JP2943559B2 - 抵抗スポット溶接方法 - Google Patents
抵抗スポット溶接方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アルミニウム又はアル
ミニウム合金板の抵抗スポット溶接方法に関するもので
ある。
ミニウム合金板の抵抗スポット溶接方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来の一般的なアルミニウム又はアルミ
ニウム合金板の抵抗スポット溶接方法を示す図を図５に
示す。
ニウム合金板の抵抗スポット溶接方法を示す図を図５に
示す。
【０００３】図５において、溶接電流は溶接加圧力が安
定した時に通電を開始し、その後鍛圧力を加えて溶接す
る方法である。アルミニウム又はアルミニウム合金の溶
接の場合は、固有抵抗が鋼などに比べて低く、したがっ
て抵抗発熱によって溶接する原理からすると、大電流、
短時間通電、高加圧力で溶接する必要がある。また、こ
のように大電流で溶接することにより、板―板間の発熱
だけでなく電極―板間の発熱量が大きくなることに起因
している。このように電極―板間の温度が高くなると、
加圧力を介して２種類以上の合金が拡散しやすい状況に
なる。一般的にアルミニウムと銅は脆い金属間化合物を
生成しやすいため、溶接時の加圧力に耐えかねて電極表
面の銅が脱落を開始する。いわゆる電極のピックアップ
現象が生じることになる。このピックアップ現象が生じ
やすいために通電が不安定となり信頼性の高いアルミニ
ウム又はアルミニウム合金の溶接が得られなくなり、高
品質を得るためには電極表面の研磨（ドレッシング）又
は、取り替えが短時間のうちに必要となり溶接の生産性
が著しく阻害され問題となっている。
定した時に通電を開始し、その後鍛圧力を加えて溶接す
る方法である。アルミニウム又はアルミニウム合金の溶
接の場合は、固有抵抗が鋼などに比べて低く、したがっ
て抵抗発熱によって溶接する原理からすると、大電流、
短時間通電、高加圧力で溶接する必要がある。また、こ
のように大電流で溶接することにより、板―板間の発熱
だけでなく電極―板間の発熱量が大きくなることに起因
している。このように電極―板間の温度が高くなると、
加圧力を介して２種類以上の合金が拡散しやすい状況に
なる。一般的にアルミニウムと銅は脆い金属間化合物を
生成しやすいため、溶接時の加圧力に耐えかねて電極表
面の銅が脱落を開始する。いわゆる電極のピックアップ
現象が生じることになる。このピックアップ現象が生じ
やすいために通電が不安定となり信頼性の高いアルミニ
ウム又はアルミニウム合金の溶接が得られなくなり、高
品質を得るためには電極表面の研磨（ドレッシング）又
は、取り替えが短時間のうちに必要となり溶接の生産性
が著しく阻害され問題となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の溶接方法で溶接
を行っても、入熱を制御して発熱量を抑制することで電
極のピックアップ寿命は伸ばすことは可能であるが、溶
接部の継手強度が著しく低くなり信頼性の高い高品質な
継手強度が得られなくなり利用メリットはなくなる。
を行っても、入熱を制御して発熱量を抑制することで電
極のピックアップ寿命は伸ばすことは可能であるが、溶
接部の継手強度が著しく低くなり信頼性の高い高品質な
継手強度が得られなくなり利用メリットはなくなる。
【０００５】本発明は上記従来技術の問題点を解決し、
アルミニウム又はアルミニウム合金の継手強度が安定し
て得られ、且つ電極のピックアップ寿命の向上を可能に
し、信頼性の高い高品質な溶接ができる抵抗スポット溶
接方法を提供することを目的とする。
アルミニウム又はアルミニウム合金の継手強度が安定し
て得られ、且つ電極のピックアップ寿命の向上を可能に
し、信頼性の高い高品質な溶接ができる抵抗スポット溶
接方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の抵抗スポット溶
接方法は、電流立ち上がりの高い、熱効率の良い、例え
ばインバータ式の電流波形と複数の通電が可能な制御装
置を用いて、電極加圧力Ｆに対しその特性ｄＦ／ｄｔが
３５Ｎ／msec〜１００Ｎ／msecの勾配で立ち上がる行程
と２０Ｎ／msec〜９０Ｎ／msecの勾配で立ち上がる鍛圧
力行程とをもつ二段加圧機構と、前記二段加圧機構にお
ける加圧力を検出する加圧検出機能とを備え、上記加圧
力特性で接合部を電極で二段加圧した状態で、加圧力が
溶接加圧力の３０％〜８０％の範囲の設定加圧力に達し
た時に、本溶接電流の４０％〜６０％の初期電流を流
し、その後本溶接電流を流すことを特徴とする。
接方法は、電流立ち上がりの高い、熱効率の良い、例え
ばインバータ式の電流波形と複数の通電が可能な制御装
置を用いて、電極加圧力Ｆに対しその特性ｄＦ／ｄｔが
３５Ｎ／msec〜１００Ｎ／msecの勾配で立ち上がる行程
と２０Ｎ／msec〜９０Ｎ／msecの勾配で立ち上がる鍛圧
力行程とをもつ二段加圧機構と、前記二段加圧機構にお
ける加圧力を検出する加圧検出機能とを備え、上記加圧
力特性で接合部を電極で二段加圧した状態で、加圧力が
溶接加圧力の３０％〜８０％の範囲の設定加圧力に達し
た時に、本溶接電流の４０％〜６０％の初期電流を流
し、その後本溶接電流を流すことを特徴とする。
【０００７】
【作用】上記抵抗スポット溶接方法によれば、電極加圧
力の立ち上がりを利用して溶接加圧力の３０％〜８０％
の範囲の低い加圧力で通電を開始し、板―板間に初期の
通電路を設ける。この時の初期電流値は通電路の総面積
がナゲット形４√ｔ（ｔは板厚）の１５％〜３５％にな
る電流値であり、その後本溶接電流を通電することでナ
ゲットを成長させ、安定した継手強度が得られる。また
電極加圧力が増加しているために電極―板間の発熱は抑
制され、電極のピックアップ現象による寿命を伸ばすこ
とができる。
力の立ち上がりを利用して溶接加圧力の３０％〜８０％
の範囲の低い加圧力で通電を開始し、板―板間に初期の
通電路を設ける。この時の初期電流値は通電路の総面積
がナゲット形４√ｔ（ｔは板厚）の１５％〜３５％にな
る電流値であり、その後本溶接電流を通電することでナ
ゲットを成長させ、安定した継手強度が得られる。また
電極加圧力が増加しているために電極―板間の発熱は抑
制され、電極のピックアップ現象による寿命を伸ばすこ
とができる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の抵抗スポット溶接方法の具体
的な実施例について図１，図２を参照しながら説明す
る。
的な実施例について図１，図２を参照しながら説明す
る。
【０００９】図１は、本発明の一実施例のエアー配管系
統図である。つまり二段加圧力と加圧力を検出するため
のエアー配管系統図を示すものである。溶接部を加圧す
る加圧ヘッド１と、二段加圧力を得るための第一の電磁
弁３、第二の電磁弁４、第三の電磁弁５、エアー２点セ
ット６、エアー２点セット７、圧力センサ８、スピード
コントローラ９であり、第一の電磁弁３がＯＮすると加
圧ヘッド１が下降し、エアー２点セット６の設定圧力で
溶接部が加圧される。電極下降スピードはスピードコン
トローラ９で調整される。排圧側の圧力が４９ｋＰａに
なると圧力センサ８の信号にて第二の電磁弁４がＯＮ
し、エアー２点セット７の設定圧力が排圧側にかかりエ
アー２点セット６とエアー２点セット７の圧力差で溶接
部は加圧され、設定時間後第三の電磁弁５がＯＮし、排
圧側のエアーが、排気され鍛圧力となる。この動作は従
来と同様であるが、本発明の加圧力行程及び鍛圧力行程
を得ることが肝要である。このように二段加圧機構は電
極加圧力Ｆに対し、その特性ｄＦ／ｄｔが３５Ｎ／ｍｓ
ｅｃ〜１００Ｎ／ｍｓｅｃの勾配で立ち上がる行程と２
０Ｎ／ｍｓｅｃ〜９０Ｎ／ｍｓｅｃの勾配で立ち上がる
鍛圧力の行程をもつ。従来のエアー配管系統図に対し、
加圧ヘッドの加圧側（入圧側）に加圧力を検出する加圧
検出機能として圧力センサ２を備えた。しかし加圧側の
エアー圧力と加圧力の関係は、エアー２点セット６の設
定圧、電極ストローク、電極下降スピード、圧力センサ
２の取付位置によって異なり設定ができなかった。本実
施例では圧力センサ２を加圧ヘッド１の加圧側（入圧
側）に最も近い位置に取付けることにより、エアー圧力
を検出して圧力センサ２がＯＮした圧力時の電極加圧力
と、定加圧時の電極加圧力の圧力差を小さくし、また電
極ストロークに対しては加圧力特性による校正表を作成
して設定を可能とし、電極加圧力Ｆに対しその特性ｄＦ
／ｄｔが３５Ｎ／ｍｓｅｃ〜１００Ｎ／ｍｓｅｃで立ち
上がるため応答性が必要となるが、この圧力センサ２の
圧力信号で通電を開始することで可能とした。
統図である。つまり二段加圧力と加圧力を検出するため
のエアー配管系統図を示すものである。溶接部を加圧す
る加圧ヘッド１と、二段加圧力を得るための第一の電磁
弁３、第二の電磁弁４、第三の電磁弁５、エアー２点セ
ット６、エアー２点セット７、圧力センサ８、スピード
コントローラ９であり、第一の電磁弁３がＯＮすると加
圧ヘッド１が下降し、エアー２点セット６の設定圧力で
溶接部が加圧される。電極下降スピードはスピードコン
トローラ９で調整される。排圧側の圧力が４９ｋＰａに
なると圧力センサ８の信号にて第二の電磁弁４がＯＮ
し、エアー２点セット７の設定圧力が排圧側にかかりエ
アー２点セット６とエアー２点セット７の圧力差で溶接
部は加圧され、設定時間後第三の電磁弁５がＯＮし、排
圧側のエアーが、排気され鍛圧力となる。この動作は従
来と同様であるが、本発明の加圧力行程及び鍛圧力行程
を得ることが肝要である。このように二段加圧機構は電
極加圧力Ｆに対し、その特性ｄＦ／ｄｔが３５Ｎ／ｍｓ
ｅｃ〜１００Ｎ／ｍｓｅｃの勾配で立ち上がる行程と２
０Ｎ／ｍｓｅｃ〜９０Ｎ／ｍｓｅｃの勾配で立ち上がる
鍛圧力の行程をもつ。従来のエアー配管系統図に対し、
加圧ヘッドの加圧側（入圧側）に加圧力を検出する加圧
検出機能として圧力センサ２を備えた。しかし加圧側の
エアー圧力と加圧力の関係は、エアー２点セット６の設
定圧、電極ストローク、電極下降スピード、圧力センサ
２の取付位置によって異なり設定ができなかった。本実
施例では圧力センサ２を加圧ヘッド１の加圧側（入圧
側）に最も近い位置に取付けることにより、エアー圧力
を検出して圧力センサ２がＯＮした圧力時の電極加圧力
と、定加圧時の電極加圧力の圧力差を小さくし、また電
極ストロークに対しては加圧力特性による校正表を作成
して設定を可能とし、電極加圧力Ｆに対しその特性ｄＦ
／ｄｔが３５Ｎ／ｍｓｅｃ〜１００Ｎ／ｍｓｅｃで立ち
上がるため応答性が必要となるが、この圧力センサ２の
圧力信号で通電を開始することで可能とした。
【００１０】図２に、本発明の一実施例のアルミニウム
又はアルミニウム合金板の抵抗スポット溶接方法を示す
図を示す。図３は本発明の一実施例の連続打点数による
引張せん断荷重を示す図である。図４は本発明の一実施
例の連続打点数によるナゲット径を示す図である。被溶
接材として、Ａ５０５２Ｐ−Ｏ材（板厚２．５ｍｍ）を
インバータ溶接機を用いて溶接試験を行い、得られたス
ポット溶接継手の引張せん断荷重およびナゲット径（Ｘ
−Ｙの平均値）を測定した。なお電極チップは直径２０
ｍｍφで先端をＲ１００に加工したものを使用し、そし
て継手の引張せん断荷重測定用試験片は４０ｍｍ×１２
５ｍｍの寸法で重ね代を４０ｍｍにしてその中央部を溶
接したものを使用した。また、溶接前に試験片を一枚挟
み９．１ｋＮの加圧力で１０回予打点し、ペーパー＃１
００番にて電極を研磨（ドレッシング）して溶接を行っ
た。なお溶接条件は、加圧力の立ち上がり勾配は６５Ｎ
／ｍｓｅｃ、鍛圧力の立ち上がり勾配は３９Ｎ／ｍｓｅ
ｃ、通電開始加圧力（初期加圧力）は３．９ｋＮ、溶接
加圧力は１０ｋＮ、鍛圧力は１３ｋＮ、初期電流値は１
５０００Ａで通電時間は５サイクル、本溶接電流値は３
１０００Ａで通電時間１２サイクル、鍛圧遅延時間は７
サイクルとした。
又はアルミニウム合金板の抵抗スポット溶接方法を示す
図を示す。図３は本発明の一実施例の連続打点数による
引張せん断荷重を示す図である。図４は本発明の一実施
例の連続打点数によるナゲット径を示す図である。被溶
接材として、Ａ５０５２Ｐ−Ｏ材（板厚２．５ｍｍ）を
インバータ溶接機を用いて溶接試験を行い、得られたス
ポット溶接継手の引張せん断荷重およびナゲット径（Ｘ
−Ｙの平均値）を測定した。なお電極チップは直径２０
ｍｍφで先端をＲ１００に加工したものを使用し、そし
て継手の引張せん断荷重測定用試験片は４０ｍｍ×１２
５ｍｍの寸法で重ね代を４０ｍｍにしてその中央部を溶
接したものを使用した。また、溶接前に試験片を一枚挟
み９．１ｋＮの加圧力で１０回予打点し、ペーパー＃１
００番にて電極を研磨（ドレッシング）して溶接を行っ
た。なお溶接条件は、加圧力の立ち上がり勾配は６５Ｎ
／ｍｓｅｃ、鍛圧力の立ち上がり勾配は３９Ｎ／ｍｓｅ
ｃ、通電開始加圧力（初期加圧力）は３．９ｋＮ、溶接
加圧力は１０ｋＮ、鍛圧力は１３ｋＮ、初期電流値は１
５０００Ａで通電時間は５サイクル、本溶接電流値は３
１０００Ａで通電時間１２サイクル、鍛圧遅延時間は７
サイクルとした。
【００１１】以上の説明から明らかなように、本発明
は、抵抗スポット溶接方法にてアルミニウム又はアルミ
ニウム合金板を溶接するに際し、電極加圧力の立ち上が
りを利用して溶接加圧力の３０％〜８０％の範囲の低い
加圧力で通電を開始し、板―板間に初期の通電路を設
け、その後本溶接電流を通電することにより、ナゲット
を成長させ、安定した継手強度が得られる。また電極加
圧力が増加しているために電極―板間の発熱は抑制さ
れ、電極のピックアップ現象による寿命を伸ばすことが
でき、単相交流機比６５％〜９３％の本溶接電流値で溶
接ができる。
は、抵抗スポット溶接方法にてアルミニウム又はアルミ
ニウム合金板を溶接するに際し、電極加圧力の立ち上が
りを利用して溶接加圧力の３０％〜８０％の範囲の低い
加圧力で通電を開始し、板―板間に初期の通電路を設
け、その後本溶接電流を通電することにより、ナゲット
を成長させ、安定した継手強度が得られる。また電極加
圧力が増加しているために電極―板間の発熱は抑制さ
れ、電極のピックアップ現象による寿命を伸ばすことが
でき、単相交流機比６５％〜９３％の本溶接電流値で溶
接ができる。
【００１２】
【発明の効果】本発明によれば、電極加圧力Ｆに対しそ
の特性ｄＦ／ｄｔが３５Ｎ／msec〜１００Ｎ／msecの勾
配で立ち上がる行程と２０Ｎ／msec〜９０Ｎ／msecの勾
配で立ち上がる鍛圧力の行程とをもつ二段加圧機構と、
前記二段加圧機構における加圧力を検出する加圧検出機
能とを備え、上記加圧力特性で接合部を電極で二段加圧
した状態で、加圧力が溶接加圧力の３０％〜８０％の範
囲の設定加圧力に達した時に、本溶接電流の４０％〜６
０％の初期電流を流し、その後本溶接電流を流すことに
より、電極加圧力の立ち上がりを利用して溶接加圧力の
３０％〜８０％の範囲の低い加圧力で通電を開始し、板
―板間に初期の通電路を設け、その後本溶接電流を通電
することでナゲットを成長させ、安定した継手強度が得
られる。また電極加圧力が増加しているために電極―板
間の発熱は抑制され、電極のピックアップ現象による寿
命を伸ばすことができ、単相交流機比６５％〜９３％の
本溶接電流値で溶接ができる。
の特性ｄＦ／ｄｔが３５Ｎ／msec〜１００Ｎ／msecの勾
配で立ち上がる行程と２０Ｎ／msec〜９０Ｎ／msecの勾
配で立ち上がる鍛圧力の行程とをもつ二段加圧機構と、
前記二段加圧機構における加圧力を検出する加圧検出機
能とを備え、上記加圧力特性で接合部を電極で二段加圧
した状態で、加圧力が溶接加圧力の３０％〜８０％の範
囲の設定加圧力に達した時に、本溶接電流の４０％〜６
０％の初期電流を流し、その後本溶接電流を流すことに
より、電極加圧力の立ち上がりを利用して溶接加圧力の
３０％〜８０％の範囲の低い加圧力で通電を開始し、板
―板間に初期の通電路を設け、その後本溶接電流を通電
することでナゲットを成長させ、安定した継手強度が得
られる。また電極加圧力が増加しているために電極―板
間の発熱は抑制され、電極のピックアップ現象による寿
命を伸ばすことができ、単相交流機比６５％〜９３％の
本溶接電流値で溶接ができる。
【図１】本発明の一実施例のエアー配管系統図
【図２】本発明の一実施例のアルミニウム又はアルミニ
ウム合金板の抵抗スポット溶接方法を示す図
ウム合金板の抵抗スポット溶接方法を示す図
【図３】本発明の一実施例の連続打点数による引張せん
断荷重を示す図
断荷重を示す図
【図４】本発明の一実施例の連続打点数によるナゲット
径を示す図
径を示す図
【図５】従来の一般的なアルミニウム又はアルミニウム
合金板の抵抗スポット溶接方法を示す図
合金板の抵抗スポット溶接方法を示す図
１ 加圧ヘッド ２ 圧力センサ ３ 第一の電磁弁 ４ 第二の電磁弁 ５ 第三の電磁弁 ６ エアー２点セット ７ エアー２点セット ８ 圧力センサ ９ スピードコントローラ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−169686（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−26677（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−185487（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B23K 11/00 - 11/36 330
Claims (1)
- 【請求項１】 インバータ式の抵抗溶接機と複数の通電
が可能な制御装置を用いて抵抗スポット溶接する方法に
おいて、電極加圧力Ｆに対しその特性ｄＦ／ｄｔが３５
Ｎ／ｍｓｅｃ〜１００Ｎ／ｍｓｅｃの勾配で立ち上がる
行程と２０Ｎ／ｍｓｅｃ〜９０Ｎ／ｍｓｅｃの勾配で立
ち上がる鍛圧力の行程とをもつ二段加圧機構と、前記二
段加圧機構における加圧力を検出する加圧検出機能を備
え、上記加圧力特性で接合部を電極で二段加圧した状態
で、加圧力が溶接加圧力の３０％〜８０％の範囲の設定
加圧力に達した時に、本溶接電流の４０％〜６０％の初
期電流を流し、その後本溶接電流を流すことを特徴とし
たアルミニウム又はアルミニウム合金板の抵抗スポット
溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5091129A JP2943559B2 (ja) | 1993-04-19 | 1993-04-19 | 抵抗スポット溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5091129A JP2943559B2 (ja) | 1993-04-19 | 1993-04-19 | 抵抗スポット溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06320291A JPH06320291A (ja) | 1994-11-22 |
| JP2943559B2 true JP2943559B2 (ja) | 1999-08-30 |
Family
ID=14017932
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5091129A Expired - Fee Related JP2943559B2 (ja) | 1993-04-19 | 1993-04-19 | 抵抗スポット溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2943559B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2895925B1 (fr) * | 2006-01-06 | 2008-02-15 | Alcan Technology & Man | Procede de soudage par resistance par points d'alliages d'aluminium |
| CN107088701B (zh) * | 2017-04-20 | 2019-08-02 | 天津商科数控技术股份有限公司 | 一种直接接触式交流梯形波铝电阻焊工艺方法 |
| WO2022071022A1 (ja) * | 2020-10-02 | 2022-04-07 | 株式会社神戸製鋼所 | アルミニウム材の抵抗スポット溶接方法、及びアルミニウム材の接合体 |
-
1993
- 1993-04-19 JP JP5091129A patent/JP2943559B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06320291A (ja) | 1994-11-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |