JP2015093275A - Ｍｉｇ溶接方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電着塗装される母材を溶接するＭＩＧ溶接方法において、塗料の未付着や、付着した塗料の剥離による母材表面の錆の発生を確実に防止できるようにする。【解決手段】シールドガスとして酸化成分の多いＣＯ２ガス１００％を使用し、溶接線２に沿って溶接ワイヤ６を移動させて酸化物質を含む補助ビード４を予め形成しておき、その後シールドガス７としてＡｒガス１００％を使用して、補助ビード４に沿って溶接ワイヤ６を移動させて補助ビード４よりも幅広で嵩高い溶接ビード８を形成する。そのため、溶接線２に沿った補助ビード４に含まれる酸化物質によりアークＡを誘導しつつ、アークＡを溶接線２のとおりに移動させて溶接ビード８を蛇行することなく形成することができ、安定したアークＡによりスラグのない溶接ビード８を形成することができ、その後に母材１を電着塗装しても塗料の未付着や剥離が生じることもなく、高品質な塗装を行うことができる。【選択図】図３

Description

本発明は、電着塗装される母材を、所定の溶接線に沿って溶接するＭＩＧ溶接方法に関する。

通常、自動車のボデーを構成する外板面は、鋼板をプレスおよび溶接することにより所定形状に加工されて形成され、この場合の溶接には、炭酸ガス（ＣＯ_２ガス）や、アルゴン（Ａｒ）とＣＯ_２との比率が８：２のＭＡＧ（Ｍｅｔａｌ Ａｃｔｉｖｅ Ｇａｓ）をシールドガスとして用いるアーク溶接を適用するのが一般的である。

ところが、ＣＯ_２ガスやＭＡＧを用いたアーク溶接の場合、形成された溶接ビード上に酸化物であるスラグが生じ、このスラグが絶縁物であるために、その後にボデーを電着塗装すると、溶接ビード上に塗料が付着し難く、せっかく付着しても付着力が弱く塗料が剥離し易いため、自動車ボデーの外板面の錆の発生を招くという問題があった。

そこで、電着塗装が必要な母材の溶接方法として、ＣＯ_２ガスやＭＡＧを用いたアーク溶接によるスラグの発生を低減或いは防止するために、シールドガスに含まれる酸化成分を除去し、Ａｒガス１００％をシールドガスとしたＭＩＧ（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｅｒｔ Ｇａｓ）溶接を適用することが考えられるが、この場合、アークが溶接母材であるボデー用鋼板の外板表面上で電子を放出しやすい酸化物を求めて激しく動き回るため、図６に示すように、母材Ｗに形成される溶接ビードＢが所定の溶接線からずれて大きく蛇行するという不都合が生じる。

このような不都合を解消するために、従来、母材表面にＭｎＯおよびＳｉＯ_２が１：１の混合物である酸化物系物質を溶接線に沿って塗布し、ＭＩＧ溶接におけるアークを誘導し、溶接ビードの蛇行を防止することが考えられている（例えば、特許文献１）。

特開平２−２５８１７４号公報（第２頁左上欄第２行〜左下欄第１行参照）

しかし、上記した特許文献１の方法では、塗布した酸化物系物質はスラグと同等であり、溶接ビードに塗布した酸化物系物質が残存すると、母材であるボデー用鋼板を電着塗装したときに、塗料の未付着や付着した塗料の剥離が生じ、その結果、自動車ボデーの外板面の錆の発生を防止できないという問題点がある。

本発明は、電着塗装される母材を溶接するＭＩＧ溶接方法において、塗料の未付着や、付着した塗料の剥離による母材表面の錆の発生を確実に防止できるようにすることを目的とする。

上記した目的を達成するために、本発明のＭＩＧ溶接方法は、電着塗装される母材を、所定の溶接線に沿って溶接するＭＩＧ溶接方法において、シールドガスとして酸化成分の多いガスを使用し、前記溶接線に沿って溶接ワイヤを移動させて酸化物質を含む補助ビードを形成し、その後シールドガスとしてアルゴンガス１００％を使用して、前記補助ビードに沿って前記溶接ワイヤを移動させて前記補助ビードよりも幅広で嵩高い溶接ビードを形成することを特徴としている（請求項１）。

また、前記溶接線に沿って傷を作り、該傷部分に酸化膜を形成し、その後シールドガスとしてアルゴンガス１００％を使用して、前記酸化膜に沿って前記溶接ワイヤを移動させて溶接ビードを形成するようにしてもよい（請求項２）。

