JP2006320959A - Welding electrode and method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、溶接電極の分野に関する。 The present invention relates to the field of welding electrodes.
溶接電極は電気抵抗溶接に用いることができる。抵抗溶接技術は、産業において広く用いられており、その一例は自動車ボディーのスポット溶接である。この特定の用途では、一対の協働する溶接電極を装着した溶接ガンを溶接経路に沿って一段階ずつ移動させる。それぞれの段階では、一対の溶接電極は溶接される加工品に向かい合って近づけられ、電流がそれらの間に流れる。加工品間の境界における電気抵抗によって局部過熱を生じ、その結果、加工品は局所的に溶解して溶接ナゲットを形成する。その後、加工品から電極が除かれる。生産ライン基準では、これらの段階は高速な手順として実行され、また、それぞれの連続する溶接位置において繰返される。 The welding electrode can be used for electric resistance welding. Resistance welding techniques are widely used in the industry, an example being spot welding of automobile bodies. In this particular application, a welding gun fitted with a pair of cooperating welding electrodes is moved step by step along the welding path. At each stage, a pair of welding electrodes are brought close to the workpiece to be welded and a current flows between them. The electrical resistance at the boundary between the workpieces causes local overheating so that the workpiece melts locally to form a weld nugget. Thereafter, the electrode is removed from the workpiece. On a production line basis, these steps are performed as a fast procedure and repeated at each successive welding position.
多量に製造する場合、特にロボットを用いて溶接を行う場合、中断がほとんどなく稼動できることは好都合である。中断理由の一つは、ときどき電極を交換する必要があることである。一般に、過度に頻繁な電極交換を行うことなく相応の溶接品質を維持できることは望ましいことである。 When manufacturing in large quantities, especially when welding using robots, it is advantageous to be able to operate with little interruption. One reason for the interruption is that the electrodes need to be changed from time to time. In general, it is desirable to be able to maintain a reasonable weld quality without excessively frequent electrode changes.
電極は、最も一般的には銅あるいは銅合金で作られており、これは相対的に小さな電気抵抗を持ち電極間に相対的に高い電流を流すことができるものである。この電極は期待どおりに、その使用の際に熱くなり易い。温度が上がると、それに伴って、電極の寿命を短くしまたは溶接性能を低下させる、あるいはそれらの両方を生じさせるようないくつかの現象を生じる。第1には、電極が加工品を捕捉すなわち電極が加工品に張り付き、その結果、電極が除かれるときに火花や溶接の割れ目を生じることがある。 The electrodes are most commonly made of copper or a copper alloy, which has a relatively small electrical resistance and allows a relatively high current to flow between the electrodes. As expected, this electrode is prone to heat during use. As the temperature increases, there are a number of phenomena associated with it that shorten the life of the electrodes and / or reduce welding performance. First, the electrode may catch the workpiece, i.e., the electrode may stick to the workpiece, resulting in sparks and weld cracks when the electrode is removed.
第2に、温度の上昇によって銅電極が柔らかくなり、それによって、溶接の際の接触する圧力の下で変形し易くなる。そのような変形には電極先端(チップ)の塑性流動が含まれ、それによってその先端が平らあるいはずんぐりしたものとなり、また、溶接先端の接触面積が増す傾向がある。この現象は「マッシュルーミング」といわれるものである。接触面積の増大は、(電流密度の減少による)より低い温度の溶接、場合によっては不完全な溶接や、より高い溶接電流、あるいはこれらの組合せをもたらす傾向にある。 Secondly, the increase in temperature softens the copper electrode, thereby making it easier to deform under the pressure of contact during welding. Such deformation includes plastic flow of the electrode tip (tip), which tends to make the tip flat or stubborn, and also tends to increase the contact area of the welding tip. This phenomenon is called “mash roaming”. Increased contact area tends to result in lower temperature welds (due to reduced current density), possibly incomplete welds, higher weld currents, or combinations thereof.
第3に、この溶接電極は自動車製造において亜鉛鉄板をスポット溶接するのに頻繁に用いられるので、溶接温度で、亜鉛鉄板から亜鉛が溶接電極の銅の方に移動し易くなる。これは電極の接触領域で最大になる傾向がある。これによって、望ましくないこととして電極チップで黄銅合金が形成され、チップの寿命が短くなり易くなる。 Thirdly, since this welding electrode is frequently used for spot welding a zinc iron plate in automobile manufacture, zinc easily moves from the zinc iron plate to the copper of the welding electrode at the welding temperature. This tends to be greatest at the electrode contact area. This undesirably forms a brass alloy with the electrode tips and tends to shorten the life of the tips.
一般に、電極チップを低い温度に維持することや、電極チップの材料と溶接対象の材料ないし被覆物との間に相互作用を生じさせないようにすることは望ましいことである。電極チップに被覆物を形成し亜鉛の移動を生じさせないようにし、また、塑性変形を生じないようすることは望ましいことである。これらの被覆物は相対的に薄い膜とすることができ、ある一つの参考では、炭化チタン被覆物の場合1インチの約千分の一あるいは数千分の一、他の参考では、セラミック被覆物の場合5000オングストロームが提案されている。電極チップに被覆物が形成されるとき、相対的に被覆物に亜鉛が移動できる開口ないし欠陥がほとんどない場合には電極の寿命が延びる傾向にあり、また、本願発明者によれば、被覆物に割れ目ないし隙間が形成されることを防止しあるいはその形成を遅らせることは望ましいことである。長い間に、電極チップの被覆物は、加熱や化学的環境の結果として、溶接ヘッドが加工物に近づけられるときの衝撃を受けて劣化し易い。被覆物は磨り減りあるいは割れ目を生じ、電極はその有効寿命の終わりに近づく。本願発明者は、概略、ある被覆物あるいは総ての被覆物が電極チップにある時間が長いほど、また、電極チップの被覆されたままの部分の割合が多いほど、電極の使用寿命が長くなると考えている。 In general, it is desirable to maintain the electrode tip at a low temperature or to prevent interaction between the electrode tip material and the material or coating to be welded. It is desirable to form a coating on the electrode tip to prevent zinc migration and to prevent plastic deformation. These coatings can be relatively thin films, one reference being about one thousandth or one thousandth of an inch in the case of a titanium carbide coating, and another reference being a ceramic coating. In the case of things, 5000 angstroms have been proposed. When the coating is formed on the electrode tip, the life of the electrode tends to be extended if there is almost no opening or defect in which zinc can move in the coating, and according to the present inventor, the coating It is desirable to prevent or delay the formation of cracks or gaps. Over time, electrode tip coatings are prone to degradation as a result of heating and chemical environments as a result of impact when the welding head is brought closer to the workpiece. The coating wears out or cracks and the electrode approaches the end of its useful life. The inventor of the present application generally indicates that the longer the time during which a certain coating or all the coatings are on the electrode tip, and the greater the proportion of the portion of the electrode tip that is still covered, the longer the service life of the electrode. thinking.
本発明の態様では、溶接電極は中空の本体を有する。この溶接電極は主に銅ベースの材料で作成される。前記溶接電極は、電極ホルダと係合するための第1の端部を有する。この第1の端部は、冷却液を前記中空本体に供給し、また、前記中空本体から排出するために開口を有した第1端部を有する。前記溶接電極は、溶接される対象物と係合するための溶接チップを有した第2の端部を有する。前記中空本体はその中に形成された室の配列をゆする。この室は前記開口から前記溶接チップに向かって延在する。前記溶接電極はその内部において隣接する1対の前記室の間に形成されたウェブを有する。 In an aspect of the invention, the welding electrode has a hollow body. This welding electrode is mainly made of a copper-based material. The welding electrode has a first end for engaging the electrode holder. The first end has a first end having an opening for supplying coolant to the hollow body and for discharging from the hollow body. The welding electrode has a second end with a welding tip for engaging the object to be welded. The hollow body provides an array of chambers formed therein. This chamber extends from the opening toward the welding tip. The welding electrode has a web formed therein between a pair of adjacent chambers.
本発明の態様の特徴において、前記電極はその上に主にチタニウムの被覆物を有する。他の特徴では、前記被覆物は第1層および第2層を有する。他の特徴では、前記第1および第2層は主にチタニウムカーバイドからなり、前記第2層は前記第1層よりも高い重量%のチタニウムカーバイドを含んでいる。他の特徴では、前記第1層は前記第2層よりも高い重量%のチタニウムカーバイドを含んでいる。他の特徴では、溶接電極は中空の軸部を有し、この軸部は冷却液をその内部に導入できるようになっている。前記電極はその内部に冷却フィンを有する。他の特徴では、電極の少なくとも一部が銅の分散強化合金で形成される。さらに他の特徴では、第2層は銅に対して第1層よりも適切な接着性を持った材料で構成される。 In a feature of an embodiment of the invention, the electrode has a primarily titanium coating thereon. In other features, the coating has a first layer and a second layer. In other features, the first and second layers are primarily composed of titanium carbide, and the second layer includes a higher weight percentage of titanium carbide than the first layer. In other features, the first layer includes a higher weight percentage of titanium carbide than the second layer. In other features, the welding electrode has a hollow shaft that allows the coolant to be introduced therein. The electrode has cooling fins therein. In other features, at least a portion of the electrode is formed of a copper dispersion strengthened alloy. In yet another feature, the second layer is composed of a material that has better adhesion to copper than the first layer.
本発明の態様の他の特徴において、前記第1層は主にニッケルである材料を主に銅の溶接キャップ本体材料上に堆積することによって形成される。他の特徴では、前記第1層が、主に銅の溶接キャップ本体上に堆積された、少なくとも5重量%のモリブデンである材料によって形成された下地層である。他の特徴では、前記第1層が、主に銅の溶接キャップ本体上に堆積された、少なくとも5重量%のタングステンである材料によって形成された下地層である。さらに他の特徴では、本体は主に銅からなり、被覆物は、(a)重ね層、および(b)モリブデンとタングステンを混合した下地層のいずれか1つの層を含み、上記モリブデンとタングステンの混合物は前記溶接キャップ本体に付与する被覆材料の一部であり、前記溶接電極は、上記モリブデンとタングステンはともに材料の10から15重量%を形成する。 In other features of embodiments of the present invention, the first layer is formed by depositing a material that is primarily nickel on a weld cap body material that is primarily copper. In other features, the first layer is an underlayer formed of a material that is at least 5% by weight molybdenum deposited primarily on a copper weld cap body. In other features, the first layer is an underlayer formed of a material that is at least 5 wt.% Tungsten deposited primarily on a copper weld cap body. In still another feature, the body is mainly made of copper, and the covering includes any one of (a) an overlying layer and (b) a base layer in which molybdenum and tungsten are mixed, and the molybdenum and tungsten layers. The mixture is part of the coating material that is applied to the weld cap body, and the welding electrode comprises 10-15% by weight of the molybdenum and tungsten together.
本発明の他の態様では、溶接電極の製造方法が提供される。この方法は、主に銅の材料で作成された成形ブランクであって、電極ホルダに固定されるための軸部と、溶接される加工物に対して配置されるための接触領域を有するヘッドと、を有した成形ブランクを用意する工程を含む。前記方法は、前記軸部に主穴を形成する工程と、前記ヘッドに、複数の副室であって当該副室が前記主穴と液体で連通する副室を形成する工程を含む。 In another aspect of the present invention, a method for manufacturing a welding electrode is provided. This method is a molded blank made primarily of copper material, a shaft for fixing to an electrode holder, and a head having a contact area for placement against the workpiece to be welded. The process of preparing the shaping | molding blank which has these. The method includes a step of forming a main hole in the shaft portion, and a step of forming a plurality of sub chambers in the head, the sub chambers communicating with the main hole by liquid.
他の特徴では、得る工程は、その内部に形成された内部フィンを有するブランクを得る工程を含む。さらに他の特徴では、第1層を形成する工程に先立って、接触領域をきれいにする工程が行われる。さらに他の特徴では、きれいにする工程は機械的にクリーニングする工程を含む。機械的にクリーニングする工程は、少なくとも接触領域におけるショットピーニングの工程である。他の特徴では、第1層を形成する工程は第1堆積処理を用いる工程を含み、第2層を形成する工程は第2堆積処理を含み、第1堆積処理は第2堆積処理と異なる。 In other features, the obtaining step includes obtaining a blank having internal fins formed therein. In yet another feature, prior to the step of forming the first layer, a step of cleaning the contact area is performed. In still other features, the cleaning step includes a mechanical cleaning step. The mechanical cleaning step is a shot peening step at least in the contact region. In other features, forming the first layer includes using a first deposition process, forming the second layer includes a second deposition process, and the first deposition process is different from the second deposition process.
他の特徴では、前記方法は、中央の内部十字形を形成する工程を含む。さらに他の特徴では、前記方法は、ブランクを形成して軸部の軸方向前方に位置するヘッドを有するようにし、前記ヘッドに、側方から見たときに、主に(i)放物線および(ii)楕円曲線のいずれかである曲線に沿って形成された形状を与える工程を含む。他の特徴では、当該曲線が前記ヘッドの最も前方の位置で頂点を持ち、前記方法は、前記頂点を取り除いて前記ヘッドの平らな端面を生成する工程を含む。 In other features, the method includes forming a central internal cross. In still other features, the method includes forming a blank to have a head positioned axially forward of the shank, wherein the head is primarily (i) parabolic and ( ii) providing a shape formed along a curve that is one of the elliptic curves. In other features, the curve has a vertex at the forefront position of the head, and the method includes removing the vertex to produce a flat end face of the head.
本発明の上述したおよび他の態様および特徴は、以下に示す本発明の詳細な説明および添付の図面によって理解できることである。 The foregoing and other aspects and features of the present invention can be understood by the following detailed description of the invention and the accompanying drawings.
