JP4106637B2

JP4106637B2 - スタッド溶接装置

Info

Publication number: JP4106637B2
Application number: JP2006357012A
Authority: JP
Inventors: 文一郎増田; 義規池上; 朋紀増田
Original assignee: 一文機工株式会社
Priority date: 2006-12-01
Filing date: 2006-12-01
Publication date: 2008-06-25
Anticipated expiration: 2026-12-01
Also published as: JP2008137060A

Description

この発明は、コンデンサの放電電流を利用してスタッド溶接を行うスタッド溶接装置に関するものである。

一般に、耐蝕塗装が施された鉄骨材や鉄板などの鉄鋼材からなる建物や空調ダクトなどの構築物（以下、母材ともいう）に対し、その表面が保温材や耐火断熱材で被覆され固定されている。その被覆材などの固定手段として広く採用されているのがスタッド溶接装置を用いた方法である。該溶接装置は、溶接機本体と該本体と接続されるコード先端のスタッドガンとから構成される。そしてスタッドガンにはスタッドピンが装着される。この発明は、コンデンサの放電電流を利用して母材にスタッドピンを効率且つ確実に溶接するためのスタッド溶接装置に関するものである。

従来のスタッド溶接装置の概略機構は、直流電源でコンデンサに充電された電荷がＳＣＲを通して放電される。この放電はトリガスイッチの操作によりＳＣＲのゲートへ電圧・電流が印加されてなる。放電開始後さらにスタッドをバネの力で加圧されることによりスタッドピンの先端を母材面に押接して溶接させる方法である。

ところが、従来型のスタッド溶接装置は、低電圧の電圧・電流をＳＣＲのゲートに印加する方法でしか採用されてきていない。この結果、絶縁物に覆われた絶縁抵抗の大きい母材に対しては溶接能力に欠けとうい問題があった。すなわち、従来型のスタッド溶接装置では絶縁抵抗の大きいところでの母材に対する作業性が悪く安定した溶接が得られにくいという問題があった。この発明は、上記のような問題点に着目してなされたもので、特に耐蝕塗装された通電性の悪い母材に対して、通電を良好にし、確実に安定した溶接が得られることを目的としている。

課題が解決するための手段

この発明のコンデンサの放電電流を利用したスタッド溶接装置は、ＳＣＲのゲートに第１の電圧と第１の電流を流す第１の放電回路と、前記第１の電圧より低い第２の電圧と第１の電流より大きい第２の電流を流す第２の放電回路を設け、この２種類の異なる電圧・電流を同時に印加するとともに時間制御回路によってＳＣＲのゲートに短時間に制限して印加するように構成したことを特徴とするスタッド溶接装置にある。
尚、説明の便宜上、第１の電圧と第１の電流を高電圧の小電流と称し、また第２の電圧と第２の電流を低電圧の大電流と称する場合もある。

図１は、この発明のスタッド溶接装置の概略構成を示す回路図である。
図において、（１）はコンデンサ（２）を充電する高電圧用直流電源で、コンデンサ（２）に充電された電荷はＳＣＲ（３）を通して放電される。一方（４）はコンデンサ（５）を充電する低電圧用直流電源で、コンデンサ（５）に充電された電荷はＳＣＲ（３）を通して放電される。（７）は母材（６）に溶接されるスタッドピン。（８）はこのスタッドピン（７）を保持する溶接ガンである。（９）は母材（６）に高電圧と低電圧の電流を印加するための溶接ガン（８）のグリップに取付けられたトリガスイッチで、該トリガスイッチ（９）は（１０）の時間制御回路と接続されている。トリガスイッチ（９）のＯＮ信号を受けた時間制御回路（１０）はＳＣＲ（３）のゲート（３’）へ印加する放電回路（１１），（１２）をＯＮし、高電圧の小電流、低電圧の大電流の異なる２種類の電圧・電流を同時にＳＣＲ（３）のゲート（３’）へ印加する。印加される高電圧は高電圧電源（１）よりコンデンサ（２）に充電されたものが、時間制御回路（１０）からの制御により放電回路（１１）がＯＮし、（１３）のダイオードを介し抵抗（１４）を通しＳＣＲ（３）のゲート（３’）へ高電圧が印加される。一方、低電圧は低電圧電源（４）よりコンデンサ（５）に充電されたものが、時間制御回路（１０）からの制御により放電回路（１２）がＯＮし、（１５）のダイオードを介し抵抗（１６）を通じＳＣＲ（３）のゲート（３’）へ低電圧が印加される。ダイオード（１３）およびダイオード（１５）により互いの影響をなくしこの高電圧と低電圧の２種類の異なる電圧・電流の印加を可能にする。ゲートに印加される印加時間は時間制御回路（１０）にて短時間に設定され制御される。この発明でいう短時間とは、１〜５秒の秒単位程度の範囲をいう。また、この発明でいう高電圧の小電流とは、凡そ４８〜１６０Ｖの２０ｍＡ〜２Ａの範囲であって、特に６０〜１００Ｖの１００ｍＡ〜１Ａの範囲が好ましい。また、低電圧の大電流とは従来のスタッド溶接装置において広く採用されている５〜２４Ｖの１〜２Ａの電圧・電流の範囲に設定される。そして、これら高電圧においては、コンデンサ（２）と時定数用の抵抗（１７）、低電圧においてはコンデンサ（５）と時定数用の抵抗（１８）の時定数により電圧・電流の印加条件が制御される。

発明の効果

この発明は、ＳＣＲのゲートに高電圧の小電流と低電圧の大電流の２種類異なる電圧・電流を同時に且つ秒単位の短時間で印加することにより、スタッドピン先端に流れる高電圧の小電流が母材表面を覆う塗装や酸化皮膜の絶縁物を破壊して、通電性の悪い母材に対し通電を良好にし、一方の低電圧の大電流でＳＣＲのＯＮ動作を確実にし、母材に確実に安定した溶接が得られ、従来に増して信頼の高いスタッド溶接装置として改善された。

発明の実施するための最良の形態

図１は、この発明の一実施例の構成を示す回路図である。図において、（１）はコンデンサ（２）を充電する高電圧用直流電源で、コンデンサ（２）に充電された電荷はＳＣＲ（３）を通して放電される。一方（４）はコンデンサ（５）を充電する低電圧用直流電源で、コンデンサ（５）に充電された電荷はＳＣＲ（３）を通して放電される。（７）は母材（６）に溶接されるスタッドピン。（８）はこのスタッドピン（７）を保持する溶接ガンである。（９）は母材（６）に高電圧の小電流と、低電圧の大電流の、２種類の異なる電圧・電流を印加するためのトリガスイッチで、溶接ガン（８）のグリップに取付けられている。該トリガスイッチ（９）は（１０）の時間制御回路と接続されており、トリガスイッチ（９）のＯＮ信号を受けた時間制御回路（１０）はＳＣＲ（３）のゲート（３’）へ印加する放電回路（１１），（１２）をＯＮし、高電圧の小電流、低電圧の大電流の異なる２種類の電圧・電流を同時にＳＣＲ（３）のゲート（３’）へ印加される。

印加される高電圧は、高電圧電源（１）よりコンデンサ（２）に充電されたものが、時間制御回路（１０）からの制御により放電回路（１１）がＯＮし、（１３）のダイオードを介し抵抗（１４）を通しＳＣＲ（３）のゲート（３’）へ高電圧の小電流が印加される。一方の低電圧は、低電圧電源（４）よりコンデンサ（５）に充電されたものが、時間制御回路（１０）からの制御により放電回路（１２）がＯＮし、（１５）のダイオードを介し抵抗（１６）を通じＳＣＲ（３）のゲート（３’）へ低電圧の大電流が印加される。ダイオード（１３）およびダイオード（１５）により互いの影響をなくしこの２種類の異なる高電圧の小電流と低電圧の大電流の電圧・電流の印加を可能にする。ゲート（３’）に印加される印加時間は時間制御回路（１０）にて設定され、この発明では１〜３秒程度の短時間に設定することで充分である。そして印加される高電圧の小電流は１００Ｖの３００ｍＡに、一方の低電圧の大電流は１２Ｖの１Ａの近傍範囲に設定されることで足りる。そして、これら高電圧の小電流においては、コンデンサ（２）と時定数用の抵抗（１７）、一方の低電圧の大電流においてはコンデンサ（５）と時定数用の抵抗（１８）の時定数により電圧・電流の印加条件が制御される。

この発明の一実施例を示す回路図

符号の説明

１・・・高電圧用直流電源
２・・・高電圧用コンデンサ
３・・・ＳＣＲ
３′・・ゲート
４・・・低電圧用直流電源
５・・・低電圧用コンデンサ
６・・・母材
７・・・スタッドピン
８・・・溶接ガン
９・・・トリガスイッチ
１０・・制御回路
１１・・高電圧用放電回路
１２・・低電圧用放電回路
１３・・高電圧用ダイオード
１４・・抵抗
１５・・低電圧用ダイオード
１６・・抵抗
１７・・時定数用の抵抗
１８・・時定数用の抵抗

Claims

コンデンサの放電電流を利用したスタッド溶接装置において、該溶接装置のＳＣＲのゲートに第１の電圧と第１の電流を流す第１の放電回路と、前記第１の電圧より低い第２の電圧と第１の電流より大きい第２の電流を流す第２の放電回路を設け、この２種類の異なる電圧・電流を同時に印加するとともに且つ時間制御回路によってＳＣＲのゲートに短時間に制御して印加するように構成したことを特徴とするスタッド溶接装置。