JP3118944B2 - 鉛蓄電池の製造法 - Google Patents

鉛蓄電池の製造法

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JP3118944B2 JP04086855A JP8685592A JP3118944B2 JP 3118944 B2 JP3118944 B2 JP 3118944B2 JP 04086855 A JP04086855 A JP 04086855A JP 8685592 A JP8685592 A JP 8685592A JP 3118944 B2 JP3118944 B2 JP 3118944B2
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秀雄 ▲吉▼永
健二 小林
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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、鉛蓄電池の、とくにそ
の極板群の耳部とストラップとセル間接続体または極柱
との溶接方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の極板群の耳部とストラップと極柱
の溶接方法を図4を用いて説明する。
【0003】図4に示したように従来の溶接方法では、
極板群の耳部1に鉄製のストラップ形成用治具2をはめ
込み、ストラップ形成用凹部2aを貫通してその上部に
突出した耳部1の上部にストラップ形成用足し鉛3を設
置するとともに、ストラップ形成用足し鉛3に隣接して
極柱4を設置する。ついで、ガスバーナー5によりスト
ラップ形成用足し鉛3を溶融した後この溶融熱により極
板群の耳部1の上部と極柱4の下部を溶かして、極板群
の耳部とストラップおよび極柱を溶接し一体化する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の極板群の耳部とストラップと極柱の溶接方法では、
図5(A),(B)に示すような問題が生じていた。す
なわち、ストラップ形成用足し鉛3をガスバーナーによ
り溶融してこの溶融熱により極柱4の下部を溶かし極柱
4とストラップ形成用足し鉛3を溶接していたので、図
5(A)に示したように極柱にガスバーナーの溶融熱が
十分に伝わらない場合があり、その結果、形成されたス
トラップにはくぼみが発生して溶接不良が起こってい
た。また、ガスバーナーによる溶融ではバーナー炎によ
り溶融される部分が広いため、極柱の下部もバーナー炎
をあびて過剰に溶かされて図5(B)に示したように極
柱の下部にくぼみが発生し、これによって極柱の破断が
起こることもあった。
【0005】そして、極板群の耳部とストラップとセル
間接続体または極柱を構成している鉛合金の種類がそれ
ぞれ異なる場合、これらの異種合金間の溶接では合金の
境界部分において溶接が良好に行われないことがあっ
た。
【0006】また、これらの溶接時にはガスバーナーで
溶融した部分が酸化され易いので、溶接後において溶接
部分の腐食が進行することもあった。
【0007】本発明は、このような課題を解決するもの
であり、極板群の耳部の上部とストラップとセル間接続
体または極柱の下部を溶融して一体化するときに前記各
部品の一部にくぼみが発生したり、合金の種類が異なる
ことにより溶接不良が起こることを防止して、これらの
溶接状態を良好にすることができる鉛蓄電池の製造法を
提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の鉛蓄電池の製造法は、鉛あるいは鉛合金
を格子体に用いた複数枚の極板とセパレータからなる極
板群の同極性極板の耳部に、前記耳部を接続するストラ
ップを形成するためのくし型のストラップ形成用治具を
はめ込み、ついでストラップ形成用足し鉛とセル間接続
体または極柱を治具内の所定の位置に設置した後、プラ
ズマ溶接により極板群の耳部とストラップとセル間接続
体または極柱を一体化するものである。
【0009】ここで、熱源として用いるプラズマアーク
を細く集束するためにアークの周囲を急冷するガスは、
アルゴンと水素の混合ガスを使用することが好ましい。
【0010】また、前記ストラップ形成用治具の材質に
は銅−クロムまたは銅−タングステン合金を用いること
が好ましい。
【0011】さらに、前記ストラップ形成用治具におい
て、プラズマアークをあびる凹部の内面には、カーボン
粉末あるいはカーボンの分散液を塗布して形成したスト
ラップの治具からの離型をよくすることが好ましい。
【0012】また、前記プラズマ溶接時には、異種溶融
金属の広い範囲での混合を抑制する上から、極板群の耳
部の上部とストラップ、ストラップとセル間接続体の下
部あるいはストラップと極柱の下部にまたがるようにプ
ラズマアークを噴出することが好ましい。
【0013】
【作用】本発明の鉛蓄電池の製造法では、プラズ溶接を
用いており、約3000℃程度の高温のプラズマアーク
の周囲をガス流でとり囲んでアークの噴出面積を小さく
し、狭い範囲にアークを集中させることができるので、
熱効率が良く溶接しようとする部分のみをその深部まで
充分に溶融することができる。したがって、従来に見ら
れたような過剰な溶融によるくぼみが発生することな
く、信頼性の高い溶接を行うことができる。
【0014】また、これによりそれぞれ異種合金で構成
された極板群の耳部とストラップとセル間接続体または
極柱を溶接する場合も、溶接状態を良好にすることがで
きる。
【0015】さらに、プラズマアークの周囲をとり囲む
ガス流として還元性の高い水素ガスと不活性のアルゴン
ガスとの混合ガスを使用しているので、このガスが溶接
する部分を気相的にとり囲んで、この部分の酸化を防止
することができ、腐食を抑制することができる。とく
に、極板の格子体として容易に酸化しやすい鉛−カルシ
ウム(Pb−Ca)系合金を用いた場合にはこの効果は
大きい。
【0016】また、ストラップ形成用治具の材質を銅−
クロム(Cu−Cr)または銅−タングステン(Cu−
W)合金にすることにより、電気伝導性と耐熱性の両方
を満足させることができる。さらに、プラズマ溶接後に
おけるストラップを、その形成用治具から速やかに取り
出す離型のための離型剤として滑性と電気伝導性の良好
なカーボンを用いており、これをストラップ形成用治具
の凹部に塗布しているので、プラズマアークの発生に悪
影響を与えることはない。
【0017】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。
【0018】図1に本発明における極板群の耳部とスト
ラップと極柱の3者のプラズマ溶接時の様子を示し、図
2にプラズマ溶接部分の拡大図を示す。
【0019】図1に示したように、本発明の溶接方法で
は鉛−カルシウム系合金の格子体を用いた極板群の耳部
1に銅−クロム合金製のストラップ形成用治具2をはめ
込み、ストラップ形成用治具2の凹部2aを貫通してそ
の上方に突出した耳部1に、鉛−錫合金製のストラップ
形成用足し鉛3を設置するとともに、このストラップ形
成用足し鉛3に隣接して鉛−アンチモン合金製の極柱4
を設置した。このとき、ストラップ形成用治具2の凹部
2aには離型剤としてカーボンを塗布した。そして、プ
ラズマ溶接用の溶接トーチ6をストラップ形成用足し鉛
3と極柱4との溶接部分に向け、溶接トーチ6から高流
速でアルゴンガスと水素ガスの混合ガスを噴出するとと
もにこのガス雰囲気中でプラズマアークを発生させて前
記溶接部分を溶融させる。ここで、溶接トーチ6は図2
に示したように電極7の周囲にインサートチップ8およ
びシールドキャップ9を備えており、プラズマ溶接時に
は電極7からプラズマアーク10が飛ばされるとともに
インサートチップ8およびシールドキャップ9との間か
らアルゴンガスとその5%の水素ガスとの混合ガス11
が噴出されるしくみになっている。ついで、前記溶接ト
ーチ6をわずかに移動させて、ストラップ形成用足し鉛
3と極柱4を完全に溶接した。
【0020】そして、ストラップ形成用足し鉛3と極板
群の耳部1の溶接についても上記と同様の方法で行っ
た。
【0021】また、この本発明の溶接方法によって作製
された極板群の上部の様子を図3に示す。
【0022】図3に示したように、本発明の方法では溶
接部分に不要なくびれや破断が発生することなく、良好
な状態で溶接することができた。
【0023】次に、比較例を図4に示したような従来の
ガスバーナーによる溶接方法とし、これと本発明の溶接
方法による各溶接部分の不良発生率(%)を調べた。
【0024】この結果を(表1)に示す。
【0025】
【表1】
【0026】(表1)に示したように、従来のガスバー
ナーによる溶接方法では極板の耳部の上部とストラップ
との境界部分、ストラップと極柱の下部との境界部分に
10%前後の不良が発生するとともに極柱の下部にはく
ぼみができて破断の恐れがあるものが50%発生した。
【0027】しかしながら、本発明のプラズマ溶接によ
る溶接方法では、これらの不良が全く見られなかった。
【0028】なお、本実施例ではアルゴンガス中の水素
ガスの混入量を、容量比で5%としたが、これは10%
以内の範囲であれば同様の効果が得られる。
【0029】
【発明の効果】以上のように、本発明の鉛蓄電池の製造
法では、極板群の耳部とストラップとセル間接続体また
は極柱との溶接一体化をプラズマ溶接により行うので、
高温のプラズマアークを狭い範囲に集中させることによ
り溶接しようとする溶接部分のみを深部まで充分に溶融
して不要なくぼみを発生することなく接続することがで
きる。
【0030】さらに、前記極板群の耳部、ストラップ、
セル間接続体または極柱が異種合金で構成されている場
合であっても腐食の原因となる金属間化合物の生成を抑
制し、さらに酸化の度合も少なくすることで、信頼性の
高い溶接を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の溶接方法による溶接時の様子を示す図
【図2】同溶接時の溶接部分を示す拡大図
【図3】同溶接方法によって作製された極板群の上部を
示す図
【図4】従来の溶接方法による溶接時の様子を示す図
【図5】(A),(B)同溶接方法によって作製された
極板群の上部を示す図
【符号の説明】
1 極板群の耳部 2 ストラップ形成用治具 2a 凹部 3 ストラップ形成用足し釦 4 極柱 6 プラズマ溶接用トーチ 7 電極 8 インサートチップ 9 シールドキャップ 10 プラズマアーク 11 水素とアルゴンの混合ガス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−241663(JP,A) 特開 平3−133055(JP,A) 特開 昭50−90928(JP,A) 特開 昭49−97232(JP,A) 特開 昭49−97231(JP,A) 特開 昭60−238432(JP,A) 特開 昭58−212839(JP,A) 特開 昭57−131337(JP,A) 特開 昭58−196139(JP,A) 特開 昭54−35824(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01M 2/20 - 2/34

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】鉛あるいは鉛合金の格子体を用いた複数枚
    の極板とセパレータからなる極板群の同極性極板の耳部
    に、前記耳部を接続するストラップを形成するためのく
    し型のストラップ形成用治具をはめ込み、ついでストラ
    ップ形成用足し鉛とセル間接続体または極柱を治具内の
    所定の位置に設置した後、プラズマ溶接により極板群の
    耳部とストラップとセル間接続体または極柱を一体化す
    とともに、前記耳部、前記足し鉛および前記極柱の少
    なくともいずれか一つが他とはことなる異種鉛合金で構
    成される鉛蓄電池の製造法。
  2. 【請求項2】前記プラズマ溶接時にプラズマアークの周
    囲を急冷するガスは、アルゴンガスと水素ガスの混合ガ
    スである請求項1記載の鉛蓄電池の製造法。
  3. 【請求項3】前記ストラップ形成用治具は、銅―クロム
    または銅―タングステン合金からなる請求項1記載の鉛
    蓄電池の製造法。
  4. 【請求項4】前記ストラップ形成用治具は、そのストラ
    ップ形成用凹部にカーボン粉末あるいはカーボンの分散
    液を塗布している請求項1記載の鉛蓄電池の製造法。
  5. 【請求項5】前記プラズマ溶接時に極板群の耳部上部と
    ストラップ、ストラップとセル間接続体の下部あるいは
    ストラップと極柱の下部にまたがるようにプラズマアー
    クを噴出する請求項1記載の鉛蓄電池の製造法。
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