以下の記述およびそこで記載される実施形態は、例示するものあるいは本発明の態様の原理の特別の実施形態を例示するものである。これらの例は、説明のために提供されるものであり、それらの原理および本発明を制限するものではない。記載では、同じ部分は明細書および図面においてそれぞれ同じ参照番号を付す。図面は、必ずしも同じ寸法とは限らないし、また、ある例では、より明確に本発明の特徴を表現すべく比率が誇張されている場合もある。 The following description and the embodiments described therein are illustrative or specific embodiments of the principles of aspects of the present invention. These examples are provided for purposes of illustration and are not intended to limit their principles and the invention. In the description, the same parts bear the same reference numerals in the specification and the drawings. The drawings are not necessarily of the same dimensions, and in certain instances, ratios may be exaggerated to more clearly represent features of the present invention.
本明細書では、以下に示されるように、溶接電極は雄型または雌型のいずれかである。いずれの場合でも、溶接電極は、ある軸線に関して形成される回転体の形を有することができる。この回転体は、長軸、すなわちz軸と称する軸方向、このz軸から延在する半径方向ないし半径軸r、および軸方向および半径方向に対して互いに垂直な角度データで表される周方向を有した極、円筒座標系で検討することができる。 In this specification, as will be shown below, the welding electrode is either male or female. In any case, the welding electrode can have the form of a rotating body formed about an axis. The rotating body has a long axis, that is, an axial direction called a z-axis, a radial direction extending from the z-axis or a radial axis r, and a circumferential direction represented by angle data perpendicular to the axial direction and the radial direction. It is possible to study in a pole-cylinder coordinate system having
図1aおよび図1bに示される雄形電極の例について検討する。この例では、電極20が電極ホルダ22(図1bにおいて鎖線で示される)に装着される。電極ホルダ22は冷却液供給導管24(透視で示される)を備え、この導管は水などの冷却液の内部通路のようなものである。電極ホルダ22は、また、冷却液戻り通路26(透視で示される)を備え、この戻り通路は電極20内から冷却液を引き出すようなものである。
Consider the example of a male electrode shown in FIGS. 1a and 1b. In this example, the
形態に関して、溶接電極20は本体30を有している。本体30は2つの本質領域を有し、これらは概略32として示されるヘッド、および概略34で示される軸部である。軸部34は外面36を有し、この外面は、軸部34が角度αで示される外部テーパを有する場合において切頭円錐断面となる。この円錐では、狭い端部38がヘッド32から延び、また広いほうの端部40が肩42で境を形成する。軸部34のテーパは、軸部34がホルダ22のような溶接電極ホルダの受け口に取り込まれることを促進するようなものであり、また、ホルダに詰め込みやすく、電極ホルダの受け口にしっかりとした結合の取付けを行うことができるものである。これにより、電流を伝えるのに適するような接触面を得ることができる。
With respect to form, the
肩42は、長軸ないし中央軸、すなわちCLで示される回転軸に実質的に垂直な平面内に延在し、それによって、肩42は環状の形を有するものである。肩42は、接合部ないし接合面と呼ばれる軸方向後ろ向きの面44を有し、この面は使用時に電流の通路となる。
The
軸部34は中空のものとすることができる。例えば、軸部34はその内部に形成される空洞ないし室を有し、この空洞は末端38から軸方向内部に向かって延在する穴46として特定されるものである。穴46は円筒形、あるいは、例えばパンチによって形成され、小さなテーパを持つことにより形成するパンチないしダイ(型)から部品を取り除くことを容易にするようなものである。穴46は抜けていない穴であり、軸方向において肩42を越えて延在し、本体30の大半に入ったところの穴端部域48で末端となる。穴端部域48はある程度狭くなっており、狭まる領域49を含むものとできる。狭まる領域49はテーパ部分とすることができ、この部分は必ずしも円形のテーパ部分である必要はない。狭まる領域49は、例えば、図2のように一方の端から見たとき、丸い突出部のある形とすることができる。この丸い突出部のある形は、先細の突出部50の配列を有し、この突出部は縦軸の中心線の回りに、突出部51、52、53、54として配列されている。端部領域48は、またフィン機構のような従来の熱伝達装置を有し、このフィン機構は1つまたはそれ以上のフィンを含んでいる。1つの実施形態では、フィン機構56は中央に位置するフィン58を含む。フィン58は接頭円錐の形状を有し、この形状は概略広い底面から狭い先端59まで延在するものである。フィン58は先細りの円形断面を有する。フィン58は相対的にずんぐりしたものとなる傾向がある。底面の幅(本例では、直径)に対する高さの比は2:1より小さい範囲であり、1:1より小さくてもよく、また、1つの実施形態では2:3より小さい。穴の端部領域48は端部壁62で末端となる。この端部壁は、フィン58の広いほうの端の周りに延在し、また、より一般的には、穴端部領域48の周囲にある先細の突出部の狭まる壁47と接続する。壁55は穴46の最も前方の端である。溶接の接合部分に対して水溜の端が相対的にごく接近していることによって、液冷却媒体への熱伝導が相対的に速い面への短い伝導路が形成されやすくなると考えられる。従って、水溜の内部における積極的な液体冷却によって、チップ領域における溶接キャップの銅ベース合金の焼きなましが生じないようにすることができ、あるいはそれを遅らせることができる。それによって溶接キャップの寿命を延ばすことなどができる。また、おそらくは相対的にずんぐりした中央フィンの方が、長く、薄いフィンないし配列したフィンよりも、冷間形成と両立できる。
The
ヘッド部32はチップ領域60、およびその領域から軸方向後方に向かって延在する側面領域62を有することができる。側面領域62の表面もまた、チップ領域60に対して半径方向外側および後方に向かって延在し、また、弧状部分64上を後方に向かって延在する。断面において、この弧状部分は放物線または楕円曲線の一部において形成される。チップ領域60は放物形または楕円形を切ったもので、平らになる。ヘッド部32は、最初に完全に放物形または楕円形に形成される。そして、チップ領域60が仕上げによって最終的な接点形状が生み出される。例えば、ヘッド部32は、最初、放物形または楕円形の末端である端部61を含むものとすることができる。仕上げ処理の間に端部61は一部が除かれ、60に示すように平らな接頭形状あるいは適切な他の形状が与えられる。側面領域62は、樽のような基部領域66を含むかあるいはそれに入って行き、その基部領域はほぼ一定の半径であり、また、肩42が末端となる。
The head portion 32 can have a chip region 60 and a
穴46および穴46の領域48は水溜と称する部分である。キャップ20の端から端までの代表幅の寸法は外径φとしてとられ、これは肩42の前方のキャップ20を横切るように測定されるものである。他の寸法δ1は、電極の61における放物線または楕円曲線の遠地点から、水溜の最も前方の端で壁55の位置までとしてとられるものである。さらに他の寸法δ2は、放物線または楕円曲線の遠地点から、肩42の面までとしてとられるものである。3番目の寸法δ3は、60で示される仕上げられた面から、端部壁62における水溜の最も近い部分までとしてとられるものである。一つの実施形態では、代表断面寸法と第1寸法との比φ:δ1がとられる。この比率は2:1より大きいものとでき、ある例では約5:2より大きいものとすることができる。他の比率として、第1の距離δ1と第2の距離δ2との比がとられる。一つの実施形態では、この比は2/5以下とすることができ、およそ0.3からおよそ0.5の範囲にあるものとすることができる。代わりに、第3の比率として、第1と第2の距離の差との間でとることもできる(ここで、δ4=δ2−δ1)。この比率は、5:12から2:3の範囲内のものとすることができる。放物または楕円形状は、「弾丸」の丸みをつけたデザインを有した、ISO 5821あるいは抵抗溶接製造業者の協会(RWMA)によって推薦された型と比較して、溶接キャップ端部の塑性変形を生じさせないかあるいは遅らせる傾向があると考えられる。
The
一つの実施形態では、端部壁55が縦中心線と交差せず、どちらかと言えばキャップ20の縦中心線CLの周りに延在する突出部を連結する形状で、リングあるいはリングのような面を形成する。
In one embodiment, the
図3を参照すると、以下に述べるように、チップ領域60はその上に形成した被覆物70を有することができる。場合によって、本体30はほぼ純粋な銅あるいは銅ベースの合金から作られ、相対的に高い熱伝導率(おそらく200W/mKより大きい)を持つものである。ある合金は、銅、クロムおよびジルコニウム(CuCrZr)の主に三つの要素で構成された合金である。他の合金は、主に銅とジルコニウム(CuZr)あるいは銅とクロム(CuCr)のような二元合金である。銅とBerrylium(CuBe)、銅タングステン(CuW)および銅アルミナ(Cu-A1203)合金は、代わりの被覆材料として同じく可能なものである。銀を有した1つの銅合金は、1988年3月29日にNippertに付与された、特許文献1において示唆されている。他の合金として、1984年1月3日にNippertに発行された特許文献2に説明されている、分散強化合金がある。この分散強化合金は、そのチップを形成している溶接電極20の1部だけに含むことができるものである。
Referring to FIG. 3, the chip region 60 can have a
溶接電極20(または以下で述べられる120あるいは170)は、固形物の機械加工、鋳造、あるいは鍛造など多くの方法で製造することができる。銅固体(あるいは場合によって銅合金)の塊の形成については、例えば、特許文献2で記戴されているのとほぼ同じ方法で製造することができる。しかしながら、軸部の中心部は雄型ダイ、すなわち上述した縦溝の形状に対応した外部形状を有し、また、熱伝達リブないしフィンを区画する空洞を有したダイの工程によって形成することができる。 The welding electrode 20 (or 120 or 170 described below) can be manufactured in many ways, such as solid machining, casting or forging. About the formation of the lump of copper solid (or copper alloy depending on the case), it can manufacture by the substantially the same method as described in patent document 2, for example. However, the central portion of the shaft portion may be formed by the process of a male die, that is, a die having an external shape corresponding to the shape of the longitudinal groove described above, and having a cavity for defining heat transfer ribs or fins. it can.
溶接電極20(あるいは以下のように電極120または170)の製造は、電極のチップ60において接触領域に被覆物70を付与する工程を含むことができる。被覆物70は、第1の面被覆の層、物質あるいは合成物を含むことができるが、これは数字80で呼ばれ、また、概略指示されるものである。また、この層には、第2の面被覆の層、物質あるいは合成物82が、全部あるいは部分的に重なる。
Manufacturing the welding electrode 20 (or
溶接電極20のチップ60に端部被覆物70を付与する工程は、端部領域60から不純物を取り除く工程が先に行なわれる。端部領域は、面60のような平らにされたか、あるいは削られた端面を含むことができ、また、先細りの側面領域62に隣接した部分の一部あるいは総てを含むことができる。不純物を取り除く工程は、酸化物、汚れ、オイル、あるいはそれらのすべてを取り除く工程を含むことができる。これに代わって、あるいはさらに、端部領域を堅くする作業工程があってもよい。不純物を取り除く工程と硬化作業の工程は、同時に同じ処理で行うことができ、また、接触領域に圧縮の内部応力をもたらすことも含むことができる。硬化作業の工程は、端部領域のショットピーニング工程を含むことができる。ショットピーニング工程によって、表面不純物を取り除き、表面被覆を付与する表面を相対的に新たらしくきれいな状態に維持し易くなる。ショットピーニングのために使われたショットは、ガラスビーズなどの非参加材料(すなわち、銅と実質的に反応しない材料)で作ることができる。一つの実施形態では、例えば、30−50psigの範囲の圧縮空気のような気体が、15秒から1分の範囲内の時間、電極の被覆されていない端部にNo.7のガラスビーズを向けるのに用いられる。一つの実施形態では、この時間はおよそ30秒である。
The step of applying the end covering 70 to the tip 60 of the
第1の部分、領域、あるいは層80は、その上に重ねられる層82とは異なる組成で形成することができる。翻ってこの層82は層84(そのような3番目の層がある場合)の組成とは異なり、この層84は、さらなる層のいずれの組成とも異なるものとすることができる。場合によっては、被覆物が作られる材料である粉あるいは固体棒の組成が被覆処理が始まる前に知られているものの、層の作成すなわち堆積のまさしくその処理が局所的な融解および合金化を生じさせるようにすることができる。そのようなものとして、層が不鮮明ないし滲むかあるいは相互に流れ込みやすく、それによって、種々の層の組成がはっきりとあるいは明確に変化せず、なおかつある組成物あるいは他の層生物の濃度変化が生じるものである。
The first portion, region, or
第1の層、領域、あるいはベース被覆物は、他の層よりある特定の材料が相対的に富んでいる。例えば、第1の層は、1つあるいはそれ以上の続く層に含まれ得るよりも、相対的により高い濃度のニッケルあるいはニッケル合金を含めることができる。代わりに、あるいはさらに、溶接キャップの銅(あるいは主に銅の)本体に最も近い層あるいは相対的に近い層が、続く1つの層あるいは複数の層よりも、相対的により高い濃度のモリブデン、タングステン、あるいはそれらの両方を含むことができる。ニッケルとモリブデン-タングステン合金のような、相対的により柔らかい金属を相対的に多く持つ合金は、銅に対する親和性を持つ傾向があり、また、相対的に硬い、主にチタンの層あるいはチタンカーバイド層、すなわち被服層を重ねる際に、多孔、空洞や表面亀裂を生じないようにでき、これは、これらの合金(1つあるいはそれ以上の続く層で付与されることができるもの)が、上記とは違って異なる組成のベース被覆層の媒介効果なしに重ねられる場合よりも、より容易になると考えられる。また、より柔らかい金属あるいは金属合金の層は、熱膨張を許容する。すなわち、下側にある主に銅(あるいは銅合金)と、重ねられるチタン、チタンカーバイド、あるいは主に二ホウカチタンの層との間の熱膨張に関して影響力を加減するかあるいは和らげるものとして作用すると考えられる。さらに、これらの媒介する、より柔らかい層が、主にチタン、チタンカーバイドあるいは二ホウカチタンの合金の被覆が溶接キャップの主に銅の基盤に対して全体的に密着する上で助けとなると考えられる。すなわち、この下層は、効果の上で、下層となる銅ベースの基盤と、より堅い上に重ねられるチタンベースの1つの層あるいは場合によって複数の層との間の中間の接着層としての機能を果たす傾向がある。一つの実施形態では、最初の1つの層あるいは複数の層を作るために堆積された、粉あるいは焼結捧材料は、8-40重量%ニッケルの範囲、あるいはより狭い10重量%と35重量%の間の範囲でニッケルを含むものとすることができる。これに代わって、25-35重量%のニッケルを含むこともできる。他の層は、10-20の重量%のニッケルを含むことができる。 The first layer, region, or base coating is relatively rich in certain materials over other layers. For example, the first layer can include a relatively higher concentration of nickel or nickel alloy than can be included in one or more subsequent layers. Alternatively or additionally, the layer closest to or relatively close to the copper (or primarily copper) body of the weld cap has a relatively higher concentration of molybdenum, tungsten than the subsequent layer or layers. , Or both. Alloys with relatively higher amounts of relatively softer metals, such as nickel and molybdenum-tungsten alloys, tend to have an affinity for copper and are also relatively hard, primarily titanium or titanium carbide layers I.e., when overlaying the coating layers, it is possible to avoid porosity, cavities and surface cracks, which are the alloys of these (which can be applied in one or more subsequent layers) Is believed to be easier than when layered without the mediating effect of base coatings of different composition. Softer metal or metal alloy layers also allow thermal expansion. That is, it is considered to act as a moderating or moderating effect on the thermal expansion between the underlying copper (or copper alloy) and the layer of titanium, titanium carbide, or primarily bi-bore titanium. It is done. In addition, these intervening, softer layers are believed to help the overall coating of the titanium, titanium carbide, or titanium alloy alloy to adhere generally to the predominantly copper substrate of the weld cap. In other words, this lower layer, in effect, acts as an intermediate adhesive layer between the underlying copper-based substrate and a layer or layers of titanium base that are more rigidly layered on top. There is a tendency to fulfill. In one embodiment, the powder or sintered material deposited to make the first layer or layers is in the range of 8-40 wt% nickel, or narrower 10 wt% and 35 wt%. Nickel may be included in the range between. Alternatively, 25-35 wt% nickel can be included. Other layers may contain 10-20% by weight nickel.
代わりにあるいはさらに、堆積の前に、粉あるいは焼結棒材料が3〜20重量%のモリブデンを含む。他の実施形態では、10-15重量%のモリブデンを含み、さらに他の実施形態では、4-8重量%のモリブデンを含むことができる。代わりに、あるいはさらに、およそ0.65重量%と2.0重量%の間でタングステンを含むこともできる。他の層では、およそ0.8から1.1%のタングステンを含むことができる。さらに他の層では、およそ1.2から1.8%のタングステンを含むことができる。モリブデンとタングステンの総和はおよそ5重量%からおよそ17重量%の範囲とすることができる。一つの実施形態では、堆積前の粉あるいは焼結棒材料におけるモリブデンとタングステンの総和は、およそ5から8重量%である。他の層では、モリブデンとタングステンの総和は、およそ12から17重量%である。 Alternatively or additionally, the powder or sintered bar material contains 3-20% by weight molybdenum prior to deposition. Other embodiments may include 10-15 wt% molybdenum, and yet other embodiments may include 4-8 wt% molybdenum. Alternatively or additionally, tungsten may be included between approximately 0.65% and 2.0% by weight. Other layers may contain approximately 0.8 to 1.1% tungsten. Still other layers may contain approximately 1.2 to 1.8% tungsten. The sum of molybdenum and tungsten can range from about 5% to about 17% by weight. In one embodiment, the sum of molybdenum and tungsten in the pre-deposition powder or sintered rod material is approximately 5 to 8% by weight. In other layers, the sum of molybdenum and tungsten is approximately 12 to 17% by weight.
被覆物の続く一つの層あるいは複数の層は、相対的にチタンあるいはチタンカーバイドのようなチタン合金により富んでおり、また、そこではいくつかのそのような層が堆積されるが、続く層においてチタンあるいはチタン合金が次第に富むようにすることができる。チタン合金の例はチタンカーバイド(TiC)や二ホウカチタン(TiB2)である。このような1つの層あるいは複数の層は、先に堆積したニッケル、モリブデンあるいはタングステンが豊かな1つの層あるいは複数の層より硬くなる傾向がある。チタン、チタンカーバイドあるいは二ホウカチタンの層は、初期濃度が重量で60と80重量%チタンの間にある粉または棒から作ることができる。このような粉は、また、10-35重量%のニッケル、あるいは一つの実施形態では、13-17重量%、他の実施形態では28−35重量%のニッケルを含むものである。 The subsequent layer or layers of the coating is relatively rich in titanium or a titanium alloy such as titanium carbide, in which several such layers are deposited, but in the subsequent layers Titanium or titanium alloys can be made increasingly rich. Examples of the titanium alloy are titanium carbide (TiC) and diborotitanium (TiB 2 ). Such a layer or layers tend to be harder than the previously deposited layer or layers rich in nickel, molybdenum or tungsten. A layer of titanium, titanium carbide or titanium biborate can be made from a powder or bar with an initial concentration between 60 and 80 wt% titanium by weight. Such powders also contain 10-35 wt% nickel, or in one embodiment 13-17 wt%, and in another embodiment 28-35 wt% nickel.
仕上げあるいは被覆層あるいはその複数層は、この場合も、主にチタン、チタンカーバイドあるいは二ホウカチタン材料の層と較べて、相対的により多くのニッケル、モリブデンまたはタングステン、あるいはモリブデンおよびタングステン内容物を含むことができる。この重ね層は下地をなしているチタンカーバイドあるいは二ホウカチタンの層における亀裂あるいは不連続部分を満たす傾向がある。このような相対的にモリブデンあるいはタングステンが豊かな層は、それらの亀裂や不連続部の中に、亜鉛が移動しないようにする傾向があると考えられている。すなわち、チタンベースの層や、チタンカーバイドあるいは二ホウカチタンの被覆物など、被覆物として堆積された材料の同じ層で、相対的に硬く、亀裂や隙間、あるいは他の欠陥を持つ層があるところでは、いくつかの実施形態では、重ね層が付与されてこれらの欠陥を塞ぎあるいは覆い、それによって融解した亜鉛がそこを通って移動することを防止する。その重ね層は、チタンベースの層より大きい粘り気を持ち、また、亜鉛より高い融解点を持つ材料を含むことができる。一つの実施形態では、その材料は、モリブデンであってもよく、あるいはそれを含むものである。他の実施形態では、その材料は、ニッケルであってもよく、あるいはそれを含むものである。その重ね層は、同じくタングステン成分を含むことができる。 The finish or coating layer or layers thereof again contain relatively more nickel, molybdenum or tungsten, or molybdenum and tungsten contents, compared to the layer of mainly titanium, titanium carbide or bi-bore titanium material. Can do. This overlying layer tends to fill cracks or discontinuities in the underlying titanium carbide or bi-bore titanium layer. Such relatively rich molybdenum or tungsten layers are believed to tend to prevent zinc from moving into their cracks and discontinuities. That is, where there is a layer that is relatively hard and has cracks, gaps, or other defects in the same layer of material deposited as a coating, such as a titanium-based layer or a coating of titanium carbide or titanium carbide In some embodiments, an overlayer is applied to block or cover these defects, thereby preventing molten zinc from moving therethrough. The overlay layer can include a material that has a higher viscosity than a titanium-based layer and that has a higher melting point than zinc. In one embodiment, the material may be or include molybdenum. In other embodiments, the material may be or include nickel. The overlayer can also contain a tungsten component.
一つの実施形態では、主にチタンカーバイド含む層が銅基盤に付与され、そして相対的にモリブデンおよびタングステンが豊かな層が、チタンカーバイドの上に重ね層として付与される。付与されるとき材料は溶け、また、再融解された状態で材料は混ざり易くなる。仕上げられた電極表面に対して堆積が行われた後、結果として生じる被覆領域は、およそ40から50重量%のチタン、10から30重量%のニッケル、および20から40重量%の銅である。この被覆物を製造するために用いられる初期の粉または焼結棒は、70から80重量%のチタンカーバイド、10から15重量%のニッケル、および10から15重量%のモリブデンである。いくつかの例では、粉がレーザー被覆加工に用いられるのに対して、焼結棒は放電堆積に用いることができる。 In one embodiment, a layer comprising primarily titanium carbide is applied to the copper substrate and a relatively molybdenum and tungsten rich layer is applied as a layer over the titanium carbide. When applied, the material melts, and the material tends to mix in the remelted state. After deposition has been performed on the finished electrode surface, the resulting coated areas are approximately 40-50 wt% titanium, 10-30 wt% nickel, and 20-40 wt% copper. The initial powder or sintered bar used to make this coating is 70 to 80 wt% titanium carbide, 10 to 15 wt% nickel, and 10 to 15 wt% molybdenum. In some examples, powders are used for laser coating processes, whereas sintered bars can be used for discharge deposition.
述べたように、様々な層は、放電堆積あるいはレーザー被覆加工によって付与することができる。放電堆積が用いられる場合、電流は60Hza.c.である。これに代わって、パルスDCあるいは半整流ACなどの可変的な直流によってもよい。場合によっては、電流が用いられるいくつかの実施形態では、電流は100Hzより大きい周波数において変化することができる。いくつかの例では、周波数は1000Hzより大きく、いくつかの例で葉周波数は5000Hzから50,000Hzの範囲にある。一つの実施形態では、用いられる周波数は10,000または20,000Hz、(+/-25%)である。 As stated, the various layers can be applied by electrical discharge deposition or laser coating. When discharge deposition is used, the current is 60 Hz a. c. It is. Alternatively, a variable direct current such as a pulse DC or a half-rectified AC may be used. In some cases, in some embodiments in which current is used, the current can vary at frequencies greater than 100 Hz. In some examples, the frequency is greater than 1000 Hz, and in some examples the leaf frequency is in the range of 5000 Hz to 50,000 Hz. In one embodiment, the frequency used is 10,000 or 20,000 Hz, (+/− 25%).
一つの用途では、全体的に単体の被覆層は表面において、(重量%によって)およそ50%のチタン、20%のニッケルおよび25%の銅であり、2層の被覆層はおよそ40%のチタン、40%のニッケルおよび15%の銅であり、そして3層の被覆層は、チタンがおよそ15%、ニッケルが70%および銅が15%である。(割合は、測定がどこで、また、どのようになされるかによって、10%あるいはそれ以上変化し得るものである。例えば、重ねる層の中心では、チタンの割合はより多くなる傾向がある。) In one application, the overall single coating layer is approximately 50% titanium, 20% nickel, and 25% copper (by weight) at the surface, and the two coating layers are approximately 40% titanium. 40% nickel and 15% copper, and the three coating layers are approximately 15% titanium, 70% nickel and 15% copper. (The ratio can vary by 10% or more depending on where and how the measurement is made. For example, the ratio of titanium tends to be higher at the center of the layers to be stacked.)
図laおよび図1bの溶接電極20が雄型電極と呼ばれるのに対し、図4a、4bおよび4cは、雌型の溶接電極120を示している。雌型の溶接電極120は、ヘッド部分132および軸部134を持つ本体130を有する。この例では、軸部134は、外側のほぼ丸い円筒状のスカート136、および主に半径方向において内側に面した先細りにされた面であって、嵌め合いソケットあるいは打ち込み用軸を持った電極ホルダに適合することができるようにされた面138を有している。この面の先細りは、角度αのような小さな角度のものである。内部穴146が軸部134の中に形成され、また、軸部134の末端142から軸方向に抜けていない最も前方の端144まで延在する。先細りのテーパは第1の縦軸位置すなわち肩148で終わり、この肩は、末端142から先端144までの範囲の一部分である。雄型の溶接電極用台座は、ホルダとして識別されるものである。ホルダの最前端は肩148に接する。内部穴146の最前部149は、キャップ20の記載で上述したものとほぼ同じ内部形状を有することができ、ここで、同様の要素には上記で用いられた同じ番号が与えられる。
The
ヘッド部132は、平らなチップないしチップ領域160を有するものである。従って、ヘッド部は削られ、図laおよび1bの例に示したように平らなチップが生成される。それは、初期の丸いチップ152を削ること、すなわち仕上げることである。その丸いチップ152は、初期において上述したように放物線あるいは楕円曲線状に形成される。図1aの例に示されるように、ヘッド部132は、弧状の側面部153を有し、また、ほぼ半径方向において外側に面している円形の円筒状壁154の中でほぼ接線方向において終端する。穴146の軸方向最も内側の端は端部壁155であり、これは肩148から軸方向に距離δ5だけ離れている。この距離は、穴146の内壁における傾斜の切れ目から端までの水溜の深さである。壁155とチップ160との間の軸方向距離は、同じようにδ3として示される。上述のように、δ3を相対的に小さくすることができる。すなわち、δ3は、キャップ120の全径Φ1の2/3より小さなものとできる。一つの実施形態では、δ3はΦ1の1/2あるいはそれ以下とでき、また、他の実施形態では、Φ1の3/8から1/2の範囲とすることができ、およそ2/5Φ1であってもよい。
The
代わりの表現では、穴146において肩148の前方にある水溜部は、肩148からチップ160(あるいは152)までの全距離と比較して大きいものである。すなわち、距離δ3に対する距離δ5の比率は2:3から1:1の範囲にあり、また、3:4から9:10のより狭い範囲にあってもよく、一つの実施形態ではおよそ4:5とすることができる。また、場合によっては、フィン機構56の前方の水溜150における主要な横径は、端部壁55の寸法Φ3によって表され、これは、チップ直径Φ2として示される、チップ領域160の主要な寸法より大きいものとすることができる。チップ160の一部あるいは総てが、溶接電極20の記載に関して上述したように、被覆物70を備えることができる。溶接電極120は、溶接電極20の記載に関して上述した、どのような材料でも作成することができ、また、溶接電極20の記載に関して述べた工程に従って製造することができるものである。
In an alternative representation, the reservoir in front of the
さらに他の電極が、図5aにおいて170で示される。溶接電極170は、概略溶接電120に類似しており、また、本明細書で述べられるどのようなタイプの外側の被覆物をも備えることができる。溶接電極170は、内部の形状が丸いという点に限って溶接電極120と異なる。さらに、溶接電極170は、代わりの形態として、被覆されない形式で生産されて削られていない状態で顧客に向けて出荷されてもよい。これは、削られていないチップから、平らな部分の直径が中程度のものや大きいものまで様々に変化する、初期の溶接の接触直径に仕上げるためである。溶接電極170は、適切な軸部を備えることによって、溶接電極120と同種の雌型の形態で、あるいは溶接電極20と同種の雄型の形態で作れることはもちろんである。
Yet another electrode is shown at 170 in FIG. 5a. The
溶接電極170は、ヘッド部174と軸部176を持つ本体172を有する。軸部176は、軸部134とほぼ同じものとすることができる。溶接電極170は、軸部176の内部に形成された内部穴178を有する。穴178は、軸部176の末端142から、最も前方の行き止まりの端、すなわち端180まで軸方向に延在する。先細りのテーパは、第1の縦方向位置、すなわち、肩ないし壁の不連続部分で終わる。この不連続部分は端142から先端180までの範囲の一部である。内部穴178の最も前方の部分184は、キャップ20の記載で上述したものと異なった内部形状を有している。肩148のような、ほぼ平らな周辺肩を持つというよりむしろ、傾斜の切れ目182における変化は丸みを付けられた変化186の形態である。この変化は、189、190、191、192で示される突出部、室ないし副空洞の配列の1つまたはその他の先細りの壁188に通じている。これら突出部のそれぞれは丸いドーム端194が端部をなし、このドーム端はほぼ球形のアーチないし丸天井に沿って形成される。これらの突出部は、複数の冷却室を備える。196で示される隙間の平らな部分は、差し込まれる雄型電極ホルダに対し軸方向で停止させるものである。突出部189、190、191および192の間の領域には、フィン機構200として示される、突出した冷却配列がある。一つの実施形態では、フィン機構200の中央の、軸方向後ろ向きに突き出ている端は、いくぶん丸い十字形断面で、丸みのある端を持った、ある程度フィリップスのねじ回しの先端を持つことができる。この十字形は、半径方向に延在し、また、軸方向に直立したウェブ198として図示によって示される、1組の外側に向かって延在する翼ないしフィンに対して合流し、あるいは延在する。そして、これらのウェブはフィン柱201として示される中央部で交差し、また、この中央部から延在する。フィン柱201は、丸い断面でなくてもよいが、ある方向でより大きな大交差寸法を持ち、上記方向とは突出部間の角度ピッチの半分ずれた方向でより小さな小交差寸法を持つ。ウェブ198は、この柱の半径方向最も外側の部分で、平ら部分196の中央に向かって続く外側周囲部に合流する。放射状のウェブ198は、半径方向および軸方向の両方で厚みが変化するが、軸方向の基部(すなわち、軸方向において最前部184に最も近い部分)ほど厚く、隣接する突出部の間の中央のラインをつき抜ける平面によって規定される、195で示される平面で最も薄くなる。すなわち、半径方向に延在するウェブ部分は、それぞれ一対の隣接する突出部の中心の間に挿入され、チップ202から熱が放出されるように熱伝達することができる。すなわち、ウェブは、隣接する突出部間の仕切りとして作用し、それによって突出部を相互に隔離する。また、冷却液が流される熱伝達面の面積を大きくすることができる。冷却液の流れが越える面の端すなわち冷却液が交わる面の端は、示されるように、鋭利であるよりもむしろ丸みがあるものである。動作では、軸方向に導入され、前方に向けられた冷却液がフィン機構200の十字形部分によって分けられ(すなわち、十字形部分は流れ分離器として機能する)、突出部の面によって規定される壁に沿って流れる。これらの壁は滑らかに丸み付けられており、流れの方向を後ろ向きに変える翼として機能するとともに、液体に対して相応の熱伝達を行う。この領域を離れた液体は後ろ向きに排出される。滑らかな面の弧は、120度より大きな湾曲にわたって延在し、一つの実施形態では、ほぼ180度の湾曲にわたって延在する。
The
なお、フィン柱201の高さはδ8で示され、これの、δ9で示される、先端と壁の不連続部分との間の高さに対する割合は、例えば、δ3のδ5に対する割合より大きい。一つの実施形態では、δ8のδ9に対する割合は、2/3から9/10の範囲内にある。同様に、それぞれのウェブ198の最小高さは、これはδ9からδ10寸法を減じることによって得ることができるが、これは割合として得ることができる。一つの実施形態では、この割合はδ8の1/2から4/5の範囲内にある。すなわち、フィン柱201は、隣接した極小のウェブ198から突出して軸方向に立つ。図示されるウェブおよび突出部の配列は、多くの突出部ないし多くの水かき配列を表すことを意図したものであり、場合によって、2つ、3つ、4つ、5つ、6つ、7つ、8つまたはそれ以上の突出部ないし水かき配列のいずれであってもよい。また、溶接チップ面ないし領域202からの距離は、軸方向に測った場合、従来や慣例のものより先端180により近く、肩不連続部から、放物形の頂点まで、あるいは場合によって実際に削られたチップ面までの距離の2/5から3/5の範囲内にある。
The height of the
ヘッド部174はチップないしチップ領域202を有し、このチップは、図5hおよび5iにおいて204で示すように削られないままとすることができ、あるいは初期に丸いチップ202を削った状態の図5fおよび5gにおいて206で示されるように、中程度で削られてもよい。これによって、溶接される金属の厚みに関して求められる溶接塊のサイズに対応した直径を有する溶接面を、放物曲線(あるいは他の曲線)に近接する曲面と組み合わせて用いることが可能となる。
The
チップが初期の丸い端部形状で用いられる場合(例えば、図5h)、あるいは末端消費者に出荷する前に適切な大きさに削る場合(図5aあるいは図5fのように)、チップ領域202の一部または総ては、電極20の記載で上述したように被覆物70を備える。溶接電極120は、溶接電極20の記載で上述した材料のいずれからでも作成することができ、また、溶接電極20の記載で述べた工程によって製造することができる。
If the chip is used in an initial rounded end shape (eg, FIG. 5h) or if it is cut to an appropriate size before shipping to the end consumer (as in FIG. 5a or 5f), Some or all include a
被覆されたチップが用いられる場合、場合によっては、本明細書に示されるように形成される溶接キャップは、2つの対象に締め付けられる溶接工具における溶接キャップを用いる工程を含む溶接処理で用いることができる。これら2つの対象はともに溶接される金属シートなどであり、これらの対象には、亜鉛またはニッケル、あるいは亜鉛およびニッケルが被覆された鋼、先進高張力鋼、アルミニウム処理したあるいはアルミニウムのシートが含まれる。処理には、電極をこれらの材料またはそれらの1つとともに用いる前に、電極を調整する工程無しに電極の使用することが含まれる。このような使用では、場合によっては、溶接される材料の表面にくっつく傾向が減り、また、加工物に銅が堆積する傾向が対応して減少する。長い時間にわたって、電極の劣化が起こる限りでは、電極の使用には、電流段階の工程が含まれる。 Where a coated tip is used, in some cases, a weld cap formed as shown herein may be used in a welding process that includes using a weld cap in a welding tool that is clamped to two objects. it can. These two objects, such as metal sheets that are welded together, include zinc or nickel, or steel coated with zinc and nickel, advanced high-strength steel, aluminized or aluminum sheets. . Processing includes the use of the electrode without the step of conditioning the electrode prior to using the electrode with these materials or one of them. In such use, in some cases, the tendency to stick to the surface of the material being welded is reduced, and the tendency for copper to deposit on the workpiece is correspondingly reduced. As long as electrode degradation occurs over a long period of time, the use of the electrode involves a current phase process.
代わりに、電極の被覆物が加工物片に反応しない傾向がある限りにおいて、亜鉛ベースまたは亜鉛が被覆された加工物片などの加工物表面からの取り出しを少なくすることができ、上記加工物片は、電極と加工物片から取り出された不純物との化学的合金化を減らしまたは遅らせることができ、それだけ電極の劣化を少なくしまたは遅らせることができる。 Instead, as long as the electrode coating tends not to react to the workpiece, it can be removed from the surface of the workpiece, such as a zinc-based or zinc-coated workpiece, and the workpiece Can reduce or retard chemical alloying of the electrode with impurities extracted from the workpiece, and can reduce or retard electrode degradation accordingly.
冷却液の流れとの相互作用のために内部のフィン機構があることによって、電極の冷却を助けることができ、また、長い時間にわたる電極のアニールを遅くするかあるいは生じさせないようにすることができる。場合によっては、このような冷却によって、隣接した電極を加熱するのとは対照的に、溶接塊のいっそう集中した加熱が可能となる。 The internal fin mechanism for interaction with the coolant flow can help cool the electrode and can slow or not cause electrode annealing over a long period of time. . In some cases, such cooling allows more concentrated heating of the weld mass as opposed to heating adjacent electrodes.
種々の実施形態が詳細で述べられた。上述の最良の実施形態の変更またはそれへの追加は、本発明の性質、趣旨あるいは範囲から逸脱しないでなすことができることから、本発明は上記の詳細に限定されない。 Various embodiments have been described in detail. Modifications to or additions to the above-described best embodiments can be made without departing from the nature, spirit or scope of the invention, and the invention is not limited to the details described above.
添付の図面は、代表的な実施形態、あるいは本発明の原理および態様を含んだ実施形態を図示したものである。ここで、
Claims (11)
前記溶接電極は、電極ホルダと係合するための第1の端部であって、冷却液を前記中空本体に供給し、また、前記中空本体から排出するために開口を有した第1端部を有し、
前記溶接電極は、溶接される対象物と係合するための溶接チップを有した第2の端部を有し、
前記中空本体はその中に形成された室の配列であって、当該室が前記開口から前記溶接チップに向かって延在する室の配列を有し、
前記溶接電極はその内部において隣接する1対の前記室の間に形成されたウェブを有する、
ことを特徴とする溶接電極。 In welding electrodes that have a hollow body and are made mainly of copper-based materials,
The welding electrode is a first end for engaging with an electrode holder, the first end having an opening for supplying cooling liquid to the hollow body and for discharging from the hollow body Have
The welding electrode has a second end with a welding tip for engaging the object to be welded;
The hollow body is an array of chambers formed therein, the chamber having an array of chambers extending from the opening toward the welding tip,
The welding electrode has a web formed therein between a pair of adjacent chambers;
A welding electrode characterized by that.
前記重ね物は、チタニウムカーバイドより粘り気の大きく、亜鉛より高い融解温度の材料を含み、
前記チタニウムベース層は、(a)チタニウムカーバイド、および(b)二ホウカチタンの1つを主な成分として有し、
前記重ね物は、(c)モリブデンおよび(d)ニッケルの少なくとも1つを含む
ことを特徴とする請求項1に記載の溶接電極。 The welding tip has a coating comprising a titanium-based layer and a stack deposited on the titanium-based layer;
The stack includes a material that is more viscous than titanium carbide and has a higher melting temperature than zinc;
The titanium base layer has one of (a) titanium carbide and (b) diborotitanium as a main component;
The welding electrode according to claim 1, wherein the superposition includes at least one of (c) molybdenum and (d) nickel.
(a)前記第1層が、主に銅の溶接キャップ本体上に堆積された、少なくとも5重量%のモリブデンである材料によって形成された下地層であり、
(b)前記第1層が、主に銅の溶接キャップ本体上に堆積された、少なくとも5重量%のタングステンである材料によって形成された下地層である、
で構成される溶接電極の組から選択されることを特徴とする請求項3に記載の溶接電極。 The welding electrode is
(A) the first layer is an underlayer formed of a material that is deposited on a weld cap body of copper primarily and is at least 5 wt% molybdenum;
(B) the first layer is an underlayer formed of a material that is deposited at least on a copper weld cap body and is at least 5 wt% tungsten;
The welding electrode according to claim 3, wherein the welding electrode is selected from a set of welding electrodes composed of:
主に銅の材料で作成された成形ブランクであって、電極ホルダに固定されるための軸部と、溶接される加工物に対して配置されるための接触領域を有するヘッドと、を有した成形ブランクを用意する工程と、
前記軸部に主穴を形成する工程と、
前記ヘッドに、複数の副室であって当該副室が前記主穴と液体で連通する副室を形成する工程と、
を有したことを特徴とする溶接電極の製造方法。 In the method of manufacturing a welding electrode,
A molded blank made primarily of copper material, having a shaft for fixing to the electrode holder and a head having a contact area for placement against the workpiece to be welded A step of preparing a molding blank;
Forming a main hole in the shaft portion;
Forming a plurality of sub chambers in the head, wherein the sub chambers communicate with the main holes by liquid;
The manufacturing method of the welding electrode characterized by having.
(a)前記ヘッドに、側方から見たときに、主に(i)放物線および(ii)楕円曲線のいずれかである曲線に沿って形成された形状を与える工程、および
(b)前記ヘッドに、側方から見たときに、主に(i)放物線および(ii)楕円曲線のいずれかである曲線に沿って形成された形状を与える工程であって、当該曲線が前記ヘッドの最も前方の位置で頂点を持ち、前記頂点を取り除いて前記ヘッドの平らな端面を生成する工程が続いて行われる工程、
から構成される工程の組から少なくとも選択される工程と、
を含むことを特徴とする請求項7に記載の溶接電極の製造方法。
The method includes the step of forming the blank to have a head positioned axially forward of the shaft portion;
(A) giving the head a shape formed along a curve that is mainly one of (i) a parabola and (ii) an elliptic curve when viewed from the side; and (b) the head And, when viewed from the side, is a step of giving a shape formed mainly along a curve that is either (i) a parabola or (ii) an elliptic curve, the curve being the forefront of the head Followed by the step of having a vertex at the position of and removing the vertex to produce a flat end face of the head;
A process selected from at least a set of processes consisting of:
The manufacturing method of the welding electrode of Claim 7 characterized by the above-mentioned.
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