請求項１に係る発明によれば、シールドガスとして酸化成分の多いガスを使用し、溶接線に沿って溶接ワイヤを移動させて酸化物質を含む補助ビードを予め形成しておき、その後シールドガスとしてアルゴンガス１００％を使用して、補助ビードに沿って溶接ワイヤを移動させて補助ビードよりも幅広で嵩高い溶接ビードを形成するため、溶接線に沿った補助ビードに含まれる酸化物質によりアークを誘導しつつ、アークを溶接線どおりに移動させて溶接ビードを蛇行することなく形成することができ、安定したアークによりスラグのない溶接ビードを形成することが可能になり、その後に母材を電着塗装しても塗料の未付着や剥離が生じることもなく、高品質な塗装を行うことができる。このとき、補助ビードおよび溶接ビードの形成を溶接ロボットにより行う場合に、シールドガスを切り替えることによって１台の溶接ロボットにより補助ビードおよび溶接ビードを形成することができ、低コストで済む。

また、請求項２に係る発明によれば、溶接線に沿って傷を作り、該傷部分に酸化膜を予め形成しておき、その後シールドガスとしてアルゴンガス１００％を使用して、酸化膜に沿って溶接ワイヤを移動させて溶接ビードを形成するため、溶接線に沿った傷の酸化膜によりアークを誘導しつつ、アークを溶接線どおりに移動させて溶接ビードを蛇行することなく形成することができ、安定したアークによりスラグのない溶接ビードを形成することができ、その後に母材を電着塗装しても塗料の未付着や剥離が生じることもなく、高品質な塗装を行うことが可能になる。この場合も、１台の溶接ロボットにより、傷の形成と、その後の溶接ビードの形成とを行うことができ、低コストで済む。

本発明に係るＭＩＧ溶接方法の第１実施形態の概略正面図である。 第１実施形態における補助ビードの斜視図である。 第１実施形態における溶接途中の斜視図である。 本発明に係るＭＩＧ溶接方法の第２実施形態の概略斜視図である。 第２実施形態における溶接途中の斜視図である。 従来例における蛇行する溶接ビードの斜視図である。

＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態について、図１ないし図３を参照して詳細に説明する。

シールドガスとしてＡｒ（アルゴン）ガス１００％を用いたＭＩＧ溶接を行うのに先立ち、図１に示すように、自動車のボデー用鋼板などの母材１の溶接すべき所定の溶接線２に沿って、シールドガス３として酸化成分の多いガスである例えば炭酸ガス（ＣＯ_２ガス）１００％を本溶接による溶接ビードよりも小さい補助ビード４を予め形成しておく。この補助ビード４には、ＣＯ_２ガスによる酸化物質が含まれるため、次工程でＡｒガス１００％のＭＩＧ溶接を行う場合に、発生するアークを補助ビード４に含まれる酸化物により誘導することができる。

このとき、溶接ロボットによる溶接を行うものとすると、ロボットに対して溶接線２のティーチングを行い、ＣＯ_２ガス１００％をシールドガス３として、ロボットアーム先端部に配設された溶接トーチ５の溶接ワイヤ６から母材１に向かってアークＡを発生させ、ティーチングした溶接線２に沿ってロボットアームが動くように制御することにより、溶接ワイヤ６の先端から発生するアークＡが溶接線２のとおりに移動し、補助ビード４が形成されていく。

次に、シールドガス３をＣＯ_２ガス１００％から、Ａｒガス１００％のシールドガス７に切り替え、予め形成した補助ビード４に沿ってロボットアームが動くように制御すると、ロボットアーム先端部に配設された溶接トーチ５の溶接ワイヤ６の先端から発生するアークＡが、補助ビード４に含まれる酸化物質に誘導され、ワイヤ６が溶融しつつアークＡが補助ビード４に沿って移動することにより、補助ビード４の上に重なって補助ビード４よりも幅広で嵩高い溶接ビード８が形成される。

したがって、上記した第１実施形態によれば、シールドガス３として酸化成分の多いＣＯ_２ガス１００％を使用し、溶接線２に沿って溶接ワイヤ６を移動させて酸化物質を含む補助ビード４を予め形成しておき、その後シールドガス７としてＡｒガス１００％を使用して、補助ビード４に沿って溶接ワイヤ６を移動させて補助ビード４よりも幅広で嵩高い溶接ビード８を形成するため、溶接線２に沿った補助ビード４に含まれる酸化物質によりアークＡを誘導しつつ、アークＡを溶接線２のとおりに移動させて溶接ビード８を蛇行することなく形成することができ、安定したアークＡによりスラグのない溶接ビード８を形成することができる。その結果、その後に母材１を電着塗装しても塗料の未付着や剥離が生じることもなく、高品質な塗装を行うことができる。

このとき、補助ビード４および溶接ビード８の形成を、シールドガスの切り替えを行うだけで１台の溶接ロボットによって行うことができて低コストで済み、母材１である自動車ボデーを非常に安価で高品質に電着塗装することが可能になる。

＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態について、図４および図５を参照して詳細に説明する。

第２実施形態において、上記した第１実施形態と異なるのは、補助ビード４を形成することに代え、図４に示すように、母材１の溶接線２に沿って溶接ロボットのワイヤ６により傷１０を形成しておき、この状態で母材１を暫らく放置するなどして傷１０部分に酸化膜を形成させるようにした点である。ここで、ワイヤ６により傷１０を形成する際に、水分や酸素を吹き付けるなどして酸化を促進させるのが好ましい。

そして、溶接線２に沿った傷１０部分に酸化膜を形成した母材１に対し、傷１０に沿ってロボットアームが動くように制御しつつ、シールドガス１１としてＡｒガス１００％を用いたＭＩＧ溶接を行う。このとき、ロボットアーム先端部に配設された溶接トーチ５の溶接ワイヤ６の先端から発生するアークＡが、傷１０の酸化膜に含まれる酸化物質に誘導され、ワイヤ６が溶融しつつアークＡが傷１０に沿って移動することにより、溶接線２のとおりの傷１０に沿って溶接ビード１２が形成されていく。

したがって、上記した第２実施形態によれば、溶接線２に沿って傷１０を作り、この傷１０部分に酸化膜を予め形成しておき、その後シールドガス１１としてＡｒガス１００％を使用し、傷１０の酸化膜に沿って溶接ワイヤ６を移動させて溶接ビード１２を形成するため、溶接線２に沿った傷１０の酸化膜によりアークＡを誘導しつつ、アークＡを溶接線２どおりに移動させて溶接ビード１２を蛇行することなく形成することができ、安定したアークＡによりスラグのない溶接ビード１２を形成することができる。その結果、その後に母材１を電着塗装しても塗料の未付着や剥離が生じることもなく、高品質な塗装を行うことが可能になる。この場合も、第１実施形態と同様、１台の溶接ロボットにより、傷１０の形成と溶接ビード１２の形成とを行うことができ、低コストで済む。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行なうことが可能である。

例えば、上記した第１実施形態では、ＣＯ_２ガス１００％をシールドガス３としてアークＡを発生させることにより補助ビード４を形成した場合について説明したが、このときのシールドガス３は、ＣＯ_２ガス１００％に限定されるものではなくその他の酸化成分の多いガスを用いればよい。

また、上記した両実施形態では、母材１を自動車のボデー用鋼板として説明したが、母材１はボデー用鋼板に限るものではなく、要するに電着塗装される母材に対して本発明を適用することが可能である。

１ …母材
２ …溶接線
３ …シールドガス（ＣＯ_２ガス）
４ …補助ビード
６ …溶接ワイヤ
７，１１ …シールドガス（Ａｒガス）
８，１２ …溶接ビード
１０ …傷
Ａ …アーク

Claims (2)

1. 電着塗装される母材を、所定の溶接線に沿って溶接するＭＩＧ溶接方法において、
   シールドガスとして酸化成分の多いガスを使用し、前記溶接線に沿って溶接ワイヤを移動させて酸化物質を含む補助ビードを形成し、
   その後シールドガスとしてアルゴンガス１００％を使用して、前記補助ビードに沿って前記溶接ワイヤを移動させて前記補助ビードよりも幅広で嵩高い溶接ビードを形成する
   ことを特徴とするＭＩＧ溶接方法。
2. 電着塗装される母材を、所定の溶接線に沿って溶接するＭＩＧ溶接方法において、
   前記溶接線に沿って傷を作り、該傷部分に酸化膜を形成し、
   その後シールドガスとしてアルゴンガス１００％を使用して、前記酸化膜に沿って前記溶接ワイヤを移動させて溶接ビードを形成する
   ことを特徴とするＭＩＧ溶接方法。

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