所30には球面状の小さな凹部30aが形成されるだけであり、その凹部30aの見栄えはさほど悪くない。
従って、本実施形態によれば、一段高い座面が押しつぶされたクレーター状の溶接打痕が溶接箇所に残る特許文献1の技術に比べて、小さな凹部状の溶接打痕(凹部30a)が溶接箇所30に残るだけであるため、溶接箇所の美観が損なわれない。
よって、本実施形態は、美観が重視されない被溶接物(例えば、自動車のアンダーボデーなど)に適用できるだけでなく、美観が重視される被溶接物(例えば、自動車のアッパーボデーなど)にも適用できる。
[4] In the present embodiment, only the small spherical
Therefore, according to the present embodiment, compared to the technique of Patent Document 1 in which a crater-like welding dent in which a one-step higher seating surface is crushed remains in the welding location, a small concave-shaped welding dent (
Therefore, this embodiment can be applied not only to a workpiece to which aesthetics are not important (for example, an underbody of a car) but also to a workpiece to be aesthetically important (for example, an upper body of a car). .
[5]図6は、金属板Waの端部EPに配置された溶接箇所30の一例を示す要部斜視図である。
仮付け工程では、金属板Waの端部EPをスポット溶接することが多いが、図6に示すように、金属板Waの端部EPに配置された溶接箇所30の面積が狭く、特許文献1の前記座面を形成するのに十分な面積の平面が溶接箇所30にとれない場合がある。
[5] FIG. 6 is a main part perspective view showing an example of the
In the tacking process, the end portion EP of the metal plate Wa is often spot-welded. However, as shown in FIG. 6, the area of the welded
しかし、本実施形態によれば、金属板Waの溶接箇所30に小さな凹部30aを形成するだけでよいため、特許文献1の技術に比べて溶接箇所30に必要とされる平面の面積が小さくて済み、狭い箇所(端部EP)にも確実に溶接を行うことができる。
However, according to the present embodiment, it is only necessary to form a
[6]図5(B)(C)に示すように、金属板Waの凹部30aの裏側を金属板Wbに加圧接触させ、金属板Waの凹部30aの裏側の球面状の頂部を金属板Wbに点接触させたとき、金属板Wbの裏側(金属板Waに接触する表側の反対側)は支持部材50の受け部材56上に載置されている。
[6] As shown in FIGS. 5B and 5C, the back side of the
ここで、受け部材56の上面は金属板Wbを安定に支持できるよう平坦に形成されており、受け台52および受け部材56は、十分な強度を有する金属材料によって形成されている。
そのため、受け部材56は、各電極チップ26,27の加圧方向(鉛直下方向)に対向する方向(鉛直上方向)に金属板Wbを支持する。
Here, the upper surface of the receiving
Therefore, the receiving
従って、金属板Waの凹部30aの裏側を金属板Wbに加圧接触させたとき、金属板Wbは受け部材56によって支持されるため、金属板Wbに十分な剛性がない場合でも金属板Wbが撓み変形しない。その結果、金属板Waの凹部30aを金属板Wbに確実に点接触させることが可能になることから、各金属板Wa,Wbを正常に溶接することができる。
Accordingly, when the back side of the
[7]受け台52と受け部材56との間には絶縁材54が設けられているため、受け台52と受け部材56とは絶縁されている。
つまり、本実施形態において、受け台52および受け部材56が金属材料で形成されているのは十分な強度を得るためであり、受け部材56はバック電極として機能しない。
[7] Since the insulating
That is, in the present embodiment, the
そのため、各電極チップ26,27の一方→金属板Wa→金属板Wb→受け部材56→受け台52という電流経路が形成されることはなく、受け台52には電流が流れない。
従って、各電極チップ26,27から受け台52を介して不要な箇所へ溶接電流が漏れることはなく、その漏れ電流が原因となって溶接装置20や工場の他の設備に発生する設備トラブルを未然に防止できる。
Therefore, a current path of one of the
Therefore, the welding current does not leak from the
また、金属板Waに形成された2つの凹部30a毎に別々の支持部材50が設けられているため、2つの支持部材50間に溶接電流が流れることはない。
従って、各電極チップ26,27間に流れる溶接電流が各支持部材50間に分流することはなく、その分流により各金属板Wa,Wbの溶接状態にバラツキが生じるのを防止できる。
Further, since
Therefore, the welding current flowing between the
[別の実施形態]
ところで、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよく、その場合でも、上記実施形態と同等もしくはそれ以上の作用・効果を得ることができる。
[Another embodiment]
By the way, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and may be embodied as follows, and even in that case, operations and effects equivalent to or higher than those of the above-described embodiment can be obtained.
(1)上記実施形態では、金属板Waに形成された2つの凹部30a毎に支持部材50を設けている。しかし、図7に示すように、2つの凹部30aに共通した1つの支持部材50を設けるようにしてもよい。
(1) In the said embodiment, the supporting
(2)上記実施形態では、受け部材56および受け台52が金属材料によって形成され、受け部材56と受け台52の間に絶縁材54が設けられている。
しかし、受け部材56または受け台52の少なくともいずれか一方を十分な強度を有する絶縁材料(例えば、セラミックスなど)によって形成すれば、絶縁材54を省いてもよい。
(2) In the above embodiment, the receiving
However, the insulating
(3)上記実施形態では、各電極チップ26,27の先端部26a,27aが球面状に形成されている。
しかし、各金属板Wa,Wbを確実に溶接可能であれば、各電極チップ26,27の先端部26a,27aはどのような形状(例えば、円錐状、角錐状など)に形成してもよい。
その場合にも、金属板Waの凹部30aは、各電極チップ26,27の先端部26a,27aの形状に合わせた形状にする必要がある。
(3) In the above embodiment, the
However, as long as the metal plates Wa and Wb can be reliably welded, the
Even in this case, the
(4)上記実施形態では、各電極チップ26,27による金属板Waの加圧方向を鉛直下方向とし、受け部材56が金属板Wbを鉛直上方向に支持している。
しかし、各電極チップ26,27による金属板Waの加圧方向は、鉛直下向きに限らず、鉛直下向きに対して適宜な傾き角度をもつようにしてもよい。
その場合、受け部材56は、各電極チップ26,27の加圧方向に対向する方向に金属板Wbを支持すればよい。
(4) In the above embodiment, the pressing direction of the metal plate Wa by the
However, the pressing direction of the metal plate Wa by the
In that case, the receiving
(5)上記実施形態は、スポット溶接による仮付け工程に適用したものである。しかし、本発明は、スポット溶接の増し打ち工程にも適用可能である。 (5) The said embodiment is applied to the temporary attachment process by spot welding. However, the present invention is also applicable to spot welding additional punching processes.
一般に、増し打ち工程では、必要最低限のワーク位置決め固定手段を設けるだけで、仮付け工程のように強固な固定を行うための締め付け治具KRを用いず、各金属板Wa,Wbを締付固定しない状態でスポット溶接を行うため、各金属板Wa,Wbの溶接箇所30と各電極チップ26,27の位置決め精度が低い。
そのため、特許文献1の技術では、電極チップの直径の1〜3倍に前記座面の直径を設定しておき、電極チップと座面の位置が多少ばらついても、電極チップの先端球面により座面を球面状に変形させて確実な溶接ができるようにしている。
Generally, in the additional punching process, it is only necessary to provide a minimum work positioning and fixing means, and the metal plates Wa and Wb are tightened without using a tightening jig KR for performing strong fixing as in the temporary mounting process. Since spot welding is performed in a non-fixed state, the positioning accuracy of the welded
For this reason, in the technique of Patent Document 1, the diameter of the seating surface is set to 1 to 3 times the diameter of the electrode tip, and even if the positions of the electrode tip and the seating surface vary somewhat, the seating tip is caused by the tip spherical surface of the electrode tip. The surface is deformed into a spherical shape so that reliable welding can be performed.
従って、上記実施形態を一般の増し打ち工程に適用した場合には、金属板Waの凹部30aと各電極チップ26,27の位置決め精度が低いため、小さな凹部30aに対して正確なスポット溶接を行うことができない。
しかし、各金属板Wa,Wbの溶接箇所30と各電極チップ26,27の位置にばらつきが発生しない場合には、上記実施形態を増し打ち工程に適用した場合でも、金属板Waの小さな凹部30aに対して正確なスポット溶接を行うことができる。
Therefore, when the above embodiment is applied to a general additional punching process, the positioning accuracy of the
However, when there is no variation in the positions of the welded
20…溶接装置
24,25…エアシリンダ
26,27…電極チップ
26a,27a…電極チップの先端部
30…溶接箇所
30a…凹部
30b…点接触部分
35…一般部
40…制御装置
42…溶接トランス
44…電圧検出器
46…制御回路
48…交流電源
50…支持部材
52…受け台
54…絶縁材
56…受け部材
SCR1,SCR2…サイリスタ
Wa,Wb…金属板
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記一方の金属板の前記電極を加圧接触させる部位には窪んだ形状の凹部を形成すると共に、前記電極の先端を当該凹部に加圧接触させて各金属板を溶接することを特徴とするシリーズスポット溶接方法。 This is a series spot welding method in which a pair of spaced apart electrodes are pressed against one surface of two superimposed metal plates, a welding current is passed between the two electrodes, and the two metal plates are welded. And
A concave portion having a recessed shape is formed at a portion where the electrode of the one metal plate is brought into pressure contact, and the metal plate is welded by bringing the tip of the electrode into pressure contact with the recess. Series spot welding method.
前記電極の先端は球面状に形成され、前記金属板の凹部は当該電極の先端形状に合わせた球面状に形成されていることを特徴とするシリーズスポット溶接方法。 In the series spot welding method according to claim 1,
The series spot welding method, wherein the tip of the electrode is formed in a spherical shape, and the concave portion of the metal plate is formed in a spherical shape matching the shape of the tip of the electrode.
前記一方の金属板に重ね合わされた他方の金属板を、前記電極の加圧方向に対向する方向に支持する支持部材を備えたことを特徴とするシリーズスポット溶接方法。 In the series spot welding method according to claim 1 or 2,
A series spot welding method, comprising: a support member that supports the other metal plate superimposed on the one metal plate in a direction opposite to a pressing direction of the electrode.
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