JP2022190762A - Arc stud welding method and arc stud welding apparatus - Google Patents

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Koji Nomura
祐介 松岡
Yusuke Matsuoka
裕貴 木俣
Yuki Kimata
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Abstract

To provide an arc stud welding method that achieves good weld quality.SOLUTION: An arc stud welding method includes: a first step of generating a pilot arc by setting a welding current passing between a stud and a mother material to a first current value; a second step of generating a main arc by setting a welding current to a second current value larger than the first current value; a third step of passing a welding current having a third current value for a predetermined period of time by changing, after the second step, a welding current to the third current value that is smaller than the second current value and continuously generates the main arc; and a fourth step of pushing the stud into the mother material after the third step.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本開示は、アークスタッド溶接方法およびアークスタッド溶接装置に関する。 The present disclosure relates to an arc stud welding method and an arc stud welding apparatus.

アークスタッド溶接では、まず、スタッドと母材との間にパイロットアークを発生させた後、パイロットアークにて流す電流よりも大きい電流を流してメインアークを発生させて母材の表面付近を溶融する。次に、溶融している母材表面に向かってスタッドを押し込むことにより、母材にスタッドを溶接する（例えば、特許文献１）。 In arc stud welding, first, after a pilot arc is generated between the stud and the base metal, a larger current than the pilot arc is applied to generate the main arc and melt the base metal near the surface. . The stud is then welded to the base metal by pushing the stud toward the surface of the base metal that is melting (eg, Patent Document 1).

特開２００５－２４６３９５号公報JP 2005-246395 A

母材が薄板である場合、メインアークにおいて、溶融が母材の裏面にまで達する、いわゆる裏抜けが発生する場合がある。裏抜けした状態で、スタッドが押し込まれると、母材裏面に亀裂が生じるおそれがある。 When the base material is a thin plate, so-called strike-through, in which melting reaches the back surface of the base material, may occur in the main arc. If the stud is pushed in with the strike-through, there is a risk that cracks will occur on the back surface of the base material.

本開示は、以下の形態として実現することが可能である。 The present disclosure can be implemented as the following forms.

（１）本開示の一形態によれば、アークスタッド溶接方法が提供される。このアークスタッド溶接方法は、スタッドと母材との間に流れる溶接電流を第１電流値に設定し、パイロットアークを発生させる第１工程と、前記溶接電流を前記第１電流値よりも大きい第２電流値に設定し、メインアークを発生させる第２工程と、前記第２工程の後に、前記溶接電流を前記第２電流値よりも小さい第３電流値であって、前記メインアークを継続して発生させる第３電流値に切り替え、予め定められた期間、前記第３電流値の前記溶接電流を流す第３工程と、前記第３工程の後、前記スタッドを前記母材に押し込む第４工程と、を備える。この形態によれば、スタッドを母材に押し込む第４工程の前の第３工程において、メインアークが発生する程度に電流値が小さく設定されることで、入熱が抑えられる。これにより、母材裏面が溶融していた場合にも、冷えて固まるため、その後の第４工程にてスタッドが押し込まれても母材裏面における亀裂の発生が抑制される。
（２）上記形態のアークスタッド溶接方法において、前記第２電流値をＩｍ、前記第３電流値をＩａとした場合、前記Ｉａは、次の式（１）を満たしてもよい。
Ｉａ＝α×Ｉｍ・・・式（１）
ただし、０．１≦α≦０．３
この形態によれば、メインアークを発生させつつ、入熱を抑えることができるため、母材の溶接面に形成された溶融池を維持しつつ、母材裏面を固めることができる。よって、母材裏面における亀裂の発生を抑制しつつ、スタッドを溶接することができる。
（３）上記形態のアークスタッド溶接方法において、前記予め定められた期間は、２ｍｓ以上１０ｍｓ以下としてもよい。この形態によれば、母材裏面が溶融していた場合にも、母材裏面を確実に固めることができる。
（４）上記形態のアークスタッド溶接方法において、前記第４工程は、第１速度で前記スタッドを前記母材に近づける第１移動工程と、前記第１速度よりも小さい第２速度で前記スタッドを前記母材に押し込む第２移動工程と、を備えてもよい。この形態によれば、第１速度よりも小さい第２速度でスタッドを母材に押し込むことで、母材がスタッドから受ける運動エネルギーは小さくなるため、亀裂の発生をさらに抑制することができる。また、スタッドを母材に近づける速度は、第２速度よりも大きい第１速度とすることで、第４工程の所要時間の増加を抑制することができる。
（５）上記形態のアークスタッド溶接方法において、前記第１速度をＶ０、前記第２速度をＶ１とした場合、前記Ｖ１は、次の式（２）を満たす、アークスタッド溶接方法。
Ｖ１＝β×Ｖ０・・・式（２）
ただし、０．１≦β≦０．５、かつＶ１≦０．１ｍｍ／ｍｓ
この形態によれば、第４工程における亀裂の発生を確実に抑制することができる。
（６）本開示の一形態によれば、アークスタッド溶接装置が提供される。このアークスタッド制御装置は、把持したスタッドを母材に押し込む溶接ガンと、前記スタッドと前記母材とに溶接電流を供給する電源装置と、前記溶接ガンと、前記電源装置とを制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記溶接電流を第１電流値に設定し、パイロットアークを発生させる第１工程と、前記溶接電流を前記第１電流値よりも大きい第２電流値に設定し、メインアークを発生させる第２工程と、前記第２工程の後に、前記溶接電流を前記第２電流値よりも小さい第３電流値であって、前記メインアークを継続して発生させる第３電流値に切り替え、予め定められた期間、前記第３電流値の前記溶接電流を流す第３工程と、前記第３工程の後、前記スタッドを前記母材に押し込む第４工程と、を実行する。この形態によれば、スタッドを母材に押し込む第４工程の前の第３工程において、メインアークが発生する程度に電流値が小さく設定されることで、入熱が抑えられる。これにより、母材裏面が溶融していた場合にも、冷えて固まるため、その後の第４工程にてスタッドが押し込まれても母材裏面における亀裂の発生が抑制される。
本開示は、アークスタッド溶接方法およびアークスタッド溶接装置以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、アークスタッド溶接装置の制御方法、その制御方法を実現するコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した一時的でない記録媒体等の形態で実現することができる。 (1) According to one aspect of the present disclosure, an arc stud welding method is provided. This arc stud welding method includes a first step of setting a welding current flowing between a stud and a base metal to a first current value to generate a pilot arc; a second step of setting two current values to generate a main arc; and after the second step, setting the welding current to a third current value smaller than the second current value to continue the main arc. a third step of switching to a third current value to be generated by the third step, and passing the welding current of the third current value for a predetermined period; and a fourth step of pushing the stud into the base material after the third step. And prepare. According to this aspect, in the third step before the fourth step of pushing the stud into the base metal, the current value is set to be small enough to generate the main arc, thereby suppressing the heat input. As a result, even if the back surface of the base material is melted, it cools and solidifies, so even if the stud is pushed in in the subsequent fourth step, the back surface of the base material is prevented from cracking.
(2) In the arc stud welding method of the above aspect, when the second current value is Im and the third current value is Ia, Ia may satisfy the following formula (1).
Ia=α×Im Formula (1)
However, 0.1≤α≤0.3
According to this aspect, the heat input can be suppressed while generating the main arc, so the back surface of the base material can be hardened while maintaining the molten pool formed on the welding surface of the base material. Therefore, the stud can be welded while suppressing the occurrence of cracks on the back surface of the base material.
(3) In the arc stud welding method of the above aspect, the predetermined period may be 2 ms or more and 10 ms or less. According to this aspect, even when the back surface of the base material is melted, the back surface of the base material can be reliably solidified.
(4) In the arc stud welding method of the above aspect, the fourth step includes a first moving step of moving the stud closer to the base material at a first speed, and moving the stud at a second speed lower than the first speed. and a second moving step of pressing into the base material. According to this aspect, by pushing the stud into the base material at the second speed that is lower than the first speed, the kinetic energy that the base material receives from the stud is reduced, so that the generation of cracks can be further suppressed. Further, by setting the speed at which the stud approaches the base material to be the first speed higher than the second speed, it is possible to suppress an increase in the time required for the fourth step.
(5) In the arc stud welding method of the above aspect, when the first speed is V0 and the second speed is V1, V1 satisfies the following formula (2).
V1=β×V0 Expression (2)
However, 0.1 ≤ β ≤ 0.5 and V1 ≤ 0.1 mm/ms
According to this aspect, it is possible to reliably suppress the occurrence of cracks in the fourth step.
(6) According to one aspect of the present disclosure, an arc stud welding device is provided. This arc stud control device includes a welding gun that pushes a gripped stud into a base material, a power supply that supplies a welding current to the stud and the base material, and a control device that controls the welding gun and the power supply. a first step of setting the welding current to a first current value to generate a pilot arc; and setting the welding current to a second current value greater than the first current value. a second step of generating a main arc; and, after the second step, setting the welding current to a third current value smaller than the second current value and continuously generating the main arc. a third step of switching to a current value and applying the welding current of the third current value for a predetermined period; and a fourth step of pushing the stud into the base material after the third step. . According to this aspect, in the third step before the fourth step of pushing the stud into the base metal, the current value is set to be small enough to generate the main arc, thereby suppressing the heat input. As a result, even if the back surface of the base material is melted, it cools and solidifies, so even if the stud is pushed in in the subsequent fourth step, the back surface of the base material is prevented from cracking.
The present disclosure can also be implemented in various forms other than the arc stud welding method and arc stud welding apparatus. For example, it can be realized in the form of a control method for an arc stud welding apparatus, a computer program for realizing the control method, a non-temporary recording medium recording the computer program, or the like.

アークスタッド溶接装置の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of an arc stud welding apparatus. アークスタッド溶接工程を示すフローチャートである。It is a flow chart which shows an arc stud welding process. アークスタッド溶接工程における、溶接電流、溶接電圧、およびスタッド位置と、時間との関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between welding current, welding voltage, stud position, and time in an arc stud welding process; 比較例におけるスタッドと母材との溶融状態を示す模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram showing a molten state of a stud and a base material in a comparative example; 第２実施形態に係る第４工程におけるスタッドの位置と時間との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of the position of a stud, and time in the 4th process which concerns on 2nd Embodiment.

Ａ．第１実施形態：
Ａ１．アークスタッド溶接装置の構成
図１は、アークスタッド溶接装置１００の構成を示す模式図である。アークスタッド溶接装置１００は、スタッド１０と母材２０との間にアーク放電を発生させ、発生させたアーク放電により母材２０を溶融した後、スタッド１０を母材２０に押し込んで溶接する。スタッド１０は、具体的には、例えば、スタットボルトや丸棒である。母材２０は、スタッド１０が溶接される溶接面２０ａと、溶接面２０ａと対向する裏面２０ｂとを有する。母材２０としては、例えば、鋼、アルミニウム、アルミニウム合金などの種々の金属材料を用いることができる。本実施形態では、母材２０として、車両のボデーに用いられる鋼板が用いられ、スタッド１０としてスタッドボルトが用いられる。アークスタッド溶接装置１００は、溶接ガン４０と、電源装置６０と、制御装置７０とを備える。 A. First embodiment:
A1. Configuration of Arc Stud Welding Apparatus FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an arc stud welding apparatus 100 . The arc stud welding apparatus 100 generates an arc discharge between the stud 10 and the base material 20, melts the base material 20 by the generated arc discharge, and then pushes the stud 10 into the base material 20 for welding. Specifically, the stud 10 is, for example, a stud bolt or a round bar. The base material 20 has a welding surface 20a to which the stud 10 is welded, and a back surface 20b facing the welding surface 20a. Various metal materials such as steel, aluminum, and aluminum alloys can be used as the base material 20 . In this embodiment, the base material 20 is a steel plate used for vehicle bodies, and the stud 10 is a stud bolt. Arc stud welding apparatus 100 includes welding gun 40 , power supply device 60 , and control device 70 .

