JP3084938B2 - 金属板の抵抗スポット溶接方法 - Google Patents

金属板の抵抗スポット溶接方法

Info

Publication number
JP3084938B2
JP3084938B2 JP04186818A JP18681892A JP3084938B2 JP 3084938 B2 JP3084938 B2 JP 3084938B2 JP 04186818 A JP04186818 A JP 04186818A JP 18681892 A JP18681892 A JP 18681892A JP 3084938 B2 JP3084938 B2 JP 3084938B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
spot welding
resistance spot
aluminum alloy
hole
welding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP04186818A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0647558A (ja
Inventor
浩 永田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP04186818A priority Critical patent/JP3084938B2/ja
Publication of JPH0647558A publication Critical patent/JPH0647558A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3084938B2 publication Critical patent/JP3084938B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Resistance Welding (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、重ね合わせた金属板を
スポット溶接によって接合する抵抗スポット溶接に関
し、とくに溶接部の接合強度を高めることが可能な抵抗
スポット溶接方法に関する。
【0002】
【従来の技術】アルミニウム合金は熱膨張率が大きいの
で、抵抗スポット溶接においては、図8に示すように、
溶接部21の凝固収縮によって溶接部に割れ22が生じ
やすい。溶接部の割れ対策として、溶接協会規格(WE
S7302)に基づく2段通電、2段加圧制御が一般に
行われている。
【0003】アルミニウム合金の抵抗スポット溶接にお
いては、電極の表面にアルミニウム合金と銅合金との化
合物である皮膜が形成されるため、同じ電極で10数回
程度スポット溶接を行うと、皮膜の影響によって溶接条
件が著しく変化し、溶接部に割れが発生する。そこで、
アルミニウム合金を溶接する場合には、頻繁に電極表面
を研摩する必要が生じる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、頻繁に
電極表面を研摩することは、スポット溶接作業を頻繁に
中断することになり、溶接作業能率が著しく低下する。
したがって、頻繁に電極表面を研摩することなく、熱膨
張率の大きな金属材料の抵抗スポット溶接部の割れの発
生を防止することが望まれる。
【0005】本発明は、上記の問題に着目し、頻繁に電
極表面を研摩することなく、熱膨張率の大きな金属材料
の抵抗スポット溶接部の割れの発生を防止することが可
能な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】この目的を達成するため
の本発明に係る金属板の抵抗スポット溶接方法は、2板
の金属板を重ね合わせて抵抗スポット溶接するに際し、
前記各金属板の少なくとも一方の金属板の接合する部位
に板厚方向に延びる接合穴を形成し、該接合穴に位置決
めピンや位置決め突起を挿入することなく該接合穴の周
囲を電極によって加圧しつつ抵抗スポット溶接を行う方
法からなる。
【0007】
【作用】このように構成された金属板の抵抗スポット溶
接方法においては、各金属板の少なくとも一方の金属板
の接合する部位に板厚方向に延びる接合穴を形成するよ
うにしたので、ナゲットの体積を小とすることができ、
溶接部の凝固収縮時の収縮量を小に抑えることができ
る。したがって、凝固収縮時における溶接部に発生する
引張応力を低減することが可能となり、溶接部における
割れの発生が防止される。
【0008】
【実施例】以下に、本発明に係る金属板の抵抗スポット
溶接方法の望ましい実施例を、図面を参照して説明す
る。
【0009】第1実施例 図1ないし図3は、本発明の第1実施例を示しており、
とくに熱膨張率の高い金属材料のうちアルミニウム合金
の抵抗スポット溶接について適用した場合を示してい
る。図1の(A)に示すように、アルミニウム合金板
1、2は重ね合わされている。アルミニウム合金板1、
2は、板厚が1.0mmで、材質がJIS規格のA51
82から構成されている。
【0010】本実施例では熱膨張率の高い金属材料のう
ちアルミニウム合金を例にあげているが、これらに類似
する金属材料として、後述の線膨張率を有するマグネシ
ウム合金、オーステナイト系ステンレスがあげられる。 金属材料名 線膨張率(℃) アルミニウム 23.5×10-6 マグネシウム 26.0×10-6 オーステナイト系ステンレス (20.0×10-6
