JP5159083B2

JP5159083B2 - 抵抗溶接方法

Info

Publication number: JP5159083B2
Application number: JP2006288340A
Authority: JP
Inventors: 正慎沼野; 雄也石川
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2006-10-24
Filing date: 2006-10-24
Publication date: 2013-03-06
Anticipated expiration: 2026-10-24
Also published as: JP2008105041A

Description

本発明は、スポット溶接などの抵抗溶接において、溶接品質の安定化を図るための抵抗溶接方法に関する。

従来、溶接電流を通電中にスパッタが発生しても、図６（ａ）に示すように、予め設定された溶接電流Ｉｗを維持して予め設定された通電時間Ｔだけ流すことが知られている。
また、溶接開始時の溶接電流をチリ（スパッタ）発生領域の電流値に設定しておき、その後チリ発生の時点から前記設定電流値を０．５〜０．９倍に下げて３サイクル以上通電するスポット溶接方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開昭６１−１４０８９号公報

しかし、スパッタが発生した場合に、予め設定された溶接電流Ｉｗを維持して予め設定された通電時間Ｔだけ流しても、図６（ｂ）に示すように、スパッタの発生によってナゲットのサイズが小さくなる。また、ナゲットの成長速度が低下する。従って、必要なナゲットサイズに達せず、強度が不足する場合がある。
また、特許文献１に開示されたスポット溶接方法においては、サイクルタイムが延びてしまうという問題がある。

本発明は、従来の技術が有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、スパッタが発生しても、所望の強度及びサイクルタイムが得られる抵抗溶接方法を提供しようとするものである。

上記課題を解決すべく請求項１に係る発明は、抵抗溶接方法において、通電中にスパッタの発生を検知した場合には、予め設定した溶接電流に所定量だけ加算した電流を、予め設定した通電時間が満了するまで通電するものである。

請求項２に係る発明は、請求項１記載の抵抗溶接方法において、前記スパッタ発生の検知は、電極変位量、電極間電圧又は電極間抵抗の変化を検出して行うものである。

請求項１に係る発明によれば、スパッタ発生後のナゲットの成長速度の低下を抑制して、必要とされる強度を確実に得ることができる。また、通電時間の延びを抑制することができる。

請求項２に係る発明によれば、通電中にスパッタが発生したことを的確に捉えることができる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。ここで、図１は本発明に係る抵抗溶接方法を実施するスポット溶接装置の概要説明図、図２は本発明に係る抵抗溶接方法の第１実施の形態の説明図、図３は同じくフローチャート、図４は本発明に係る抵抗溶接方法の第２実施の形態の説明図、図５は同じくフローチャートである。

本発明に係る抵抗溶接方法を実施するスポット溶接装置は、図１に示すように、重ね合せた被溶接部材１，２を加圧して溶接電流を流す一対の電極チップ３，４と、電極チップ３，４に所望の加圧力を与える加圧装置（不図示）と、加圧装置により加圧された被溶接部材１，２に電極チップ３，４を介して所望の溶接電流を供給する電力供給装置（不図示）と、電力供給装置により印加された電極チップ３，４間の電圧の変化を検出する電圧検出装置５などを備えてなる。

このように構成されたスポット溶接装置により実施される抵抗溶接方法の第１実施の形態について、図３に示すフローチャートに従って説明する。先ず、ステップＳＰ１において、図２（ａ）に示すように、溶接条件によって予め設定された溶接電流Ｉｗを、加圧された被溶接部材１，２に電極チップ３，４を介して流し始める。すると、図２（ｂ）に示すように、単位時間当たりの入熱量が与えられ、図２（ｃ）に示すように、ナゲット６が所定の速度で成長していく。

次いで、ステップＳＰ２において、通電中にスパッタが発生したか否かを判断する。この判断は、電圧検出装置５により電極チップ３，４間の電圧低下を検出することによって行われる。スパッタが発生したと判断すると、ステップＳＰ３に進んで、図２（ａ）に示すように、電力供給装置が予め設定した溶接電流Ｉｗに所定量の電流Ｉαを加算した電流（Ｉｗ＋Ｉα）を溶接電流として再設定し、その電流（Ｉｗ＋Ｉα）を被溶接部材１，２に流し始める。すると、図２（ｂ）に示すように、単位時間当たりの入熱量が与えられ、図２（ｃ）に示すように、スパッタが発生した後、ナゲット６は従来技術よりも速い速度で成長を続ける。一方、スパッタが発生していないと判断すれば、ステップＳＰ４に進む。なお、図２に示す短破線は、従来技術のスパッタが発生しない場合（ａ）及びスパッタが発生した場合（ｂ）を表わす。この電流Ｉαは試験などにより予め決定しておくことができる。

このように、スパッタが発生した場合に、溶接電流を（Ｉｗ）から（Ｉｗ＋Ｉα）に増加させるのは、スパッタの発生によってナゲット６が小さくなるので、スパッタが発生しない場合と同等のナゲット６の大きさを得るために、少なくともスパッタの発生により溶融部から逃げた熱量分だけ多く入熱する必要があるからである。また、スパッタの発生によりナゲット６の成長速度が低下するのを抑制するためである。

次いで、ステップＳＰ４において、予め設定した通電時間Ｔが満了したか否かを判断する。通電時間Ｔが満了したと判断すると、ステップＳＰ５において、溶接電流（Ｉｗ又はＩｗ＋Ｉα）の通電を終了し、被溶接部材１，２に１つのナゲット６を形成するための通電作業が終了する。すると、スパッタが発生した場合であっても、図２（ｂ）に示すように、単位時間当たりの入熱量が与えられ、図２（ｃ）に示すように、ナゲット６は必要とされる大きさに成長している。一方、通電時間Ｔが満了していないと判断すれば、ステップＳＰ２に戻り、通電時間Ｔが満了するまで、再度スパッタ発生有無の判断（ステップＳＰ２）や通電時間満了の判断（ステップＳＰ４）などを行う。

次に、本発明に係る抵抗溶接方法の第２実施の形態について、図５に示すフローチャートに従って説明する。先ず、ステップＳＰ１１において、図４（ａ）に示すように、溶接条件によって予め設定された溶接電流Ｉｗを、加圧された被溶接部材１，２に電極チップ３，４を介して流し始めると共に、図４（ｂ）に示す単位時間当たりの入熱量を監視する。すると、ナゲット６が所定の速度で成長していく。ここで、単位時間当たりの入熱量は、電圧値×電流値なので、実際には電極チップ３，４間の電圧値又は電極チップ３，４間の抵抗値を監視することになる。更に、ステップＳＰ１２において、単位時間当たりの入熱量を順次記憶する。

次いで、ステップＳＰ１３において、通電中にスパッタが発生したか否かを判断する。この判断は、電圧検出装置５により電極チップ３，４間の電圧低下を検出することによって行われる。スパッタが発生したと判断すると、ステップＳＰ１４に進んで、図４（ｂ）に示す単位時間当たりの入熱量を監視しながら、図４（ａ）に示すように、電流値を上昇させる。一方、スパッタが発生していないと判断すれば、ステップＳＰ１７に進む。

次いで、ステップＳＰ１５において、図４（ｂ）に示すように、電流値の上昇による単位時間当たりの入熱量が、記憶してあるスパッタ発生直前の単位時間当たりの入熱量Ａに達したか否かを判断する。電流値の上昇による単位時間当たりの入熱量が、スパッタ発生直前の単位時間当たりの入熱量Ａに達したと判断すると、ステップＳＰ１６に進んで、図４に示すように、電流値の上昇を止め、その後は一定の溶接電流（Ｉｗ＋Ｉβ）を流す。一方、電流値の上昇による単位時間当たりの入熱量が、スパッタ発生直前の単位時間当たりの入熱量Ａに達していないと判断すれば、ステップＳＰ１４に戻る。

次いで、ステップＳＰ１７において、予め設定した通電時間Ｔが満了したか否かを判断する。通電時間Ｔが満了したと判断すると、ステップＳＰ１８において、溶接電流（Ｉｗ又はＩｗ＋Ｉβ）の通電を終了し、被溶接部材１，２に１つのナゲット６を形成するための通電作業が終了する。一方、通電時間Ｔが満了していないと判断すれば、ステップＳＰ１３に戻り、通電時間Ｔが満了するまで、再度スパッタ発生有無の判断（ステップＳＰ１３）や通電時間満了の判断（ステップＳＰ１７）などを行う。

このような第２実施の形態によれば、スパッタが発生しない場合に比べて、確実により多く入熱することができ、且つ入熱量を上げ過ぎることがないため、２度目のスパッタ発生を抑制することができる。

なお、本実施の形態では、スパッタの発生検出手段として、電極チップ３，４間の電圧の変化を検出する電圧検出装置５を用いたが、スパッタの発生によって変化する電極変位量を検出する電極変位検出装置を用いることもできるし、スパッタの発生によって変化する電極間の抵抗値を検出する抵抗検出装置を用いることもできる。

スパッタが発生しても、スパッタが発生しない場合と同等の強度及びサイクルタイムが得られるので、抵抗溶接方法としての利用可能性は大きい。

本発明に係る抵抗溶接方法を実施するスポット溶接装置の概要説明図本発明に係る抵抗溶接方法の第１実施の形態の説明図で、（ａ）は通電時間と溶接電流の関係を示す図、（ｂ）は通電時間と単位時間当たりの入熱量の関係を示す図、（ｃ）は通電時間とナゲットの大きさの関係を示す図本発明に係る抵抗溶接方法の第１実施の形態のフローチャート本発明に係る抵抗溶接方法の第２実施の形態の説明図で、（ａ）は通電時間と溶接電流の関係を示す図、（ｂ）は通電時間と単位時間当たりの入熱量の関係を示す図本発明に係る抵抗溶接方法の第２実施の形態のフローチャート従来の抵抗溶接方法の説明図で、（ａ）は通電時間と溶接電流の関係を示す図、（ｂ）は通電時間とナゲットの大きさの関係を示す図

符号の説明

１，２…被溶接部材、３，４…電極チップ、５…電圧検出装置、６…ナゲット、Ｉｗ…予め設定した溶接電流、Ｉα，Ｉβ…所定量の電流、Ｔ…通電時間。

Claims

抵抗溶接方法において、通電中にスパッタの発生を検知した場合には、予め設定した溶接電流を上昇させた電流を通電し、前記溶接電流の上昇による単位時間当たりの入熱量を監視し、事前にスポット溶接装置に記憶してあるスパッタ発生直前の単位時間当たりの入熱量に達したと判断された場合に、溶接電流の上昇を止め、その後は上昇を止めた一定の溶接電流を予め設定した通電時間が満了するまで通電することを特徴とする抵抗溶接方法。
前記スパッタ発生の検知は、電極変位量、電極間電圧又は電極間抵抗の変化を検出して行う請求項１に記載の抵抗溶接方法。