溶接ガン４０は、チャック４１と、移動機構４２と、レッグ４３とを有する。チャック４１は、導電体で形成されており、スタッド１０を把持する。溶接ガン４０は、チャック４１により把持されるスタッド１０の軸が母材２０の溶接面２０ａに対して略垂直となるように設置される。チャック４１は、移動機構４２によって、スタッド１０の軸方向に進退移動する。本実施形態では、移動機構４２は、図示しないコイルばねと、コイルとを有するソレノイドとして構成されている。コイルばねは、チャック４１を母材２０に向かって付勢する。そして、コイルが通電されている場合には、チャック４１およびスタッド１０は、電磁吸引により、図１に実線にて示す離隔位置Ｐ１に位置する。チャック４１およびスタッド１０が、離隔位置Ｐ１に位置している場合、コイルばねは、圧縮されている。コイルの通電が解除されると、磁気吸引は解除され、コイルばねの付勢力により、チャック４１およびスタッド１０は、母材２０に向かって移動する。図１では、スタッド１０が母材２０と接触する接触位置Ｐ０におけるスタッド１０およびチャック４１を破線で示している。なお、移動機構４２は、例えばリニアモータを用いてチャック４１を進退させる構成としてもよい。レッグ４３は、溶接工程において、母材２０を押さえるために設けられている。 Welding gun 40 has chuck 41 , moving mechanism 42 , and leg 43 . The chuck 41 is made of a conductor and holds the stud 10 . The welding gun 40 is installed such that the axis of the stud 10 gripped by the chuck 41 is substantially perpendicular to the welding surface 20 a of the base material 20 . The chuck 41 moves forward and backward in the axial direction of the stud 10 by a moving mechanism 42 . In this embodiment, the moving mechanism 42 is configured as a solenoid having a coil spring (not shown) and a coil. A coil spring biases the chuck 41 toward the base material 20 . When the coil is energized, the chuck 41 and the stud 10 are positioned at the separation position P1 indicated by the solid line in FIG. 1 by electromagnetic attraction. When the chuck 41 and stud 10 are in the spaced position P1, the coil spring is compressed. When the coil is deenergized, the magnetic attraction is released, and the chuck 41 and stud 10 move toward the base material 20 due to the biasing force of the coil spring. In FIG. 1, the stud 10 and the chuck 41 at the contact position P0 where the stud 10 contacts the base material 20 are indicated by dashed lines. In addition, the moving mechanism 42 may be configured to advance and retract the chuck 41 using, for example, a linear motor. The leg 43 is provided to hold down the base material 20 during the welding process.

電源装置６０とチャック４１とは、第１電力ケーブル８２により通電可能に接続されている。電源装置６０と母材２０とは、第２電力ケーブル８３により通電可能に接続されている。電源装置６０は、第１電力ケーブル８２および第２電力ケーブル８３を通じて、チャック４１と導通するスタッド１０と母材２０とに直流電力を供給する。 The power supply device 60 and the chuck 41 are electrically connected by a first power cable 82 . The power supply device 60 and the base material 20 are electrically connected by a second power cable 83 . The power supply device 60 supplies DC power to the stud 10 and the base material 20 electrically connected to the chuck 41 through the first power cable 82 and the second power cable 83 .

制御装置７０は、ＣＰＵおよびメモリを有するコンピュータとして構成されている。メモリには、後述するアークスタッド溶接工程を実行するためのプログラムおよびアークスタッド溶接工程にて使用される第１電流値Ｉｐなどの電流値および溶接時間Ｔｍなどの時間が記憶されている。制御装置７０は、機能部として、位置制御部７１と、電力制御部７２とを有する。位置制御部７１および電力制御部７２は、メモリに記憶されたプログラムを実行することにより実現される。なお、制御装置７０と、位置制御部７１および電力制御部７２とは、ハードウエア回路により実現されてもよく、コンピュータとハードウエア回路との併用により実現されてもよい。位置制御部７１と移動機構４２とは、通信可能に接続されている。位置制御部７１は、移動機構４２を制御する。電力制御部７２と電源装置６０とは、通信可能に接続されている。電力制御部７２は、電源装置６０から出力される電力の電流値が目標電流値となるように電源装置６０を制御する。 The control device 70 is configured as a computer having a CPU and memory. The memory stores a program for executing an arc stud welding process, which will be described later, and current values such as the first current value Ip and times such as the welding time Tm used in the arc stud welding process. The control device 70 has a position control section 71 and a power control section 72 as functional units. Position control unit 71 and power control unit 72 are realized by executing a program stored in memory. Note that the control device 70, the position control section 71, and the power control section 72 may be implemented by hardware circuits, or may be implemented by a combination of a computer and hardware circuits. The position control unit 71 and the moving mechanism 42 are communicably connected. The position control section 71 controls the moving mechanism 42 . The power control unit 72 and the power supply device 60 are communicably connected. The power control unit 72 controls the power supply device 60 so that the current value of the power output from the power supply device 60 becomes the target current value.

Ａ２．アークスタッド溶接工程：
図２は、本実施形態に係るアークスタッド溶接工程のフローチャートである。図３は、アークスタッド溶接工程における、溶接電流、溶接電圧、およびスタッド位置と、時間との関係を示す図である。図３の上段は、時間と溶接電流との関係を示す図である。図３の中段は、時間と溶接電圧との関係を示す図である。図３の下段は、時間とスタッド位置との関係を示す図である。図３の上段、中段、下段にて示されている各時間は、互いに同じ時間を示しており、単位は［ｍｓ］である。溶接電流とは、電源装置６０から出力される電流であり、スタッド１０と母材２０との間に流れる電流と同等である。溶接電圧とは、電源装置６０から出力される電圧である。上記のように、電源装置６０は、溶接電流の電流値が目標電流値となるように制御される。溶接電流が一定の期間において、実際には、溶接電圧の電圧値は、スタッド１０と母材２０との間の電気抵抗値に応じて変動するが、図３および以下の説明では、便宜上、平坦な電圧値であるとみなして説明する。図３におけるスタッド位置は、スタッド１０と溶接面２０ａとが接触する接触位置Ｐ０を基準として、スタッド１０が溶接面２０ａから離れる方向をプラス方向、溶接面２０ａから、さらに押し込まれる方向をマイナス方向として表している。 A2. Arc stud welding process:
FIG. 2 is a flow chart of the arc stud welding process according to this embodiment. FIG. 3 is a diagram showing the relationship between welding current, welding voltage, stud position, and time in an arc stud welding process. The upper part of FIG. 3 is a diagram showing the relationship between time and welding current. The middle part of FIG. 3 is a diagram showing the relationship between time and welding voltage. The lower part of FIG. 3 is a diagram showing the relationship between time and stud position. Each time shown in the upper, middle, and lower stages of FIG. 3 indicates the same time, and the unit is [ms]. The welding current is the current output from the power supply device 60 and is equivalent to the current flowing between the stud 10 and the base material 20 . The welding voltage is the voltage output from power supply device 60 . As described above, the power supply device 60 is controlled such that the welding current value reaches the target current value. During a period in which the welding current is constant, the voltage value of the welding voltage actually fluctuates according to the electrical resistance value between the stud 10 and the base material 20. However, in FIG. Description will be made assuming that the voltage value is The stud position in FIG. 3 is based on the contact position P0 where the stud 10 and the welding surface 20a contact, the positive direction is the direction in which the stud 10 separates from the welding surface 20a, and the negative direction is the direction in which the stud 10 is pushed further from the welding surface 20a. represent.

アークスタッド溶接では、まず、スタッド１０と母材２０との間にパイロットアークを発生させた後、パイロットアークにて流す電流よりも大きい電流を流してメインアークを発生させて母材２０の溶接面２０ａ付近を溶融する。次に、溶融している母材２０の溶接面２０ａに向かってスタッド１０を押し込むことにより、母材２０とスタッド１０とを溶接する。ここで、母材２０が薄板である場合、メインアークにおいて、溶融池が母材の裏面２０ｂにまで達する、いわゆる裏抜けが発生する場合がある。裏抜けが発生した状態で、スタッド１０が押し込まれると、母材２０の裏面２０ｂの溶融金属の一部が飛散し、裏面２０ｂに亀裂が生じるおそれがある。そこで、本実施形態では、メインアークにおける溶接電流の制御に工夫が施されている。これにより、母材２０の裏面２０ｂにおける亀裂の発生を抑制することができる。本実施形態に係るアークスタッド溶接工程について、次に説明する。 In arc stud welding, first, after a pilot arc is generated between the stud 10 and the base material 20, a current larger than the current applied by the pilot arc is applied to generate a main arc, thereby welding the base material 20 on the welding surface. 20a is melted. Next, the base material 20 and the stud 10 are welded by pushing the stud 10 toward the welding surface 20a of the base material 20 that is molten. Here, when the base material 20 is a thin plate, so-called strike-through, in which the molten pool reaches the back surface 20b of the base material, may occur in the main arc. If the stud 10 is pushed in with strike-through occurring, part of the molten metal on the back surface 20b of the base material 20 may scatter and crack the back surface 20b. Therefore, in this embodiment, the control of the welding current in the main arc is devised. Thereby, generation of cracks in the rear surface 20b of the base material 20 can be suppressed. Next, an arc stud welding process according to this embodiment will be described.

例えば、制御装置７０が備えるアークスタッド溶接工程の開始を受け付ける開始スイッチが押下されると、アークスタッド溶接工程が開始される。図２に示す工程Ｐ１０において、溶接ガン４０のチャック４１にスタッド１０が把持される。図３に示すように、工程Ｐ１０では、移動機構４２により、スタッド１０は、母材２０の溶接面２０ａから離れている離隔位置Ｐ１に位置される。図２に示す工程Ｐ２０において、移動機構４２により、チャック４１が母材２０に近づくように移動され、スタッド１０は母材２０と接触する。スタッド１０と母材２０とが接触した状態で、電源装置６０により、溶接電圧の出力が開始される。本実施形態では、溶接電流の電流値は、パイロットアーク発生時と同じ電流値に設定される。図３に示すように、工程Ｐ２０では、移動機構４２により、スタッド１０は、母材２０の溶接面２０ａと接触する接触位置Ｐ０に移動される。スタッド１０が接触位置Ｐ０に位置している状態で、溶接電流の電流値が第１電流値Ｉｐとなるように、第１電圧値Ｅｐの溶接電圧が電源装置６０から出力される。 For example, when a start switch for receiving the start of the arc stud welding process provided in the control device 70 is pressed, the arc stud welding process is started. In step P10 shown in FIG. 2, the stud 10 is gripped by the chuck 41 of the welding gun 40. As shown in FIG. As shown in FIG. 3 , in step P10, the stud 10 is positioned at a separation position P1 away from the welding surface 20a of the base material 20 by the moving mechanism 42 . In step P20 shown in FIG. 2, the chuck 41 is moved closer to the base material 20 by the moving mechanism 42, and the stud 10 comes into contact with the base material 20. As shown in FIG. With the stud 10 and the base material 20 in contact with each other, the power supply device 60 starts outputting the welding voltage. In this embodiment, the current value of the welding current is set to the same current value as when the pilot arc is generated. As shown in FIG. 3 , in step P20, the stud 10 is moved by the moving mechanism 42 to the contact position P0 where it contacts the welding surface 20a of the base material 20. As shown in FIG. With the stud 10 positioned at the contact position P0, the welding voltage having the first voltage value Ep is output from the power supply device 60 so that the current value of the welding current becomes the first current value Ip.

図２に示す第１工程Ｐ３０において、移動機構４２により、スタッド１０は母材２０から離される。また、電力制御部７２の制御により、溶接電流は第１電流値Ｉｐに設定される。図３に示すように、スタッド１０と母材２０とが通電している状態で、スタッド１０が母材２０から離れる方向に移動すると、スタッド１０と母材２０との間に、小電流が流れるアーク放電であるパイロットアークが発生する。 In the first step P30 shown in FIG. 2 , the stud 10 is separated from the base material 20 by the moving mechanism 42 . Also, the welding current is set to the first current value Ip under the control of the power control unit 72 . As shown in FIG. 3, when the stud 10 moves away from the base material 20 while the stud 10 and the base material 20 are energized, a small current flows between the stud 10 and the base material 20. A pilot arc, which is an arc discharge, is generated.

図２に示す第２工程Ｐ４０において、電力制御部７２の制御により、溶接電流が第２電流値Ｉｍに設定される。第２電流値Ｉｍは、第１電流値Ｉｐよりも大きく、メインアークを発生させる程度に大きい電流値である。図３に示すように、第２工程Ｐ４０では、スタッド１０が離隔位置Ｐ１に位置している状態で、溶接電流の電流値が第２電流値Ｉｍとなるように、第２電圧値Ｅｍの溶接電圧が電源装置６０から出力される。これにより、スタッド１０と母材２０との間に、大電流が流れるアーク放電であるメインアークが発生する。メインアークが発生することにより、母材２０は溶融し、溶融池が形成される。 In the second step P40 shown in FIG. 2, the welding current is set to the second current value Im under the control of the power control section 72. As shown in FIG. The second current value Im is a current value that is larger than the first current value Ip and large enough to generate a main arc. As shown in FIG. 3 , in the second step P40, welding with the second voltage value Em is performed so that the current value of the welding current becomes the second current value Im while the stud 10 is positioned at the separated position P1. A voltage is output from power supply 60 . As a result, a main arc, which is an arc discharge in which a large current flows, is generated between the stud 10 and the base material 20 . By generating the main arc, the base material 20 is melted to form a molten pool.

図２に示す工程Ｐ５０において、電力制御部７２の制御により、溶接電流の設定値が、第２電流値Ｉｍよりも小さい第３電流値Ｉａに切り替えられる。第３電流値Ｉａは、メインアークが継続して発生する程度に大きい電流値であり、式（３）を満たす電流値である。
Ｉａ＝α×Ｉｍ・・・式（３）
ただし、０．１≦α≦０．３
上記式（３）を満たすことで、メインアークを安定して維持しつつ、裏面２０ｂを十分に冷却し、凝固することができる。工程Ｐ６０において、予め定められた時間としての後述する第３電流供給時間Ｔａ、第３電流値Ｉａの溶接電流の供給が継続されるため、メインアークは継続して発生する。工程Ｐ５０および工程Ｐ６０を第３工程とも呼ぶ。図３に示すように、工程Ｐ５０では、溶接電流の電流値が第３電流値Ｉａとなるように、第２電圧値Ｅｍより小さい第３電圧値Ｅａの溶接電圧が電源装置６０から出力される。工程Ｐ５０において、溶接電流の電流値が小さく設定されることにより、裏面２０ｂまで母材２０が溶融していた場合にも、母材２０への入熱が抑えられえるため、母材２０の裏面２０ｂ付近を凝固させることができる。よって、次の第４工程Ｐ７０において、スタッド１０が母材２０に押し込まれても、亀裂の発生を抑制することができる。 In step P50 shown in FIG. 2, the set value of the welding current is switched to a third current value Ia smaller than the second current value Im under the control of the power control section 72. As shown in FIG. The third current value Ia is a current value large enough to continuously generate the main arc, and is a current value that satisfies Expression (3).
Ia=α×Im Formula (3)
However, 0.1≤α≤0.3
By satisfying the above formula (3), the back surface 20b can be sufficiently cooled and solidified while stably maintaining the main arc. In step P60, since the supply of the welding current with the third current supply time Ta and the third current value Ia, which will be described later, is continued as a predetermined time, the main arc is continuously generated. Process P50 and process P60 are also called a third process. As shown in FIG. 3, in step P50, a welding voltage having a third voltage value Ea smaller than the second voltage value Em is output from the power supply device 60 so that the current value of the welding current becomes the third current value Ia. . By setting the current value of the welding current to be small in step P50, the heat input to the base material 20 can be suppressed even when the base material 20 has melted up to the back surface 20b. 20b can be solidified. Therefore, even if the stud 10 is pushed into the base material 20 in the next fourth step P70, it is possible to suppress the occurrence of cracks.

図２に示す第４工程Ｐ７０において、移動機構４２により、スタッド１０が母材２０に押し込まれ、電源装置６０による溶接電圧の出力が停止され、溶接工程は終了する。図３に示すように、第４工程Ｐ７０では、スタッド１０は、接触位置Ｐ０からさらに母材２０へ向かう方向に移動される。これにより、母材２０に形成された溶融池にスタッド１０が押し込まれる。溶接電圧の出力は、スタッド１０の移動が開始される時期と同時期に停止される。溶接電圧の出力が停止されると、入熱は停止されるため、溶融金属は冷却されて凝固し、スタッド１０と母材２０とが接合される。 In a fourth step P70 shown in FIG. 2, the stud 10 is pushed into the base material 20 by the moving mechanism 42, the welding voltage output by the power supply device 60 is stopped, and the welding step ends. As shown in FIG. 3, in the fourth step P70, the stud 10 is moved further from the contact position P0 toward the base material 20. As shown in FIG. Thereby, the stud 10 is pushed into the molten pool formed in the base material 20 . The output of the welding voltage is stopped at the same time as the movement of the stud 10 is started. When the output of the welding voltage is stopped, heat input is stopped, so the molten metal is cooled and solidified, and the stud 10 and the base material 20 are joined.

図３に示す溶接時間Ｔｍ、具体的には、溶接電流の電流値を第１電流値Ｉｐから第２電流値Ｉｍに切り替える時から、スタッド１０の押し込みを開始する時までの時間は、母材２０の材料や板厚などにより調整される。溶接時間Ｔｍは、母材２０の材料および板厚に応じて予め実験などにより定められており、予め制御装置７０のメモリに記憶されている。そして、制御装置７０は、記憶されている溶接時間Ｔｍを用いて、電源装置６０を制御する。本実施形態では、溶接時間Ｔｍは、４０ｍｓ程度である。第３電流供給時間Ｔａ、具体的には、溶接電流の電流値を第２電流値Ｉｍから第３電流値Ｉａに切り替える時から、スタッド１０の押し込みを開始する時までの期間は、溶接時間Ｔｍの３割以下程度が好ましい。本実施形態では、第３電流供給時間Ｔａは、２ｍｓ以上１０ｍｓ以下である。第３電流供給時間Ｔａを上記の範囲とすることで、裏面２０ｂを十分に冷却して、裏面２０ｂの溶融金属を凝固しつつ、母材２０に形成される溶融池を十分に成長させることができる。スタッド１０の押し込みを開始する前に、溶接電流の電流値を小さくすることにより、裏面２０ｂまで母材２０が溶融していた場合にも、母材２０への入熱が抑えられえるため、母材２０の裏面２０ｂ付近を凝固させることができる。よって、裏面２０ｂにおける亀裂の発生を抑制することができる。 The welding time Tm shown in FIG. 3, specifically, the time from when the current value of the welding current is switched from the first current value Ip to the second current value Im to when the stud 10 starts to be pushed is It is adjusted by the material of 20, board thickness, etc. The welding time Tm is determined in advance by experiments or the like according to the material and plate thickness of the base material 20, and is stored in the memory of the control device 70 in advance. Then, control device 70 controls power supply device 60 using the stored welding time Tm. In this embodiment, the welding time Tm is approximately 40 ms. The third current supply time Ta, specifically, the period from when the current value of the welding current is switched from the second current value Im to the third current value Ia to when the stud 10 starts to be pushed in is the welding time Tm. is preferably about 30% or less. In this embodiment, the third current supply time Ta is 2 ms or more and 10 ms or less. By setting the third current supply time Ta within the above range, the molten pool formed in the base material 20 can be sufficiently grown while the back surface 20b is sufficiently cooled and the molten metal on the back surface 20b is solidified. can. By reducing the current value of the welding current before starting to push the stud 10, the heat input to the base material 20 can be suppressed even when the base material 20 has melted up to the back surface 20b. The vicinity of the back surface 20b of the material 20 can be solidified. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of cracks in the back surface 20b.

図４を用いて、本実施形態に係るアークスタッド溶接工程における効果を説明する。図４は、比較例における、パイロットアーク発生時、メインアーク発生時、および溶接終了時におけるスタッド１０と母材２０との溶融状態を示す模式図である。図４の（ａ）は、パイロットアーク発生時における溶融状態を示す。図４の（ｂ）は、メインアーク発生時における溶融状態を示す。図４の（ｃ）は、溶接終了時における溶融状態を示す。比較例におけるアークスタッド溶接工程では、メインアーク発生時における溶接電流が、図３の破線で示すように、第２電流値Ｉｍに維持される。 The effect of the arc stud welding process according to this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic diagram showing the molten state of the stud 10 and the base material 20 when the pilot arc is generated, when the main arc is generated, and when the welding is finished in the comparative example. FIG. 4(a) shows the molten state when the pilot arc is generated. FIG. 4(b) shows the molten state when the main arc is generated. FIG. 4(c) shows the molten state at the end of welding. In the arc stud welding process in the comparative example, the welding current when the main arc is generated is maintained at the second current value Im, as indicated by the dashed line in FIG.

図４の（ａ）に示すように、パイロットアークは、スタッド１０の軸線付近に発生する。このため、スタッド１０の軸線と溶接面２０ａとの交点である、母材２０の中央部２０ｃに発熱が集中する。これにより、中央部２０ｃ付近に溶融池２００が形成される。次のメインアーク発生時では、スタッド１０の母材２０と対向する対向面の全面からアーク放電が発生する。メインアークにより、パイロットアークにて形成された溶融池２００は成長する。このため、中央部２０ｃ付近の溶融池２００は、中央部２０ｃの周囲の溶融池２００よりも、裏面２０ｂに近づく。図４の（ｂ）に示す状態から、さらに溶融池２００の成長が進むと、中央部２０ｃ付近の溶融池２００が裏面２０ｂから露出する裏抜け状態となる。図４の（ｃ）に示すように、裏抜けした状態でスタッド１０が押し込まれると、スタッド１０が与える運動エネルギーにより、裏面２０ｂの溶融金属の一部が飛散する。その後、裏面２０ｂが冷却され凝固すると、溶融金属が飛散した部分付近に亀裂が生じる。この点、本実施形態では、スタッド１０が母材２０に押し込まれる前に、溶接電流が第３電流値Ｉａに設定され、入熱が抑えられるため、裏面２０ｂ付近の溶融金属は凝固し、溶融池２００は、概ね図４の（ｃ）の破線で示す位置まで縮まる。よって、その後、スタッド１０が押し込まれても、裏抜けが抑制されているため、亀裂の発生を抑制することができる。 As shown in FIG. 4( a ), the pilot arc is generated near the axis of the stud 10 . Therefore, heat is concentrated on the central portion 20c of the base material 20, which is the intersection of the axis of the stud 10 and the welding surface 20a. Thereby, a molten pool 200 is formed near the central portion 20c. When the next main arc is generated, arc discharge is generated from the entire surface of the stud 10 facing the base material 20 . The main arc causes the molten pool 200 formed by the pilot arc to grow. Therefore, the molten pool 200 near the central portion 20c is closer to the rear surface 20b than the molten pool 200 around the central portion 20c. As the growth of the molten pool 200 progresses further from the state shown in FIG. 4B, the molten pool 200 near the central portion 20c is exposed from the rear surface 20b, resulting in a strike-through state. As shown in (c) of FIG. 4, when the stud 10 is pushed in in a strike-through state, the kinetic energy given by the stud 10 causes part of the molten metal on the back surface 20b to scatter. Thereafter, when the back surface 20b is cooled and solidified, cracks are generated in the vicinity of the portion where the molten metal is scattered. In this respect, in the present embodiment, before the stud 10 is pushed into the base material 20, the welding current is set to the third current value Ia to suppress the heat input, so the molten metal near the back surface 20b solidifies and melts. The pond 200 generally shrinks to the position indicated by the dashed line in FIG. 4(c). Therefore, even if the stud 10 is pushed in after that, since strike-through is suppressed, the occurrence of cracks can be suppressed.

以上、説明した第１実施形態に係るアークスタッド溶接方法は、パイロットアークを発生させる第１工程Ｐ３０と、メインアークを発生させる第２工程Ｐ４０と、第２工程Ｐ４０の後に、溶接電流を第３電流値Ｉａに切り替える工程Ｐ５０と、第３電流供給時間Ｔａ経過するまで第３電流値Ｉａの溶接電流を流す工程Ｐ６０とを含む第３工程と、スタッド１０を母材２０に押し込む第４工程Ｐ７０とを備える。第３工程では、溶接電流は、第２工程Ｐ４０における溶接電流である第２電流値Ｉｍよりも小さい第３電流値Ｉａに切り替えられる。よって、母材２０への入熱が抑えられ、母材２０の裏面２０ｂが溶融していた場合にも、裏面２０ｂの溶融金属は冷えて固まるため、その後の第４工程Ｐ７０にてスタッド１０が押し込まれても裏面２０ｂにおける亀裂の発生が抑制される。 As described above, in the arc stud welding method according to the first embodiment described above, the first step P30 for generating a pilot arc, the second step P40 for generating a main arc, and the second step P40 are followed by applying the welding current to the third A third step including a step P50 of switching to the current value Ia, a step P60 of applying the welding current of the third current value Ia until the third current supply time Ta elapses, and a fourth step P70 of pushing the stud 10 into the base material 20. and In the third step, the welding current is switched to a third current value Ia smaller than the second current value Im, which is the welding current in the second step P40. Therefore, the heat input to the base material 20 is suppressed, and even if the back surface 20b of the base material 20 is melted, the molten metal on the back surface 20b cools and solidifies. Even if it is pushed in, the generation of cracks in the back surface 20b is suppressed.

第３電流値Ｉａは、上記の式（３）を満たす。よって、工程Ｐ６０において、メインアークを発生させつつ、入熱を抑えることができるため、母材２０の溶接面２０ａに形成された溶融池２００を維持しつつ、裏面２０ｂを固めることができる。よって、裏面２０ｂにおける亀裂の発生を抑制しつつ、スタッド１０を溶接することができる。また、第３電流供給時間Ｔａは、２ｍｓ以上１０ｍｓ以下に設定される。よって、母材２０の裏面２０ｂが溶融していた場合にも、裏面２０ｂを確実に冷えて固めることができる。 The third current value Ia satisfies the above formula (3). Therefore, in step P60, heat input can be suppressed while generating the main arc, so that the weld pool 200 formed on the welding surface 20a of the base material 20 can be maintained and the back surface 20b can be solidified. Therefore, the stud 10 can be welded while suppressing the occurrence of cracks on the back surface 20b. Also, the third current supply time Ta is set to 2 ms or more and 10 ms or less. Therefore, even when the back surface 20b of the base material 20 is melted, the back surface 20b can be reliably cooled and solidified.

Ｂ．第２実施形態：
図５は、第２実施形態に係る第４工程Ｐ７０におけるスタッド１０の位置と時間との関係を示す図である。第２実施形態では、第１実施形態に対して、アークスタッド溶接工程の第４工程Ｐ７０において、さらに工夫が施されている。第４工程Ｐ７０を除く工程は、第１実施形態と同じであるため、説明を省略する。また、本実施形態では、移動機構４２は、ソレノイドではなく、リニアモータを用いて構成されており、チャック４１の移動速度は、位置制御部７１の指令によって制御される。 B. Second embodiment:
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the position of the stud 10 and time in the fourth step P70 according to the second embodiment. In the second embodiment, the fourth step P70 of the arc stud welding process is further improved with respect to the first embodiment. Since the steps other than the fourth step P70 are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted. Further, in this embodiment, the moving mechanism 42 is configured using a linear motor instead of a solenoid, and the moving speed of the chuck 41 is controlled by commands from the position control section 71 .

図５に示すように、本実施形態では、第４工程Ｐ７０において、スタッド１０を母材２０に押し込む速度が２段階に調整される。具体的には、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間は、第１速度Ｖ０で移動され、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間は、第１速度Ｖ０よりも小さい第２速度Ｖ１で移動される。時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間における、第１速度Ｖ０でスタッド１０を母材２０に近づける工程を第１移動工程とも呼ぶ。第１速度Ｖ０よりも小さい第２速度Ｖ１でスタッド１０を母材２０に押し込む工程を第２移動工程とも呼ぶ。ここで、第２速度Ｖ１は、次の式（４）で示される。
Ｖ１＝β×Ｖ０・・・式（４）
ただし、０．１≦β≦０．５、かつＶ１≦０．１ｍｍ／ｍｓ
つまり、スタッド１０が母材２０に接触する時の第２速度Ｖ１は、スタッド１０の押し込み開始時の第１速度Ｖ０に対して小さく設定される。これにより、母材２０がスタッド１０から受ける運動エネルギーを小さくすることができる。よって、亀裂の発生をさらに、抑制することができる。第２速度Ｖ１が、上記式（４）を満たすことで、溶融金属の飛散を抑制しつつ、スタッド１０を十分な力で母材２０へ押し込み、十分な溶接強度とすることができる。 As shown in FIG. 5, in the fourth step P70, the speed at which the stud 10 is pushed into the base material 20 is adjusted in two steps. Specifically, during the period from time t1 to time t2, it moves at a first speed V0, and from time t2 to time t3, it moves at a second speed V1 that is lower than the first speed V0. The step of bringing the stud 10 closer to the base material 20 at the first speed V0 during the period from time t1 to time t2 is also called a first moving step. The step of pushing the stud 10 into the base material 20 at a second speed V1 that is lower than the first speed V0 is also called a second moving step. Here, the second speed V1 is expressed by the following formula (4).
V1=β×V0 Expression (4)
However, 0.1 ≤ β ≤ 0.5 and V1 ≤ 0.1 mm/ms
That is, the second speed V1 when the stud 10 contacts the base material 20 is set smaller than the first speed V0 when the stud 10 starts to be pushed. As a result, the kinetic energy that the base material 20 receives from the stud 10 can be reduced. Therefore, the occurrence of cracks can be further suppressed. When the second speed V1 satisfies the above formula (4), the stud 10 can be pushed into the base material 20 with sufficient force while suppressing scattering of the molten metal, and sufficient welding strength can be obtained.

以上、説明した第２実施形態によれば、第４工程Ｐ７０は、第１速度Ｖ０でスタッド１０を母材２０に近づける第１移動工程と、第１速度Ｖ０よりも小さい第２速度Ｖ１でスタッド１０を母材２０に押し込む第２移動工程とを備える。第１速度Ｖ０よりも小さい第２速度Ｖ１でスタッド１０を母材２０に押し込むことで、母材２０がスタッド１０から受ける運動エネルギーは小さくなるため、さらに、亀裂の発生を抑制することができる。スタッド１０を母材２０に近づける速度は、第２速度Ｖ１よりも大きい第１速度Ｖ０とすることで、第４工程Ｐ７０の所要時間の増加を抑制することができる。また、第２速度Ｖ１は、上記の式（４）を満たす。これにより、第４工程Ｐ７０における亀裂の発生を確実に抑制することができる。 According to the second embodiment described above, the fourth step P70 includes the first moving step of moving the stud 10 closer to the base material 20 at the first speed V0 and the moving step of moving the stud 10 closer to the base material 20 at the second speed V1 lower than the first speed V0. and a second moving step of pressing 10 into the base material 20 . By pushing the stud 10 into the base material 20 at the second velocity V1 that is lower than the first velocity V0, the kinetic energy that the base material 20 receives from the stud 10 is reduced, so that cracking can be further suppressed. By setting the speed at which the stud 10 approaches the base material 20 to be the first speed V0, which is higher than the second speed V1, it is possible to suppress an increase in the time required for the fourth step P70. Also, the second velocity V1 satisfies the above equation (4). Thereby, it is possible to reliably suppress the occurrence of cracks in the fourth step P70.

Ｃ．他の実施形態：
（Ｃ１）上記第１実施形態では、第４工程Ｐ７０において、溶接電圧の出力は、スタッド１０の移動が開始される時期と同時期に停止される。つまり、溶接電圧の出力停止の時期と、スタッド１０の移動が開始される時期とは同じ時期である。これに対して、溶接電圧の出力停止の時期と、スタッド１０の移動が開始される時期とが異なっていてもよい。具体的には、例えば、スタッド１０の移動が開始された後に、溶接電圧の出力が停止されてもよい。スタッド１０の移動が開始される時期に対する溶接電圧の出力停止の時期に拘わらず、工程Ｐ５０と、その後の第３電流供給時間Ｔａ経過するまで、第３電流値Ｉａの溶接電流が流される工程Ｐ６０とが行われることにより、母材２０への入熱を抑えることができる。 C. Other embodiments:
(C1) In the first embodiment, in the fourth step P70, the output of the welding voltage is stopped at the same time as the movement of the stud 10 is started. That is, the timing of stopping the output of the welding voltage and the timing of starting the movement of the stud 10 are the same timing. On the other hand, the timing of stopping the output of the welding voltage and the timing of starting the movement of the stud 10 may be different. Specifically, for example, the output of the welding voltage may be stopped after the stud 10 has started to move. Regardless of the time at which the welding voltage output is stopped with respect to the time at which the stud 10 starts to move, step P50 is followed by step P60 in which the welding current of the third current value Ia is supplied until the third current supply time Ta has elapsed. Heat input to the base material 20 can be suppressed by performing the above.

（Ｃ２）上記第２実施形態では、移動機構４２は、リニアモータを用いて構成されている。移動機構４２の構成の別例として、ボールねじとモータとを用いた構成としてもよい。 (C2) In the second embodiment, the moving mechanism 42 is configured using a linear motor. As another example of the configuration of the moving mechanism 42, a configuration using a ball screw and a motor may be used.

本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。 The present disclosure is not limited to the embodiments described above, and can be implemented in various configurations without departing from the scope of the present disclosure. For example, the technical features of the embodiments corresponding to the technical features in each form described in the outline of the invention are used to solve some or all of the above problems, or Alternatively, replacements and combinations can be made as appropriate to achieve all. Also, if the technical features are not described as essential in this specification, they can be deleted as appropriate.

１０…スタッド、２０…母材、２０ａ…溶接面、２０ｂ…裏面、２０ｃ…中央部、４０…溶接ガン、４１…チャック、４２…移動機構、４３…レッグ、６０…電源装置、７０…制御装置、７１…位置制御部、７２…電力制御部、８２…第１電力ケーブル、８３…第２電力ケーブル、１００…アークスタッド溶接装置、２００…溶融池、Ｅｐ…第１電圧値、Ｅｍ…第２電圧値、Ｅａ…第３電圧値、Ｉｐ…第１電流値、Ｉｍ…第２電流値、Ｉａ…第３電流値、Ｐ０…接触位置、Ｐ１…離隔位置、Ｐ１０，Ｐ２０，Ｐ５０，Ｐ６０…工程、Ｐ３０…第１工程、Ｐ４０…第２工程、Ｐ７０…第４工程、Ｔｍ…溶接時間、Ｔａ…第３電流供給時間、Ｖ０…第１速度、Ｖ１…第２速度 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Stud, 20... Base material, 20a... Welding surface, 20b... Back surface, 20c... Center part, 40... Welding gun, 41... Chuck, 42... Moving mechanism, 43... Leg, 60... Power supply device, 70... Control device , 71... Position control unit, 72... Power control unit, 82... First power cable, 83... Second power cable, 100... Arc stud welding device, 200... Molten pool, Ep... First voltage value, Em... Second voltage value, Ea... third voltage value, Ip... first current value, Im... second current value, Ia... third current value, P0... contact position, P1... separation position, P10, P20, P50, P60... process , P30... First step, P40... Second step, P70... Fourth step, Tm... Welding time, Ta... Third current supply time, V0... First speed, V1... Second speed

Claims (6)

アークスタッド溶接方法であって、
スタッドと母材との間に流れる溶接電流を第１電流値に設定し、パイロットアークを発生させる第１工程と、
前記溶接電流を前記第１電流値よりも大きい第２電流値に設定し、メインアークを発生させる第２工程と、
前記第２工程の後に、前記溶接電流を前記第２電流値よりも小さい第３電流値であって、前記メインアークを継続して発生させる第３電流値に切り替え、予め定められた期間、前記第３電流値の前記溶接電流を流す第３工程と、
前記第３工程の後、前記スタッドを前記母材に押し込む第４工程と、を備えるアークスタッド溶接方法。 An arc stud welding method comprising:
A first step of setting a welding current flowing between the stud and the base metal to a first current value to generate a pilot arc;
a second step of setting the welding current to a second current value larger than the first current value to generate a main arc;
After the second step, the welding current is switched to a third current value that is smaller than the second current value and that continues to generate the main arc, and the welding current is switched for a predetermined period of time. a third step of applying the welding current having a third current value;
and a fourth step of pushing the stud into the base material after the third step. 請求項１に記載のアークスタッド溶接方法であって、
前記第２電流値をＩｍ、前記第３電流値をＩａとした場合、前記Ｉａは、次の式（１）を満たす、アークスタッド溶接方法。
Ｉａ＝α×Ｉｍ・・・式（１）
ただし、０．１≦α≦０．３ The arc stud welding method according to claim 1,
The arc stud welding method, wherein Im is the second current value and Ia is the third current value, wherein Ia satisfies the following formula (1).
Ia=α×Im Formula (1)
However, 0.1≤α≤0.3 請求項１または２に記載のアークスタッド溶接方法であって、
前記予め定められた期間は、２ｍｓ以上１０ｍｓ以下である、アークスタッド溶接方法。 The arc stud welding method according to claim 1 or 2,
The arc stud welding method, wherein the predetermined period is 2 ms or more and 10 ms or less. 請求項１から３のいずれか一項に記載のアークスタッド溶接方法であって、
前記第４工程は、
第１速度で前記スタッドを前記母材に近づける第１移動工程と、
前記第１速度よりも小さい第２速度で前記スタッドを前記母材に押し込む第２移動工程と、を備える、アークスタッド溶接方法。 The arc stud welding method according to any one of claims 1 to 3,
The fourth step is
a first moving step of moving the stud closer to the base material at a first speed;
and a second moving step of pushing the stud into the base material at a second speed lower than the first speed. 請求項４に記載のアークスタッド溶接方法であって、
前記第１速度をＶ０、前記第２速度をＶ１とした場合、前記Ｖ１は、次の式（２）を満たす、アークスタッド溶接方法。
Ｖ１＝β×Ｖ０・・・式（２）
ただし、０．１≦β≦０．５、かつＶ１≦０．１ｍｍ／ｍｓ The arc stud welding method according to claim 4,
The arc stud welding method, wherein V0 is the first speed and V1 is the second speed, and V1 satisfies the following formula (2).
V1=β×V0 Expression (2)
However, 0.1 ≤ β ≤ 0.5 and V1 ≤ 0.1 mm/ms アークスタッド溶接装置であって、
把持したスタッドを母材に押し込む溶接ガンと、
前記スタッドと前記母材とに溶接電流を供給する電源装置と、
前記溶接ガンと、前記電源装置とを制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記溶接電流を第１電流値に設定し、パイロットアークを発生させる第１工程と、
前記溶接電流を前記第１電流値よりも大きい第２電流値に設定し、メインアークを発生させる第２工程と、
前記第２工程の後に、前記溶接電流を前記第２電流値よりも小さい第３電流値であって、前記メインアークを継続して発生させる第３電流値に切り替え、予め定められた期間、前記第３電流値の前記溶接電流を流す第３工程と、
前記第３工程の後、前記スタッドを前記母材に押し込む第４工程と、を実行する、アークスタッド溶接装置。 An arc stud welding device,
a welding gun that pushes the gripped stud into the base material;
a power supply device that supplies a welding current to the stud and the base material;
a control device that controls the welding gun and the power supply,
The control device is
a first step of setting the welding current to a first current value and generating a pilot arc;
a second step of setting the welding current to a second current value larger than the first current value to generate a main arc;
After the second step, the welding current is switched to a third current value that is smaller than the second current value and that continues to generate the main arc, and the welding current is switched for a predetermined period of time. a third step of applying the welding current having a third current value;
and a fourth step of pushing the stud into the base metal after the third step.
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