JP2011115858A - Method for stud welding - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for stud welding which enables the welding of a stud and a base material made of magnesium or its alloy so as to have a sufficient joint strength. <P>SOLUTION: The method for stud welding is used to weld the stud 15 made of magnesium or magnesium alloy to the base material 14 made of magnesium or magnesium alloy. The method includes a first step for arranging the stud 15 having a projection 28 at its tip end on the base material 14 with a gap of 0.5-12 mm; a second step for making the stud 15 quickly fall; and a third step for welding the tip end of the stud 15 to the base material 14 by discharging an electric charge, charged into a capacitor 11, to the stud 15 and the base material 14 having a surface oxide film broken by the quick fall of the stud 15, and further the discharge of the capacitor 11 is carried out by sending a pulse signal having a long pulse period >0.1-2.0 s together with a welding start signal to the gate of a thyristor 13 serving as a switch of the discharge of the capacitor 11. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、マグネシウム又はマグネシウム合金製の母材に、マグネシウム又はマグネシウム合金製のスタッドを溶接する方法に関する。 The present invention, the base material made of magnesium or magnesium alloys, to a method of welding a magnesium or magnesium alloy stud.

マグネシウム又はその合金は、材料表面に強力な酸化皮膜を形成することと、酸化し易いことで、極めて溶接しにくい金属であると言える。一方、例えば、特許文献1などで、母材の上にスタッドを植設するスタッド溶接法が開示されている。このスタッド溶接法では、大容量のコンデンサーに電荷を蓄積しておき、先端に突起が設けられたスタッドを母材に接触した状態で、コンデンサーの電荷を急速放電し、スタッド先端と母材との間に瞬間的にアークを発生させ、スタッドの先端を母材に溶接するものである。 Magnesium or an alloy thereof can be said to be a metal that is extremely difficult to weld because it forms a strong oxide film on the material surface and is easily oxidized. On the other hand, for example, Patent Literature 1 discloses a stud welding method in which studs are implanted on a base material. In this stud welding method, electric charge is accumulated in a large-capacity capacitor, and the capacitor is rapidly discharged in a state where the stud provided with a protrusion on the tip is in contact with the base material. An arc is instantaneously generated between them, and the tip of the stud is welded to the base material.

特開2002−172465号公報JP 2002-172465 A

しかしながら、上記したスタッド溶接法をそのまま適用して、マグネシウム又はマグネシウム合金製の母材(以下、単に「母材」という)にマグネシウム又はマグネシウム合金製のスタッド(以下、単に「スタッド」という)を溶接することは難しく、スタッドに実質有効な接合強度を要求することは極めて困難であった。 However, by directly applied the stud welding method described above, the magnesium or magnesium alloy of the base material (hereinafter, simply "preform" hereinafter) to the magnesium or magnesium alloy stud (hereinafter, simply referred to as "studs") welding It was difficult to do so, and it was extremely difficult to require a substantially effective joint strength for the stud.

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、マグネシウム又はその合金からなるスタッド及び母材を、十分な接合強度を有して溶接するスタッド溶接方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a stud welding method for welding a stud and a base material made of magnesium or an alloy thereof with sufficient joint strength.

前記目的に沿う第1の発明に係るスタッド溶接方法は、マグネシウム又はマグネシウム合金製の母材に、マグネシウム又はマグネシウム合金製のスタッドを溶接する方法であって、
先端に突起を備えた前記スタッドを前記母材に対して0.5〜12mmのギャップを開けて配置する第1工程と、
前記スタッドを急速に下げる第2工程と、
前記スタッドの急速下降で表面の酸化皮膜が破れた前記母材及び前記スタッド間に、コンデンサーに充電させた電荷を放電させて、前記スタッドの先端を前記母材に溶接する第3工程とを有し、
しかも、前記コンデンサーの放電は、前記コンデンサーの放電のスイッチとなるサイリスタのゲートに溶接開始の信号と共に0.1秒を超え2秒以下の期間の長いパルス信号を用いて行い、
前記スタッドの突起は、スタッド材を不活性ガス又は真空中で、250〜400℃(250〜300℃が更に好ましい)に加熱してヘッダー加工によって形成し、
更に、前記第2工程での前記スタッドの下降は、前記スタッドが装着されスプリングによって下方に付勢された昇降部材を、前記スプリングに抗して引上げ、電磁石によって保持した後、前記電磁石の電流を遮断して前記昇降部材を急速下降することによって行っている。
また、第2の発明に係るスタッド溶接方法は、マグネシウム又はマグネシウム合金製の母材に、マグネシウム又はマグネシウム合金製のスタッドを溶接する方法であって、
先端に突起を備えた前記スタッドを前記母材に対して0.5〜12mmのギャップを開けて配置する第1工程と、
前記スタッドを急速に下げる第2工程と、
前記スタッドの急速下降で表面の酸化皮膜が破れた前記母材及び前記スタッド間に、コンデンサーに充電させた電荷を放電させて、前記スタッドの先端を前記母材に溶接する第3工程とを有し、
しかも、前記コンデンサーの放電は、前記コンデンサーの放電のスイッチとなるサイリスタのゲートに溶接開始の信号と共に0.1秒を超え2秒以下の期間の長いパルス信号を用いて行い、
前記スタッドの突起は、スタッド材を不活性ガス又は真空中で、250〜400℃(250〜300℃が更に好ましい)に加熱してヘッダー加工によって形成し、
更に、前記第2工程の前記スタッドの下降は、前記スタッドが装着された昇降部材をリニアモータによって下降させることによって行う。
Stud welding method according to the first invention along the object, the base material made of magnesium or magnesium alloys, a method of welding a magnesium or magnesium alloy stud,
A first step of disposing the stud provided with a protrusion at the tip with a gap of 0.5 to 12 mm with respect to the base material;
A second step of rapidly lowering the stud;
A third step of discharging a charge charged in a capacitor between the base material whose surface oxide film is broken by the rapid lowering of the stud and the stud, and welding a tip of the stud to the base material. And
Moreover, the discharge of the condenser, have rows with a long pulse signal having the switch to become 2 seconds or shorter than 0.1 seconds with the signal of the welding start to the gate of the thyristor of the discharge of the capacitor,
The stud protrusion is formed by header processing by heating the stud material to 250 to 400 ° C. (more preferably 250 to 300 ° C.) in an inert gas or vacuum.
Further, the lowering of the stud in the second step is performed by pulling up an elevating member attached to the stud and biased downward by a spring against the spring and holding it by an electromagnet. This is done by shutting down and rapidly lowering the elevating member.
The stud welding method according to the second invention is a method of welding a magnesium or magnesium alloy stud to a magnesium or magnesium alloy base material,
A first step of disposing the stud provided with a protrusion at the tip with a gap of 0.5 to 12 mm with respect to the base material;
A second step of rapidly lowering the stud;
A third step of discharging a charge charged in a capacitor between the base material whose surface oxide film is broken by the rapid lowering of the stud and the stud, and welding a tip of the stud to the base material. And
In addition, the discharge of the capacitor is performed using a long pulse signal having a period of more than 0.1 seconds and less than 2 seconds together with a welding start signal at the gate of the thyristor serving as a switch for discharging the capacitor,
The stud protrusion is formed by header processing by heating the stud material to 250 to 400 ° C. (more preferably 250 to 300 ° C.) in an inert gas or vacuum.
Further, the lowering of the stud in the second step is performed by lowering a lifting member on which the stud is mounted with a linear motor.

このスタッド溶接方法においては、スタッドを急速に下げて母材とスタッドとの間に放電させて、酸化皮膜を破りかつ放電によって非酸化雰囲気を作って溶接を行うので、より清純な溶接部となる。なお、母材とスタッドとのギャップが0.5mm未満の場合には、衝撃による十分な加速が得にくく、12mmを超えると間隔が有りすぎて装置自体がコンパクトにならず、しかも、スタッドと母材との衝突力にバラツキが生じやすい。
そして、コンデンサーの放電のスイッチとなる0.1秒を超えるパルス信号をゲートに加えてサイリスタを通電させるので、サイリスタの放電が確実となる。
In this stud welding method, the stud is rapidly lowered and discharged between the base material and the stud, and the oxide film is broken and welding is performed by creating a non-oxidizing atmosphere by discharge, resulting in a more pure welded portion. . When the gap between the base material and the stud is less than 0.5 mm, sufficient acceleration due to impact is difficult to obtain, and when it exceeds 12 mm, there is too much space and the device itself is not compact, and the stud and the base are not compact. Variations in the impact force with the material are likely to occur.
The thyristor is energized by applying a pulse signal of more than 0.1 seconds, which serves as a capacitor discharge switch, to the gate to energize the thyristor.

第1、第2の発明に係るスタッド溶接方法において、前記スタッドの突起の直径は、前記スタッドの溶接部径の1/12〜1/8(好ましくは、1/10〜1/9)であるのが好ましい。なお、ここでスタッドの溶接部径とは、スタッドの下端にフランジが設けられている場合にはフランジの直径と等しく、フランジがない場合にはスタッドの直径と等しくなる。この理由は、突起の直径がより大きい場合、より大きなエネルギーが必要となって、入熱が過剰となり薄板溶接ができない。また、突起の直径がより小さい場合、抵抗が大きくなって全体的な入熱は増えるがスタッド下降時に突起が潰れたり折れたりして、溶接強度にバラツキが生じる。 In the stud welding method according to the first, second invention, the diameter of the projection of the stud, the 1 / 12-1 / 8 of the weld diameter of the stud (preferably 1 / 10-1 / 9) is Is preferred. Here, the weld diameter of the stud is equal to the diameter of the flange when the flange is provided at the lower end of the stud, and equal to the diameter of the stud when there is no flange. This is because if the diameter of the protrusion is larger, more energy is required, heat input becomes excessive, and thin plate welding cannot be performed. Further, when the diameter of the protrusion is smaller, the resistance is increased and the overall heat input is increased, but the protrusion is crushed or broken when the stud is lowered, and the welding strength varies.

そして、第3の発明に係るスタッド溶接方法は、第1、第2の発明に係るスタッド溶接方法において、前記母材の溶接箇所が滑らかな曲がり面である場合、前記スタッドの前記突起を除く下端面を前記母材の溶接箇所に合わせている。これによって、溶接部がより母材に馴染み接合強度が向上する。
なお、以上の発明において、「下げる」及び「下降」とはスタッドを母材に近づける方向に移動(又は衝突)させることをいう。
And the stud welding method according to the third invention is the stud welding method according to the first and second inventions, wherein when the welded portion of the base material is a smooth curved surface, the stud is removed under the projection. The end surface is matched with the welding location of the base material. As a result, the welded part becomes more familiar with the base material and the joint strength is improved.
In the above invention, “lowering” and “lowering” refer to moving (or colliding) the stud in a direction approaching the base material.

請求項1〜3記載のスタッド溶接方法は、母材と間に0.5〜12mmの間隔を開けて配置したスタッドを急速下降させながら、放電を開始するので、母材及びスタッドの表面に形成されている酸化皮膜が壊れる。母材及びスタッドの酸化皮膜が破壊された状態で、サイリスタのゲートにパルス信号を加えてコンデンサーの電荷が確実に放電してアークが発生して周囲に非酸化性の雰囲気を形成し、これによって従来困難であったマグネシウム又はその合金からなる母材とスタッドとの溶接が行われる。
更には、母材とスタッドとの間に形成された溶接部には、比較的酸化物が少なく、より強度を有する接合となる。
In the stud welding method according to claims 1 to 3 , since the discharge is started while rapidly lowering the stud arranged with an interval of 0.5 to 12 mm between the base material, it is formed on the surface of the base material and the stud. The oxidized film is broken. With the base metal and stud oxide film destroyed, a pulse signal is applied to the thyristor gate to ensure that the capacitor charge is discharged and an arc is generated to form a non-oxidizing atmosphere around it. Conventionally difficult welding of a base material made of magnesium or its alloy and a stud is performed.
Furthermore, the welded portion formed between the base material and the stud has a relatively small amount of oxide and has a stronger strength.

本発明の一実施の形態に係るスタッド溶接方法の説明図である。It is explanatory drawing of the stud welding method which concerns on one embodiment of this invention. (A)、(B)、(C)はそれぞれ同実施の形態に係る方法に使用するスタッドの一部切欠き側面図である。(A), (B), (C) is a partially cutaway side view of a stud used in the method according to the embodiment. (A)は更に同実施の形態に係る方法に使用するスタッドの説明図、(B)及び(C)は同スタッドの正面図及び側面図である。(A) is explanatory drawing of the stud used for the method based on the embodiment further, (B) And (C) is the front view and side view of the stud.

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図1に示すように、本発明の一実施の形態に係るスタッド溶接方法に使用するスタッド溶接装置10は、複数のコンデンサー単位を並列に接続して構成される大容量のコンデンサー11と、コンデンサー11に商用電源から電荷を充電する充電回路12と、コンデンサー11の放電開始用のスイッチとなるサイリスタ13と、母材14の上に配置されるスタッド15を保持し、所定の衝撃圧力でスタッド15を母材14に押し付けるスタッド溶接治具16と、これらの制御回路17とを有している。以下、これらについて詳しく説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings for understanding of the present invention.
As shown in FIG. 1, a stud welding apparatus 10 used for a stud welding method according to an embodiment of the present invention includes a large-capacity capacitor 11 configured by connecting a plurality of capacitor units in parallel, and a capacitor 11. The charging circuit 12 for charging the electric power from the commercial power source, the thyristor 13 serving as a switch for starting the discharge of the capacitor 11, and the stud 15 disposed on the base material 14 are held, and the stud 15 is fixed at a predetermined impact pressure. A stud welding jig 16 pressed against the base material 14 and these control circuits 17 are provided. These will be described in detail below.

スタッド溶接治具16は、ガイド部材18に沿って上下動可能な昇降部材の一例であるロッド(導体からなる)19と、ロッド19の下端に設けられ、スタッド15を保持するホルダー20とを有している。ロッド19の中間にはバネ受け座21が設けられ、バネ受け座21と固定バネ受け板22との間に設けられた圧縮バネ(スプリングの一例)23によって下方に付勢されている。また、ロッド19の上端には磁性物24が設けられ、磁性物24が貫通する電磁石25が設けられ、この電磁石25に通電した場合には、磁性物24の取付けられたロッド19が圧縮バネ23に抗して上昇するが、電磁石25の通電が遮断されると圧縮バネ23の付勢力によってロッド19、即ち、ロッド19の先部に設けられたホルダー20に装着されたスタッド15が母材14に衝突するようになっている。
なお、ガイド部材18、固定バネ受け板22及び電磁石25は図示しない支持部材によって所定位置に固定されている。
The stud welding jig 16 includes a rod (made of a conductor) 19 that is an example of an elevating member that can move up and down along the guide member 18, and a holder 20 that is provided at the lower end of the rod 19 and holds the stud 15. is doing. A spring receiving seat 21 is provided in the middle of the rod 19 and is urged downward by a compression spring (an example of a spring) 23 provided between the spring receiving seat 21 and the fixed spring receiving plate 22. Further, a magnetic material 24 is provided at the upper end of the rod 19, and an electromagnet 25 through which the magnetic material 24 penetrates. When the electromagnet 25 is energized, the rod 19 to which the magnetic material 24 is attached is compressed by the compression spring 23. However, when the energization of the electromagnet 25 is interrupted, the rod 15, that is, the stud 15 attached to the holder 20 provided at the tip of the rod 19 is moved by the biasing force of the compression spring 23. It has come to collide with.
The guide member 18, the fixed spring receiving plate 22 and the electromagnet 25 are fixed at predetermined positions by a support member (not shown).

コンデンサー11に逆流防止用のダイオード26を介して接続される充電回路12は、コンデンサー11の放電が終了し、サイリスタ13がオフになったことを検知して作動し、所定電圧までコンデンサー11を充電する構造となっている。サイリスタ13のカソード(出力側)は導電性を有するロッド19に可撓性のある導体で連結されている。制御回路17は常時電磁石25に通電電流を供給し、磁性物24を吸引して、スタッド15を引き上げておく構造となっている。 The charging circuit 12 connected to the capacitor 11 via the backflow prevention diode 26 operates by detecting that the discharging of the capacitor 11 is completed and the thyristor 13 is turned off, and charges the capacitor 11 to a predetermined voltage. It has a structure to do. The cathode (output side) of the thyristor 13 is connected to a conductive rod 19 by a flexible conductor. The control circuit 17 has a structure in which an energizing current is constantly supplied to the electromagnet 25, the magnetic material 24 is attracted, and the stud 15 is pulled up.

また、制御回路17には、溶接開始スイッチ27が設けられ、溶接開始スイッチ27を作動させると、電磁石25の通電を遮断すると共に、サイリスタ13のゲートにパルス電流(パルス信号)を供給するようになっている。このパルス電流は比較的通電時間が長く(0.1秒を超え2秒以下)、スタッド15が下降後、母材14に先端の突起28が当接して、コンデンサー11の放電が行われるようになっている。
なお、スタッド15の突起28と母材14の表面とのギャップGは、常時0.5〜12mmの範囲のいずれかの距離に調整できる構造となっている。即ち、上部に設けられている電磁石25の高さ位置を調整して、そのギャップGを調整できるようになっている。
Further, the control circuit 17 is provided with a welding start switch 27, and when the welding start switch 27 is operated, the energization of the electromagnet 25 is cut off and a pulse current (pulse signal) is supplied to the gate of the thyristor 13. It has become. This pulse current has a relatively long energization time (exceeding 0.1 second to 2 seconds or less), and after the stud 15 is lowered, the protrusion 28 at the tip abuts against the base material 14 so that the capacitor 11 is discharged. It has become.
The gap G between the protrusion 28 of the stud 15 and the surface of the base material 14 has a structure that can always be adjusted to any distance in the range of 0.5 to 12 mm. That is, the gap G can be adjusted by adjusting the height position of the electromagnet 25 provided in the upper part.

図2(A)〜(C)にこのスタッド溶接方法に使用するスタッドの他の例を示すが、(A)に示すスタッド30はストレート型であるが、(B)に示すスタッド31には下部にフランジ32が設けられている。また、(C)に示すスタッド33においては、下部が縮径しその下端に突起28が設けられている。
次に、図3(A)〜(C)示すような特殊形状のスタッド35もある。このスタッド35は例えば、(A)に示すように緩やかな曲線で形成される溝36を有する母材37の溝36にスタッドを溶接する場合、(B)及び(C)に示すようにスタッド35の下部のフランジ38の底面(下端面)39を溝36の滑らかな曲がり面に沿わせることによって、より均等に強い強度でスタッド35を母材37に溶接できる。
FIGS. 2A to 2C show other examples of studs used in this stud welding method. The stud 30 shown in FIG. 2A is a straight type, but the stud 31 shown in FIG. A flange 32 is provided. Further, in the stud 33 shown in (C), the lower portion has a reduced diameter, and a protrusion 28 is provided at the lower end thereof.
Next, there is a stud 35 having a special shape as shown in FIGS. For example, when the stud 35 is welded to the groove 36 of the base material 37 having the groove 36 formed with a gentle curve as shown in (A), the stud 35 as shown in (B) and (C). By aligning the bottom surface (lower end surface) 39 of the lower flange 38 with the smooth curved surface of the groove 36, the stud 35 can be welded to the base material 37 with evenly stronger strength.

なお、スタッド15、30、31、33、35の突起28の直径は、スタッドの溶接部径の1/12〜1/8(より好ましくは、1/10〜1/9)であるのがよい。なお、ここで溶接部径はフランジ32を有するスタッド31の場合はフランジ32の直径、段付きのスタッド33の場合は段の付いた部分の直径、ストレート型のスタッド30の場合はスタッドの直径をいう。ここで、突起28の直径が小さいとスタッドを下降させて母材14等に衝突させた場合、突起28が潰れてしまい、突起28の直径が大きいと溶接電流が不足し、仮に十分な溶接電流を供給できるとしても、過剰な入熱が溶接部に供給されて歪みが発生する等の問題がある。
また、マグネシウム合金(又はマグネシウム)からなるスタッド材からスタッドをヘッダー加工(プレス加工)によって形成する場合、常温では加工しにくいので、不活性ガス又は真空中で250〜400℃程度に加熱してから行うのがよい。
In addition, the diameter of the protrusion 28 of the stud 15, 30, 31, 33, 35 may be 1/12 to 1/8 (more preferably, 1/10 to 1/9) of the diameter of the welded portion of the stud. . Here, the diameter of the welded portion is the diameter of the flange 32 in the case of the stud 31 having the flange 32, the diameter of the stepped portion in the case of the stepped stud 33, and the diameter of the stud in the case of the straight stud 30. Say. Here, when the diameter of the projection 28 is small, when the stud is lowered and collided with the base material 14 or the like, the projection 28 is crushed, and when the diameter of the projection 28 is large, the welding current is insufficient, and a sufficient welding current is assumed. However, there is a problem that excessive heat input is supplied to the weld and distortion occurs.
In addition, when a stud is formed from a stud material made of a magnesium alloy (or magnesium) by header processing (press processing), since it is difficult to process at normal temperature, it is heated to about 250 to 400 ° C. in an inert gas or vacuum. Good to do.

続いて、図1を参照しながら、本発明の一実施の形態に係るスタッド溶接方法について説明する。
先端に突起28を備えたスタッド15をホルダー20に装着し、スタッド15の突起28を母材14に対して0.5〜12mm(例えば、3mm)のギャップを開けて配置する。この状態では電磁石25は通電されてロッド19は上昇している。また、コンデンサー11は所定の電圧に充電されている。
この状態で溶接開始スイッチ27を押すと、電磁石25の励磁は解除され、サイリスタ13のゲートにパルス電流が通電される。電磁石25の通電が遮断されると、スタッド15は圧縮バネ23によって押されて急速下降し、母材14に衝突して、スタッド15の突起28及び母材14の酸化皮膜が瞬間的に破壊され、次に、コンデンサー11からの放電が開始する。このコンデンサー11の放電回路にはリアクトル等、コンデンサー11の放電を緩和する素子は設けられていない。従って、放電電流は極めて短時間の間に急速放電し、更なる酸化皮膜を形成することなく、溶接が完了する。
Next, a stud welding method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
A stud 15 having a protrusion 28 at the tip is attached to the holder 20, and the protrusion 28 of the stud 15 is arranged with a gap of 0.5 to 12 mm (for example, 3 mm) with respect to the base material 14. In this state, the electromagnet 25 is energized and the rod 19 is raised. The capacitor 11 is charged to a predetermined voltage.
When the welding start switch 27 is pressed in this state, the excitation of the electromagnet 25 is released and a pulse current is applied to the gate of the thyristor 13. When the energization of the electromagnet 25 is interrupted, the stud 15 is pushed down by the compression spring 23 and rapidly descends, collides with the base material 14, and the protrusion 28 of the stud 15 and the oxide film of the base material 14 are instantaneously destroyed. Then, discharge from the capacitor 11 starts. The discharge circuit of the capacitor 11 is not provided with an element such as a reactor for reducing the discharge of the capacitor 11. Therefore, the discharge current is rapidly discharged in a very short time, and welding is completed without forming a further oxide film.

前記実施の形態においては、ロッド19の下降及び上昇は電磁石25と圧縮バネ23が行っているが、例えば、リニアモータを使用してロッド(昇降部材)の制御を行うこともでき、これによってより厳密な制御ができ、より品質のよい溶接部を得ることができる。 In the above embodiment, the rod 19 is lowered and raised by the electromagnet 25 and the compression spring 23. For example, the rod (elevating member) can be controlled by using a linear motor. Strict control can be performed, and a weld with better quality can be obtained.

10:スタッド溶接装置、11:コンデンサー、12:充電回路、13:サイリスタ、14:母材、15:スタッド、16:スタッド溶接治具、17:制御回路、18:ガイド部材、19:ロッド、20:ホルダー、21:バネ受け座、22:固定バネ受け板、23:圧縮バネ、24:磁性物、25:電磁石、26:ダイオード、27:溶接開始スイッチ、28:突起、30、31:スタッド、32:フランジ、33、35:スタッド、36:溝、37:母材、38:フランジ、39:底面 10: Stud welding device, 11: capacitor, 12: charging circuit, 13: thyristor, 14: base material, 15: stud, 16: stud welding jig, 17: control circuit, 18: guide member, 19: rod, 20 : Holder, 21: Spring receiving seat, 22: Fixed spring receiving plate, 23: Compression spring, 24: Magnetic material, 25: Electromagnet, 26: Diode, 27: Welding start switch, 28: Projection, 30, 31: Stud, 32: Flange, 33, 35: Stud, 36: Groove, 37: Base material, 38: Flange, 39: Bottom

Claims (4)

マグネシウム又はマグネシウム合金製の母材に、マグネシウム又はマグネシウム合金製のスタッドを溶接する方法であって、
先端に突起を備えた前記スタッドを前記母材に対して0.5〜12mmのギャップを開けて配置する第1工程と、
前記スタッドを急速に下げる第2工程と、
前記スタッドの急速下降で表面の酸化皮膜が破れた前記母材及び前記スタッド間に、コンデンサーに充電させた電荷を放電させて、前記スタッドの先端を前記母材に溶接する第3工程とを有し、
しかも、前記コンデンサーの放電は、前記コンデンサーの放電のスイッチとなるサイリスタのゲートに溶接開始の信号と共に0.1秒を超え2秒以下の期間の長いパルス信号を用いて行い、
前記スタッドの突起は、スタッド材を不活性ガス又は真空中で、250〜400℃に加熱してヘッダー加工によって形成し、
更に、前記第2工程での前記スタッドの下降は、前記スタッドが装着されスプリングによって下方に付勢された昇降部材を、前記スプリングに抗して引上げ、電磁石によって保持した後、前記電磁石の電流を遮断して前記昇降部材を急速下降することによって行っていることを特徴とするスタッド溶接方法。
A method of welding a magnesium or magnesium alloy stud to a magnesium or magnesium alloy base material,
A first step of disposing the stud provided with a protrusion at the tip with a gap of 0.5 to 12 mm with respect to the base material;
A second step of rapidly lowering the stud;
A third step of discharging a charge charged in a capacitor between the base material whose surface oxide film is broken by the rapid lowering of the stud and the stud, and welding a tip of the stud to the base material. And
In addition, the discharge of the capacitor is performed using a long pulse signal having a period of more than 0.1 seconds and less than 2 seconds together with a welding start signal at the gate of the thyristor serving as a switch for discharging the capacitor,
The stud protrusion is formed by header processing by heating the stud material to 250 to 400 ° C. in an inert gas or vacuum,
Further, the lowering of the stud in the second step is performed by pulling up an elevating member attached to the stud and biased downward by a spring against the spring and holding it by an electromagnet. The stud welding method is performed by shutting down and rapidly lowering the elevating member.
マグネシウム又はマグネシウム合金製の母材に、マグネシウム又はマグネシウム合金製のスタッドを溶接する方法であって、
先端に突起を備えた前記スタッドを前記母材に対して0.5〜12mmのギャップを開けて配置する第1工程と、
前記スタッドを急速に下げる第2工程と、
前記スタッドの急速下降で表面の酸化皮膜が破れた前記母材及び前記スタッド間に、コンデンサーに充電させた電荷を放電させて、前記スタッドの先端を前記母材に溶接する第3工程とを有し、
しかも、前記コンデンサーの放電は、前記コンデンサーの放電のスイッチとなるサイリスタのゲートに溶接開始の信号と共に0.1秒を超え2秒以下の期間の長いパルス信号を用いて行い、
前記スタッドの突起は、スタッド材を不活性ガス又は真空中で、250〜400℃に加熱してヘッダー加工によって形成し、
更に、前記第2工程の前記スタッドの下降は、前記スタッドが装着された昇降部材をリニアモータによって下降させることによって行うことを特徴とするスタッド溶接方法。
A method of welding a magnesium or magnesium alloy stud to a magnesium or magnesium alloy base material,
A first step of disposing the stud provided with a protrusion at the tip with a gap of 0.5 to 12 mm with respect to the base material;
A second step of rapidly lowering the stud;
A third step of discharging a charge charged in a capacitor between the base material whose surface oxide film is broken by the rapid lowering of the stud and the stud, and welding a tip of the stud to the base material. And
In addition, the discharge of the capacitor is performed using a long pulse signal having a period of more than 0.1 seconds and less than 2 seconds together with a welding start signal at the gate of the thyristor serving as a switch for discharging the capacitor,
The stud protrusion is formed by header processing by heating the stud material to 250 to 400 ° C. in an inert gas or vacuum,
The stud welding method according to claim 2, wherein the lowering of the stud in the second step is performed by lowering an elevating member on which the stud is mounted by a linear motor.
請求項1又は2記載のスタッド溶接方法において、前記スタッドの突起の直径は、前記スタッドの溶接部径の1/12〜1/8(より好ましくは、1/10〜1/9)であることを特徴とするスタッド溶接方法。 3. The stud welding method according to claim 1, wherein a diameter of the protrusion of the stud is 1/12 to 1/8 (more preferably, 1/10 to 1/9) of a diameter of a welded portion of the stud. Stud welding method characterized by. 請求項1〜3のいずれか1項に記載のスタッド溶接方法において、前記母材の溶接箇所が滑らかな曲がり面である場合、前記スタッドの前記突起を除く下端面を前記母材の溶接箇所に合わせていることを特徴とするスタッド溶接方法。 The stud welding method according to any one of claims 1 to 3, wherein when the welded portion of the base material is a smooth curved surface, the lower end surface excluding the protrusion of the stud is a welded portion of the base material. Stud welding method characterized by matching.
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