【0011】各アルミニウム合金板1、2には、板厚方
向に延びる接合穴としての貫通穴3、4が形成されてい
る。貫通穴3、4の直径は、ナゲット径の20〜50%
が望ましい。本実施例では、貫通穴3、4の直径は2.
0mmに設定されている。抵抗スポット溶接時には、貫
通穴3と貫通穴4との位置が合致されるようになってい
る。
【0012】貫通穴3と貫通穴4との位置が合致した状
態では、図1の(B)に示すように、上部電極8と下部
電極9とによってアルミ合金板1、2は加圧される。こ
の状態では各電極8、9の軸心と、貫通穴3、4の軸心
とか一致され、各貫通穴3、4の周囲が電極8、9によ
って加圧される。この時の電極加圧力P1 は、310k
gf(N)に設定した。電極8、9によってアルミニウ
ム合金板1、2が加圧されると、両電極間に溶接電流I
1 が流され、接合部分が溶融される。
【0013】この時の溶接電流I1 は27000Aに設
定し、溶接時間は電源周波数60Hzにおいて6サイク
ルに設定した。溶接時間T1 が経過した後は、電極加圧
力P 1 をそのまま維持し、溶接時間T1 の経過後、T2
時間経過後に電極8、9によるアルミニウム合金板1、
2の加圧を終了した。
【0014】このように、アルミニウム合金板1、2の
貫通穴3、4の周囲を上、下部電極8、9によって加圧
しつつスポット溶接を行うことにより、ナゲット5の形
状をドーナツ状とすることができる。この状態では、ナ
ゲット5の体積は貫通穴3、4が形成される分だけ従来
よりも小さくなり、溶接部の凝固時の収縮量を小とする
ことが可能となる。したがって、溶接部の引張応力が小
となり、溶接部における割れの発生が防止される。ま
た、凝固収縮による引張応力は貫通穴3、4の周囲に沿
って分散されるので、これによっても割れが生じにくく
なる。
【0015】貫通穴3、4を形成することにより、ナゲ
ットの体積が減少し接合部の溶接強度が低下すると思わ
れるが、実際には貫通穴3、4の直径がナゲット径の約
40%以下では溶接部に必要な接合強度は、ほとんど変
化しないことが実験により判明した。したがって、ナゲ
ットの体積が多少減少しても、接合強度に対する問題は
生じない。
【0016】図3は、溶接打点数と溶接部における割れ
の発生との関係を示している。図3の特性Aは貫通穴を
形成しない従来の抵抗スポット溶接の場合を示してお
り、特性Bは本発明の場合を示している。図3に示すよ
うに、従来では溶接打点数が約10回以上を超えると、
電極表面へアルミニウム合金皮膜が生じ、溶接条件の変
化によって溶接部に割れが生じる。本発明では溶接条件
が変化しても、貫通穴3、4の作用によって溶接部の凝
固収縮を小に抑えることができ、割れの発生が確実に防
止される。
【0017】また、本実施例では、図2に示す従来の溶
接特性のように、溶接電流をゆっくり立ち上げるスロー
プ時間や鍛圧のための加圧が不要となるので、溶接時間
の短縮がはかれるとともに、スポット溶接機におけるタ
イマ機構や加圧機構を簡素化することが可能となる。
【0018】第2実施例 図4は、本発明の第2実施例を示している。第2実施例
が第1実施例と異なるところは貫通穴の有無のみであ
り、その他の部分は第1実施例に準じるので、準じる部
分に第1実施例と同一の符号を付すことにより準じる部
分の説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【0019】第1実施例の場合は、双方のアルミニウム
合金板1、2に貫通穴3、4をそれぞれ形成したが、本
実施例では一方のアルミニウム合金板1にのみ貫通穴3
が形成されており、他方のアルミニウム合金板2には貫
通穴4は形成されていない。
【0020】このように構成された第2実施例において
は、一方のアルミニウム合金板1の貫通穴3の周囲を上
部電極8で加圧し、貫通穴3と対向する他方のアルミニ
ウム合金板2の部位が下部電極9によって加圧される。
ここで、ナゲットの体積は貫通穴3が形成される分だけ
小さくなり、一方のアルミニウム合金板1側の溶接部の
凝固時の収縮量を小とすることが可能となる。
【0021】また、貫通穴が形成されない他方のアルミ
ニウム合金板2の溶接部は、一方のアルミニウム合金板
1の貫通穴3と隣接することになるので、他方のアルミ
ニウム合金板2の溶融部分を貫通穴3に流入させること
が可能となる。これにより、溶融金属が貫通穴3に流入
する分だけ、他方のアルミニウム合金板1、2の溶接部
における凝固時の収縮量を小とすることが可能となる。
したがって、溶接部の引張応力が小となり、溶接部の割
れの発生が抑制される。
【0022】第3実施例 図5は、本発明の第3実施例を示している。第2実施例
では、同じ種類の金属材料における抵抗スポット溶接の
場合を示したが、本実施例では熱膨張量の高い金属材料
と異種の金属材料についての抵抗スポット溶接の場合を
示している。
【0023】図5において、アルミニウム合金板1とF
e系合金板(鋼板)11とが重ね合わされている。アル
ミニウム合金板1と鋼板11とのうち、融点が高い鋼板
11には、接合穴としての貫通穴12が形成されてい
る。重ね合わされたアルミニウム合金板1と鋼板11
は、図5の(B)に示すように、上部電極8と下部電極
9とによって加圧される。
【0024】図5の(B)の状態では、鋼板11の貫通
穴12の周囲が下部電極9によって加圧され、アルミニ
ウム合金板1の上面が上部電極8によって加圧される。
各電極8、9によってアルミニウム合金板1および鋼板
11が加圧されると、両電極間に溶接電流が流され、接
合部分か溶融される。この場合、融点の低いアミニウム
合金が溶融し、鋼板11側の貫通穴12に流れ込み、図
5の(C)に示すようなナゲット形状となる。したがっ
て、貫通穴11に溶融アルミニウム合金が流れ込むだ
け、凝固時の収縮量が小となり、この場合も溶接部の割
れが防止される。
【0025】図5の(C)に示すように、この場合のナ
ゲット13の形状は、ちょうどリベット継手のような構
造となり、矢印Z方向の強度が高められる。したがっ
て、アルミニウム合金板1と鋼板11のように、治金的
な問題から確実な接合が困難とされていた金属材料の接
合が可能となる。
【0026】本実施例ではアルミニウム合金板1と鋼板
11との接合の場合を説明したが、融点がある程度異な
る金属材料の組合せであるならば、このような接合は可
能となる。接合可能な金属材料の組合せは、Al(アル
ミニウム)とTi(チタン)、Al(アルミニウム)と
Ni(ニッケル)、Fe(鉄)とTi(チタン)があ
る。
【0027】つぎに、各金属材料の組合せ時の溶接条件
を示す。 金属材料 加圧力(kg) 溶接電流(A) 通電時間(サイクル) Al−Fe 200〜300 15000〜26000 3〜6 Al−Ti 200〜300 12000〜16000 3〜6 Al−Ni 200〜300 15000〜26000 3〜6 Fe−Ti 150〜200 8000〜10000 6〜10
【0028】第4実施例 図6は、本発明の第4実施例を示している。第3実施例
では貫通穴11を利用した異種金属のスポット溶接を行
なうものであったが、本実施例では鋼板11側には貫通
穴11でなく、接合穴としての凹状穴15に形成されて
いる。このように構成された第4実施例においては、図
6の(B)に示すように両電極8、9間に溶接電流が流
されると、アルミニウム合金が溶融し、鋼板11側の凹
状穴15に流れ込む。これにより、アルミニウム合金が
凹状穴15に嵌合した状態となり、矢印Z方向の引張強
度が高められる。
【0029】図7は、第4実施例の変形例を示してい
る。第4実施例では1つの溶接個所に1つの凹状穴15
が形成したが、図7では1つの溶接個所に2つの凹状穴
15が形成されている。これによって、アルミニウム合
金板1と鋼板11との接合面積が大となり、矢印Z方向
の引張強度がさらに高められる。
【0030】このように、本発明は接合穴を利用して熱
膨張率の高い金属板の溶接割れを防止するものである
が、接合穴を利用して異種金属同士の接合も可能とな
る。
【0031】
【発明の効果】本発明によれば、つぎの効果が得られ
る。
【0032】(1)2板の金属板を重ね合わせて抵抗ス
ポット溶接するに際し、各金属板の少なくとも一方の金
属板の接合する部位に板厚方向に延びる接合穴を形成
し、該接合穴に位置決めピンや位置決め突起を挿入する
ことなく該接合穴の周囲を電極によって加圧しつつ抵抗
スポット溶接を行うようにしたので、熱膨張率の大きな
金属材料の接合であっても、凝固収縮による歪量を小さ
くすることができ、溶接部に生じる引張応力を小さくす
ることができる。したがって、溶接部の凝固収縮による
割れの発生を防止することができ、溶接部の接合強度を
高めることができる。
【0033】(2)抵抗スポット溶接部の割れが確実に
防止できるので、溶接作業時において電極表面を頻繁に
研摩しなくともよくなる。その結果、研摩のためにスポ
ット溶接作業を頻繁に中断させる必要もなくなり、溶接
作業能率を著しく高めることができる。
【0034】(3)従来のような、2段通電、2段加圧
制御をすることなく溶接部の割れを防止することができ
るので、スポット溶接時間を短縮することができるとと
もに、抵抗スポット溶接機の構造を簡素化することがで
きる。
【0035】(4)一方の金属板の溶融金属を他方の金
属板の接合穴に流入させることが可能となり、結果的に
一方の金属板の一部を他方の金属板と嵌合させることが
できる。したがって、治金的な接合が難しい異種金属で
あっても、抵抗スポット溶接による機械的な接合を行う
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る金属板の抵抗スポッ
ト溶接方法による溶接作業状態を示す工程図である。
【図2】本発明および従来における溶接電流と加圧力と
の関係を示す特性図である。
【図3】本発明および従来における溶接打点数と溶接部
の割れ発生との関係を示す特性図である。
【図4】本発明の第2実施例に係る金属板の抵抗スポッ
ト溶接方法による溶接作業を示す断面図である。
【図5】本発明の第3実施例に係る金属板の抵抗スポッ
ト溶接方法による溶接作業状態を示す工程図である。
【図6】本発明の第4実施例に係る金属板の抵抗スポッ
ト溶接方法による溶接作業状態を示す工程図である。
【図7】図6の変形例を示す断面図である。
【図8】従来の抵抗スポット溶接による溶接部の割れの
発生状態を示す拡大平面図である。
【符号の説明】
1、2 アルミニウム合金板 3、4 接合穴としての貫通穴 5 ナゲット 8 上部電極 9 下部電極 11 鋼板 12 接合穴としての貫通穴 13 ナゲット 15 接合穴としての凹状穴
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23K 11/11 B23K 11/16 B23K 103:10

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2板の金属板を重ね合わせて抵抗スポッ
    ト溶接するに際し、前記各金属板の少なくとも一方の金
    属板の接合する部位に板厚方向に延びる接合穴を形成
    し、該接合穴に位置決めピンや位置決め突起を挿入する
    ことなく該接合穴の周囲を電極によって加圧しつつ抵抗
    スポット溶接を行うことを特徴とする金属板の抵抗スポ
    ット溶接方法。
JP04186818A 1992-07-14 1992-07-14 金属板の抵抗スポット溶接方法 Expired - Fee Related JP3084938B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP04186818A JP3084938B2 (ja) 1992-07-14 1992-07-14 金属板の抵抗スポット溶接方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP04186818A JP3084938B2 (ja) 1992-07-14 1992-07-14 金属板の抵抗スポット溶接方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0647558A JPH0647558A (ja) 1994-02-22
JP3084938B2 true JP3084938B2 (ja) 2000-09-04

Family

ID=16195139

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP04186818A Expired - Fee Related JP3084938B2 (ja) 1992-07-14 1992-07-14 金属板の抵抗スポット溶接方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3084938B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004003909B4 (de) * 2004-01-27 2010-09-09 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Pressschweißverfahren zum Verbinden zweier oder mehrerer Bleche oder Profilteile, insbesondere eines Karosseriesegments, dessen Verwendung sowie Karosseriesegment
JP2007030013A (ja) * 2005-07-29 2007-02-08 Hitachi Ltd 通電接合方法及び装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0647558A (ja) 1994-02-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6037559A (en) Process for lap joining two kinds of metallic members having different melting points
JPH07214338A (ja) 鉄系金属材料とアルミニウム系金属材料との接合方法
JPH11342477A (ja) スポット溶接方法
JPH09174249A (ja) 異種材料の接合方法
JPH02274384A (ja) インダイレクトスポット溶接法
JPH0481288A (ja) 鋼系材料とアルミニウム系材料との接合方法
JPH07178563A (ja) 圧接を併用したスポット溶接による接合方法および接合構造体
JP4961530B2 (ja) 抵抗スポット溶接による異種金属の接合方法
JPH07328774A (ja) アルミニウム系材と鋼系材との異材接合方法
JP3767147B2 (ja) 異種金属板のシーム溶接方法
JP3084938B2 (ja) 金属板の抵抗スポット溶接方法
JPH0811302B2 (ja) 異種金属の接合方法
JP2003236673A (ja) 異種材料の接合方法
JP2754898B2 (ja) Al―Fe系異種金属のスポット溶接法
JP2009095881A (ja) 溶接構造部材の製造方法
JP3504790B2 (ja) アルミニウム系材と鋼系材との異材接合方法
JP2006130559A (ja) 板金修理方法及びそれに用いる引き出し部材
US11752567B2 (en) Capacitive discharge welding of dissimilar metals
JPH0833987A (ja) 異種材料の接合方法およびその装置
JP2531052B2 (ja) 異種金属の抵抗溶接方法
JP3235021B2 (ja) 電気抵抗溶接におけるスパッタ発生防止方法
JPH0747476A (ja) 銅相互の抵抗溶接方法
JPS63230271A (ja) アルミニウム系材と鉄系材との重ね抵抗溶接方法
JP2020163467A (ja) アルミニウム材のスポット溶接方法
CN114473164B (zh) 对异种金属工件堆叠式总成电阻点焊的方法及电阻点焊的异种金属堆叠式总成

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080707

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080707

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090707

Year of fee payment: 9

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees