JP2011206802A - Seam welding method of fuel tank - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料タンクのシーム溶接方法に関し、特に、シーム溶接を行って燃料タンクを形成するために用いて好適なものである。 The present invention relates to a method for seam welding of a fuel tank, and is particularly suitable for use in forming a fuel tank by performing seam welding.
自動車用燃料タンク等、金属製の燃料タンクを製造する場合には、上部材の下側外周端に沿って形成されたフランジと、下部材の上側外周端に沿って形成されたフランジとを重ね合わせて、そのフランジを連続的に無欠陥でシーム溶接を行うことが必要となる。
このようなシーム溶接を行うための技術として、特許文献1に記載の技術がある。特許文献1に記載の技術では、母材に溶接電流を流す溶接トランスを駆動するインバータ回路のスイッチング素子をスイッチングさせるインバータ制御装置によって、母材への通電時間、冷却時間、溶接電流の値を任意に設定可能にすることが開示されている。
When manufacturing a metal fuel tank such as an automobile fuel tank, a flange formed along the lower outer peripheral edge of the upper member and a flange formed along the upper outer peripheral edge of the lower member are overlapped. In addition, it is necessary to perform seam welding on the flange continuously without any defects.
As a technique for performing such seam welding, there is a technique described in
ところで、シーム溶接を行って燃料タンクを形成する際には、燃料タンクの封止性を確保するため、溶接開始位置と溶接終了位置との間に未溶接の領域が生じないように、溶接開始位置に重ねて溶接を行ってから溶接を終了させるようにしている。
しかしながら、従来の技術では、一般的に、溶接開始位置から溶接終了位置まで一定の定常電流で溶接を行っていた。このため、溶接開始位置と溶接終了位置との間の、重ねて溶接が行われる領域で、ピットや穴あきといった溶接欠陥が生じるという問題点があった。
By the way, when seam welding is performed to form a fuel tank, welding is started so that an unwelded region does not occur between the welding start position and the welding end position in order to ensure the sealing performance of the fuel tank. Welding is terminated after welding is performed at the position.
However, in the prior art, generally, welding is performed with a constant steady current from the welding start position to the welding end position. For this reason, there is a problem that a welding defect such as a pit or a hole is generated in a region where welding is performed repeatedly between the welding start position and the welding end position.
そこで、溶接開始位置に重ねて溶接を行う際には、溶接開始位置の手前から溶接電流を小さくすることが考えられる。しかしながら、このようにした場合には、溶接電流を低下させるタイミングを高精度に制御することが困難になる。したがって、溶接電流を低下させているときに形成された溶接ナゲットと、溶接開始位置で形成された溶接ナゲットとが十分に繋がらなくなる虞がある。そうすると、溶接開始位置と溶接終了位置との間の、重ねて溶接が行われる領域での溶接が不完全になり、燃料タンクが封止されなくなる虞がある。
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、シーム溶接を行って燃料タンクを形成する際に、溶接開始位置と溶接終了位置との間の、重ねて溶接が行われる領域における溶接品質を安定させるようにすることを目的とする。
In view of this, it is conceivable to reduce the welding current from a position before the welding start position when performing welding while overlapping the welding start position. However, in this case, it becomes difficult to control the timing for reducing the welding current with high accuracy. Therefore, there is a possibility that the weld nugget formed when the welding current is reduced and the weld nugget formed at the welding start position are not sufficiently connected. If it does so, there exists a possibility that the welding in the area | region where welding will be overlapped between a welding start position and a welding end position may become incomplete, and a fuel tank may not be sealed.
The present invention has been made in view of the above-described problems. When seam welding is performed to form a fuel tank, welding is performed in an overlap between a welding start position and a welding end position. The purpose is to stabilize the welding quality in the region.
本発明の燃料タンクのシーム溶接方法は、金属製の燃料タンクの一部となる上部材の下側外周端に沿って形成されたフランジと、前記燃料タンクの一部となる下部材の上側外周端に沿って形成されたフランジとを相互に重ね合わせた状態にし、この重ね合わせたフランジに対して、上下から円板電極により加圧及び通電することにより、前記フランジの周方向に沿ってシーム溶接を行うに際し、溶接開始位置からシーム溶接を開始し、中間位置を経由して溶接開始位置に溶接位置が戻った後、既にシーム溶接を行った領域に重ねてシーム溶接を行い、前記中間位置を経由した後、溶接終了位置でシーム溶接を終了させるようにする燃料タンクのシーム溶接方法であって、前記溶接開始位置から前記中間位置までは、第1の溶接電流でシーム溶接を行い、前記中間位置から前記溶接終了位置までは、前記第1の溶接電流を超える大きさを有する第2の溶接電流でシーム溶接を行い、前記第1の溶接電流の開始時の大きさは、前記第2の溶接電流の大きさの0.5倍以上、0.7倍以下であることを特徴とする。 The fuel tank seam welding method according to the present invention includes a flange formed along a lower outer peripheral end of an upper member that is a part of a metal fuel tank, and an upper outer periphery of the lower member that is a part of the fuel tank. The flanges formed along the ends are overlapped with each other, and the overlapped flanges are pressurized and energized by disk electrodes from above and below, so that the seams are formed along the circumferential direction of the flanges. When performing welding, seam welding is started from the welding start position, and after the welding position returns to the welding start position via the intermediate position, seam welding is performed on the area where seam welding has already been performed, and the intermediate position is A seam welding method for a fuel tank in which seam welding is terminated at a welding end position after passing through the seam from the welding start position to the intermediate position with a first welding current. From the intermediate position to the welding end position, seam welding is performed with a second welding current having a magnitude exceeding the first welding current, and the magnitude at the start of the first welding current is The second welding current is 0.5 times or more and 0.7 times or less.
本発明によれば、重ね合わせたフランジに対して、上下から円板電極により加圧及び通電することにより、フランジの周方向に沿ってシーム溶接を行うに際し、溶接開始位置からシーム溶接を開始し、中間位置を経由して溶接開始位置に溶接位置が戻った後、既にシーム溶接を行った領域に重ねてシーム溶接を行い、前記中間位置を経由した後、溶接終了位置でシーム溶接を終了させるようにする。このとき、溶接開始位置から中間位置までは、第1の溶接電流でシーム溶接を行う。そして、中間位置から溶接終了位置までは、前記第1の溶接電流を超える大きさを有する第2の溶接電流でシーム溶接を行う。このとき、第1の溶接電流の開始時の大きさを、第2の溶接電流の大きさの0.5倍以上、0.7倍以下にする。したがって、円板電極が溶接開始位置に戻ってきたときに、溶接開始位置に生じている段差を緩やかにすることができる。よって、この部分における発熱量を抑制することができる。これにより、シーム溶接を行って燃料タンクを形成する際に、溶接開始位置と溶接終了位置との間の、重ねて溶接が行われる領域における溶接品質を安定させることができる。 According to the present invention, when seam welding is performed along the circumferential direction of the flange by pressing and energizing the overlapped flange from above and below with the disk electrodes, seam welding is started from the welding start position. After the welding position returns to the welding start position via the intermediate position, seam welding is performed on the area where seam welding has already been performed, and after passing through the intermediate position, the seam welding is terminated at the welding end position. Like that. At this time, seam welding is performed with the first welding current from the welding start position to the intermediate position. From the intermediate position to the welding end position, seam welding is performed with a second welding current having a magnitude exceeding the first welding current. At this time, the magnitude | size at the time of the start of 1st welding current shall be 0.5 times or more and 0.7 times or less of the magnitude | size of 2nd welding current. Therefore, when the disk electrode returns to the welding start position, the step generated at the welding start position can be made gentle. Therefore, the calorific value in this portion can be suppressed. Thereby, when performing a seam welding and forming a fuel tank, the welding quality in the area | region where welding is carried out in piles between a welding start position and a welding end position can be stabilized.
(溶接メカニズムの解明)
本発明者らは、溶接開始位置から溶接終了位置まで一定の定常電流でシーム溶接を行った場合に、溶接開始位置と溶接終了位置との間の、重ねて溶接が行われる領域で、ピットや穴あきといった溶接欠陥が生じるメカニズムについて検討した。その結果、本発明者らは、以下のような知見を得た。
図1は、溶接開始位置から溶接終了位置まで一定の定常電流でシーム溶接を行ったときの溶接状態の様子の一例を概念的に示す図である。具体的に図1(a)は、溶接開始位置でシーム溶接を開始してから溶接開始位置に溶接位置が戻るまでの間での溶接状態の一例を示す。また、図1(b)は、溶接位置が溶接開始位置に戻ってきたときの溶接状態の一例を示す。尚、図1は、燃料タンクのフランジ部を、円板電極の進行方向(図に向かって左から右に向かう矢印の方向)に沿って板厚方向に切った断面を示す。尚、各図では、説明に必要な部分のみを簡略化して示している。
(Elucidation of welding mechanism)
When seam welding is performed with a constant steady current from the welding start position to the welding end position, the inventors have performed a pit or a pit in an area where welding is performed between the welding start position and the welding end position. We investigated the mechanism of weld defects such as holes. As a result, the present inventors obtained the following knowledge.
FIG. 1 is a diagram conceptually illustrating an example of a welding state when seam welding is performed with a constant steady current from a welding start position to a welding end position. Specifically, FIG. 1A shows an example of a welding state from when seam welding is started at the welding start position to when the welding position returns to the welding start position. Moreover, FIG.1 (b) shows an example of a welding state when a welding position returns to a welding start position. FIG. 1 shows a cross section in which the flange portion of the fuel tank is cut in the plate thickness direction along the direction of travel of the disc electrode (the direction of the arrow from the left to the right in the drawing). In each figure, only the portions necessary for explanation are shown in a simplified manner.
シーム溶接では、めっき処理が表面に施された鋼板等の金属板11、12の重ね合わせ部を、回転する円板電極13により加圧及び通電する。このようにして金属板11、12が通電されると抵抗発熱により金属板11、12は加熱されて軟化する。このため、円板電極13が金属板11を加圧すると、金属板11の表面は窪むことになる。シーム溶接により既に形成されたナゲット14aの方が、ナゲットの形成されていない領域よりも電気抵抗が小さい。このため、図1(a)に示すように、予定している溶接電流の一部の溶接電流Iaが無効分流としてナゲット14aの方に流れ、残りの溶接電流Ibで溶接を行う(新たなナゲットを形成する)ことになる。この場合、金属板11は、円板電極13と一定の接触長を保ちながら通電加熱されるため、一定の溶接が行われる。
In seam welding, an overlapping portion of
これに対し、図1(b)に示すように、溶接位置(円板電極13)が溶接開始位置に戻ってきたときには、前述した無効分流としての溶接電流Iaは殆ど流れず、予定している溶接電流の殆どが溶接電流Ibとして溶接に寄与することなる。すなわち、溶接開始位置で溶接を開始したときに生じた窪みにより、深さがΔLの窪みが金属板11に形成されている。このため、図1(a)に示す状態に比べて、円板電極13と金属板11との接触長が短くなり、金属板11に流れる電流の電流密度が大きくなる。特に、溶接開始位置(窪み始める位置)と円板電極13との接触端点15付近でスパークが発生し、接触端点15付近が集中的に発熱する。このため、図1(a)に示した状態よりも、円板電極13と金属板11との接触領域の発熱量が大きくなり高温となる。また、溶接開始位置と円板電極13との接触端点15付近では、金属板11の表面まで溶融状態になっているため、所謂散りが噴出する。さらに、この高温となっている接触端点15を円板電極13が通過した際に、溶融している金属が円板電極13に凝着する。本発明者らは、以上のことが要因となり、溶接開始位置と溶接終了位置との間の、重ねて溶接が行われる領域で、ピットや穴あきといった溶接欠陥が生じるという知見を得た。尚、以上のことは、金属板12についても同様である。
On the other hand, as shown in FIG. 1B, when the welding position (disc electrode 13) returns to the welding start position, the welding current Ia as the ineffective diversion mentioned above hardly flows and is planned. Most of the welding current contributes to welding as the welding current Ib. That is, a recess having a depth of ΔL is formed in the
以下に示す本発明の実施形態は、このような本発明者らが今回初めて解明した知見に基づいてなされたものである。すなわち、本発明者らは、溶接開始位置と溶接終了位置との間の、重ねて溶接が行われる領域で、ピットや穴あきといった溶接欠陥が生じるのは、溶接開始位置で溶接を開始したときに窪みが形成されることが要因であるという知見を得た。この知見に基づいて、本発明者らは、この窪みの深さを浅くすることにより、溶接開始位置と円板電極13との接触端点15付近における発熱量を低減できるという着想に至った。以下に、本発明の実施形態について説明する。
The following embodiment of the present invention has been made on the basis of such knowledge that the present inventors have elucidated for the first time. That is, the inventors of the present invention have a weld defect such as a pit or a hole in a region where welding is performed between the welding start position and the welding end position when welding is started at the welding start position. It was found that the formation of dents was a factor. Based on this knowledge, the present inventors have come up with the idea that the amount of heat generated in the vicinity of the
(第1の実施形態)
まず、本発明の第1の実施形態について説明する。
[システムの構成]
図2は、シーム溶接システムの概略構成の一例を示す図である。
図2において、シーム溶接システム100は、シーム溶接装置110と、溶接トランス120と、インバータ回路130と、インバータ制御装置140と、シーム溶接制御装置150と、を有している。
シーム溶接装置110は、多軸ロボット111と、燃料タンク把持機構112と、回転駆動装置113と、回転角度検出器114と、円板電極115a、115bと、電極駆動装置116a、116bと、を有している。
(First embodiment)
First, a first embodiment of the present invention will be described.
[System configuration]
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of the seam welding system.
In FIG. 2, the
The
多軸ロボット111のアーム111aの先端部に、燃料タンク把持機構112が取り付けられている。多軸ロボット111は、シーム溶接制御装置150による制御に従って、燃料タンク把持機構112を動作させる。また、多軸ロボット111は、燃料タンク把持機構112の位置を検出する。
燃料タンク把持機構112は、C型フレーム112aと、回転軸112b、112cと、を有している。C型フレーム112aには、シーム溶接の対象となる燃料タンク200の上部材201及び下部材202を上下から挟むように、回転軸112b、112cが回転自在に取り付けられている。この回転軸112b、112cによって、上部材201の上面と下部材202の下面とが支持され、上部材201及び下部材202は、Y軸を回転軸として回転することができるようになっている。回転駆動装置113は、シーム溶接制御装置150による制御に従って、回転軸112b、112cを回転駆動させるためのものである。回転角度検出器114は、回転軸112b、112cの回転に伴う上部材201及び下部材202の回転角度を検出するためのものである。
A fuel
The fuel
図3は、燃料タンク200(上部材201及び下部材202)と円板電極115a、115bとの位置関係を示す図である。
円板電極115a、115bは、それぞれ電極駆動装置116a、116bのアームに、回転自在に取り付けられている。電極駆動装置116a、116bは、それぞれシーム溶接制御装置150による制御に従って、X1軸、X2軸を回転軸として円板電極115a、115bを回転駆動させる。
図2及び図3に示す例では、燃料タンク200の上部材201の下側外周端に沿って形成されたフランジ203aと、下部材202の上側外周端に沿って形成されたフランジ203bとを重ね合わせた状態にし、この重ね合わせたフランジ203に対して、上下から円板電極115a、115bにより加圧・通電するようにしている。また、前述した回転駆動装置113による燃料タンク200の回転により、このフランジ203が、上部材201及び下部材202の周方向に沿って円板電極115a、115bに送り込まれるようにしている。
FIG. 3 is a diagram showing a positional relationship between the fuel tank 200 (
The
In the example shown in FIGS. 2 and 3, the
ここで、本実施形態では、燃料タンク200(上部材201及び下部材202)は、表面にめっき処理が施された金属板の一例として、アルミめっき鋼板、Sn−Znめっき鋼板、Znめっき鋼板、Pb−Snめっき鋼板、Zn−Al−Mgめっき鋼板、及びZn−Al−Mg−Siめっき鋼板の何れかを用いて形成されている。尚、これらのめっき鋼板は、例えば、特開平10−137681号公報、特開平10−272582号公報、特開2001−279470号公報、特開2002−29271号公報、特開2004−360019号公報、特開2005−336574号公報、特開2008−254053号公報等に記載のように、公知の技術で実現できるので、ここでは、その詳細な説明を省略する。
Here, in this embodiment, the fuel tank 200 (the
インバータ制御装置140は、上部材201及び下部材202をシーム溶接するための溶接電流等を制御するものである。インバータ回路130は、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)等の半導体スイッチング素子を用いて構成される。インバータ制御装置140は、インバータ回路130における半導体スイッチング素子のオンオフのタイミングを制御することにより、溶接電流を制御する。インバータ回路130から出力された電流は、溶接トランス120により溶接電流に変換され、円板電極115a、115bに供給される。
The
シーム溶接制御装置150は、シーム溶接システム100全体を統括制御するものである。具体的にシーム溶接制御装置150は、円板電極115a、115bによる加圧や、円板電極115a、115bの回転動作や、多軸ロボット111の動作や、回転駆動装置113による燃料タンク(上部材201及び下部材202)の回転動作や、溶接電流の大きさ等を制御する。特に、本実施形態では、シーム溶接制御装置150は、上部材201及び下部材202の溶接位置により、溶接電流の大きさを制御するようにしている。そのために、シーム溶接制御装置150は、上部材201及び下部材202の現在の溶接位置を認識する必要がある。
The seam
本実施形態では、シーム溶接制御装置150は、溶接対象となる上部材201及び下部材202のフランジ203a、201bの周方向の長さの情報と、溶接開始位置の情報とを、予め記憶している。そして、シーム溶接制御装置150は、予め定められたスケジュールに従って、シーム溶接のための制御を行う。シーム溶接制御装置150は、例えば、シーム溶接を開始してからの経過時間に基づいて上部材201及び下部材202の現在の溶接位置を認識することができる。ただし、上部材201及び下部材202の現在の溶接位置を認識することができれば、必ずしもこのような方法を採用する必要はない。例えば、前記予め記憶しておいた情報と、回転角度検出器114により検出された、上部材201及び下部材202の回転角度の情報と、多軸ロボット111により検出された、燃料タンク把持機構112の位置の情報と、に基づいて、上部材201及び下部材202の現在の溶接位置を認識することができる。
尚、シーム溶接制御装置150は、例えば、CPU、ROM、RAM、HDD、及び各種のインターフェースを備えたコンピュータを用いることにより実現できる。
In the present embodiment, the seam
In addition, the seam
[溶接電流の制御の概要]
図4は、溶接電流の大きさを制御する方法の一例を説明する図である。具体的に図4(a)は、上部材201のフランジ203a側から見た溶接の経路の一例を概念的に示す図である。図4(a)に示すように、ここでは、図に向かって反時計回りにシーム溶接が連続的に行われるものとする。また、図4(b)は、溶接開始時における溶接電流と通電位置との関係を示す図であり、図4(c)は、溶接終了時における溶接電流と通電位置との関係を示す図である。尚、以下の説明において、電流の大きさは、実効値である(図8等を参照)。
[Overview of welding current control]
FIG. 4 is a diagram for explaining an example of a method for controlling the magnitude of the welding current. Specifically, FIG. 4A is a diagram conceptually illustrating an example of a welding path viewed from the
本実施形態では、図4(b)に示すように、シーム溶接を開始すると、溶接開始位置Sから中間位置Cまでは、本電流Io未満の大きさを有する開始電流Isでシーム溶接を行う。溶接開始位置Sから中間位置Cまでの距離は、円板電極115の径の長さに依存するものであるが、例えば、10[mm]〜20[mm]である。尚、本電流Ioと開始電流Isについての詳細は後述する。
図4(b)、図4(c)に示すように、溶接電流の大きさは、中間位置Cで開始電流Isから本電流Ioに変更され、その後、溶接電流の大きさは、本電流Ioの大きさに維持される。そして、上部材201及び下部材202のフランジ203a、203bに沿ってシーム溶接が行われ、溶接位置が溶接開始位置Sに再び戻ると、中間位置Cよりも先の溶接終了位置Eまでシーム溶接を行って、シーム溶接を終了する。溶接開始位置Sから溶接終了位置Eまでの(重ねて溶接する領域の)距離は、燃料タンク200の封止性を確実に確保するため(封止性が確保された燃料タンク200を安定して量産するため)、例えば、30[mm]以上とするのが望ましい。また、重ねて溶接する領域が長すぎると、溶融している金属が円板電極13に凝着する虞がある。また、重ねて溶接する領域が長すぎると、溶接の全長の距離が増加することにより溶接時間が過大となり、生産効率を低下させる虞もある。よって、溶接開始位置Sから溶接終了位置Eまでの距離は、例えば、30[mm]〜50[mm]とするのがより望ましい。
In the present embodiment, as shown in FIG. 4 (b), when starting the seam welding, from welding start position S to the intermediate position C, and seam welding in starting current I s having a size of less than the current I o Do. Although the distance from the welding start position S to the intermediate position C depends on the length of the diameter of the disc electrode 115, it is, for example, 10 [mm] to 20 [mm]. The details about the current I o and starting current I s to be described later.
As shown in FIGS. 4B and 4C, the magnitude of the welding current is changed from the starting current I s to the main current I o at the intermediate position C, and then the magnitude of the welding current is The magnitude of the current I o is maintained. Then, when seam welding is performed along the
図5は、溶接開始位置Sから中間位置Cまでは開始電流Isでシーム溶接を行い、その後は本電流Ioでシーム溶接を行ったときの溶接状態の様子の一例を概念的に示す図である。具体的に図5は、溶接位置が溶接開始位置に戻ってきたときの溶接状態の一例を示す。尚、図5は、フランジ203を、円板電極115の進行方向(図に向かって左から右に向かう矢印の方向)に沿って板厚方向に切った断面を示す。
前述したように、溶接開始位置Sから中間位置Cまでは、本電流Io未満の大きさを有する開始電流Isでシーム溶接を行う。後述するように、本実施形態では、開始電流Isの大きさを本電流Ioの大きさの0.5倍以上0.7倍以下にしているので、溶接開始時には、溶接開始位置Sから中間位置Cまでの領域にはナゲットが形成されない(形成されても不完全なナゲットとなる)。その後、中間位置Cに溶接位置が到達すると、溶接電流を本電流Ioに変更するので、中間位置Cよりも先の領域では、ナゲット502が形成される。
5, the welding start position S to the intermediate position C performs seam welding in starting current I s, schematically illustrates an example of a subsequently state of welding conditions when performing seam welding in this current I o It is. Specifically, FIG. 5 shows an example of a welding state when the welding position returns to the welding start position. 5 shows a cross section in which the flange 203 is cut in the plate thickness direction along the traveling direction of the disc electrode 115 (the direction of the arrow from the left to the right in the drawing).
As described above, from the welding start position S to the intermediate position C, performing seam welding in starting current I s having a size of less than the current I o. As described later, in the present embodiment, the magnitude of the starting current I s because it below 0.7 times 0.5 times the size of the current I o, at the start welding, the welding start position S No nugget is formed in the region up to the intermediate position C (even if formed, it becomes an incomplete nugget). Thereafter, when the welding position reaches the intermediate position C, the welding current is changed to the main current I o , so that the
また、溶接開始時において、溶接開始位置Sから中間位置Cまでは、溶接電流の大きさが小さいため、溶接開始時に生じる窪みの深さΔL1は、図1に示した窪みの深さΔLに比べて小さくなる。その後、溶接位置が中間位置Cに到達すると、溶接電流の大きさを本電流Ioとするので、溶接開始位置Sから中間位置Cまでに形成される窪みよりも深いところに窪み(深さΔL2)が形成される。このように最終的には溶接電流の大きさを本電流Ioの大きさとしているので、これら2つの窪みの深さの合計(=ΔL1+ΔL2)は、図1に示した窪みの深さΔLと略等しくなる。このように、本実施形態では、溶接開始時において、フランジ203の表面が段階的に窪むようにしている。 Further, since the magnitude of the welding current is small from the welding start position S to the intermediate position C at the start of welding, the depth ΔL1 of the recess generated at the start of welding is compared with the depth ΔL of the recess shown in FIG. Become smaller. Thereafter, when the welding position reaches the intermediate position C, the magnitude of the welding current is set to the main current I o , so that the depression (depth ΔL2) is deeper than the depression formed from the welding start position S to the intermediate position C. ) Is formed. Thus, since the magnitude of the welding current is finally the magnitude of the main current I o , the sum of the depths of these two depressions (= ΔL1 + ΔL2) is the depth of the depression shown in FIG. It becomes substantially equal to ΔL. Thus, in the present embodiment, the surface of the flange 203 is recessed stepwise at the start of welding.
以上のようにして2つの窪みを形成し、溶接位置が溶接開始位置Sに戻ってきたときに、円板電極115aとフランジ203aとの間の隙間が図1に示したものよりも狭くなるようにする。よって、溶接位置が溶接開始位置Sに戻ってきたときに、溶接開始位置S(窪み始める位置)と円板電極115aとの接触端点501付近で発生するスパークを抑制することができ、接触端点501付近が集中的に発熱することを抑制することができる。これにより、フランジ203aが表面まで溶融状態になることを抑制し、所謂散りが噴出することや、溶融している金属が円板電極115aに凝着することを抑制することができる。
When two depressions are formed as described above and the welding position returns to the welding start position S, the gap between the
そして、溶接位置が溶接開始位置Sに戻ってきたときには本電流Ioでシーム溶接を行っており、しかも、中間位置Cよりも先の位置でシーム溶接を終了している。したがって、溶接開始位置Sの手前に形成されているナゲット503と、中間位置Cよりも先の領域で形成されているナゲット502との双方と繋がるように、不図示のナゲットが形成される。これにより、ナゲットが、フランジ203aの周方向で不連続になることを防止することができる。
When the welding position returns to the welding start position S, the seam welding is performed with the current Io , and the seam welding is finished at a position ahead of the intermediate position C. Therefore, a nugget (not shown) is formed so as to be connected to both the
[本電流]
図6は、ナゲット幅と溶接電流との関係の一例を示す図である。また、図7は、ナゲット幅を説明する図である。具体的に図7は、上部材201のフランジ203aと下部材202のフランジ203bの部分を板厚方向から切った断面を示す。図7に示すように、ナゲット幅Wは、溶接対象の2枚の金属板の板面と平行な方向のうち、シーム溶接の進行方向に対して垂直な方向におけるナゲットの長さである。
図6は、以下の条件で試験を行った結果を示すものであり、白抜きの丸は、溶接欠陥が発生しなかったことを示し、黒塗りの丸は、溶接欠陥(散り)が発生したことを示す。
<溶接条件>
円板電極の直径 ;250[mm]
円板電極の先端幅 ;3.0[mm](ワイヤーシーム)
円板電極による加圧力;6.37[kN]
溶接速度 ;6.0[m/min]
溶接電源 ;インバータ式直流
通電方式 ;連続通電
<試験材>
アルミめっき鋼板(めっき付着量;両面共40[g/m2]、めっき付着前の板厚0.8[mm])を2枚積み重ねたもの
<試験方法>
図6に示すプロットに対応する溶接電流を<試験材>に通電し、<溶接条件>に従って<試験材>を連続的にシーム溶接する。ただし、ここでは、溶接開始位置と溶接終了位置との間に、重ねて溶接が行われる領域が生じないようにしている。
[Current]
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the relationship between the nugget width and the welding current. FIG. 7 is a diagram for explaining the nugget width. Specifically, FIG. 7 shows a cross section of the
FIG. 6 shows the results of the test conducted under the following conditions. The white circle indicates that no welding defect occurred, and the black circle indicates that a welding defect (scattering) occurred. It shows that.
<Welding conditions>
Diameter of disk electrode: 250 [mm]
Disc electrode tip width; 3.0 [mm] (wire seam)
Pressure applied by disk electrode; 6.37 [kN]
Welding speed: 6.0 [m / min]
Welding power source: Inverter type DC energization method: Continuous energization
Stacked two aluminum-plated steel plates (plating amount: 40 [g / m 2 ] on both sides, thickness 0.8 [mm] before plating) <Test method>
A welding current corresponding to the plot shown in FIG. 6 is applied to the <test material>, and the <test material> is continuously seam welded according to the <welding conditions>. However, here, there is no overlap between the welding start position and the welding end position.
本実施形態では、本電流Ioの大きさの下限値を、溶接対象の金属板の1枚の非表面処理(非めっき処理)時の板厚の2倍となるナゲット幅Wを有するナゲットが得られる溶接電流の大きさとする。一方、本電流Ioの大きさの範囲の上限値を、重ねて溶接を行わない領域で溶接欠陥が生じる下限の溶接電流の0.95倍の溶接電流とする。
図6に示した例では、アルミめっき鋼板のめっき付着前の板厚は、0.8[mm]であるので、ナゲット幅Wが1.6[mm]となるナゲットが得られる溶接電流は17[kA]である。よって、本電流Ioの大きさの下限値は、17[kA]となる。このようにして本電流Ioの大きさの下限値を設定することによって、適切な大きさのナゲットが得られるようになる。一方、溶接欠陥が生じる上限の溶接電流の値は、21.3[kA]である。よって、本電流Ioの大きさの上限値は、(余裕を見て)20.3[kA]となる。このようにして本電流Ioの大きさの上限値を設定することによって、重ねて溶接を行わない領域で溶接欠陥(散り)が発生することを防止することができる。
In the present embodiment, a nugget having a nugget width W that is twice the plate thickness at the time of non-surface treatment (non-plating treatment) of one metal plate to be welded is set as the lower limit of the magnitude of the current I o. Let the magnitude of the welding current to be obtained. On the other hand, the upper limit value of the range of the current I o is set to 0.95 times the lower limit welding current at which a welding defect occurs in a region where welding is not performed repeatedly.
In the example shown in FIG. 6, the thickness of the aluminum-plated steel plate before plating is 0.8 [mm]. Therefore, the welding current for obtaining a nugget with a nugget width W of 1.6 [mm] is 17 [KA]. Therefore, the lower limit of the magnitude of the current I o is 17 [kA]. By setting the lower limit value of the magnitude of the current I o in this way, a nugget having an appropriate magnitude can be obtained. On the other hand, the value of the upper limit welding current at which a welding defect occurs is 21.3 [kA]. Therefore, the upper limit value of the magnitude of the current I o is 20.3 [kA] (with a margin). By setting the upper limit value of the magnitude of the current I o in this manner, it is possible to prevent welding defects (scattering) from occurring in a region where welding is not performed repeatedly.
[開始電流]
図8は、本電流Ioと、開始電流Isと、開始電流/本電流と、欠陥発生率との関係の一例を示す図である。
図8では、以下の条件で試験を行った結果を示すものである。ここで、欠陥発生率は、次のようにして求められる。まず、以下の条件下で、図8に示す本電流Io及び開始電流Isを試験材に流して15〜20回の試験を行う。そして、溶接開始位置Sと溶接終了位置Eとの間の、重ねて溶接が行われる領域に溶接欠陥が発生したか否かを各試験において確認する。そして、全試験における溶接欠陥の発生回数をカウントし、カウントした溶接欠陥の発生回数を試験回数で除して百分率で表したものを欠陥発生率とする。
<溶接条件>
円板電極の直径 ;250[mm]
円板電極の先端幅 ;3.0[mm](ワイヤーシーム)
円板電極による加圧力;6.37[kN]
溶接速度 ;6.0[m/min]
溶接電源 ;インバータ式直流
通電方式 ;連続通電
[Starting current]
Figure 8 is a diagram showing the present current I o, the starting current I s, a starting current / present current, an example of the relationship between the defect rate.
FIG. 8 shows the results of testing under the following conditions. Here, the defect occurrence rate is obtained as follows. First, under the following conditions, by flowing the current I o and starting current I s shown in FIG. 8 to the test material performing 15-20 tests. And it is confirmed in each test whether the welding defect generate | occur | produced in the area | region where the welding between the welding start position S and the welding end position E is overlapped. Then, the number of occurrences of weld defects in all tests is counted, and the number of occurrences of weld defects counted is divided by the number of tests to obtain the percentage of defect occurrence.
<Welding conditions>
Diameter of disk electrode: 250 [mm]
Disc electrode tip width; 3.0 [mm] (wire seam)
Pressure applied by disk electrode; 6.37 [kN]
Welding speed: 6.0 [m / min]
Welding power source: Inverter type DC energization method: Continuous energization
<試験材>
アルミめっき鋼板(めっき付着量;両面共40[g/m2]、めっき付着前の板厚0.8[mm])を2枚積み重ねたもの
<試験方法>
溶接開始位置Sから、シーム溶接を行う方向に10[mm]だけ離れた位置を中間位置Cとし、溶接開始位置Sから中間位置Cまで図8に示す開始電流Isを試験材に流してシーム溶接を行う。そして、開始電流Isから本電流Ioに溶接電流を変更し、中間位置Cから溶接終了位置Eまでは、本電流Ioを試験材に流してシーム溶接を行う。ここでは、図4に示すように、溶接開始位置Sから中間位置Cを経由して溶接開始位置Sに戻った後、既にシーム溶接を行った領域に重ねてシーム溶接を行い、中間位置Cを経由して溶接終了位置Eでシーム溶接を終了させる。また、重ねて溶接が行われる領域の、シーム溶接を行う方向の流さを30[mm]とした。
<Test material>
Stacked two aluminum-plated steel plates (plating amount: 40 [g / m 2 ] on both sides, thickness 0.8 [mm] before plating) <Test method>
From the welding start position S, and the position apart 10 [mm] in the direction to perform the seam welding an intermediate position C, passing a starting current I s shown in FIG. 8 from the welding start position S to the intermediate position C to the test material seam Weld. Then, to change the welding current from the starting current I s to the current I o, from the intermediate position C to a welding end position E, perform seam welding by flowing the current I o to the test material. Here, as shown in FIG. 4, after returning from the welding start position S to the welding start position S via the intermediate position C, seam welding is performed on the area where seam welding has already been performed, and the intermediate position C is set. The seam welding is terminated at the welding end position E. Further, the flow rate in the direction in which the seam welding is performed in the region where the welding is performed repeatedly is set to 30 [mm].
図8に示すように、開始電流Isの大きさが、本電流Ioの大きさの0.5倍以上、0.7倍以下であると、溶接開始位置Sと溶接終了位置Eとの間の、重ねて溶接が行われる領域に溶接欠陥が発生しないことが分かる。そこで、本実施形態では、以下の(1)式を満たすように溶接電流の大きさを決定するようにしている。
Io×0.5≦Is≦Io×0.7 ・・・(1)
As shown in FIG. 8, the magnitude of the starting current I s is the current I o of the magnitude of 0.5 times or more, if it is 0.7 times or less, the welding end position E and the welding start position S It can be seen that no weld defect occurs in the region where the welding is performed in the middle. Therefore, in this embodiment, the magnitude of the welding current is determined so as to satisfy the following expression (1).
I o × 0.5 ≦ I s ≦ I o × 0.7 (1)
[制御方法]
シーム溶接制御装置150は、シーム溶接を開始するときに、予め記憶されているスケジュールに従って、開始電流Isを流すことをインバータ制御装置140に指示する。その後、シーム溶接制御装置150は、溶接開始時からの経過時間に基づいて、現在の溶接位置が、最初に中間位置Cに到達したと判定すると、本電流Ioを流すことをインバータ制御装置140に指示する。開始電流Isと本電流Ioの大きさの情報として、前述した条件を満たす電流値の情報が、シーム溶接制御装置150が備えるHDD等の記憶媒体に予め記憶されている。また、溶接開始位置S、中間位置C、及び溶接終了位置Eの情報も、シーム溶接制御装置150が備えるHDD等の記憶媒体に予め記憶されている。
[Control method]
[まとめ]
以上のように本実施形態では、燃料タンク200の上部材201の下側外周端に沿って形成されたフランジ203aと、下部材202の上側外周端に沿って形成されたフランジ203bとを相互に重ね合わせた状態にし、この重ね合わせたフランジ203に対して、上下から円板電極115a、115bにより加圧・通電することにより、フランジ203の周方向に沿ってシーム溶接を行う。この際、溶接開始位置Sからシーム溶接を開始し、中間位置Cを経由して溶接開始位置Sに戻った後、既にシーム溶接を行った領域に重ねてシーム溶接を行い、中間位置Cを経由して溶接終了位置Eでシーム溶接を終了させる。溶接開始位置Sから中間位置Cまでは、本電流Ioの0.5倍以上0.7倍以下の大きさの開始電流Isでシーム溶接を行い、中間位置Cから溶接終了位置Eまでは、本電流Ioでシーム溶接を行う。したがって、シーム溶接の開始時にフランジ203a、203bの表面に生じる段差の深さを段階的に深くすることができ、溶接開始位置Sで深い段差が生じることを防止することができる。これにより、溶接位置が溶接開始位置Sに戻ってきたときに、溶接開始位置S(窪み始める位置)と円板電極115aとの接触端点501付近で発生するスパークを抑制することができ、接触端点501付近が集中的に発熱することを抑制することができる。よって、フランジ203が表面まで溶融状態になることを抑制し、所謂散りが噴出することや、溶融金属が円板電極115に凝着することを抑制することができる。以上のことから、溶接開始位置と溶接終了位置との間の、重ねて溶接が行われる領域における溶接品質を安定させることができる。
尚、本実施形態では、開始電流Isが第1の溶接電流に対応し、本電流Ioが第2の溶接電流に対応する。
[Summary]
As described above, in the present embodiment, the
In the present embodiment, the start current I s corresponds to the first welding current, the current I o corresponds to the second welding current.
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。前述した第1の実施形態では、シーム溶接を開始した後、溶接電流を開始電流Isから本電流Ioに1回変更した場合について説明した。これに対し、本実施形態では、溶接電流の変更回数を2回にした場合について説明する。このように本実施形態と前述した第1の実施形態とは、溶接電流を変更する回数が主として異なる。よって、本実施形態の説明において、第1の実施形態と同一の部分については、図1〜図8に付した符号と同一の符号を付すこと等して詳細な説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment described above, after starting the seam welding, a case was described in which change once the welding current from the starting current I s to the current I o. On the other hand, this embodiment demonstrates the case where the frequency | count of change of welding current is set to 2 times. As described above, the number of times of changing the welding current is mainly different between the present embodiment and the first embodiment described above. Therefore, in the description of the present embodiment, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in FIGS.
[溶接電流の制御の概要]
図9は、溶接電流の大きさを制御する方法の一例を説明する図である。具体的に図9(a)は、上部材201のフランジ203a側から見た溶接の経路の一例を概念的に示す図である。また、図9(b)は、溶接開始時における溶接電流と通電位置との関係を示す図であり、図9(c)は、溶接終了時における溶接電流と通電位置との関係を示す図である。
本実施形態では、図9(b)に示すように、シーム溶接を開始すると、溶接開始位置Sから第1の中間位置C1までは、本電流Io未満の大きさを有する開始電流Isでシーム溶接を行う。その後、第1の中間位置C1から第2の中間位置C2までは、大きさが、開始電流Isを超えるが本電流Io未満となる中間電流Icでシーム溶接を行う。溶接開始位置Sから第1の中間位置C1までの距離は、円板電極115の径の長さに依存するものであるが、例えば、10[mm]〜20[mm]である。ただし、溶接開始の初期の段階で窪みを安定して形成するために、溶接開始位置Sから第1の中間位置C1までの距離は10[mm]以上あるのが好ましい。また、溶接開始位置Sから第1の中間位置C1までの距離と、第1の中間位置C1から第2の中間位置C2までの距離との割合は、例えば、開始電流Isの大きさと、中間電流Icの大きさとの比に比例するようにしたり、1対1で固定にしたりすることができる。
[Overview of welding current control]
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a method for controlling the magnitude of the welding current. Specifically, FIG. 9A is a diagram conceptually illustrating an example of a welding path viewed from the
In the present embodiment, as shown in FIG. 9B, when seam welding is started, the start current I s having a magnitude less than the main current I o from the welding start position S to the first intermediate position C1. Perform seam welding. Then, from the first intermediate position C1 to a second intermediate position C2, magnitude, but it exceeds the starting current I s performing seam welding in the intermediate current I c which is less than the current I o. The distance from the welding start position S to the first intermediate position C1 depends on the length of the diameter of the disc electrode 115, and is, for example, 10 [mm] to 20 [mm]. However, the distance from the welding start position S to the first intermediate position C1 is preferably 10 [mm] or more in order to stably form the depression at the initial stage of the welding start. Further, the distance from the welding start position S to the first intermediate position C1, the ratio of the distance from the first intermediate position C1 to a second intermediate position C2, for example, the magnitude of the starting current I s, the intermediate It can be proportional to the ratio of the current I c or can be fixed in a one-to-one relationship.
図9(b)、図9(c)に示すように、溶接電流は、第2の中間位置C2で、中間電流Icから本電流Ioに変更され、その後、溶接電流の大きさは、本電流Ioの大きさに維持される。そして、上部材201及び下部材202のフランジ203a、203bに沿ってシーム溶接が行われ、溶接位置が溶接開始位置Sに戻ると、第2の中間位置C2よりも先の溶接終了位置Eまでシーム溶接を行って、シーム溶接を終了する。溶接開始位置Sから溶接終了位置Eまでの距離は、第1の実施形態で説明したように、例えば、30[mm]以上であるのが好ましく、30[mm]〜50[mm]であるのがより好ましい。
As shown in FIGS. 9B and 9C, the welding current is changed from the intermediate current I c to the main current I o at the second intermediate position C2, and then the magnitude of the welding current is The magnitude of the current I o is maintained. Then, when seam welding is performed along the
図10は、溶接開始位置Sから第1の中間位置C1までは開始電流Isでシーム溶接を行い、第1の中間位置C1から第2の中間位置C2までは中間電流Icでシーム溶接を行い、その後は本電流Ioでシーム溶接を行ったときの溶接状態の様子の一例を概念的に示す図である。具体的に図10は、溶接位置が溶接開始位置に戻ってきたときの溶接状態の一例を示す。尚、図10は、フランジ203を、円板電極115の進行方向(図に向かって左から右に向かう矢印の方向)に沿って板厚方向に切った断面を示す。
前述したように、溶接開始位置Sから第1の中間位置C1までは、本電流Io未満の大きさを有する開始電流Isでシーム溶接を行う。後述するように、本実施形態では、開始電流Isの大きさを本電流Ioの大きさの0.5倍以上0.7倍以下にしているので、溶接開始時には、溶接開始位置Sから第1の中間位置C1までの領域にナゲットが形成されない(形成されても不完全なナゲットとなる)。その後、第1の中間位置C1に円板電極115aが到達すると、溶接電流を中間電流Icに変更する。中間電流Icの大きさは、開始電流Isを超えるが、本電流Io未満であるので、第1の中間位置C1から第2の中間位置C2の間の領域においてナゲット1001が形成される(ただし、中間電流Icの大きさによっては、この領域にナゲットが形成されないこともある)。その後、第2の中間位置C2に円板電極115aが到達すると、溶接電流を本電流Ioに変更するので、第2の中間位置C2よりも先の領域では、(引き続き)ナゲット1001が形成される。
10, from the welding start position S to the first intermediate position C1 performs seam welding in starting current I s, a seam welding in the intermediate current I c from the first intermediate position C1 to a second intermediate position C2 performed, then is a diagram conceptually illustrating an example of a state of the welding conditions when performing seam welding in this current I o. Specifically, FIG. 10 shows an example of a welding state when the welding position returns to the welding start position. 10 shows a cross section in which the flange 203 is cut in the plate thickness direction along the traveling direction of the disc electrode 115 (the direction of the arrow from the left to the right in the drawing).
As described above, from the welding start position S to the first intermediate position C1, performing seam welding in starting current I s having a size of less than the current I o. As described later, in the present embodiment, the magnitude of the starting current I s because it below 0.7 times 0.5 times the size of the current I o, at the start welding, the welding start position S Nuggets are not formed in the region up to the first intermediate position C1 (even if formed, it becomes an incomplete nugget). Thereafter, when the first intermediate position C1
また、溶接開始時において、第1の中間位置C1、第2の中間位置C2の2箇所で段階的に溶接電流の大きさを大きくしているので、3箇所で段差が形成され、3つの窪みが形成される。また、最初の窪みの深さΔL3と、2番目の窪みの深さΔL4は、共に図5に示した窪みの深さΔL1よりも浅い。さらに、3つの窪みの深さの合計(=ΔL3+ΔL4+ΔL5)は、図5に示した2つの窪みの深さの合計(=ΔL1+ΔL2)と略等しい。よって、図10に示す各窪みにより形成される段差は、図5に示した窪みにより形成される段差よりも小さくなる。 At the start of welding, the magnitude of the welding current is increased stepwise at two locations, the first intermediate position C1 and the second intermediate position C2, so that a step is formed at three locations and three depressions are formed. Is formed. Further, the depth ΔL3 of the first depression and the depth ΔL4 of the second depression are both shallower than the depth ΔL1 of the depression shown in FIG. Further, the sum of the depths of the three recesses (= ΔL3 + ΔL4 + ΔL5) is substantially equal to the sum of the depths of the two recesses shown in FIG. 5 (= ΔL1 + ΔL2). Therefore, the level difference formed by each depression shown in FIG. 10 is smaller than the level difference formed by the depression shown in FIG.
以上のようにして本実施形態では、3つの窪みを形成し、溶接位置が溶接開始位置Sに戻ってきたときに、円板電極115aとフランジ203aとの間の隙間を、図5に示したものよりも狭くなるようにする。よって、溶接位置が溶接開始位置Sに戻ってきたときに、溶接開始位置S(窪み始める位置)と円板電極115aとの接触端点1002付近で発生するスパークをより一層抑制することができ、接触端点1002付近が集中的に発熱することをより一層抑制することができる。これにより、フランジ203aが表面まで溶融状態になることをより一層抑制し、所謂散りが噴出することや、溶融している金属が円板電極115aに凝着することをより一層抑制することができる。
As described above, in this embodiment, when the three recesses are formed and the welding position returns to the welding start position S, the gap between the
そして、溶接位置が溶接開始位置Sに戻ってきたときには本電流Ioでシーム溶接を行っており、しかも、第2の中間位置C2よりも先の位置でシーム溶接を終了している。したがって、溶接開始位置Sの手前に形成されているナゲット1003と、第1の中間位置C1(又は第2の中間位置C2)よりも先の領域で形成されているナゲット1001との双方と繋がるように、不図示のナゲットが形成される。これにより、ナゲットが、フランジ203aの周方向で不連続になることを防止することができる。
When the welding position returns to the welding start position S, the seam welding is performed with the current Io , and the seam welding is finished at a position ahead of the second intermediate position C2. Therefore, both the
[開始電流、中間電流]
図11〜図13は、本電流Ioと、開始電流Isと、中間電流Icと、開始電流/本電流と、欠陥発生率との関係の一例を示す図である。尚、本電流Ioは、第1の実施形態で説明した通りである。
図11〜図13では、以下の条件で試験を行った結果を示すものである。
<溶接条件>
円板電極の直径 ;250[mm]
円板電極の先端幅 ;3.0[mm](ワイヤーシーム)
円板電極による加圧力;6.37[kN]
溶接速度 ;6.0[m/min]
溶接電源 ;インバータ式直流
通電方式 ;連続通電
[Starting current, intermediate current]
11 to 13, and the current I o, a diagram illustrating the starting current I s, the intermediate current I c, and a starting current / present current, an example of the relationship between the defect rate. The current Io is as described in the first embodiment.
11 to 13 show the results of tests performed under the following conditions.
<Welding conditions>
Diameter of disk electrode: 250 [mm]
Disc electrode tip width; 3.0 [mm] (wire seam)
Pressure applied by disk electrode; 6.37 [kN]
Welding speed: 6.0 [m / min]
Welding power source: Inverter type DC energization method: Continuous energization
<試験材>
アルミめっき鋼板(めっき付着量;両面共40[g/m2]、めっき付着前の板厚0.8[mm])を2枚積み重ねたもの
<試験方法>
溶接開始位置Sから、シーム溶接を行う方向に10[mm]だけ離れた位置を第1の中間位置C1とし、溶接開始位置Sから第1の中間位置C1まで図11〜図13に示す開始電流Isを試験材に流してシーム溶接を行う。そして、開始電流Isから、図11〜図13に示す中間電流Icに溶接電流を変更し、第1の中間位置C1から第2の中間位置C2までは、中間電流Icを試験材に流してシーム溶接を行う。ここで、第1の中間位置C1から、シーム溶接を行う方向に6[mm]だけ離れた位置を第2の中間位置C2とした。そして、中間電流Icから本電流Ioに溶接電流を変更し、第2の中間位置C2から溶接終了位置Eまでは、本電流Ioを試験材に流してシーム溶接を行った。ここでは、図9に示すように、溶接開始位置Sから第1及び第2の中間位置C1、C2を経由して溶接開始位置Sに戻った後、既にシーム溶接を行った領域に重ねてシーム溶接を行い、第1及び第2の中間位置C1、C2を再度経由して溶接終了位置Eでシーム溶接を終了させる。また、重ねて溶接が行われる領域の、シーム溶接を行う方向の流さを30[mm]とした。
<Test material>
Stacked two aluminum-plated steel plates (plating amount: 40 [g / m 2 ] on both sides, thickness 0.8 [mm] before plating) <Test method>
A position that is 10 mm away from the welding start position S in the direction in which seam welding is performed is defined as a first intermediate position C1, and the start current shown in FIGS. 11 to 13 from the welding start position S to the first intermediate position C1. performing seam welding by flowing a I s to the test material. Then, the starting current I s, to change the intermediate current I c to the welding current shown in FIGS. 11 to 13, from the first intermediate position C1 to a second intermediate position C2, the intermediate current I c to the test material Flow and perform seam welding. Here, a position separated by 6 [mm] from the first intermediate position C1 in the direction in which seam welding is performed is defined as a second intermediate position C2. Then, the welding current was changed from the intermediate current I c to the main current I o , and from the second intermediate position C2 to the welding end position E, the main current I o was passed through the test material to perform seam welding. Here, as shown in FIG. 9, after returning from the welding start position S to the welding start position S via the first and second intermediate positions C <b> 1 and C <b> 2, the seam is overlapped on the area where seam welding has already been performed. Welding is performed, and the seam welding is terminated at the welding end position E through the first and second intermediate positions C1 and C2. Further, the flow rate in the direction in which the seam welding is performed in the region where the welding is performed repeatedly is set to 30 [mm].
図11〜図13に示すように、開始電流Isの大きさが、本電流Ioの大きさの0.5倍以上、0.7倍以下であると、溶接開始位置Sと溶接終了位置Eとの間の、重ねて溶接が行われる領域に溶接欠陥が発生しないことが分かる。そこで、本実施形態でも、第1の実施形態と同様に、前述した(1)式を満たすように溶接電流の大きさを決定するようにしている。 As shown in FIGS. 11 to 13, start the magnitude of the current I s it is 0.5 times or more the size of the current I o, When it is 0.7 times or less, the welding end position and the welding start position S It can be seen that no welding defect occurs in the area between E and the area where welding is performed in an overlapping manner. Therefore, in this embodiment as well, as in the first embodiment, the magnitude of the welding current is determined so as to satisfy the above-described equation (1).
[制御方法]
シーム溶接制御装置150は、シーム溶接を開始するときに、予め記憶されているスケジュールに従って、開始電流Isを流すことをインバータ制御装置140に指示する。その後、シーム溶接制御装置150は、溶接開始時からの経過時間に基づいて、現在の溶接位置が、最初に第1の中間位置C1に到達すると、予め記憶されている内容に従って、中間電流Icを流すことをインバータ制御装置140に指示する。その後、シーム溶接制御装置150は、溶接開始時からの経過時間に基づいて、現在の溶接位置が、最初に第2の中間位置C2に到達したと判定すると、本電流Ioを流すことをインバータ制御装置140に指示する。開始電流Is、中間電流Ic、及び本電流Ioの大きさの情報として、前述した条件を満たす電流値の情報が、シーム溶接制御装置150が備えるHDD等の記憶媒体に予め記憶されている。また、溶接開始位置S、第1の中間位置C1、第2の中間位置C2、及び溶接終了位置Eの情報も、シーム溶接制御装置150が備えるHDD等の記憶媒体に予め記憶されている。
[Control method]
[まとめ]
以上のように本実施形態では、溶接開始位置Sから第1の中間位置C1までは、本電流Ioの0.5倍以上0.7倍以下の大きさの開始電流Isでシーム溶接を行い、第1の中間位置C1から第2の中間位置C2までは、開始電流Isを超え且つ本電流Io未満の大きさの中間電流Icでシーム溶接を行い、第2の中間位置C2から溶接終了位置Eまでは、本電流Ioでシーム溶接を行う。したがって、シーム溶接の開始時にフランジ203a、203bの表面に生じる段差の深さをより多くの段階に分けて段階的に深くすることができ、溶接開始位置Sで深い段差が生じることをより確実に防止することができる。よって、溶接開始位置と溶接終了位置との間の、重ねて溶接が行われる領域における溶接品質をより一層安定させることができる。
尚、溶接電流を変更する回数は2回に限定されず、3回以上であってもよい。また、本実施形態では、開始電流Is及び中間電流Icが第1の溶接電流に対応し、本電流Ioが第2の溶接電流に対応する。
[Summary]
The above in this embodiment, as described, from the welding start position S to the first intermediate position C1, seam welding in starting current I s of 0.5 times to 0.7 times the magnitude of the current I o From the first intermediate position C1 to the second intermediate position C2, seam welding is performed with an intermediate current I c that exceeds the start current I s and less than the main current I o , and the second intermediate position C2 From seam to welding end position E, seam welding is performed with this current Io . Therefore, the depth of the step formed on the surfaces of the
In addition, the frequency | count of changing a welding current is not limited to 2 times, You may be 3 times or more. Further, in the present embodiment, the start current I s and the intermediate current I c corresponds to the first welding current, the current I o corresponds to the second welding current.
(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。前述した第1の実施形態では、溶接電流の大きさを段階的(ステップ状)に上昇させる場合について説明した。これに対し、本実施形態では、溶接電流の大きさを連続的(リニア)に上昇させるようにする場合について説明する。よって、本実施形態の説明において、第1、第2の実施形態と同一の部分については、図1〜図8に付した符号と同一の符号を付すこと等して詳細な説明を省略する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment described above, the case where the magnitude of the welding current is increased stepwise (stepwise) has been described. On the other hand, this embodiment demonstrates the case where the magnitude | size of a welding current is made to raise continuously (linearly). Therefore, in the description of this embodiment, the same parts as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals as those in FIGS.
[溶接電流の制御の概要]
図14は、溶接電流の大きさを制御する方法の一例を説明する図である。具体的に図14(a)は、上部材201のフランジ203a側から見た溶接の経路の一例を概念的に示す図である。また、図14(b)は、溶接開始時における溶接電流と通電位置との関係を示す図であり、図14(c)は、溶接終了時における溶接電流と通電位置との関係を示す図である。
本実施形態では、図14(b)に示すように、シーム溶接を開始すると、溶接開始位置Sから中間位置Cまでは、溶接電流が中間位置Cで本電流Ioとなるように、開始電流Isから徐々に溶接電流をリニアに上昇させながらシーム溶接を行い、その後は、本電流Ioでシーム溶接を行う。溶接開始位置Sから中間位置Cまでの距離は、円板電極115の径の長さに依存するものであるが、例えば、10[mm]〜20[mm]である。
図14(b)、図14(c)に示すように、溶接電流の大きさは、中間位置Cで本電流Ioが流れ、その後、溶接電流の大きさは、本電流Ioの大きさに維持される。そして、上部材201及び下部材202のフランジ203a、203bに沿ってシーム溶接が行われ、溶接位置が溶接開始位置Sに戻ると、中間位置Cよりも先の溶接終了位置Eまでシーム溶接を行って、シーム溶接を終了する。溶接開始位置Sから溶接終了位置Eまでの距離は、第1の実施形態で説明したように、例えば、30[mm]以上であるのが好ましく、30[mm]〜50[mm]であるのがより好ましい。
[Overview of welding current control]
FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a method for controlling the magnitude of the welding current. Specifically, FIG. 14A is a diagram conceptually illustrating an example of a welding path viewed from the
In the present embodiment, as shown in FIG. 14 (b), when starting the seam welding, from welding start position S to the intermediate position C, so that the welding current is present current I o at the intermediate position C, starting current perform seam welding while gradually increasing the welding current linearly from I s, then performs seam welding in the current I o. Although the distance from the welding start position S to the intermediate position C depends on the length of the diameter of the disc electrode 115, it is, for example, 10 [mm] to 20 [mm].
As shown in FIGS. 14B and 14C, the magnitude of the welding current is that the main current Io flows at the intermediate position C, and then the magnitude of the welding current is the magnitude of the main current Io . Maintained. Then, seam welding is performed along the
図15は、溶接開始位置において開始電流でシーム溶接を行い、中間位置で本電流になるようにリニアに溶接電流を上昇させながらシーム溶接を行い、その後は本電流でシーム溶接を行ったときの溶接状態の様子の一例を概念的に示す図である。具体的に図15は、溶接位置が溶接開始位置に戻ってきたときの溶接状態の一例を示す。尚、図15は、フランジ203を、円板電極115の進行方向(図に向かって左から右に向かう矢印の方向)に沿って板厚方向に切った断面を示す。
前述したように、溶接開始位置Sから中間位置Cまでは、本電流Io未満の大きさを有する開始電流Isでシーム溶接を開始し、開始電流Isから溶接電流の大きさをリニアに増加させながら中間位置Cまでシーム溶接を行う。後述するように、本実施形態では、開始電流Isの大きさを本電流Ioの大きさの0.5倍以上0.7倍以下にしているので、溶接開始時には、溶接開始位置Sから中間位置Cまでの領域にはナゲットが形成されない(形成されても不完全なナゲットとなる)。その後、中間位置Cに円板電極115aが到達したときに溶接電流が本電流Ioになる。したがって、少なくとも中間位置Cよりも先の領域では、ナゲット1501が形成される。
FIG. 15 shows a case in which seam welding is performed at the welding start position at the starting current, seam welding is performed while increasing the welding current linearly so as to become the current at the intermediate position, and then seam welding is performed at the current. It is a figure which shows notionally an example of the mode of a welding state. Specifically, FIG. 15 shows an example of a welding state when the welding position returns to the welding start position. FIG. 15 shows a cross section in which the flange 203 is cut in the plate thickness direction along the traveling direction of the disc electrode 115 (the direction of the arrow from the left to the right in the drawing).
As described above, from the welding start position S to the intermediate position C, and seam welding begins at starting current I s having a size of less than the current I o, the magnitude of the welding current from the starting current I s to the linear Seam welding is performed up to the intermediate position C while increasing. As described later, in the present embodiment, the magnitude of the starting current I s because it below 0.7 times 0.5 times the size of the current I o, at the start welding, the welding start position S No nugget is formed in the region up to the intermediate position C (even if formed, it becomes an incomplete nugget). Thereafter, when the
また、溶接開始位置Sから中間位置Cまでは、溶接電流の大きさが小さいため、図1に示した窪みよりもなだらかな勾配を有する窪みが形成される。最終的には溶接電流の大きさを本電流Ioの大きさとしているので、最終的な窪みの深さΔL6は、図1に示した窪みの深さΔLと略等しくなる。このように、本実施形態では、溶接開始時において、フランジ203の表面が、最初から本電流Ioを流したときよりもなだらかに窪むようにしている。 Moreover, since the magnitude | size of welding current is small from the welding start position S to the intermediate position C, the hollow which has a gentler gradient than the hollow shown in FIG. 1 is formed. Finally, since the magnitude of the welding current is the magnitude of the current I o , the final depth ΔL6 of the recess is substantially equal to the depth ΔL of the recess shown in FIG. Thus, in the present embodiment, at the start of welding, the surface of the flange 203 is depressed more gently than when the current Io is first applied.
以上のようにして本実施形態では、図1に示したものよりもなだらかな窪みを形成し、溶接位置が溶接開始位置Sに戻ってきたときに、円板電極115aとフランジ203aとの間の隙間を、図1に示したものよりも狭くなるようにする。よって、溶接位置が溶接開始位置Sに戻ってきたときに、溶接開始位置S(窪み始める位置)と円板電極115aとの接触端点1502付近で発生するスパークを抑制することができ、接触端点1502付近が集中的に発熱することを抑制することができる。これにより、フランジ203aが表面まで溶融状態になることをより一層抑制し、所謂散りが噴出することや、溶融している金属が円板電極115aに凝着することを抑制することができる。
As described above, in the present embodiment, a gentler depression than that shown in FIG. 1 is formed, and when the welding position returns to the welding start position S, the gap between the
そして、溶接位置が溶接開始位置Sに戻ってきたときには本電流Ioでシーム溶接を行っており、しかも、中間位置Cよりも先の位置でシーム溶接を終了している。したがって、溶接開始位置Sの手前に形成されているナゲット1503と、中間位置Cよりも先の領域で形成されているナゲット1501との双方と繋がるように、不図示のナゲットが形成される。これにより、ナゲットが、フランジ203aの周方向で不連続になることを防止することができる。
When the welding position returns to the welding start position S, the seam welding is performed with the current Io , and the seam welding is finished at a position ahead of the intermediate position C. Therefore, a nugget (not shown) is formed so as to be connected to both the
[開始電流、中間電流]
図16〜図18は、本電流Ioと、開始電流Isと、中間電流Icと、開始電流/本電流と、欠陥発生率との関係の一例を示す図である。尚、本電流Ioは、第1の実施形態で説明した通りである。
図16〜図18では、以下の条件で試験を行った結果を示すものである。
<溶接条件>
円板電極の直径 ;250[mm]
円板電極の先端幅 ;3.0[mm](ワイヤーシーム)
円板電極による加圧力;6.37[kN]
溶接速度 ;6.0[m/min]
溶接電源 ;インバータ式直流
通電方式 ;連続通電
[Starting current, intermediate current]
16 to 18, and the current I o, a diagram illustrating the starting current I s, the intermediate current I c, and a starting current / present current, an example of the relationship between the defect rate. The current Io is as described in the first embodiment.
In FIGS. 16-18, the result of having conducted the test on the following conditions is shown.
<Welding conditions>
Diameter of disk electrode: 250 [mm]
Disc electrode tip width; 3.0 [mm] (wire seam)
Pressure applied by disk electrode; 6.37 [kN]
Welding speed: 6.0 [m / min]
Welding power source: Inverter type DC energization method: Continuous energization
<試験材>
アルミめっき鋼板(めっき付着量;両面共40[g/m2]、めっき付着前の板厚0.8[mm])を2枚積み重ねたもの
<試験方法>
溶接開始位置Sから、シーム溶接を行う方向に15[mm]だけ離れた位置を中間位置Cとし、中間位置Cで図16〜図18に示す本電流Ioが流れるように、図16〜図18に示す開始電流Isからリニアに(時間に対して直線的に)溶接電流の大きさを増加させながら、シーム溶接を行う。そして、中間位置Cから溶接終了位置Eまでは、本電流Ioを試験材に流してシーム溶接を行った。ここでは、図14に示すように、溶接開始位置Sから中間位置Cを経由して溶接開始位置Sに戻った後、既にシーム溶接を行った領域に重ねてシーム溶接を行い、中間位置Cを経由して溶接終了位置Eでシーム溶接を終了させる。また、重ねて溶接が行われる領域の、シーム溶接を行う方向の流さを30[mm]とした。
<Test material>
Stacked two aluminum-plated steel plates (plating amount: 40 [g / m 2 ] on both sides, thickness 0.8 [mm] before plating) <Test method>
From the welding start position S, the position separated by 15 [mm] in the direction to perform the seam welding an intermediate position C, as the current I o shown in FIGS. 16 to 18 in the intermediate position C flows, FIGS. 16 from the start current I s shown in 18 linearly while increasing the magnitude of the welding current (linear with respect to time), and seam welding. From the intermediate position C to the welding end position E, seam welding was performed by flowing the current Io through the test material. Here, as shown in FIG. 14, after returning from the welding start position S to the welding start position S via the intermediate position C, seam welding is performed on the area where seam welding has already been performed, and the intermediate position C is set. The seam welding is terminated at the welding end position E. Further, the flow rate in the direction in which the seam welding is performed in the region where the welding is performed repeatedly is set to 30 [mm].
図16〜図18に示すように、開始電流Isの大きさが、本電流Ioの大きさの0.5倍以上、0.7倍以下であると、溶接開始位置Sと溶接終了位置Eとの間の、重ねて溶接が行われる領域に溶接欠陥が発生しないことが分かる。そこで、本実施形態でも、第1の実施形態と同様に、前述した(1)式を満たすように溶接電流の大きさを決定するようにしている。 As shown in FIGS. 16 to 18, start the magnitude of the current I s it is 0.5 times or more the size of the current I o, When it is 0.7 times or less, the welding end position and the welding start position S It can be seen that no welding defect occurs in the area between E and the area where welding is performed in an overlapping manner. Therefore, in this embodiment as well, as in the first embodiment, the magnitude of the welding current is determined so as to satisfy the above-described equation (1).
[制御方法]
シーム溶接制御装置150は、シーム溶接を開始するときに、予め記憶されているスケジュールに従って、溶接開始位置Sで開始電流Isの大きさの溶接電流を流し、その後、溶接電流の大きさをリニアに増加させて、中間位置Cで本電流Ioの大きさの溶接電流が流れるようにすることをインバータ制御装置140に指示する。その後、シーム溶接制御装置150は、溶接開始時からの経過時間に基づいて、現在の溶接位置が、中間位置Cに到達したと判定すると、本電流Ioを流すことをインバータ制御装置140に指示する。開始電流Is、及び本電流Ioの大きさの情報として、前述した条件を満たす電流値の情報が、シーム溶接制御装置150が備えるHDD等の記憶媒体に予め記憶されている。また、溶接開始位置S、中間位置C、及び溶接終了位置Eの情報も、シーム溶接制御装置150が備えるHDD等の記憶媒体に予め記憶されている。
[Control method]
[まとめ]
以上のように本実施形態では、溶接開始位置Sで、本電流Ioの0.5倍以上0.7倍以下の大きさの開始電流Isを流し、その後、中間位置Cで本電流Ioの大きさの溶接電流が流れるように溶接電流の大きさをリニアに増加させながらシーム溶接を行い、中間位置Cから溶接終了位置Eまでは、本電流Ioでシーム溶接を行う。したがって、シーム溶接の開始時にフランジ203a、203bの表面に生じる段差の傾斜をなだらかにすることができ、溶接開始位置Sで深い段差が生じることをより確実に防止することができる。よって、溶接開始位置と溶接終了位置との間の、重ねて溶接が行われる領域における溶接品質を安定させることができる。
尚、第2の実施形態のようにした場合でも、本実施形態を適用することができる。すなわち、シーム溶接を開始すると、溶接開始位置Sから第1の中間位置C1までは、第1の中間位置C1で溶接電流の大きさが中間電流Icの大きさとなるように、開始電流Isから溶接電流の大きさをリニアに増加させながらシーム溶接を行い、第1の中間位置C1から第2の中間位置C2までは、第2の中間位置C2で溶接電流の大きさが本電流Ioの大きさとなるように、中間電流Icから溶接電流をリニアに増加させながらシーム溶接を行い、その後は、本電流Ioでシーム溶接を行うこともできる。また、中間位置の数は、2に限定されず、3以上であってもよい。
[Summary]
As described above, in the present embodiment, as described, at welding start position S, flowing starting current I s of 0.5 times to 0.7 times the magnitude of the current I o, then the current I at an intermediate position C Seam welding is performed while linearly increasing the magnitude of the welding current so that a welding current of the magnitude o flows, and seam welding is performed with the current I o from the intermediate position C to the welding end position E. Therefore, the slope of the step generated on the surfaces of the
Even in the case of the second embodiment, the present embodiment can be applied. That is, when the seam welding is started, the start current I s is from the welding start position S to the first intermediate position C1 so that the welding current becomes the intermediate current I c at the first intermediate position C1. From the first intermediate position C1 to the second intermediate position C2, the magnitude of the welding current is the current current I o at the second intermediate position C2. It is also possible to perform seam welding while linearly increasing the welding current from the intermediate current I c so that the current current I c becomes larger, and then perform seam welding with the current I o . Further, the number of intermediate positions is not limited to 2, and may be 3 or more.
尚、以上説明した本発明の実施形態のうち、溶接電流を変更するためのシーム溶接制御装置150の処理は、コンピュータがプログラムを実行することによって実現することができる。また、プログラムをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムを記録したCD−ROM等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体、又はかかるプログラムを伝送する伝送媒体も本発明の実施の形態として適用することができる。また、前記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体などのプログラムプロダクトも本発明の実施の形態として適用することができる。前記のプログラム、コンピュータ読み取り可能な記録媒体、伝送媒体及びプログラムプロダクトは、本発明の範疇に含まれる。
また、以上説明した本発明の実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
In the embodiment of the present invention described above, the process of the seam
In addition, the embodiments of the present invention described above are merely examples of implementation in carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed as being limited thereto. Is. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the technical idea or the main features thereof.
100 シーム溶接システム
110 シーム溶接装置
111 多軸ロボット
112 燃料タンク把持機構
113 回転駆動装置
114 回転角度検出器
115 円板電極
116 電極駆動装置
120 溶接トランス
130 インバータ回路
140 インバータ制御装置
150 シーム溶接制御装置
200 燃料タンク
201 上部材
202 下部材
203 フランジ
501、1002、1502 接触端点
502、503、1001、1003、1501、1503 ナゲット
S 溶接開始位置
C 中間位置
C1 第1の中間位置
C2 第2の中間位置
E 溶接終了位置
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記溶接開始位置から前記中間位置までは、第1の溶接電流でシーム溶接を行い、
前記中間位置から前記溶接終了位置までは、前記第1の溶接電流を超える大きさを有する第2の溶接電流でシーム溶接を行い、
前記第1の溶接電流の開始時の大きさは、前記第2の溶接電流の大きさの0.5倍以上、0.7倍以下であることを特徴とする燃料タンクのシーム溶接方法。 A flange formed along the lower outer peripheral edge of the upper member, which is a part of the metal fuel tank, and a flange formed along the upper outer peripheral edge of the lower member, which is a part of the fuel tank, When the seam welding is performed along the circumferential direction of the flange by applying pressure and electricity to the overlapped flange from above and below with the disc electrode, the seam welding is started from the welding start position. After the welding position returns to the welding start position via the intermediate position, seam welding is performed on the area where seam welding has already been performed, and after passing through the intermediate position, seam welding is performed at the welding end position. A seam welding method for a fuel tank,
From the welding start position to the intermediate position, seam welding is performed with a first welding current,
From the intermediate position to the welding end position, seam welding is performed with a second welding current having a magnitude exceeding the first welding current,
The method for seam welding a fuel tank, wherein the magnitude of the first welding current at the start is 0.5 to 0.7 times the magnitude of the second welding current.
前記第2の溶接電流の大きさの上限値は、前記重ねて溶接を行わない領域で溶接欠陥が生じる下限の溶接電流の大きさの0.95倍の大きさであることを特徴とする請求項1に記載の燃料タンクのシーム溶接方法。 The lower limit value of the magnitude of the second welding current is the magnitude of the welding current at which a nugget having a nugget width that is twice the thickness of one metal plate constituting the flange at the time of non-surface treatment is obtained. And
The upper limit value of the magnitude of the second welding current is 0.95 times the magnitude of the lower limit welding current at which a welding defect occurs in the region where the welding is not performed in an overlapping manner. Item 2. A method for seam welding a fuel tank according to Item 1.
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