JP2023076109A - Welding device - Google Patents

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茂 平松
Shigeru Hiramatsu
博人 橋本
Hiroto Hashimoto
隆司 関本
Takashi Sekimoto
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Abstract

To achieve appropriate welding in shorter time than conventional welding.SOLUTION: A welding device includes: electrodes 80a and 80b which are opposite to each other so as to sandwich a joined product and pressurize the joined product; a welding power source 20; detection parts 10-14, 150 and 151 for detecting a physical amount relating to the joined product while welding; and a control part 15 for performing welding by first energization of supplying current to the electrodes 80a and 80b from the welding power source 20, stopping the first energization when the physical amount detected while welding satisfies a termination condition, and performing welding by second energization of supplying current to the electrodes 80a and 80b from the welding power source 20 again. The physical amount is a welding current flowing through the electrodes 80a and 80b, a welding voltage applied between the electrodes 80a and 80b, welding power supplied to the electrodes 80a and 80b, a current square time product that is a product of a square of welding current and lapsed time from start of the first energization, a temperature of the welded product, and a displacement magnitude in a thickness direction of the joined product.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、溶接装置に係り、特に複数枚の鉄系金属箔の積層体の接合に適した溶接装置に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a welding device, and more particularly to a welding device suitable for joining a plurality of laminates of ferrous metal foils.

近年、複数の平板状の正極電極および負極電極をセパレータを介して積層した積層型リチウムイオン電池が使用されるようになってきている。図11(A)は積層型リチウムイオン電池の積層後の状態を示す斜視図、図11(B)は電極のタブとリード端子とを接続した状態を示す斜視図である。 In recent years, a laminated lithium ion battery in which a plurality of flat plate-shaped positive electrodes and negative electrodes are laminated with separators interposed therebetween has been used. FIG. 11(A) is a perspective view showing a state after lamination of the laminated lithium ion battery, and FIG. 11(B) is a perspective view showing a state where the electrode tabs and lead terminals are connected.

積層型リチウムイオン電池においては、図11(A)に示すように金属箔からなる正極電極100と金属箔からなる負極電極101とがセパレータ(不図示)を介して交互に積層されている。各正極電極100には、リード接合用のタブ102が設けられており、これらのタブ102は、図11(B)に示すように積層され、接合部106において外部接続用のリード端子104と接合される。同様に、各負極電極101には、リード接合用のタブ103が設けられ、これらのタブ103は、積層され、接合部107において外部接続用のリード端子105と接合される。 In a laminated lithium ion battery, as shown in FIG. 11A, a positive electrode 100 made of metal foil and a negative electrode 101 made of metal foil are alternately stacked with a separator (not shown) interposed therebetween. Each positive electrode 100 is provided with a tab 102 for lead connection. These tabs 102 are stacked as shown in FIG. be done. Similarly, each negative electrode 101 is provided with a tab 103 for lead connection, and these tabs 103 are laminated and joined to a lead terminal 105 for external connection at a joint portion 107 .

従来のリチウムイオン電池で、一般的に集電体(正極電極100、負極電極101)として使用されるアルミニウム箔や銅箔の接合には、超音波接合が多く用いられてきた。
一方、次世代電池開発の中でその優れた耐食性や機械的特性からステンレス鋼を集電体として適用する動きがある。ステンレス鋼をはじめとする鉄系金属は、超音波ホーンやアンビル(受け治具)の摩耗、ワーク凝着の観点から超音波接合は不適であり、抵抗溶接による接合が適当である。
In conventional lithium-ion batteries, ultrasonic bonding has often been used to bond aluminum foils and copper foils that are generally used as current collectors (positive electrode 100 and negative electrode 101).
On the other hand, in the development of next-generation batteries, there is a movement to apply stainless steel as a current collector because of its excellent corrosion resistance and mechanical properties. Stainless steel and other iron-based metals are not suitable for ultrasonic welding from the viewpoint of abrasion of the ultrasonic horn and anvil (receiving jig) and adhesion of the workpiece, and are suitable for joining by resistance welding.

抵抗溶接は、図12に示すように、複数枚のタブ102(またはタブ103)とリード端子104(またはリード端子105)とを上下から一対の電極108a,108bで挟み込み押圧しながら、電極108a,108b間に電流を流して、発生するジュール熱でタブ102(またはタブ103)とリード端子104(またはリード端子105)とを昇温させて接合を行う方法である。 As shown in FIG. 12, resistance welding is performed by sandwiching and pressing a plurality of tabs 102 (or tabs 103) and lead terminals 104 (or lead terminals 105) between a pair of electrodes 108a and 108b from above and below. In this method, an electric current is applied between 108b to raise the temperature of the tab 102 (or the tab 103) and the lead terminal 104 (or the lead terminal 105) by the generated Joule heat, thereby joining them.

鉄系金属の抵抗溶接は容易であるものの、鉄系金属箔を多数積層させた場合には抵抗値が増大するため、一般的な通電方法(所定の時間を1ショットで接合する方法)では、スパッタやチリが発生したり、電極に金属箔が付着したりして、安定した接合が得られなかった。 Resistance welding of iron-based metals is easy, but the resistance value increases when a large number of iron-based metal foils are laminated. Stable bonding could not be obtained due to the generation of spatter and dust, and the adherence of metal foil to the electrodes.

そこで、特許文献1に開示された技術では、金属箔の重ね合わせ箇所のうち少なくとも一部に押圧力を作用させながら密着させることで重ね合わせ箇所の少なくとも一部を均平化して電気抵抗値が均平化された部分を形成する予備工程を実施した後に、本工程の抵抗溶接を実施するようにしていた。しかしながら、特許文献1に開示された技術では、予備工程を必要とするために、溶接に時間がかかるという課題があった。 Therefore, in the technique disclosed in Patent Document 1, at least a portion of the overlapped portion of the metal foil is brought into close contact while applying a pressing force to at least a portion of the overlapped portion, thereby leveling at least a portion of the overlapped portion and increasing the electrical resistance value. After performing the preliminary process of forming the leveled portion, the resistance welding of the main process is performed. However, the technique disclosed in Patent Literature 1 has a problem that welding takes a long time because a preliminary process is required.

特開2020-66017号公報JP 2020-66017 A

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、複数枚の鉄系金属箔の積層体を溶接する場合でも、適切な溶接を従来よりも短い時間で実現することができる溶接装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and provides a welding apparatus capable of realizing appropriate welding in a shorter time than conventional ones, even when welding a plurality of laminates of iron-based metal foils. intended to provide

本発明の溶接装置は、被接合物を間に挟んで対向し、前記被接合物を加圧するように構成された第1、第2の電極と、前記第1、第2の電極間に電流を供給する溶接電源と、溶接中の前記被接合物に係る1乃至複数の物理量を検出するように構成された検出部と、外部からの指示に応じて前記溶接電源から前記第1、第2の電極間へ電流を供給させる第1通電による溶接を行い、この溶接中に検出される1乃至複数の前記物理量が所定の終了条件を満たした時点で前記第1通電を停止させて、前記溶接電源から前記第1、第2の電極間へ電流を再度供給させる第2通電による溶接を行うように構成された制御部とを備え、前記物理量は、前記第1、第2の電極間を流れる溶接電流、前記第1、第2の電極間に印加される溶接電圧、前記第1、第2の電極間に供給される溶接電力、前記溶接電流の二乗と前記第1通電の開始時からの経過時間との積である電流二乗時間積、前記被接合物の温度、前記被接合物の厚さ方向の変位量であることを特徴とするものである。 The welding apparatus of the present invention comprises first and second electrodes facing each other with an object to be welded therebetween and configured to pressurize the object to be welded, and a current flowing between the first and second electrodes. a detection unit configured to detect one or more physical quantities relating to the object to be welded during welding; and the first and second Welding is performed by a first energization that supplies a current between the electrodes, and the first energization is stopped at the time when the one or more physical quantities detected during the welding satisfy a predetermined termination condition, and the welding a controller configured to perform welding by a second energization that re-supplies current from a power supply to between the first and second electrodes, wherein the physical quantity flows between the first and second electrodes. Welding current, welding voltage applied between the first and second electrodes, welding power supplied between the first and second electrodes, the square of the welding current and the time from the start of the first energization It is characterized by the current squared time product which is the product with the elapsed time, the temperature of the object to be welded, and the amount of displacement in the thickness direction of the object to be welded.

また、本発明の溶接装置の1構成例において、前記制御部は、前記第1通電による溶接として、前記第1、第2の電極間に所定の溶接電圧を供給する定電圧制御方式の溶接、または前記第1、第2の電極間に所定の溶接電力を供給する定電力制御方式の溶接、または前記第1、第2の電極間に間欠的に所定の溶接電圧を供給する間欠的定電圧制御方式の溶接、または前記第1、第2の電極間に間欠的に所定の溶接電力を供給する間欠的定電力制御方式の溶接を行うことを特徴とするものである。
また、本発明の溶接装置の1構成例において、前記制御部は、前記第2通電による溶接として、前記第1、第2の電極間に所定の溶接電流を供給する定電流制御方式の溶接、または前記第1、第2の電極間に間欠的に所定の溶接電流を供給する間欠的定電流制御方式の溶接を行うことを特徴とするものである。
また、本発明の溶接装置の1構成例において、前記制御部は、前記第2通電による溶接として、前記第1、第2の電極間に所定の溶接電流を供給する定電流制御方式の溶接を行い、この溶接中に検出される1乃至複数の前記物理量が所定の冷却開始条件を満たした時点で溶接電流を予め定められた傾きで下降させることを特徴とするものである。
また、本発明の溶接装置の1構成例において、前記制御部は、前記第2通電による溶接として、前記第1、第2の電極間に所定の溶接電流を供給する定電流制御方式の溶接を行い、この溶接中に検出される1乃至複数の前記物理量が所定の冷却開始条件を満たした時点で前記第1通電の開始時点から前記第2通電の予想終了時点までの時間が予め定められた目標時間に近づくように溶接電流を下降させるときの傾きを算出して、算出した傾きで溶接電流を下降させることを特徴とするものである。
また、本発明の溶接装置の1構成例において、前記被接合物は、複数枚の金属箔が積層された積層体からなるものである。
In one configuration example of the welding apparatus of the present invention, the control unit performs constant voltage control type welding that supplies a predetermined welding voltage between the first and second electrodes as the welding by the first energization; Alternatively, constant power control type welding that supplies a predetermined welding power between the first and second electrodes, or intermittent constant voltage that intermittently supplies a predetermined welding voltage between the first and second electrodes. It is characterized by performing controlled welding or intermittent constant power control welding in which a predetermined welding power is intermittently supplied between the first and second electrodes.
In one configuration example of the welding apparatus of the present invention, the control unit performs constant current control type welding that supplies a predetermined welding current between the first and second electrodes as the welding by the second energization; Alternatively, welding is performed by an intermittent constant current control system in which a predetermined welding current is intermittently supplied between the first and second electrodes.
In one configuration example of the welding apparatus of the present invention, the control unit performs welding by a constant current control system that supplies a predetermined welding current between the first and second electrodes as the welding by the second energization. When the one or more physical quantities detected during welding meet a predetermined cooling start condition, the welding current is lowered at a predetermined slope.
In one configuration example of the welding apparatus of the present invention, the control unit performs welding by a constant current control system that supplies a predetermined welding current between the first and second electrodes as the welding by the second energization. The time from the start of the first energization to the predicted end of the second energization when one or more of the physical quantities detected during the welding satisfies a predetermined cooling start condition is predetermined. The method is characterized by calculating the slope when the welding current is decreased so as to approach the target time, and decreasing the welding current at the calculated slope.
Further, in one structural example of the welding apparatus of the present invention, the object to be welded comprises a laminate in which a plurality of metal foils are laminated.

本発明によれば、スパッタやチリの発生を防止し、また電極への被接合物の付着を防止することができ、複数枚の鉄系金属箔の積層体を溶接する場合でも、安定した接合を実現することができる。また、本発明では、従来の予備工程を必要としないので、溶接に要する時間を短縮することができる。 According to the present invention, it is possible to prevent the generation of spatter and dust, and to prevent the adherence of the object to be welded to the electrode, so that even when welding a laminate of a plurality of iron-based metal foils, stable welding can be achieved. can be realized. Moreover, since the present invention does not require a conventional preliminary process, it is possible to shorten the time required for welding.

図1は、本発明の第1の実施例に係る溶接装置の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing the construction of a welding apparatus according to a first embodiment of the invention. 図2は、本発明の第1の実施例に係る溶接ヘッドの拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged sectional view of the welding head according to the first embodiment of the invention. 図3は、溶接中の溶接電流、溶接電圧、溶接電力、電極間抵抗の変化の1例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of changes in welding current, welding voltage, welding power, and inter-electrode resistance during welding. 図4は、本発明の第1の実施例に係る溶接装置の動作を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flow chart showing the operation of the welding device according to the first embodiment of the present invention. 図5は、本発明の第1の実施例における第1通電時の溶接電圧の基準波形の1例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of the reference waveform of the welding voltage during the first energization in the first embodiment of the present invention. 図6は、本発明の第1の実施例における第2通電時の溶接電流の基準波形の1例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of the reference waveform of the welding current during the second energization in the first embodiment of the present invention. 図7は、本発明の第1の実施例における第1通電時の溶接電力の基準波形の1例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an example of a reference waveform of welding power during the first energization in the first embodiment of the present invention. 図8は、本発明の第2の実施例における第2通電時の溶接電流の基準波形の1例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an example of the reference waveform of the welding current during the second energization in the second embodiment of the present invention. 図9は、本発明の第2の実施例に係る溶接装置の動作を示すフローチャートである。FIG. 9 is a flow chart showing the operation of the welding device according to the second embodiment of the invention. 図10は、本発明の第1、第2の実施例に係る溶接装置を実現するコンピュータの構成例を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram showing an example configuration of a computer that implements the welding apparatus according to the first and second embodiments of the present invention. 図11は、積層型リチウムイオン電池の積層後の状態および電極のタブとリード端子とを接続した状態を示す斜視図である。FIG. 11 is a perspective view showing a state after lamination of the laminated lithium ion battery and a state in which the tabs of the electrodes and the lead terminals are connected. 図12は、抵抗溶接における接合部の拡大断面図である。FIG. 12 is an enlarged cross-sectional view of a joint in resistance welding.

[第1の実施例]
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図1は本発明の第1の実施例に係る溶接装置の構成を示すブロック図である。本実施例の溶接装置は、スタートスイッチ2と、整流回路3と、コンデンサ4と、インバータ5と、溶接トランス6と、ダイオード7と、溶接ヘッド8と、ホール素子9と、電流検出部10と、電圧検出部11と、温度検出部12と、荷重検出部13と、変位検出部14と、制御部15と、操作部16と、記憶部17と、例えば溶接中に検出された物理量の波形を表示するための表示部18とを有する。
[First embodiment]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the construction of a welding apparatus according to a first embodiment of the invention. The welding apparatus of this embodiment includes a start switch 2, a rectifier circuit 3, a capacitor 4, an inverter 5, a welding transformer 6, a diode 7, a welding head 8, a hall element 9, and a current detector 10. , a voltage detection unit 11, a temperature detection unit 12, a load detection unit 13, a displacement detection unit 14, a control unit 15, an operation unit 16, a storage unit 17, and waveforms of physical quantities detected during welding, for example and a display unit 18 for displaying.

スタートスイッチ2と整流回路3とコンデンサ4とインバータ5と溶接トランス6とダイオード7とは、溶接ヘッド8に電流を供給する溶接電源20を構成している。また、ホール素子9と電流検出部10と電圧検出部11と温度検出部12と荷重検出部13と変位検出部14と後述する電力検出部150と電流二乗時間積検出部151とは、溶接中の被接合物に係る物理量を検出する検出部を構成している。 Start switch 2 , rectifier circuit 3 , capacitor 4 , inverter 5 , welding transformer 6 and diode 7 constitute welding power source 20 that supplies current to welding head 8 . Further, the Hall element 9, the current detection unit 10, the voltage detection unit 11, the temperature detection unit 12, the load detection unit 13, the displacement detection unit 14, the power detection unit 150 and the current squared time product detection unit 151, which will be described later, are connected during welding. constitutes a detection unit for detecting a physical quantity related to the object to be welded.

図2は溶接ヘッド8の拡大断面図である。溶接ヘッド8は、被接合物85を間に挟んで対向し、被接合物85を加圧するように構成された電極80a,80bを備えている。電極80a,80bは、例えばクロム銅(Cu-Cr)、アルミナ分散銅(Cu-Al23)等の銅合金からなる電極本体81a,81bと、上記の銅合金、またはモリブデン(Mo)、タングステン(W)、鉄(Fe)、ニッケル(Ni)、チタン(Ti)のうち少なくとも1つの元素を含む合金からなる先端部82a,82bとから構成される。さらに、溶接ヘッド8は、先端部82a,82bに取り付けられた熱電対83a,83bと、電極80a,80bを上下させて被接合物85を挟み込み加圧する加圧機構84a,84bとを備えている。 FIG. 2 is an enlarged sectional view of the welding head 8. FIG. The welding head 8 is provided with electrodes 80a and 80b facing each other with an object 85 to be welded therebetween and configured to apply pressure to the object 85 to be welded. The electrodes 80a and 80b are composed of electrode bodies 81a and 81b made of a copper alloy such as chromium copper (Cu--Cr) or alumina-dispersed copper (Cu-- Al.sub.2 O.sub.3 ), the above copper alloy, or molybdenum (Mo), Tip portions 82a and 82b made of an alloy containing at least one of tungsten (W), iron (Fe), nickel (Ni), and titanium (Ti). Furthermore, the welding head 8 includes thermocouples 83a and 83b attached to the tip portions 82a and 82b, and pressure mechanisms 84a and 84b that move the electrodes 80a and 80b up and down to pinch and press the object 85 to be welded. .

加圧機構84a,84bには、図示しないロードセルが設けられており、被接合物85に加わる荷重の大きさを電気信号に変換できるようになっている。また、加圧機構84a,84bには、図示しない変位センサが設けられており、被接合物85の厚さ方向の変位量を電気信号に変換できるようになっている。なお、熱電対83a,83bからの電圧に基づいて先端部82a,82bの温度を検出することができるが、熱電対83a,83bの代わりに放射温度計を設けるようにしてもよい。 The pressure mechanisms 84a and 84b are provided with load cells (not shown) so that the magnitude of the load applied to the article 85 to be welded can be converted into an electric signal. Further, the pressing mechanisms 84a and 84b are provided with a displacement sensor (not shown) so that the amount of displacement of the object 85 in the thickness direction can be converted into an electric signal. Although the temperature of the tip portions 82a and 82b can be detected based on the voltage from the thermocouples 83a and 83b, radiation thermometers may be provided instead of the thermocouples 83a and 83b.

以下、溶接装置の動作を説明する。本実施例では、複数枚のタブ102とリード端子104とを積層した積層体を被接合物85として説明する。タブ102は例えば鉄系金属箔からなる。
最初に、溶接ヘッド8の加圧機構84a,84bは、図2に示すように電極80a,80bによって被接合物85を上下方向(積層体の積層方向に沿った方向)から挟み込み加圧する。なお、図2の例では、加圧機構84a,84bがそれぞれ電極80a,80bに圧力を加えるようになっているが、電極80a,80bのうちどちらか一方のみに圧力を加えるようにしてもよいことは言うまでもない。
The operation of the welding device will be described below. In this embodiment, a laminated body in which a plurality of tabs 102 and lead terminals 104 are laminated will be described as an object 85 to be bonded. The tab 102 is made of, for example, iron-based metal foil.
First, the pressure mechanisms 84a and 84b of the welding head 8 sandwich and press the article 85 to be welded from above and below (in the direction along the stacking direction of the laminate) with the electrodes 80a and 80b as shown in FIG. In the example of FIG. 2, the pressurizing mechanisms 84a and 84b apply pressure to the electrodes 80a and 80b, respectively. Needless to say.

例えばユーザが操作部16を操作して溶接開始を指示すると、操作部16からスタート信号が出力され、スタートスイッチ2がオンになる。スタートスイッチ2がオンになると、整流回路3は、交流200Vの商用3相交流電源1の交流出力を全波整流し、整流回路3の出力端間に並列接続されたコンデンサ4を充電する。この整流回路3は、6個のダイオード30を用いた3相全波混合ブリッジで構成される。 For example, when the user operates the operation unit 16 to instruct welding start, a start signal is output from the operation unit 16 and the start switch 2 is turned on. When the start switch 2 is turned on, the rectifier circuit 3 full-wave rectifies the AC output of the 200 V AC commercial three-phase AC power supply 1 and charges the capacitor 4 connected in parallel between the output terminals of the rectifier circuit 3 . This rectifier circuit 3 is composed of a three-phase full-wave mixing bridge using six diodes 30 .

インバータ5は、コンデンサ4の充電電圧を交流電圧に変換して、溶接トランス6の1次側に供給する。インバータ5は、4個のNPNトランジスタ50からなるブリッジで構成される。溶接トランス6の2次側出力は、整流器(ダイオード)7で全波整流されて電極80a,80bに導かれる。これにより、電極80a,80b間に大電流を流し、発生するジュール熱で被接合物85の接合面(金属箔同士の接合面)を昇温させて接合する。 The inverter 5 converts the charging voltage of the capacitor 4 into an AC voltage and supplies it to the primary side of the welding transformer 6 . The inverter 5 is composed of a bridge consisting of four NPN transistors 50 . A secondary side output of the welding transformer 6 is full-wave rectified by a rectifier (diode) 7 and guided to electrodes 80a and 80b. As a result, a large current is passed between the electrodes 80a and 80b, and the temperature of the joint surface (the joint surface between the metal foils) of the object 85 to be joined is increased by the generated Joule heat to join them.

電流検出部10は、溶接トランス6の2次側に設けられたホール素子9の出力から、溶接トランス6の2次側を流れる電流I(つまり、電極80a,80bを流れる溶接電流)を検出する。電圧検出部11は、電極80a,80b間に印加される溶接電圧Vを検出する。 The current detection unit 10 detects the current I flowing through the secondary side of the welding transformer 6 (that is, the welding current flowing through the electrodes 80a and 80b) from the output of the Hall element 9 provided on the secondary side of the welding transformer 6. . Voltage detector 11 detects welding voltage V applied between electrodes 80a and 80b.

温度検出部12は、熱電対83a,83bからの電圧に基づいて被接合物85の温度T(先端部82a,82bの温度)を検出する。上記のとおり、熱電対83a,83bの代わりに放射温度計を用いて被接合物85の温度Tを検出するようにしてもよい。荷重検出部13は、加圧機構84a,84bに設けられたロードセルの出力に基づいて、被接合物85に印加される荷重Gを検出する。変位検出部14は、加圧機構84a,84bに設けられた変位センサの出力に基づいて、被接合物85の厚さ方向の変位量Dを検出する。 The temperature detection unit 12 detects the temperature T of the article 85 (the temperature of the tip portions 82a and 82b) based on the voltages from the thermocouples 83a and 83b. As described above, instead of the thermocouples 83a and 83b, a radiation thermometer may be used to detect the temperature T of the object 85 to be welded. The load detection unit 13 detects the load G applied to the workpiece 85 based on the output of the load cells provided in the pressure mechanisms 84a and 84b. The displacement detector 14 detects the displacement amount D of the object 85 in the thickness direction based on the output of the displacement sensors provided in the pressure mechanisms 84a and 84b.

制御部15内に設けられる電力検出部150は、電流検出部10が検出した溶接電流Iの値と電圧検出部11が検出した溶接電圧Vの値とを積算することにより、電極80a,80bに供給される溶接電力Wを検出する。制御部15内に設けられる電流二乗時間積検出部151は、溶接電流Iの二乗と通電開始時からの経過時間tとの積である電流二乗時間積I2tを算出する。 A power detection unit 150 provided in the control unit 15 multiplies the value of the welding current I detected by the current detection unit 10 and the value of the welding voltage V detected by the voltage detection unit 11, thereby providing power to the electrodes 80a and 80b. The supplied welding power W is detected. A current squared time product detection unit 151 provided in the control unit 15 calculates a current squared time product I 2 t, which is the product of the square of the welding current I and the elapsed time t from the start of energization.

図3は溶接中の溶接電流I、溶接電圧V、溶接電力W、電極間抵抗Rの変化の1例を示す図、図4は本実施例の溶接装置の動作を示すフローチャートである。
本実施例では、電極80a,80bへの通電を、第1通電、第2通電の2回行うが、第1通電として定電圧制御方式による通電を行い、第2通電として定電流制御方式による通電を行う。
FIG. 3 is a diagram showing an example of changes in welding current I, welding voltage V, welding power W, and inter-electrode resistance R during welding, and FIG. 4 is a flow chart showing the operation of the welding apparatus of this embodiment.
In this embodiment, the electrodes 80a and 80b are energized twice, ie, the first energization and the second energization. I do.

記憶部17には、望ましい溶接条件として電極80a,80bへの望ましい通電の基準波形が第1通電、第2通電毎に記憶されている。本実施例では、第1通電の溶接条件として溶接電圧Vの基準波形が設定され、第2通電の溶接条件として溶接電流Iの基準波形が設定されている。また、記憶部17には、第1通電の終了条件、第2通電の冷却開始条件が記憶されている。 The storage unit 17 stores, as desirable welding conditions, reference waveforms of desirable energizations to the electrodes 80a and 80b for each of the first and second energizations. In this embodiment, the reference waveform of the welding voltage V is set as the welding condition for the first energization, and the reference waveform of the welding current I is set as the welding condition for the second energization. The storage unit 17 also stores a condition for ending the first energization and a condition for starting cooling for the second energization.

まず、制御部15は、インバータ5を動作させて交流電圧を発生させることにより、電極80a,80bに電流を印加する。そして、制御部15は、電圧検出部11によって検出される溶接電圧Vをリアルタイムで監視して、第1通電開始時からの経過時間がtの現時点における溶接電圧Vが、記憶部17に記憶された溶接電圧Vの基準波形上の経過時間tにおける値と一致するように、インバータ5のトランジスタ50のオン/オフを制御して、電極80a,80bへの通電量を制御する。 First, the control unit 15 applies current to the electrodes 80a and 80b by operating the inverter 5 to generate an AC voltage. Then, the control unit 15 monitors the welding voltage V detected by the voltage detection unit 11 in real time, and the welding voltage V at the present time when the elapsed time from the start of the first energization is t is stored in the storage unit 17. The on/off of the transistor 50 of the inverter 5 is controlled to control the amount of energization to the electrodes 80a and 80b so as to match the value at the elapsed time t on the reference waveform of the welding voltage V obtained.

図5は第1通電時の溶接電圧Vの基準波形の1例を示す図である。本実施例の溶接電圧Vの基準波形では、例えば設定電圧Vspと、設定電圧Vspまでの上昇時間t1と、設定電圧Vspまでの波形とが定義されている。こうして、溶接電圧Vの波形が基準波形と一致するように電極80a,80bへの通電量を制御することにより、図3に示すように第1通電によって電極80a,80b間に一定の溶接電圧Vが供給される定電圧制御方式の溶接が行われる(図4ステップS1)。 FIG. 5 is a diagram showing an example of the reference waveform of the welding voltage V during the first energization. In the reference waveform of the welding voltage V of this embodiment, for example, the set voltage Vsp, the rise time t1 up to the set voltage Vsp, and the waveform up to the set voltage Vsp are defined. Thus, by controlling the amount of energization to the electrodes 80a and 80b so that the waveform of the welding voltage V matches the reference waveform, a constant welding voltage V is applied between the electrodes 80a and 80b by the first energization as shown in FIG. is supplied to perform constant voltage control welding (step S1 in FIG. 4).

次に、制御部15は、第1通電の終了条件が成立したかどうかを判定する(図4ステップS2)。第1通電の終了条件としては、溶接電流Iの終了条件値、溶接電力Wの終了条件値、電流二乗時間積I2tの終了条件値、被接合物85の温度Tの終了条件値(温度範囲)と継続時間、被接合物85の厚さ方向の変位量Dの終了条件値などがある。 Next, the control unit 15 determines whether or not the condition for ending the first energization is satisfied (step S2 in FIG. 4). The termination conditions for the first energization include the termination condition value of the welding current I, the termination condition value of the welding power W, the termination condition value of the current squared time product I 2 t, and the termination condition value of the temperature T of the object 85 to be welded (temperature range), duration, end condition value of the displacement amount D of the object 85 to be welded in the thickness direction, and the like.

制御部15は、電流検出部10によって検出される溶接電流Iが記憶部17に記憶されている第1通電の終了条件値(電流)以上に達したときに、第1通電の終了条件が成立したと判定する。制御部15は、電力検出部150によって算出される溶接電力Wが記憶部17に記憶されている第1通電の終了条件値(電力)以上に達したときに、第1通電の終了条件が成立したと判定してもよい。 When the welding current I detected by the current detection unit 10 reaches or exceeds the first energization termination condition value (current) stored in the storage unit 17, the control unit 15 satisfies the first energization termination condition. It is determined that When the welding power W calculated by the power detection unit 150 reaches or exceeds the first energization termination condition value (power) stored in the storage unit 17, the control unit 15 determines that the first energization termination condition is established. It may be determined that

また、制御部15は、電流二乗時間積検出部151によって算出される電流二乗時間積I2tが記憶部17に記憶されている第1通電の終了条件値(電流二乗時間積)以上に達したときに、第1通電の終了条件が成立したと判定してもよい。また、制御部15は、温度検出部12によって検出される被接合物85の温度Tが記憶部17に記憶されている第1通電の終了条件値(温度)以上に達したときに、第1通電の終了条件が成立したと判定してもよい。また、制御部15は、変位検出部14によって検出される被接合物85の厚さ方向の変位量Dが記憶部17に記憶されている第1通電の終了条件値(変位量)以上に達したときに、第1通電の終了条件が成立したと判定してもよい。 In addition, the control unit 15 determines that the current squared time product I 2 t calculated by the current squared time product detection unit 151 reaches or exceeds the end condition value (current squared time product) of the first energization stored in the storage unit 17. It may be determined that the termination condition of the first energization is satisfied when the first energization is performed. Further, when the temperature T of the object to be welded 85 detected by the temperature detection unit 12 reaches or exceeds the first energization termination condition value (temperature) stored in the storage unit 17, the control unit 15 controls the first It may be determined that the energization end condition is satisfied. Further, the control unit 15 controls that the amount of displacement D in the thickness direction of the workpiece 85 detected by the displacement detection unit 14 reaches or exceeds the first energization end condition value (displacement amount) stored in the storage unit 17. It may be determined that the termination condition of the first energization is satisfied when the first energization is performed.

制御部15は、第1通電の終了条件が成立したと判定した時点でインバータ5の動作を停止させて、電極80a,80bへの第1通電を終了させる(図4ステップS3)。図3の例では、溶接電流Iが第1通電の終了条件値(電流)まで上昇した時点で、第1通電の終了条件が成立したと判定して第1通電を終了している。 The control unit 15 stops the operation of the inverter 5 when it is determined that the condition for ending the first energization is satisfied, thereby terminating the first energization to the electrodes 80a and 80b (step S3 in FIG. 4). In the example of FIG. 3, when the welding current I rises to the termination condition value (current) for the first energization, it is determined that the termination condition for the first energization is met, and the first energization is terminated.

なお、上記の例では、1つの終了条件が成立したときに第1通電を終了しているが、1つの終了条件でなく、複数の終了条件が成立したときに第1通電を終了してもよい。 In the above example, the first energization is terminated when one termination condition is satisfied. good.

次に、制御部15は、インバータ5を再び動作させて交流電圧を発生させることにより、電極80a,80bに電流を印加する。そして、制御部15は、電流検出部10によって検出される溶接電流Iをリアルタイムで監視して、第2通電開始時からの経過時間がtの現時点における溶接電流Iが、記憶部17に記憶された溶接電流Iの基準波形上の経過時間tにおける値と一致するように、インバータ5のトランジスタ50のオン/オフを制御して、電極80a,80bへの通電量を制御する。 Next, the control unit 15 applies current to the electrodes 80a and 80b by operating the inverter 5 again to generate an AC voltage. Then, the control unit 15 monitors the welding current I detected by the current detection unit 10 in real time, and the welding current I at the present time when the elapsed time from the start of the second energization is t is stored in the storage unit 17. The on/off of the transistor 50 of the inverter 5 is controlled to control the amount of electricity supplied to the electrodes 80a and 80b so as to match the value at the elapsed time t on the reference waveform of the welding current I.

図6は第2通電時の溶接電流Iの基準波形の1例を示す図である。本実施例の溶接電流Iの基準波形では、例えば設定電流Ispと、設定電流Ispまでの上昇時間t2と、設定電流Ispまでの波形と、冷却開始時点から通電終了までの時間t3と、冷却開始時点から通電終了までの波形とが定義されている。こうして、溶接電流Iの波形が基準波形と一致するように電極80a,80bへの通電量を制御することにより、図3に示すように第2通電によって電極80a,80bに一定の溶接電流Iが供給される定電流制御方式の溶接が行われる(図4ステップS4)。 FIG. 6 is a diagram showing an example of the reference waveform of the welding current I during the second energization. In the reference waveform of the welding current I of this embodiment, for example, the set current Isp, the rise time t2 up to the set current Isp, the waveform up to the set current Isp, the time t3 from the start of cooling to the end of energization, and the start of cooling A waveform from the point in time to the end of energization is defined. Thus, by controlling the amount of energization to the electrodes 80a and 80b so that the waveform of the welding current I matches the reference waveform, a constant welding current I is applied to the electrodes 80a and 80b by the second energization as shown in FIG. Welding is performed by controlling the supplied constant current (step S4 in FIG. 4).

次に、制御部15は、冷却開始条件が成立したかどうかを判定する(図4ステップS5)。冷却開始条件としては、溶接電圧Vの値がある。制御部15は、電圧検出部11によって検出される溶接電圧Vが記憶部17に記憶されている冷却開始条件値(電圧)以下になったときに、冷却開始条件が成立したと判定する。 Next, the control unit 15 determines whether or not the cooling start condition is satisfied (step S5 in FIG. 4). The value of the welding voltage V is one of the cooling start conditions. The control unit 15 determines that the cooling start condition is met when the welding voltage V detected by the voltage detection unit 11 becomes equal to or lower than the cooling start condition value (voltage) stored in the storage unit 17 .

制御部15は、冷却開始条件が成立したと判定した時点で、電流検出部10によって検出される溶接電流Iが、図6に示す冷却開始時点からの基準波形と一致するように電極80a,80bへの通電量を制御することにより、溶接電流Iを下降させる(図4ステップS6)。本実施例では、溶接電流Iを徐々に下降させて被接合物85を徐々に冷却することで良好な溶接品質を実現することができる。電極80a,80bへの通電量が0になった時点で第2通電終了となる(図4ステップS7)。 Control unit 15 adjusts electrodes 80a and 80b so that welding current I detected by current detection unit 10 coincides with the reference waveform from the cooling start time shown in FIG. The welding current I is lowered by controlling the amount of electricity supplied to (step S6 in FIG. 4). In this embodiment, by gradually decreasing the welding current I to gradually cool the object 85 to be welded, good welding quality can be achieved. The second energization ends when the amount of energization to the electrodes 80a and 80b becomes 0 (step S7 in FIG. 4).

以上のように、本実施例では、被接合物85の抵抗溶接を行う際に、溶接中に検出される物理量をリアルタイムで監視して、物理量が所定の終了条件値に達した時点で電極80a,80bへの第1通電を終了させて第2通電を開始し、接合に必要となる電流を流すことで被接合物85の接合を完成させる。 As described above, in this embodiment, the physical quantity detected during welding is monitored in real time when performing resistance welding of the object 85 to be welded, and when the physical quantity reaches a predetermined end condition value, the electrode 80a is turned off. , 80b is terminated and the second energization is started, and the bonding of the object 85 to be bonded is completed by supplying the current required for bonding.

本実施例では、第1通電による定電圧制御方式の溶接によって、金属箔表面に存在する酸化膜を破り、通電経路を確保する。第1通電による通電経路の確保なしに第2通電を行うと、設定した電流値を流すために瞬間的に高電圧がかかり、スパッタ、電極80a,80bへの金属箔の付着、電極80a,80bの先端の摩耗等が発生して安定した接合が困難となる。 In this embodiment, the constant voltage control type welding by the first energization breaks the oxide film present on the surface of the metal foil to secure the energization path. If the second energization is performed without securing the energization path by the first energization, a high voltage is instantaneously applied to flow the set current value, causing sputtering, adhesion of metal foil to the electrodes 80a and 80b, and adhesion of the metal foil to the electrodes 80a and 80b. Abrasion or the like occurs at the tip of the joint, making it difficult to achieve stable joining.

また、第1通電において被接合物85の表面酸化膜を破るためには設定電圧Vspを比較的高くする必要がある。このとき、制御の切り替えにおける反応の速度が遅いと瞬間的に大電流が流れてしまう可能性がある。そこで、第1通電時の物理量を測定して制御することで、第2通電への速い制御切り替えを実現している。第1通電開始時から終了条件が成立するまでの時間は、金属箔の積層枚数と溶接条件が同じであっても金属箔の表面状態や歪み状態等により毎回同様になるとは限らない。したがって、第1通電時の物理量の測定をせずに、決められた時間で制御切り替えを行うと、ある時は第1通電で通電経路が確保できず、またある時は必要な値を超過する大電流が流れてしまうということが起きる。 Also, in order to break the surface oxide film of the object to be bonded 85 in the first energization, it is necessary to make the set voltage Vsp relatively high. At this time, if the reaction speed in switching the control is slow, a large current may flow instantaneously. Therefore, by measuring and controlling the physical quantity during the first energization, quick control switching to the second energization is realized. Even if the number of laminated metal foils and the welding conditions are the same, the time from the start of the first energization to the satisfaction of the termination conditions is not always the same depending on the surface condition and strain condition of the metal foil. Therefore, if control switching is performed at a predetermined time without measuring the physical quantity at the time of the first energization, the energization path cannot be secured in the first energization at some times, and the required value is exceeded at other times. It happens that a large current flows.

本実施例によれば、スパッタやチリの発生を防止し、また電極80a,80bへの金属箔の付着を防止することができ、鉄系金属箔積層体の安定した接合を実現することができる。 According to this embodiment, it is possible to prevent the generation of spatter and dust, prevent the metal foil from adhering to the electrodes 80a and 80b, and realize stable bonding of the iron-based metal foil laminate. .

本実施例では、特許文献1に開示された予備工程を必要としない。予備工程には時間がかかるが、本実施例における第1通電、第2通電の時間は合計で例えば100ms程度である。したがって、本実施例によれば、溶接に要する時間を短縮することができる。 In this example, the preliminary process disclosed in Patent Document 1 is not required. Although the preliminary process takes time, the total time of the first energization and the second energization in this embodiment is, for example, about 100 ms. Therefore, according to this embodiment, the time required for welding can be shortened.

なお、本実施例では、第1通電時の溶接として定電圧制御方式の溶接を行ったが、定電力制御方式の溶接を行ってもよい。この場合、記憶部17には、第1通電の溶接電力Wの基準波形が予め記憶されている。図7は第1通電時の溶接電力Wの基準波形の1例を示す図である。本実施例の溶接電力Wの基準波形では、例えば設定電力Wspと、設定電力Wspまでの上昇時間t1と、設定電力Wspまでの波形とが定義されている。 In this embodiment, the constant voltage control type welding is performed as the welding at the time of the first energization, but the constant power control type welding may be performed. In this case, the reference waveform of the welding power W of the first energization is stored in advance in the storage unit 17 . FIG. 7 is a diagram showing an example of the reference waveform of the welding power W during the first energization. In the reference waveform of the welding power W of this embodiment, for example, the set power Wsp, the rise time t1 up to the set power Wsp, and the waveform up to the set power Wsp are defined.

制御部15は、第1通電開始時からの経過時間がtの現時点における溶接電力Wが、記憶部17に記憶された溶接電力Wの基準波形上の経過時間tにおける値と一致するように、電極80a,80bへの通電量を制御すればよい。定電力制御方式の溶接を行う場合、溶接電力Wの終了条件値を第1通電の終了条件値として採用しないことは言うまでもない。 The control unit 15 controls the welding power W at the present time when the elapsed time t from the start of the first energization matches the value at the elapsed time t on the reference waveform of the welding power W stored in the storage unit 17. What is necessary is just to control the amount of electricity to the electrodes 80a and 80b. Needless to say, when welding is performed using the constant power control method, the termination condition value of the welding power W is not used as the termination condition value for the first energization.

なお、制御部15は、電力検出部150によって算出される溶接電力Wが記憶部17に記憶されている冷却開始条件値(電力)以下になったときに、冷却開始条件が成立したと判定するようにしてもよい。また、制御部15は、温度検出部12によって検出される被接合物85の温度Tが記憶部17に記憶されている冷却開始条件値(温度)以上に達したとき、または温度Tが記憶部17に記憶されている冷却開始条件値(温度)の範囲内である状態が記憶部17に記憶されている継続時間以上続いたときに、冷却開始条件が成立したと判定するようにしてもよい。また、制御部15は、変位検出部14によって検出される被接合物85の厚さ方向の変位量Dが記憶部17に記憶されている冷却開始条件値(変位量)以上に達したときに、冷却開始条件が成立したと判定するようにしてもよい。
以上の例では、1つの冷却開始条件が成立したときに冷却を開始しているが、1つの冷却開始条件でなく、複数の冷却開始条件が成立したときに冷却を開始してもよい。
Note that the control unit 15 determines that the cooling start condition is satisfied when the welding power W calculated by the power detection unit 150 becomes equal to or less than the cooling start condition value (power) stored in the storage unit 17. You may do so. Further, the control unit 15 controls when the temperature T of the workpiece 85 detected by the temperature detection unit 12 reaches a cooling start condition value (temperature) stored in the storage unit 17 or more, or when the temperature T reaches the storage unit It may be determined that the cooling start condition is satisfied when the state of being within the range of the cooling start condition value (temperature) stored in the storage unit 17 continues for the duration time stored in the storage unit 17 or longer. . Further, the control unit 15 detects when the amount of displacement D in the thickness direction of the workpiece 85 detected by the displacement detection unit 14 reaches the cooling start condition value (displacement amount) stored in the storage unit 17 or more. , it may be determined that the cooling start condition is satisfied.
In the above example, cooling is started when one cooling start condition is satisfied, but cooling may be started when a plurality of cooling start conditions are satisfied instead of one cooling start condition.

[第2の実施例]
第1の実施例では、第2通電時に冷却開始条件が成立した時点で溶接電流Iを徐々に下降させているが、例えば金属箔の表面状態や歪み状態等によって第1通電の終了条件が成立する時点がばらつくために、溶接に要する時間(第1通電の開始時点から第2通電の終了時点までの時間)のばらつきが大きくなる可能性がある。そこで、図6に示したように予め定められた傾きで溶接電流Iを下降させるのではなく、溶接に要する時間が予め定められた目標時間に近づくように、冷却開始時点からの溶接電流Iの傾きを調整してもよい。
[Second embodiment]
In the first embodiment, the welding current I is gradually decreased when the cooling start condition is satisfied during the second energization. There is a possibility that the time required for welding (the time from the start of the first energization to the end of the second energization) will vary greatly due to the variation in the timing of welding. Therefore, instead of decreasing the welding current I at a predetermined slope as shown in FIG. You can adjust the tilt.

本実施例においても、溶接装置および被接合物の構成は第1の実施例と同様であるので、図1、図2の符号を用いて説明する。
図8は本実施例の第2通電時の溶接電流Iの基準波形の1例を示す図である。図6との違いは、冷却開始時点から通電終了までの波形が定義されていないことである。
Also in the present embodiment, the configurations of the welding apparatus and the objects to be welded are the same as those of the first embodiment, so the reference numerals in FIGS. 1 and 2 will be used for description.
FIG. 8 is a diagram showing an example of the reference waveform of the welding current I during the second energization in this embodiment. The difference from FIG. 6 is that the waveform from the start of cooling to the end of energization is not defined.

図9は本実施例の溶接装置の動作を示すフローチャートである。ステップS1~S5の処理は第1の実施例と同じである。 FIG. 9 is a flow chart showing the operation of the welding device of this embodiment. The processing of steps S1 to S5 is the same as in the first embodiment.

制御部15は、冷却開始条件が成立したと判定した時点で(図9ステップS5においてYES)、設定電流Ispと、第1通電の開始時点から第2通電の冷却開始時点までに要した時間と、予め定められた目標時間とに基づいて、第1通電の開始時点から第2通電の予想終了時点までの時間が目標時間に近づくように、設定電流Ispから0まで溶接電流Iを下降させるときの傾きを算出する(図9ステップS8)。 When the control unit 15 determines that the cooling start condition is satisfied (YES in step S5 in FIG. 9), the set current Isp, the time required from the start of the first energization to the start of cooling by the second energization, and , and a predetermined target time, the welding current I is decreased from the set current Isp to 0 so that the time from the start of the first energization to the expected end of the second energization approaches the target time. is calculated (step S8 in FIG. 9).

そして、制御部15は、電流検出部10によって検出される溶接電流IがステップS8で算出した傾きで下降するように電極80a,80bへの通電量を制御する(図9ステップS9)。電極80a,80bへの通電量が0になった時点で第2通電終了となる(図9ステップS10)。
こうして、本実施例では、第1通電の開始時点から第2通電の終了時点までの時間を目標時間に近づけることができる。
Then, the control section 15 controls the amount of energization to the electrodes 80a and 80b so that the welding current I detected by the current detection section 10 decreases with the slope calculated in step S8 (step S9 in FIG. 9). The second energization ends when the amount of energization to the electrodes 80a and 80b becomes 0 (step S10 in FIG. 9).
Thus, in this embodiment, the time from the start of the first energization to the end of the second energization can be brought closer to the target time.

なお、第1通電の開始時点から第2通電の冷却開始時点までに要した時間が目標時間を既に上回っており、溶接電流Iを垂直降下させたとしても第1通電の開始時点から第2通電の予想終了時点までの時間が目標時間を上回る場合には、予め定められた傾き(例えば垂直降下に近い傾き)に設定すればよい。 The time required from the start of the first energization to the start of cooling in the second energization has already exceeded the target time. is longer than the target time, a predetermined slope (for example, a slope close to vertical descent) may be set.

第1、第2の実施例では、複数枚の鉄系金属箔の積層体を被接合物85としているが、これに限るものではなく、ニッケルからなる複数枚の板の積層体を被接合物85としてもよいし、ニッケル合金からなる複数枚の板の積層体を被接合物85としてもよいし、アルミニウムからなる複数枚の板の積層体を被接合物85としてもよいし、アルミニウム合金からなる複数枚の板の積層体を被接合物85としてもよいし、銅若しくは銅合金からなる複数枚の板の積層体を被接合物85としてもよいし、ニッケル若しくはニッケル合金からなる板、アルミニウム若しくはアルミニウム合金からなる板、銅若しくは銅合金からなる板とを複数枚積層した積層体を被接合物85としてもよい。 In the first and second embodiments, the object to be bonded 85 is a laminate of a plurality of iron-based metal foils, but the object to be bonded 85 is not limited to this. 85, a laminate of a plurality of nickel alloy plates may be used as the object to be bonded 85, a laminate of a plurality of aluminum plates may be used as the object to be bonded 85, or an aluminum alloy may be used. A laminate of a plurality of plates made of copper or a copper alloy may be used as the object 85 to be joined. Alternatively, the object to be bonded 85 may be a laminate obtained by laminating a plurality of plates made of aluminum alloy or plates made of copper or copper alloy.

また、第1、第2の実施例では、第1通電時の溶接として、定電圧制御方式の溶接または定電力制御方式の溶接を行う例について説明したが、パルス制御方式の溶接を行うようにしてもよい。すなわち、電極80a,80b間に間欠的に所定の溶接電圧を供給する間欠的定電圧制御方式の溶接を行うようにしてもよいし、電極80a,80b間に間欠的に所定の溶接電力を供給する間欠的定電力制御方式の溶接を行うようにしてもよい。同様に、第1、第2の実施例では、第2通電時の溶接として、定電流制御方式の溶接を行う例について説明したが、間欠的定電流制御方式の溶接を行うようにしてもよい。 In addition, in the first and second embodiments, examples of performing constant voltage control type welding or constant power control type welding as welding at the time of the first energization have been described, but pulse control type welding is performed. may That is, welding may be performed by an intermittent constant voltage control system in which a predetermined welding voltage is intermittently supplied between the electrodes 80a and 80b, or a predetermined welding power may be intermittently supplied between the electrodes 80a and 80b. You may make it weld by the intermittent constant power control system which carries out. Similarly, in the first and second embodiments, an example in which constant current control type welding is performed as welding during the second energization has been described, but intermittent constant current control type welding may also be performed. .

第1、第2の実施例の制御部15、操作部16、記憶部17および表示部18の機能は、CPU(Central Processing Unit)、記憶装置および外部とのインタフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。このコンピュータの構成例を図10に示す。 The functions of the control unit 15, the operation unit 16, the storage unit 17, and the display unit 18 of the first and second embodiments are a computer having a CPU (Central Processing Unit), a storage device, and an interface with the outside, and It can be implemented by a program that controls hardware resources. FIG. 10 shows a configuration example of this computer.

コンピュータは、CPU200と、記憶装置201と、インタフェース装置(以下、I/Fと略する)202とを備えている。I/F202には、溶接電源と電流検出部10と電圧検出部11と温度検出部12と荷重検出部13と変位検出部14等が接続される。このようなコンピュータにおいて、本発明の方法を実現させるためのプログラムは記憶装置201に格納される。CPU200は、記憶装置201に格納されたプログラムに従って第1、第2の実施例で説明した処理を実行する。 The computer includes a CPU 200 , a storage device 201 and an interface device (hereinafter abbreviated as I/F) 202 . The I/F 202 is connected with the welding power source, the current detection unit 10, the voltage detection unit 11, the temperature detection unit 12, the load detection unit 13, the displacement detection unit 14, and the like. In such a computer, a program for implementing the method of the present invention is stored in storage device 201 . The CPU 200 executes the processes described in the first and second embodiments according to programs stored in the storage device 201 .

本発明は、抵抗溶接装置に適用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to resistance welding equipment.

1…3相交流電源、2…スタートスイッチ、3…整流回路、4…コンデンサ、5…インバータ、6…溶接トランス、7…ダイオード、8…溶接ヘッド、9…ホール素子、10…電流検出部、11…電圧検出部、12…温度検出部、13…荷重検出部、14…変位検出部、15…制御部、16…操作部、17…記憶部、18…表示部、20…溶接電源、80a,80b…電極、81a,81b…電極本体、82a,82b…先端部、83a,83b…熱電対、84a,84b…加圧機構、85…被接合物、150…電力検出部、151…電流二乗時間積検出部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... 3-phase AC power supply, 2... Start switch, 3... Rectifier circuit, 4... Capacitor, 5... Inverter, 6... Welding transformer, 7... Diode, 8... Welding head, 9... Hall element, 10... Current detector, DESCRIPTION OF SYMBOLS 11... Voltage detection part 12... Temperature detection part 13... Load detection part 14... Displacement detection part 15... Control part 16... Operation part 17... Storage part 18... Display part 20... Welding power supply 80a , 80b... Electrode 81a, 81b... Electrode main body 82a, 82b... Tip part 83a, 83b... Thermocouple 84a, 84b... Pressurizing mechanism 85... Object to be welded 150... Power detector 151... Current squared Time product detector.

Claims (6)

被接合物を間に挟んで対向し、前記被接合物を加圧するように構成された第1、第2の電極と、
前記第1、第2の電極間に電流を供給する溶接電源と、
溶接中の前記被接合物に係る1乃至複数の物理量を検出するように構成された検出部と、
外部からの指示に応じて前記溶接電源から前記第1、第2の電極間へ電流を供給させる第1通電による溶接を行い、この溶接中に検出される1乃至複数の前記物理量が所定の終了条件を満たした時点で前記第1通電を停止させて、前記溶接電源から前記第1、第2の電極間へ電流を再度供給させる第2通電による溶接を行うように構成された制御部とを備え、
前記物理量は、前記第1、第2の電極間を流れる溶接電流、前記第1、第2の電極間に印加される溶接電圧、前記第1、第2の電極間に供給される溶接電力、前記溶接電流の二乗と前記第1通電の開始時からの経過時間との積である電流二乗時間積、前記被接合物の温度、前記被接合物の厚さ方向の変位量であることを特徴とする溶接装置。
first and second electrodes facing each other with an object to be bonded interposed therebetween and configured to pressurize the object to be bonded;
a welding power source that supplies current between the first and second electrodes;
a detection unit configured to detect one or more physical quantities related to the object to be welded during welding;
Welding is performed by first energization in which current is supplied from the welding power source to between the first and second electrodes in response to an instruction from the outside, and one or more of the physical quantities detected during this welding reaches a predetermined end. a control unit configured to perform welding by a second energization that stops the first energization when a condition is satisfied and re-supplies current from the welding power source to between the first and second electrodes; prepared,
The physical quantities include welding current flowing between the first and second electrodes, welding voltage applied between the first and second electrodes, welding power supplied between the first and second electrodes, The current squared time product, which is the product of the square of the welding current and the elapsed time from the start of the first energization, the temperature of the object to be welded, and the amount of displacement in the thickness direction of the object to be welded. and welding equipment.
請求項1記載の溶接装置において、
前記制御部は、前記第1通電による溶接として、前記第1、第2の電極間に所定の溶接電圧を供給する定電圧制御方式の溶接、または前記第1、第2の電極間に所定の溶接電力を供給する定電力制御方式の溶接、または前記第1、第2の電極間に間欠的に所定の溶接電圧を供給する間欠的定電圧制御方式の溶接、または前記第1、第2の電極間に間欠的に所定の溶接電力を供給する間欠的定電力制御方式の溶接を行うことを特徴とする溶接装置。
The welding device according to claim 1,
The controller controls, as the welding by the first energization, welding of a constant voltage control system that supplies a predetermined welding voltage between the first and second electrodes, or welding of a predetermined welding voltage between the first and second electrodes. Welding of a constant power control system that supplies welding power, or welding of an intermittent constant voltage control system that intermittently supplies a predetermined welding voltage between the first and second electrodes, or welding of the first and second electrodes. A welding apparatus for performing intermittent constant power control welding in which a predetermined welding power is intermittently supplied between electrodes.
請求項1または2記載の溶接装置において、
前記制御部は、前記第2通電による溶接として、前記第1、第2の電極間に所定の溶接電流を供給する定電流制御方式の溶接、または前記第1、第2の電極間に間欠的に所定の溶接電流を供給する間欠的定電流制御方式の溶接を行うことを特徴とする溶接装置。
The welding device according to claim 1 or 2,
The control unit controls, as the welding by the second energization, welding of a constant current control system that supplies a predetermined welding current between the first and second electrodes, or intermittent welding between the first and second electrodes. Welding equipment characterized by performing intermittent constant current control type welding in which a predetermined welding current is supplied to.
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の溶接装置において、
前記制御部は、前記第2通電による溶接として、前記第1、第2の電極間に所定の溶接電流を供給する定電流制御方式の溶接を行い、この溶接中に検出される1乃至複数の前記物理量が所定の冷却開始条件を満たした時点で溶接電流を予め定められた傾きで下降させることを特徴とする溶接装置。
The welding device according to any one of claims 1 to 3,
The control unit performs welding by a constant current control system that supplies a predetermined welding current between the first and second electrodes as the welding by the second energization, and one or more detected during this welding A welding apparatus, wherein a welding current is lowered at a predetermined slope when said physical quantity satisfies a predetermined cooling start condition.
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の溶接装置において、
前記制御部は、前記第2通電による溶接として、前記第1、第2の電極間に所定の溶接電流を供給する定電流制御方式の溶接を行い、この溶接中に検出される1乃至複数の前記物理量が所定の冷却開始条件を満たした時点で前記第1通電の開始時点から前記第2通電の予想終了時点までの時間が予め定められた目標時間に近づくように溶接電流を下降させるときの傾きを算出して、算出した傾きで溶接電流を下降させることを特徴とする溶接装置。
The welding device according to any one of claims 1 to 3,
The control unit performs welding by a constant current control system that supplies a predetermined welding current between the first and second electrodes as the welding by the second energization, and one or more detected during this welding When the welding current is lowered so that the time from the start of the first energization to the expected end of the second energization approaches a predetermined target time when the physical quantity satisfies a predetermined cooling start condition. A welding device that calculates an inclination and lowers a welding current according to the calculated inclination.
請求項1乃至5のいずれか1項に記載の溶接装置において、
前記被接合物は、複数枚の金属箔が積層された積層体からなることを特徴とする溶接装置。
The welding device according to any one of claims 1 to 5,
A welding device, wherein the object to be welded is a laminate in which a plurality of metal foils are laminated.
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