JP4139375B2 - 抵抗溶接用電極及び抵抗溶接方法 - Google Patents
抵抗溶接用電極及び抵抗溶接方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4139375B2 JP4139375B2 JP2004304747A JP2004304747A JP4139375B2 JP 4139375 B2 JP4139375 B2 JP 4139375B2 JP 2004304747 A JP2004304747 A JP 2004304747A JP 2004304747 A JP2004304747 A JP 2004304747A JP 4139375 B2 JP4139375 B2 JP 4139375B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- welding
- welded
- groove
- electrodes
- 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
Links
Images
Landscapes
- Resistance Welding (AREA)
Description
この様なチリ対策として、電極の形状を工夫した技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
図21は従来の技術の基本原理を説明する図であり、下部電極101を凸形状にし、上部電極102を凹形状にし、一対の電極101、102間に、鋼板103とアルミニウム板104を重ねて配置し、一対の電極101、102に直流電源105を接続して通電する。上部電極102が凹形状であるため、上位のアルミニウム板104が局部的に上へ膨出して、隙間106が板103、104間に生じる。チリが発生しても、このチリを隙間106に封じ込めることができる(特許文献1段落番号[0017]参照)。
そのため、鋼同士の接合には不適である。
前記被溶接材を一対の電極で挟み、被溶接材を球面形状の凹面に倣って塑性変形させる工程と、
電極間に所定の押圧を掛けつつ通電することで溶接を実施する工程と、からなり、溶接電流を溝により分流させながら溶接することを特徴とする。
従来のスポット溶接では一対の電極間に1箇所の溶融部が発生し、成長し、溶接ナゲットになるがその過程でチリが発生する。
加えて、先端が球面形状の凹面で且つこの凹面に溝を備える電極を採用した溶接を実施する。溶接電極を溝で分流することができるため、チリは発生せず、溶接強度を高めることができる。
なお、請求項1の発明は図2や図20、請求項2は図2や図20(b)、請求項3は図3で説明する。
(b)は断面図であり、下部電極12は、先端面(図では上面)が球面形状の凹面17であり、この凹面17に溶接電流を分流させる溝18を備えたことを特徴とする。
(a)は平面図であり、溝18は凹面17の中心19を通る十文字溝である。この溝18の存在により、凹面17は4個の弧面21・・・(・・・は複数個を示す。以下同様)に分割される。
溝18は溶接電流を分流させることを主目的とするため、その断面は矩形溝、U溝、V溝の何れであっても良い。
(a)にて、下部電極12に2枚の金属板23、24を重ねて載せる。そして、上部電極13を強く押し下げる。
(b)に示すとおりに、金属板23、24は凹面17に倣って塑性変形する。
溶融部25a、25b、25は金属板における抵抗に電流値の二乗を乗じて得るジュール熱が、金属の融点を超えたことにより発生する。そのため、溶融部25は局部的に高温になる。
この作用により、通電初期の複数の溶融部は互いに一つにまとまるように流動するので、溶融部の高圧化が緩和される。
図1、2及び3(a)に示す通り、先端面が凹面17で且つ凹面17に放射溝18を備える一方の電極12と、先端が凸形状である他方の電極13からなる一対の電極と、一方の電極12を他方の電極13に相対的に押圧する押圧手段15と、前記電極12、13に溶接電流を供給する給電手段16と、金属板23、24を重ね合わせた被溶接材とを準備する工程と、
前記被溶接材を一対の電極12、13で挟み、金属板23、24を塑性変形させる工程(図3(a)、(b)参照)と、
電極12、13間に所定の押圧を掛けつつ通電することで溶接を実施する工程(図3(c)、(d)参照)と、からなり、
溶接電流を前記溝により分流させながら溶接することを特徴とする。
すなわち、溶接構造体30は、金属板23、24を重ね合わせた被溶接材と、この被溶接材を接合する溶接ナゲット26(図3(e)に示す。)と、被溶接材の一方の外面に且つ溶接ナゲットに対応した部位に突起させた突条部32と、からなることを特徴とする。
本発明では、二枚の金属板23、24の接合面から十分に離れた位置に、十文字の突状部32が形成できたため、溶接部の曲げ強度や引張強度、剛性を高めることができる。
本発明に係る実験例を以下に述べる。なお、本発明は実験例に限定されるものではない。実験に先立ち、実験に用いる電極及び試験片の形状を説明する。
図5は溶接実験のために準備した電極の形状図である。
(a)に示す上部電極13は直径16mmの丸棒の下部に半径8mmの半球を形成してなり、下部電極12も直径16mmの丸棒の上部に半径8mmの半球を形成したものであり、普通の一対の電極に相当する。
下部電極12は、直径16mmの丸棒の上部に縁の径が10mmで半径30mmの球状凹部を形成し、その底に十文字の溝を形成した。
下部電極12は、直径16mmの丸棒の上部に縁の径が10mmで半径20mmの球状凹部を形成し、その底に十文字の溝を形成した。
下部電極12は、直径16mmの丸棒の上部に縁の径が10mmで半径20mmの球状凹部を形成し、その底に十文字の溝を形成した。
一般に剪断強度は、力を断面積で割った値とされるが、溶接ナゲット26の断面積が特定できないので、スポット溶接では、便宜上、剪断力を剪断強度と呼ぶ。
試験治具40は、50mm幅で把持片41を備えた下部板42と、50mm幅で把持片43を備えた上部板44と、50mm×50mmの抑えピース45〜48と、止めねじ49・・・とからなる。
次に、試験片37の金属板24に上部板44を載せ、この金属板24の下面に抑えピース47、48を当て、これらの抑えピース47、48を止めねじ49・・・で上部板44に連結する。
(a)にて、把持片41を下へ、把持片43を上へ引く。引張力を増加すると、溶接ナゲット26が破断する。
(b)は溶接ナゲット26が破断したため、金属板23と金属板24とが上下に分かれたことを示す。
・金属板の種類:270N鋼
・金属板の厚さ:1.6mm
・溶接時の加圧力:400kgf
・溶接電流:表に示す。
この剪断強度、十字強度をグラフ化する。
したがって、270N鋼でスポット溶接を実施した場合、本発明の電極を採用したことにより、剪断強度の大幅な増加が認められた。
したがって、270N鋼でスポット溶接を実施した場合、本発明の電極を採用したことにより、十字強度の大幅な増加が認められた。
・金属板の種類:600N鋼
・金属板の厚さ:1.6mm
・溶接時の加圧力:400kgf
・溶接電流:表に示す。
この剪断強度、十字強度をグラフ化する。
したがって、600N鋼でスポット溶接を実施した場合、本発明の電極を採用したことにより、剪断強度の大幅な増加が認められた。
600N鋼は溶接条件の変化に敏感であると言われており、電極形状、加圧力、溶接電流の因子を調整することにより、十字強度向上を目指す必要がある。
図13は本発明に係る電極の変更実施例図である。
(a)は比較実験のために準備した比較例3の下部電極12B、上部電極13Bを示し、下部電極12Bと上部電極13Bは同形状物であり、電極径が16mm、先端中央が6mm径で曲率半径が40mmの緩い凸面であり、この緩い凸面の縁を曲率半径が8mmのアールで丸めた電極である。すなわち、比較例3での電極12B、13Bは従来から知られている通常電極である。
(c)は(b)に示す下部電極12の斜視図であり、先端中央に凹面17を設けたことが分かる。
金属板23、24は、1.6mm厚さの600N鋼板である。
感圧フィルム51は感圧紙ともいい、加えられた圧力に応じて異なる色に発色する。そのため、色によって加圧力を計測することができる。
細い実線で示す比較例3、すなわち図13(a)の電極12B、13Bによる加圧力分布は、頂の幅d1が小さく、裾の幅d2は10mm未満であった。比較例3では中心から5mm以上離れた部位では加圧力が「0」になることが分かる。
(a)は比較例3における接触面52Bを示し、接触面52Bの径d3は小さい。
(b)は実施例11における接触面52を示し、接触面52の径D3は十分に大きい。
(a)は比較例3における溶接ナゲット26Bの断面を示し、大きさd4は2.85mmであった。
(b)は実施例11における溶接ナゲット26の断面を示し、大きさD4は4.43mmであった。
図19は図18の要部断面図であり、溶接構造体30は、金属板23、24を重ね合わせた被溶接材と、この被溶接材を接合する溶接ナゲット26と、被溶接材の一方の外面に突起させた凸部31と、からなることを特徴とする。
本発明では、二枚の金属板23、24の接合面から十分に離れた位置に、凸部31が形成できたため、溶接部の曲げ強度や引張強度、剛性を高めることができる。
図20は本発明に係る電極のさらなる変更実施例図である。
(a)は実験のために準備した実施例12の下部電極12、上部電極13を示し、上部13は、電極径が16mm、先端中央が6mm径で曲率半径が40mmの緩い凸面であり、この緩い凸面の縁を曲率半径が8mmのアールで丸めた電極である。
(b)は下部電極12の斜視図であり、凹部の中心19から放射状に延びた8本の溝18を設けたことを示す。
○実験1及び実験2:
・金属板の種類:600N鋼
・金属板の厚さ:1.6mm
・溶接時の加圧力:表に示す。
・溶接電流:10.5kA
・金属板の種類:600N鋼
・金属板の厚さ:1.6mm
・溶接時の加圧力:3.9kN
・溶接電流:表に示す。
したがって、先端に凹部を備えた電極に溝を付加すれば、低溶接電流化と低加圧力化の双方を達成することができると言える。
Claims (3)
- 金属板を重ね合わせて被溶接材とし、この被溶接材を一対の電極により圧接した状態で前記電極に通電することで前記被溶接材を溶接するときに使用する抵抗溶接用電極であって、この抵抗溶接用電極は、一方の電極の先端面が球面形状の凹面であり、この凹面に溶接電流を分流させる溝を備え、他方の電極の先端面が凸形状であることを特徴とする抵抗溶接用電極。
- 前記溝は、前記凹面の底の中心を通る放射溝であることを特徴とする請求項1記載の抵抗溶接用電極。
- 先端面が球面形状の凹面で且つ凹面に放射溝を備える一方の電極と、先端が凸形状である他方の電極からなる一対の電極と、一方の電極を他方の電極に相対的に押圧する押圧手段と、前記電極に溶接電流を供給する給電手段と、金属板を重ね合わせた被溶接材とを準備する工程と、
前記被溶接材を一対の電極で挟み、被溶接材を球面形状の凹面に倣って塑性変形させる工程と、
電極間に所定の押圧を掛けつつ通電することで溶接を実施する工程と、からなり、
溶接電流を前記溝により分流させながら溶接することを特徴とする抵抗溶接方法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004304747A JP4139375B2 (ja) | 2003-12-10 | 2004-10-19 | 抵抗溶接用電極及び抵抗溶接方法 |
US11/241,946 US20060081563A1 (en) | 2004-10-19 | 2005-10-04 | Resistance welding electrodes, resistance welding methods and welded structures |
CN2005101128893A CN1810437B (zh) | 2004-10-19 | 2005-10-19 | 电阻焊接用电极、电阻焊接方法及焊接结构 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003412592 | 2003-12-10 | ||
JP2004304747A JP4139375B2 (ja) | 2003-12-10 | 2004-10-19 | 抵抗溶接用電極及び抵抗溶接方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005193298A JP2005193298A (ja) | 2005-07-21 |
JP4139375B2 true JP4139375B2 (ja) | 2008-08-27 |
Family
ID=34829012
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004304747A Expired - Fee Related JP4139375B2 (ja) | 2003-12-10 | 2004-10-19 | 抵抗溶接用電極及び抵抗溶接方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4139375B2 (ja) |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4795016B2 (ja) * | 2005-09-06 | 2011-10-19 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池スタック |
US20090218323A1 (en) * | 2005-11-09 | 2009-09-03 | Hiroshi Abe | Spot welding method, method for judging shape of nugget, spot welding machine and spot welding electrode |
EP1987904B1 (en) | 2006-02-23 | 2015-08-12 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Joint product between steel product and aluminum material |
JP5187806B2 (ja) * | 2006-10-12 | 2013-04-24 | ダイハツ工業株式会社 | 抵抗スポット溶接方法 |
AT504925B1 (de) * | 2007-02-23 | 2009-01-15 | Fronius Int Gmbh | Punktschweisselektrode und punktschweissverfahren |
JP5616742B2 (ja) * | 2010-10-08 | 2014-10-29 | 株式会社愛和鉄工 | 溝付きスポット溶接電極を用いたスポット溶接方法 |
JP5814906B2 (ja) * | 2012-12-10 | 2015-11-17 | 本田技研工業株式会社 | 抵抗溶接方法及び抵抗溶接装置 |
RU2660431C2 (ru) * | 2014-01-31 | 2018-07-06 | Ниппон Стил Энд Сумитомо Метал Корпорейшн | Сварное соединение, полученное точечной сваркой, и способ точечной сварки |
US10105741B2 (en) | 2015-03-23 | 2018-10-23 | Hirotec America, Inc. | Steerable roller hemming head |
CN106536117A (zh) * | 2015-03-27 | 2017-03-22 | 株式会社广岛技术 | 薄钢板的点焊方法及点焊接头 |
EP3254795A1 (en) * | 2016-06-09 | 2017-12-13 | Outokumpu Oyj | Resistance spot welding electrode and use of the electrode |
CN110369848B (zh) | 2018-04-12 | 2022-09-02 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 一种电阻点焊电极帽 |
WO2022113856A1 (ja) | 2020-11-24 | 2022-06-02 | ファナック株式会社 | 制御装置、電極研磨方法、及び電極研磨システム |
-
2004
- 2004-10-19 JP JP2004304747A patent/JP4139375B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2005193298A (ja) | 2005-07-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4139375B2 (ja) | 抵抗溶接用電極及び抵抗溶接方法 | |
JP4494496B2 (ja) | 抵抗溶接方法及び溶接構造体 | |
CN1810437B (zh) | 电阻焊接用电极、电阻焊接方法及焊接结构 | |
EP1985401B1 (en) | Method of projection welding a bolt | |
JP4836173B2 (ja) | シリーズスポット溶接装置又はインダイレクトスポット溶接装置 | |
JP5793495B2 (ja) | 直流マイクロパルスを用いた抵抗スポット溶接方法及びシステム | |
CN104842059A (zh) | 使用凸起电阻点焊钢和铝工件 | |
JP2007268604A (ja) | 抵抗スポット溶接方法 | |
JP2009241112A (ja) | 抵抗スポット溶接方法 | |
JP5057557B2 (ja) | シリーズスポット溶接方法及び溶接装置 | |
JP6112209B2 (ja) | 抵抗スポット溶接方法および溶接構造物の製造方法 | |
JP5261984B2 (ja) | 抵抗スポット溶接方法 | |
US6403913B1 (en) | Electrode geometry design for optimized aluminum resistance spot welding | |
CN110153544A (zh) | 电阻点焊方法 | |
JP3862640B2 (ja) | アルミニウム系材の抵抗スポット溶接方法 | |
US20160039039A1 (en) | Aluminum resistance spot welding tip and method of making the same | |
JP4753411B2 (ja) | スポット抵抗溶接の通電制御方法 | |
JP5491093B2 (ja) | 抵抗溶接装置 | |
JP6136249B2 (ja) | スポット溶接用電極、スポット溶接方法およびスポット溶接部材 | |
JP2007184184A (ja) | 組電池における接続板の溶接方法 | |
JP2012187616A (ja) | 抵抗溶接装置、および抵抗溶接方法 | |
US11440129B2 (en) | Electrode for resistance spot welding | |
CN112338334A (zh) | 铝材的电阻点焊接头 | |
JP2006212649A (ja) | アルミメッキ鋼板のスポット溶接方法 | |
KR20160054594A (ko) | 저항 스폿 용접 방법 및 용접 구조물 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050727 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070705 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070724 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070918 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080603 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080606 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110613 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110613 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |