JP3763813B2 - Method for regenerating electrode tip for spot welding - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はスポット電気溶接に用いられるスポット溶接用電極チップの再生方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
例えば、自動車製造工場等では、鉄板等の金属板と金属板を接続するのに、スポット電気溶接が多く採用されている。このスポット電気溶接は、図1にその概略構成を示すように、上部電極11と、下部電極12を具備し、上部電極11には、電極ホルダー13を固着すると共に、電極ホルダー13にサブホルダー14を取り付け、更に該サブホルダー14の先端に電極チップ15が取り付けられている。また、下部電極12には、電極ホルダー16を固着すると共に、電極ホルダー16にサブホルダー17を取り付け、更に該サブホルダー17の先端に電極チップ15が取り付けられている。
【0003】
そして上下の電極チップ15と15の間に位置する鉄板等の金属板19と金属板20の接合部を電極チップ15と15で加圧(例えば、270kg)し、大電流(例えば、9800アンペア)を十数サイクル(例えば、12サイクル)で通電し、金属板19と金属板20の接合部をスポット溶接する。電極チップ15、15は通常銅や銅合金(例えばクロム銅)からなり、このような溶接作業を繰り返すと、通電頭部が摩耗すると共に、表面に母材の変質層が形成され、100打点程度で図2に示すように電極チップ15、15の通電頭部表面に母材の変質層(酸化等による黒色の焼け焦げ痕)21が形成される。
【0004】
上記のように電極チップ15、15の通電頭部表面に母材の変質層21が形成されると電気抵抗が大きくなり、通電能力が劣化し、溶接能力が低下する。そこで従来は切削加工により、図2に示すように変質層21を含む電極チップ15の表層部を削り取り(図2の一点鎖線Aより外側を削り取る)、電極チップの所定形状に成形していた。このように従来の電極チップの再生方法は母材の変質していない部分も除去するので、再生を重ねると図3の一点鎖線B、Cに示すように母材が損耗する。従って、再生回数が6〜7回程度に限定されていた。そのためスポット電気溶接に使用する電極チップの使用量が多く、スポット電気溶接のコストを上げる原因となっていた。更に電極チップの削粉等も多量に発生し、その処理にも困難な問題がある。
【0005】
【特許文献1】
特開昭63−137586号公報
【0006】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、同じスポット溶接用電極チップを再生して多数回使用でき、且つ再生加工が簡単、安価にでき、更には削粉等の発生がないスポット溶接用電極チップの再生方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項1に記載の発明は、通電頭部表面に電気溶接の通電による母材の変質層が形成された銅又は銅合金からなるスポット溶接用電極チップの再生方法であって、通電頭部表面に電気溶接の通電による母材の変質層が形成された使用済みの多数のスポット溶接用電極チップを化学研磨剤の溶液に浸漬し、化学研磨により該母材の変質層を除去し、更に洗浄して付着する化学研磨剤を除去した後、該母材の変質層を除去したスポット溶接用電極チップを個々に冷間鍛造プレス工法により所定形状に成形することを特徴とする。
【0008】
上記のようにスポット溶接用電極チップの通電頭部表面の母材の変質層を化学研磨剤の溶液に浸漬し、該変質層を除去した後、冷間鍛造プレス工法により所定形状に成形するので、母材の変質層のみを除去するのみで再生が可能となり、スポット溶接用電極チップの再生による消耗率を極力減少させることができ、スポット溶接用電極チップの再生回数を大幅に向上させることが可能となり、スポット溶接用電極チップの寿命が大幅に向上することができる。また、使用済みの多数のスポット溶接用電極チップを化学研磨剤の溶液に浸漬し、該母材の変質層を除去するので、母材の変質層の除去が容易となり、多量の使用済みスポット溶接用電極チップの再生が低コストで実現できる。
【0011】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のスポット溶接用電極チップの再生方法において、化学研磨剤は、硫酸と過酸化水素を主成分とする化学研磨剤であることを特徴とする。
【0012】
上記硫酸と過酸化水素を主成分とする化学研磨剤は、銅製品又は銅化合物のメッキ処理の前処理に使用する化学研磨剤であり、安全且つ確実に母材の変質層を除去できる。また、廃液の処理等も確立したものであり、環境に対する影響も少ない。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。図4は本発明に係るスポット溶接用電極チップの再生装置の構成例を示す図である。図4において、31は成形ダイス本体であり、該成形ダイス本体31はHAP材からなり、スポット溶接用電極チップを成形するための、所定形状の成形用穴31aが形成されている。成形用穴31aは、放電加工で形成した後、内面をラッピング仕上げにより鏡面に仕上げている。また、成形ダイス本体31の外周をダイスサポートリング32で補強している。これは、ダイスサポートリング32を成形ダイス本体31に焼嵌めして構成する。
【0016】
上記成形ダイス本体31の外周をダイスサポートリング32で補強してなる成形ダイス30はダイプレート33上に固定され、ダイプレート33は装置台35に固定されている。成形ダイス本体31とダイプレート33には、リフターピン34が貫通する貫通穴31b、33aが形成されており、該リフターピン34はリフター36の頂部に取り付けられ、リフター量D1(例えば、5.0mm)で上下動できるようになっている。
【0017】
37は成形ポンチであり、38はノックアウトピンである。成形ポンチ37はダイス鋼からなり、加圧台39に取り付けられている。ノックアウトピン38は成形ポンチ37の中央部に形成された貫通穴37aを貫通しており、コイルバネ40で押圧されている。なお、D2はノックアウト量(例えば、5.0mm)である。
【0018】
上記構成のスポット溶接用電極チップの再生装置において、後に詳述するように化学研磨剤を用いる化学研磨により、通電頭部表面の母材の変質層を除去したスポット溶接用電極チップ15を成形ダイス本体31の成形用穴31aに挿入し、その上にノックアウトピン38及び成形ポンチ37を載置し、成形ポンチ37に高荷重を加え、スポット溶接用電極チップ15を成形用穴31aに押し込むことにより、銅又は銅合金(例えば、クロム銅)からなるスポット溶接用電極チップ15は成形用穴31aの形状に加圧成形される。
【0019】
従来このような銅又は銅合金からなる棒状の製品を成形ダイスの成形穴に挿入し、加圧押し込み成形しようとすると、成形ダイスが割れるため、このような銅又は銅合金からなる製品の冷間鍛造プレス工法は困難であった。ここでは、HAP材からなる成形ダイス本体31に成形用穴31aを形成しその内面をラッピング仕上げにより鏡面に仕上げ、更に成形ダイス本体31の外周にS45C材からなるダイスサポートリング32を焼嵌めして取り付け、補強したので、成形ダイス本体31を割ることなく、スポット溶接用電極チップ15の表面を成形用穴31aの内面形状に成形することができる。
【0020】
上記のようにスポット電気溶接において、溶接作業を繰り返すと、100打点程度で図2に示すように電極チップ15の通電頭部表面に母材の変質層21が形成される。そこでここでは、化学研磨剤を用いて化学研磨により変質層21を除去している。このように化学研磨による除去方法を採用することにより、電極チップ15表面の母材の変質層21のみを効果的に除去することが可能となる。化学研磨剤には、例えば硫酸及び過酸化水素を主成分とする銅及び銅化合物の化学研磨剤を用いる。このような化学研磨剤の一例としては、日本パーオキサイド株式会社製の「ハイブライト」がある。このような化学研磨剤の溶液に通電頭部表面に母材の変質層21が形成されたスポット溶接用電極チップ15を浸漬し、変質層21を除去した後、水洗い等により化学研磨剤を除去する。
【0021】
図5(a)、(b)、(c)は本発明に係るスポット溶接用電極チップの再生装置でΦ=16mmのスポット溶接用電極チップを再生する場合の再生工程を示す図である。図5(a)により化学研磨により母材の変質層が除去されたスポット溶接用電極チップ15を成形ダイス本体31の成形用穴31aに挿入する。この化学研磨により、変質層が除去されたスポット溶接用電極チップ15の頂部の径Φは、Φ=8mmである。これを図5(b)に示すように成形用穴31aの底部まで挿入するとスポット溶接用電極チップ15の頂部の外周(Φ=8mm)が成形ダイス本体31の内壁面に当接し、スポット溶接用電極チップ15の頂部と成形用穴31aの底面との間に間隙dができる。この状態でスポット溶接用電極チップ15はリフターピン34とノックアウトピン38の間に挟まれている。
【0022】
成形ポンチ37に高荷重を加え、スポット溶接用電極チップ15を押し込むと、その頭部の外周部が成形用穴31aの壁面に押され、図5(c)に示すように成形用穴31aの底部壁面とスポット溶接用電極チップ15の頭部の外周面が密接するまで押し込まれ、該頭部の外径Φ=6mmとなり再生される。
【0023】
上記のように本発明に係るスポット溶接用電極チップの再生方法では、母材の変質層を化学研磨剤を用いる化学研磨により除去するから、図2に示す変質層21以外の母材を除去することがないから、スポット溶接用電極チップ15の損耗量が少ない。また、この変質層21を除去したスポット溶接用電極チップ15を冷間鍛造工法で成形するから、従来のように変質層21を含む成形分に必要な母材部分を切削除去して再生する方法に比較し、電極の損耗量が極めて少ない。
【0024】
例えば、Φ=16mmのスポット溶接用電極チップを例に示せば、従来の切削加工による再生方法では、6〜7回程度の再生しかできないが、本発明に係る再生方法では26〜28回程度の再生が可能である。また、化学研磨で一度に多数個のスポット溶接用電極チップの通電頭部の母材変質部を除去した後、冷間鍛造プレス工法で成形するので、従来の個々の切削加工による再生に比べて再生加工コストが安価にできる。
【0026】
【発明の効果】
以上説明したように各請求項に記載の発明によれば、下記のような優れた効果が得られる。
【0027】
請求項1に記載の発明によれば、スポット溶接用電極チップの通電頭部表面の母材の変質層を化学研磨剤の溶液に浸漬し、該変質層を除去した後、冷間鍛造プレス工法により所定形状に形成するので、母材の変質層のみを除去するのみで再生が可能となり、スポット溶接用電極チップの再生による消耗を極力減少させることができ、スポット溶接用電極チップの再生回数を大幅に向上させることが可能となり、スポット溶接用電極チップの寿命が大幅に向上する。また、使用済みの多数のスポット溶接用電極チップを化学研磨剤の溶液に浸漬し、該母材の変質層を除去するので、母材の変質層の除去が容易となり、多量の使用済みスポット溶接用電極チップの再生が低コストで実現できる。また、化学研磨で母材の変質層を除去し、冷間鍛造プレス工法で再生加工を行うので、従来の切削加工による再生に比べて再生加工コストが大幅に削減できる。また、母材の変質層の除去に際し削粉が発生することがないので、多量の使用済みスポット溶接用電極チップの再生に際しても大量の削粉の発生がなく、その処理の問題もない。
【0029】
請求項2に記載の発明によれば、硫酸と過酸化水素を主成分とする化学研磨剤を用いるので、該化学研磨剤は、銅製品又は銅化合物のメッキ処理の前処理に使用する化学研磨剤であり、安全且つ確実に母材の変質層を除去できる。また、廃液の処理等も確立したものであり、環境に対する影響も少ない。
【図面の簡単な説明】
【図1】スポット電気溶接の概略構成を示す図である。
【図2】スポット溶接作業を実施し通電頭部に母材の変質層が形成されたスポット溶接用電極チップを示す断面図である。
【図3】従来の切削加工によるスポット溶接用電極チップの再生方法を示す図である。
【図4】本発明に係るスポット溶接用電極チップの再生装置の構成例を示す図である。
【図5】本発明に係るスポット溶接用電極チップの再生工程を示す図である。
【符号の説明】
11 上部電極
12 下部電極
13 電極ホルダー
14 サブホルダー
15 電極チップ
16 電極ホルダー
17 サブホルダー
19 金属板
20 金属板
21 変質層
30 成形ダイス
31 成形ダイス本体
32 ダイスサポートリング
33 ダイプレート
34 リフターピン
35 装置台
36 リフター
37 成形ポンチ
38 ノックアウトピン
39 加圧台
40 コイルバネ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for regenerating an electrode tip for spot welding used for spot electric welding.
[0002]
[Prior art]
For example, in an automobile manufacturing factory or the like, spot electric welding is often used to connect a metal plate such as an iron plate and the metal plate. As shown in FIG. 1, the spot electric welding includes an
[0003]
The joint between the
[0004]
As described above, when the
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-63-137586 [0006]
The present invention has been made in view of the above points. Spot welding can be performed by regenerating the same electrode tip for spot welding and using it a number of times, and can be easily and inexpensively regenerated, and further free from generation of dust and the like. An object of the present invention is to provide a method for regenerating an electrode tip for use.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is a method for regenerating a spot welding electrode tip made of copper or a copper alloy in which a deteriorated layer of a base material is formed on a current- carrying head surface by energization of electric welding. Te, a large number of spot welding electrode tip already used the altered layer is formed of the base material due to energization of the electric welding current head surface immersed in a solution of a chemical abrasive, affected layer of the base material by chemical polishing After removing the attached chemical abrasive by washing, the spot welding electrode chip from which the altered layer of the base material has been removed is individually molded into a predetermined shape by a cold forging press method. To do.
[0008]
Since the deteriorated layer of the base material on the surface of the current-carrying head of the electrode tip for spot welding is immersed in a chemical abrasive solution as described above, the deteriorated layer is removed, and then formed into a predetermined shape by a cold forging press method. It is possible to regenerate only by removing the deteriorated layer of the base material, and the consumption rate due to the regeneration of the electrode tip for spot welding can be reduced as much as possible, and the number of regenerations of the electrode tip for spot welding can be greatly improved. It becomes possible, and the lifetime of the electrode tip for spot welding can be improved significantly. In addition, a large number of used spot welding electrode tips are immersed in a chemical abrasive solution to remove the deteriorated layer of the base material. Can be realized at low cost.
[0011]
The invention according to claim 2 is the method for regenerating a spot welding electrode tip according to claim 1, wherein the chemical abrasive is a chemical abrasive mainly composed of sulfuric acid and hydrogen peroxide. .
[0012]
The chemical abrasive mainly composed of sulfuric acid and hydrogen peroxide is a chemical abrasive used for the pretreatment of the copper product or copper compound plating process, and can safely and reliably remove the altered layer of the base material. In addition, waste liquid treatment has been established, and there is little impact on the environment.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of a spot welding electrode tip regenerating apparatus according to the present invention. In FIG. 4,
[0016]
A forming die 30 formed by reinforcing the outer periphery of the forming die
[0017]
37 is a molding punch, and 38 is a knockout pin. The forming
[0018]
In the spot welding electrode tip regenerating apparatus having the above-described configuration, the spot
[0019]
Conventionally, when a rod-shaped product made of copper or a copper alloy is inserted into a forming hole of a forming die and press-molding is performed, the forming die is cracked. The forging press method was difficult. Here, a
[0020]
In the spot electric welding as described above, when the welding operation is repeated, the altered
[0021]
FIGS. 5A, 5B, and 5C are views showing a regeneration process when a spot welding electrode tip of Φ = 16 mm is reproduced by the spot welding electrode tip regeneration device according to the present invention. As shown in FIG. 5A, the spot
[0022]
When a high load is applied to the forming
[0023]
As described above, in the method for regenerating a spot welding electrode tip according to the present invention, since the altered layer of the base material is removed by chemical polishing using a chemical abrasive, the base material other than the altered
[0024]
For example, if an electrode tip for spot welding with Φ = 16 mm is shown as an example, the reproduction method by the conventional cutting process can only reproduce about 6 to 7 times, but the reproduction method according to the present invention makes about 26 to 28 times. Playback is possible. In addition, after removing the base material alteration part of the current-carrying head of many electrode tips for spot welding at a time by chemical polishing, it is formed by cold forging press method, so compared with the regeneration by conventional individual cutting process Reproduction costs can be reduced.
[0026]
【The invention's effect】
As described above, according to the invention described in each claim, the following excellent effects can be obtained.
[0027]
According to the invention described in claim 1, after the deteriorated layer of the base material on the surface of the current-carrying head of the electrode tip for spot welding is immersed in a solution of a chemical abrasive and removed, the cold forging press method by so formed into a predetermined shape, it is possible to reproduce only by removing only affected layer of the base material, it is possible to minimize reduce consumption due to regeneration of the electrode tip for spot welding, the number of plays of the electrode tip for spot welding It becomes possible to greatly improve, and the life of the electrode tip for spot welding is greatly improved. In addition, a large number of used spot welding electrode tips are immersed in a chemical abrasive solution to remove the deteriorated layer of the base material. Can be realized at low cost. Further, since the altered layer of the base material is removed by chemical polishing and the reclaiming process is performed by the cold forging press method, the reworking cost can be greatly reduced as compared with the regeneration by the conventional cutting process. Further, since no dust is generated when the deteriorated layer of the base material is removed, a large amount of powder is not generated even when a large amount of used electrode tips for spot welding is regenerated, and there is no problem in processing.
[0029]
According to the second aspect of the present invention, since the chemical polishing agent mainly composed of sulfuric acid and hydrogen peroxide is used, the chemical polishing agent is used for the pretreatment of the copper product or the copper compound plating treatment. It is an agent, and the altered layer of the base material can be removed safely and reliably. In addition, waste liquid treatment has been established, and there is little impact on the environment.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of spot electric welding.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a spot welding electrode tip in which an altered layer of a base material is formed on a current-carrying head after performing spot welding work.
FIG. 3 is a diagram showing a method for regenerating an electrode tip for spot welding by conventional cutting.
FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of a spot welding electrode tip regeneration apparatus according to the present invention.
FIG. 5 is a view showing a regeneration process of an electrode tip for spot welding according to the present invention.
[Explanation of symbols]
11
Claims (2)
前記通電頭部表面に電気溶接の通電による母材の変質層が形成された使用済みの多数のスポット溶接用電極チップを化学研磨剤の溶液に浸漬し、化学研磨により該母材の変質層を除去し、更に洗浄して付着する化学研磨剤を除去した後、該母材の変質層を除去したスポット溶接用電極チップを個々に冷間鍛造プレス工法により所定形状に成形することを特徴とするスポット溶接用電極チップの再生方法。A method for regenerating an electrode tip for spot welding made of copper or a copper alloy in which a deteriorated layer of a base material is formed by energization of electric welding on the surface of the energization head,
A large number of used electrode tips for spot welding, in which a deteriorated layer of a base material is formed on the surface of the current-carrying head by electrical welding, are immersed in a chemical abrasive solution, and the deteriorated layer of the base material is formed by chemical polishing. After removing the chemical abrasive that is removed by washing and cleaning, the spot welding electrode chip from which the altered layer of the base material has been removed is individually molded into a predetermined shape by a cold forging press method. A method for regenerating an electrode tip for spot welding.
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