JP6421947B2 - 溶接装置及び溶接方法 - Google Patents

Description

本発明は、被溶接物（例えば、鋼板等の金属板を２枚重ねたもの）を平坦なテーブルに載置し、該テーブルと並行となる横向き姿勢に保持された溶接ガンで該被溶接物に対してスポット溶接を行う溶接装置及び溶接方法に係り、特に片側電極構造の溶接ガンを備える溶接装置及び該溶接装置を用いて被溶接物をスポット溶接する溶接方法に関する。

スポット溶接を効率良く実施できる溶接装置として、本願の発明者等は被溶接物を載置するテーブルを備えた溶接装置を提供してきた（特許文献１、特許文献２を参照）。
スポット溶接は、一般的には、対向配置した上下２つの電極で被溶接物を挟持し、上下電極間に溶接電流を供給することで被溶接物を溶接するものである。
一方、近年、上下両方向から電極を被溶接物に押し付けて溶接するのではなく、一方向（主に上方向）から電極を被溶接物に押し付けて溶接を行う所謂片側溶接の発明が多く見られるようになってきた（例えば、特許文献３〜特許文献６参照）。

特開平０６−３２８２６５号公報 特開２０１１−１８３４２１号公報 特開２０１１−０３１２６９号公報 特開２０１２−０７１３１１号公報 特開２０１２−０９６２４９号公報 特開２０１３−０５２４２７号公報

しかしながら、片側溶接は技術的にかなり難しく、以下に示すような課題がある。
即ち、大電流を短時間通電するための制御が確立されていないことから、被溶接物を溶接した際に、被溶接物の裏面（例えば、重ねた２枚の鋼板のうち、片側電極から遠い方の裏面）に圧痕や熱による焼け、歪が多く生じて美観が損なわれてしまう。特に、裏面に保護シートが貼られた鋼板を溶接した場合に当該シートが焼けたり、熱変色したりする。また、裏面に塗装が施された鋼板においては塗装が熱変色したりする。
また、片側電極を被溶接物に当てた際に、予め被溶接物に形成された複数個のプロジェクション（突起）に対する外側電極の加圧力の差によって接合不良を起こすことがあり、確実な接合に至らないことがある。

また、大電流を短時間通電するための制御が確立されていないことで、効率の良い電力制御が難しく消費電力が大きくなる。

本発明は係る事情に鑑みてなされたものであり、大電流を短時間通電するための制御を可能とし、被溶接物を溶接したときに、該被溶接物の裏面に圧痕や熱による焼け、歪が生じることがなく、また効率の良い電力制御を行えて省電力化が図れる溶接装置及び溶接方法を提供することを目的とする。

本発明の溶接ガンは、両端が開口した円筒形状を成す外側電極と、前記外側電極に内挿自在であり、前記外側電極に内挿させた際に先端部分が前記外側電極の先端面より露出する長さの円柱形状を成す内側電極と、前記外側電極と前記内側電極とを絶縁する第１の絶縁部材と、前記内側電極の先端部分の外周表面を覆い、前記内側電極と、被溶接物に形成された前記内側電極が通過可能な大きさの逃がし孔とを絶縁する第２の絶縁部材と、を備えた片側電極と、先端部分で前記片側電極を保持し、該先端部分が本体部分に対して略直角方向に曲がったＬ字形状を成し、前記片側電極の前記外側電極を溶接トランスのプラス電極に接続するためのシャンクホルダと、前記片側電極の前記内側電極を前記溶接トランスのマイナス電極に接続するためのブスバー導電体と、を備えた溶接ガンであって、前記外側電極は、固定部と、可動部と、前記固定部と前記可動部を接続する接続部材とからなり、前記固定部は、円筒形状を成す本体の一端が極僅かに凸状に形成され、また前記円筒形状を成す本体の一端近傍の外面側に周方向に沿って連続して延びる溝が形成され、前記可動部は、円筒形状を成す本体の一端が前記固定部の前記一端と嵌合するように極僅かに凹に形成され、また前記円筒形状を成す本体の一端近傍の外面側に周方向に沿って連続して延びる溝が形成され、前記接続部材は、弾性を有し、軸心方向に切り欠きが形成された断面Ｃ字状の円筒形状を成し、一端近傍の内面側に前記固定部の前記溝に嵌合する突起が形成され、また他端近傍の内面側に前記可動部の前記溝に嵌合する突起が形成され、前記固定部の前記一端と前記可動部の前記一端を嵌合させた状態で、前記固定部と前記可動部を連結する。

上記構成によれば、外側電極の可動部が固定部に対して軸線回りに円弧運動可能となっているので、片側電極を被溶接物に当てた際に、予め被溶接物に形成された複数個のプロジェクション（突起）に対する外側電極の加圧力の差を低減でき、接合不良を起こすことなく常に確実な接合が可能となる。

本発明の溶接装置は、前記溶接ガンと、１次コイルに高周波交流が供給されることで２次コイルに生起する電流を直流化する溶接トランスと、前記溶接トランスの１次コイルに高周波交流を供給するインバータ回路と、前記インバータ回路の動作を制御する溶接制御回路と、を備える溶接装置であって、前記溶接トランスは、平行部と両端のＵ字状の湾曲部により構成される環状磁心と、前記環状磁心の前記平行部に、複数の部分に分けて間隙を空けて分割巻きされる１次コイルと、前記１次コイルと共に前記環状磁心の前記平行部に巻回され、前記１次コイルに設けられた前記各間隙に１個ずつ挟み込むように、複数の正側コイルと複数の負側コイルとを交互に配列した２次コイルと、前記複数の正側コイルは全て並列接続されるかもしくは全部または一部が直列接続され、前記複数の負側コイルは全て並列接続されるかもしくは全部または一部が直列接続され、前記接続された複数の正側コイルと前記複数の負側コイルとが互いに直列接続されるように、前記正側コイルと負側コイルの端子間を電気接続する導体群を有し、かつ、前記導体群により、前記全ての正側コイルと負側コイルとを一方の面上に支持固定する接続基板を備え、前記複数の正側コイルの一方の端子は、前記接続基板の他方の面上で、前記環状磁心の前記平行部に平行な方向に伸びた第１連結極板に電気接続され、前記複数の負側コイルの一方の端子は、前記接続基板の他方の面側で、前記環状磁心の前記平行部に平行な方向に伸びた第２連結極板に電気接続され、前記正側コイルの他方の端子と負側コイルの他方の端子は、共に、前記接続基板の他方の面側で、前記環状磁心の前記平行部に平行な方向に伸びた第３連結極板に電気接続され、前記第１連結極板には、正側導体が連結され、前記第２連結極板には、負側導体が連結され、前記正側導体と前記負側導体は、前記接続基板の他方の面側において、当該他方の面から垂直に離れる方向に伸びる境界面に配置された絶縁層を介して重ね合わされた一対の導体板であり、前記正側導体とプラス電極が接続された第１極板との間に挟まれ、前記正側導体に正極が接触し、前記第１極板に負極が接触する第１整流素子と、前記負側導体とマイナス電極が接続された第２極板との間に挟まれ、前記負側導体に正極が接触し前記第２極板に負極が接触する第２整流素子と、前記第１極板と前記第２極板を支持し、両者を電気接続する第３極板と、を備え、前記溶接制御回路は、前記溶接ガンの前記片側電極に供給する溶接電流が、供給開始時刻から１５ミリ秒以内で最大値となり、かつ５０ミリ秒以下の通電時間で溶接が完了するように前記インバータ回路の動作を制御する。

上記構成によれば、短時間に大電流の供給を可能とする溶接トランスを有するとともに、水平方向への移動が可能であって、下側電極を必要とせず一方向からの溶接を可能とした片側電極が装着された溶接ガンを有するので、片面に保護シートが貼られた被溶接物を溶接する場合に、該被溶接物の裏面に圧痕や熱による焼けや歪が殆ど発生することなく溶接を行うことができ、また片面塗装された被溶接物を溶接する場合には、焼けや熱変色が殆ど発生することなく溶接を行うことができる。即ち、被溶接物の裏面の美観を損なうことなく溶接を行うことができる。また、短時間で溶接が完了することから省電力化も図れる。

本発明の溶接方法は、上記溶接装置を用いて被溶接物をスポット溶接する溶接方法であって、前記被溶接物が複数枚の金属板であり、前記複数枚の金属板の１枚を除く残りの金属板のそれぞれに対し、前記内側電極が通過可能な大きさの逃がし孔を形成するとともに、それぞれの一方の面の前記逃がし孔の外側周囲に同心円に沿って複数個のプロジェクションを形成し、その後、前記逃がし孔及び前記プロジェクションを形成していない前記金属板を最下位にし、その面上に前記逃がし孔及び前記プロジェクションを形成した全ての前記金属板を、それぞれの前記プロジェクションの形成面を下に向けるとともに、それぞれの前記逃し孔の中心同士が一致するように順次積み重ねて行き、全ての金属板を積層した後、前記逃がし孔を形成した全ての前記金属板の前記逃がし孔に前記内側電極の先端部分を挿入加圧するとともに、前記外側電極から前記内側電極へ流れる方向で溶接電流の供給を開始し、供給開始時刻から１５ミリ秒以内で最大値となり、かつ５０ミリ秒以下の通電時間で溶接が完了するように前記溶接電流を制御する。

上記方法によれば、片面に保護シートが貼られた被溶接物を溶接する場合に、該被溶接物の裏面に圧痕や熱による焼けや歪が殆ど発生することなく溶接を行うことができ、また片面塗装された被溶接物を溶接する場合には、焼けや熱変色が殆ど発生することなく溶接を行うことができる。即ち、被溶接物の裏面の美観を損なうことなく溶接を行うことができる。また、片側電極を被溶接物に当てた際に、予め被溶接物に形成された複数個のプロジェクション（突起）に対する外側電極の加圧力の差を低減でき、接合不良を起こすことなく常に確実な接合が可能となる。

本発明によれば、大電流を短時間通電するための制御を可能とし、被溶接物を溶接した場合に、該被溶接物の裏面に圧痕や熱による焼け、歪が生じることなく溶接を行うことができ、また短時間で溶接を行えることから省電力化も図れる。さらに、片側電極を被溶接物に当てた際に、予め被溶接物に形成された複数個のプロジェクション（突起）に対する外側電極の加圧力の差を低減でき、接合不良を起こすことなく常に確実な接合が可能となる。

本実施形態に係る溶接装置の外観を示す側面図 本実施形態に係る溶接装置の外観を示す平面図 本実施形態に係る溶接装置の溶接ガンの一部破断面を含む外観を示す側面図 本実施形態に係る溶接装置の溶接ガンの先端部の構造と片側電極の構造を示す断面図 本実施形態に係る溶接装置の電源ユニットの概略構成を示す図 本実施形態に係る溶接装置の溶接トランスと溶接ガンとの結線を示す図 本実施形態に係る溶接装置の溶接トランスの動作を説明するための結線図 本実施形態に係る溶接装置の溶接トランスの動作を説明するための結線図 本実施形態に係る溶接装置の溶接トランスの１次側に供給される電流を制御するための制御パルス、１次電流及び整流後の溶接電流を示す図 本実施形態に係る溶接装置の溶接トランスの外観を示す斜視図 本実施形態に係る溶接装置の溶接トランスの組み立て状態を示す斜視図 本実施形態に係る溶接装置において、溶接トランスから溶接ガンに供給される溶接電流を示す波形図 本実施形態に係る溶接装置で用いられる被溶接物の一例を示す断面図及び平面図 本実施形態に係る溶接装置の溶接ガンに装着された片側電極と被溶接物との間の溶接電流の流れを説明するための断面図

以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る溶接装置１の外観を示す側面図である。また、図２は、本実施形態に係る溶接装置１の外観を示す平面図である。また、図３は、本実施形態に係る溶接装置１の溶接ガン６の一部破断面を含む外観を示す側面図である。図１及び図２において、本実施形態に係る溶接装置１は、冷却ユニット２と、電源ユニット３と、支持ポスト４と、支持アーム５と、溶接ガン６と、導電ケーブル７と、テーブル８と、溶接条件設定器９と、溶接トランス１０と、テーブル駆動部１００と、を備える。

冷却ユニット２は、溶接時に溶接ガン６にて発生する熱を冷却するための冷却水を供給する。冷却ユニット２は、電源が投入されている間は常時動作し、溶接ガン６との間で冷却水を循環させる。電源ユニット３は、受電設備４５０（図５参照）から供給される三相の交流電力を整流素子にて直流に変換し、更に変換後の直流から高周波交流に変換して出力する。電源ユニット３の詳細については後述する。導電ケーブル７は、２本のケーブルで構成され、一端がテーブル駆動部１００の前面部に内蔵された溶接トランス１０の２次側出力端に接続され、他端が溶接ガン６に接続される。溶接トランス１０は、本願発明者等が先に特開２０１２−２１０６５４号、特開２０１３−１７９２０５号で提案した抵抗溶接用の溶接トランスである。溶接トランス１０の詳細については後述する。

支持ポスト４は、冷却ユニット２と電源ユニット３の近傍にて垂直方向に立設され、支持アーム５を水平方向に回動可能に支持する。支持アーム５は、溶接ガン６を保持するものであり、支持ポスト４に対して水平方向に延びた水平アーム部５Ａと、水平アーム部５Ａの先端部分から垂直方向下向きに延設された垂直アーム部５Ｂとを備えた略Ｌ字形状を成している。支持アーム５の水平アーム部５Ａの基端部５ａと中間部５ｂには、それぞれ回動軸５Ａａが設けられており、これらの回動軸５Ａａによって溶接ガン６の水平方向への移動が可能になっている。

テーブル８は、略正方形の平坦な板状に形成されており、被溶接物を載置する。被溶接物は鋼板等の金属板である。テーブル８は、テーブル駆動部１００によって上下動する。テーブル８は、溶接ガン６と被溶接物との間の距離調整を行うときなどで使用される。テーブル８の上下動操作は作業者により行われる。溶接条件設定器９は、被溶接物の材料や板厚等の溶接条件の設定を行う。溶接条件設定器９にて設定された溶接条件に見合った溶接電流が決定される。

図３において、溶接ガン６は、基端部側にレバー式の起動スイッチ６Ａを備えたハンドル６Ｂを有している。ハンドル６Ｂの起動スイッチ６Ａは溶接指令を出すためのものであり、ハンドル６Ｂが握られることでスイッチオンとなって溶接指定が出力される。溶接指令が出力されると、この溶接指令が電源ユニット３に取り込まれ、これにより電源ユニット３が動作して高周波交流を出力する。電源ユニット３から出力された高周波交流は、溶接トランス１０の１次コイル１２（図６参照）に供給される。

次に、溶接ガン６について詳細に説明する。
図４は、シャンクホルダ３００の先端部３０１の構造と片側電極２００の構造を示す断面図である。同図において、溶接ガン６は、片側電極２００と、先端部３０１に片側電極２００を装着するシャンクホルダ３００と、シャンクホルダ３００に添送されたブスバー導電体４００とを備える。片側電極２００は、下側電極を必要とせず一方向からの溶接を可能としたものであり、外側電極２０１と、内側電極２０２とを有する。片側電極２００の詳細については後述する。

シャンクホルダ３００は、先端部３０１が本体部３０２（図３参照）に対して略直角方向に折れ曲がった略Ｌ字状に形成されている。シャンクホルダ３００には、銅等の導電性に優れた金属材が用いられる。シャンクホルダ３００は、片側電極２００の外側電極２０１と導通する。シャンクホルダ３００の内部には、冷却水を通流させるための流路３０３が形成されており、この流路３０３内に冷却水を送るためのチューブ３５０が挿入される。チューブ３５０は、シャンクホルダ３００の流路３０３の径よりも小径の可撓性を有し、例えばフッ素樹脂チューブからなる。チューブ３５０の先端はシャンクホルダ３００の先端部３０１に至り、チューブ３５０の後端は上述した冷却ユニット２に至る。

チューブ３５０の先端部分には短尺のチューブ３５１が接続されて、外側電極２０１内に挿入される。チューブ３５１は、チューブ３５０と同様に可撓性を有し、例えばフッ素樹脂チューブからなる。チューブ３５０を通して冷却ユニット２から送られてくる冷却水は、チューブ３５１から外側電極２０１内に注入される。外側電極２０１内に注入されることで溢れ出た冷却水は、シャンクホルダ３００内の流路３０３に入り、流路３０３及び不図示のチューブを経て冷却ユニット２に戻る。冷却水は、冷却ユニット２と片側電極２００の間を循環し、溶接ガン６に装着された片側電極２００を冷却する。

ブスバー導電体４００には、銅等の導電性に優れた金属材が用いられる。ブスバー導電体４００は、片側電極２００の内側電極２０２と導通する。シャンクホルダ３００は、溶接トランス１０のプラス電極２２（図６参照）に接続され、ブスバー導電体４００は、溶接トランス１０のマイナス電極２４（図６参照）に接続される。これにより、片側電極２００に供給される溶接電流は、外側電極２０１から内側電極２０２に向かう方向に流れる。なお、本実施形態では、溶接トランス１０のプラス電極２２を片側電極２００の外側電極２０１に接続し、溶接トランス１０のマイナス電極２４を片側電極２００の内側電極２０２に接続するようにして、溶接電流が、外側電極２０１から内側電極２０２に向かう方向に流れるようにしたが、逆になるようにしても構わない。即ち、溶接トランス１０のプラス電極２２を片側電極２００の内側電極２０２に接続し、溶接トランス１０のマイナス電極２４を片側電極２００の外側電極２０１に接続するようにしてもよい。

片側電極２００は、上述した外側電極２０１及び内側電極２０２の他に、内側電極固定部２０３と、内側電極固定部２０３と外側電極２０１との間に介挿される樹脂製のガイドブッシュ５００及び樹脂製の平ワッシャ５０１と、外側電極２０１と内側電極２０２との間に介挿される樹脂製のガイドブッシュ５０２及び樹脂製の平ワッシャ５０４と、内側電極固定部２０３を介して内側電極２０２を被溶接物側へ付勢するための複数の皿ばねを積層してなる付勢部５０５と、付勢部５０５の両端に対して設けられる樹脂製の平ワッシャ５０６，５０７と、シャンクホルダ３００の先端と平ワッシャ５０７との間に介挿される樹脂製のキャップ５０８と、を備える。

ガイドブッシュ５００，５０２は、共に両端が開口した円筒状に形成されている。キャップ５０８は、断面略コ字状に形成されており、また軸方向に対して直角となる平坦面を有する底部には外側電極２０１の上端部が連通する貫通する孔（符号略）が形成されている。

外側電極２０１は、略クランク状に形成され、内側電極２０２を保持する固定部２０１ａと、一端面が固定部２０１ａの先端面と密着し、固定部２０１ａと接触する一端面の中心を支点とする軸線回りに円弧運動可能な可動部２０１ｂと、を備える。外側電極２０１は、基端部分（即ち、シャンクホルダ３００の先端部分と接合する部分）に、略その長さに相当する深さの穴２０１ｃが中心軸方向に形成されている。この穴２０１ｃには上述したチューブ３５１が挿入される。外側電極２０１の固定部２０１ａの内側電極２０２を保持する部分は、両端が開口した円筒状に形成されている。外側電極２０１の可動部２０１ｂは、両端が開口した円筒状に形成されている。外側電極２０１の固定部２０１ａの内側電極保持部と可動部２０１ｂ内に内側電極２０２が挿通される。外側電極２０１の固定部２０１ａの内側電極保持部の上端部分には上述したガイドブッシュ５０２が内装される。

ここで、外側電極２０１の固定部２０１ａの内側電極保持部の上端部分の内径は、ガイドブッシュ５０２の肉厚分だけ他の部分よりも大きくなっている。また、外側電極２０１の固定部２０１ａの内側電極保持部の内径（ガイドブッシュ５０２を内装する部分の内径を除く）が内側電極２０２の径よりも僅かに大きく形成されていて、内側電極２０２のスムーズな移動を可能にしている。但し、内側電極２０２の移動に伴って内側電極２０２が外側電極２０１に接触しないように（即ち、内側電極２０２が横方向に振れて外側電極２０１に接触しないように）、ガイドブッシュ５０２にて内側電極２０２の移動方向を規制している。なお、内側電極２０２が外側電極２０１に接触しないように、内側電極２０２と外側電極２０１との間に絶縁材（例えば、樹脂製のフィルム）を設けるようにしてもよい。なお、ガイドブッシュ５０２は、第１の絶縁部材に対応する。

外側電極２０１の可動部２０１ｂは、弾性を有する接続部材５５０によって外側電極２０１の固定部２０１ａに密着するように連結される。接続部材５５０は、両端が開口するとともに、軸心方向に切欠を有する横断面Ｃ字状に形成されている。また、接続部材５５０には、その上端側の内面と下端側の内面のそれぞれに断面三角形状の突起（符号略）が円周方向に沿って形成されている。外側電極２０１の固定部２０１ａの先端部分の外周面と、外側電極２０１の可動部２０１ｂの外周面のそれぞれには、接続部材５５０に形成された前記突起と嵌合するＶ字状の溝（符略）が円周方向に形成されている。外側電極２０１の可動部２０１ｂを、外側電極２０１の固定部２０１ａに接触させた状態で、接続部材５５０を外側電極２０１の固定部２０１ａと可動部２０１ｂに亘るようにして装着し、接続部材５５０の内側の上下両端側に形成された断面三角形状の突起が、外側電極２０１の固定部２０１ａと可動部２０１ｂのそれぞれの外周面に形成されたＶ字状の溝に嵌合するように、接続部材５５０の上下位置を調整することで、外側電極２０１の可動部２０１ｂが外側電極２０１の固定部２０１ａに回動自在に連結される。

外側電極２０１の固定部２０１ａと可動部２０１ｂの連結部分の双方の面のうち、固定部側の面が極僅かに凸状の球面に形成されており、可動部側の面が極僅かに凹状の球面に形成されている。即ち、固定部２０１ａは、円筒形状を成す本体の一端が極僅かに凸状に形成されており、可動部２０１ｂは、円筒形状を成す本体の一端が固定部２０１ａの一端と嵌合するように極僅かに凹に形成されている。そして、固定部２０１ａと可動部２０１ｂが弾性を有する接続部材５５０によって連結される。このような構造を採ったことで、外側電極２０１の可動部２０１ｂが、外側電極２０１の固定部２０１ａと接触する一端面の中心を支点とする軸線回りに円弧運動できるようになる。即ち、可動部２０１ｂを、首を振るように回動させることができるようになる。外側電極２０１の可動部２０１ｂを首振り自在としたことで、溶接時に、片側電極２００を被溶接物に対して加圧した際に、被溶接物に形成された複数個（主に３個）のプロジェクションに対する外側電極２０１の加圧力の差を低減できる。即ち、片側電極２００を使用する場合、被溶接物に予め複数個のプロジェクションを形成するが、溶接時に、各プロジェクションに対して外側電極２０１が均等に加圧しないと、各プロジェクションにおける溶融状態に差が出て均一な溶接が行われなくなることから、外側電極２０１による各プロジェクションへの加圧力が均等になるように、外側電極２０１の可動部２０１ｂを首振り自在とした。但し、外側電極２０１の可動部２０１ｂの外側への振れ量は、可動部２０１ｂが内側電極２０２に接触しない程度となるように、外側電極２０１の固定部２０１ａと可動部２０１ｂの連結部分の対向面の形状を規制する必要があることは言うまでもない。

なお、外側電極２０１の固定部２０１ａと可動部２０１ｂの連結部分の対向面の形状を逆にしても構わない。即ち、外側電極２０１の固定部側の面を極僅かに凹状の球面とし、可動部側の面を極僅かに凸状の球面としても構わない。

内側電極２０２は、基端部側にねじ部２０２ａとフランジ２０２ｂを有する断面略十字状に形成されている。内側電極２０２のフランジ２０２ｂより先端側の部分（図面に向かった下側の部分）が、内側電極部２０２ｃとなっている。内側電極２０２は、内側電極固定部２０３に固定されるため、内側電極固定部２０３には内側電極２０２を固定するためのねじ孔（符号略）が形成されている。このねじ孔に内側電極２０２のねじ部２０２ａを螺合させることで、内側電極２０２が内側電極固定部２０３に固定される。但し、内側電極２０２の内側電極固定部２０３へのねじ込み量は、内側電極２０２のフランジ２０２ｂによって規制される。

内側電極部２０２ｃの先端部分は、他の部分よりも小径に形成されており、この小径部分にステンレス製のリング５０３が嵌装される。リング５０３の表面には絶縁性を持たせるための表面被膜処理が施されており、溶接時に、内側電極部２０２ｃの先端部分の外周表面が被溶接物に形成された内側電極２０２ｃが通過可能な大きさの逃がし孔に接触しないように絶縁する。なお、リング５０３は、第２の絶縁部材に対応する。

内側電極固定部２０３は、略長方形の立体状に形成されている。内側電極固定部２０３には、外側電極２０１の固定部２０１ａを通すための貫通孔（符号略）と、内側電極２０２を固定するためのねじが切られた貫通孔（符号略）がそれぞれ形成されている。内側電極固定部２０３には、ブスバー導電体４００の先端部分がボルト２０３ａによって固定される。外側電極２０１の固定部２０１ａを通すための貫通孔には上述したガイドブッシュ５００が内装される。

このような構造を成す溶接ガン６において、被溶接物を溶接するときには、図４に示すように、内側電極２０２の内側電極部２０２ｃが、溶接しようとする２枚の被溶接物６００Ａ，６００Ｂの一方の被溶接物６００Ａに設けられた逃がし孔６０１（図１３参照）の内側で他方の被溶接物６００Ｂを押圧し、同時に外側電極２０１が一方の被溶接物６００Ａを押圧する。内側電極２０２が他方の被溶接物６００Ｂを押圧し、外側電極２０１が一方の被溶接物６００Ａを押圧した直後に溶接電流が給電される。一方の被溶接物６００Ａには、他方の被溶接物６００Ｂとの接合部（逃がし孔の外側周囲）に複数個のプロジェクション６０２が形成されており、これらのプロジェクション６０２が外側電極２０１の押圧給電によって溶融して、被溶接物６００Ａ，６００Ｂが接合する。外側電極２０１の可動部２０１ｂが首振り自在となっているので、外側電極２０１が被溶接物６００Ａを押圧したときに各プロジェクション６０２が均等に加圧されることから、接合不良が発生することなく確実に接合される。

次に、電源ユニット３について説明する。
図５は、電源ユニット３の概略構成を示す図である。同図において、電源ユニット３は、整流器８０と、平滑用コンデンサ８１と、溶接制御回路８２と、インバータ回路８３と、を備える。整流器８０は、単相全波整流式を採用したものであり、受電設備４５０からの三相の交流を整流して直流に変換する。溶接制御回路８２は、溶接電流の大きさと通電時間を制御する。溶接制御回路８２は、例えばマイコンを用いて構成される。マイコンは溶接制御用のプログラムを保持し、該プログラムに従って動作する。溶接制御回路８２は、溶接ガン６に備えられた起動スイッチ６Ａからの溶接指令を検知することで、溶接条件設定器９にて設定された被溶接物の材質と厚さに応じたタイミング信号を生成し、インバータ回路８３へ出力する。この場合、溶接制御回路８２は、溶接電流が通電開始時から１５ミリ秒以内で最大値となり、かつ５０ミリ秒以下の通電時間で溶接を完了するように、タイミング信号を生成する。

インバータ回路８３は、インバータ制御部８３１と、例えばＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を使用した４つのスイッチＳ１〜Ｓ４と、例えばＣＴ（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）を使用した電流センサ８３２とを備える。インバータ制御部８３１は、溶接制御回路８２で生成されたタイミング信号と電流センサ８３２で検出された１次電流とに基づいてスイッチＳ１〜Ｓ４のそれぞれをオン・オフ制御し、高周波交流を発生する。インバータ制御部８３１が発生する高周波交流の大きさは、スイッチＳ１〜Ｓ４それぞれのオン・オフのデューティによって変化する。スイッチＳ１〜Ｓ４それぞれのオン・オフのデューティを変化させることで、後述する図９の（ａ）に示すようにスイッチング波形のＷの幅が変化する。

図６は、溶接トランス１０と溶接ガン６の結線を示す図である。同図において、溶接トランス１０の１次コイル１２は、電源ユニット３のインバータ回路８３の出力端に接続される。インバータ回路８３から高周波交流が出力されることで、溶接トランス１０の１次コイル１２に１次電流が流れる。溶接トランス１０の２次コイル１５は、それ自体に極性を考慮する必要はないが、便宜上、溶接トランス１０の２次コイル１５を、正側コイル１４と負側コイル１６とを直列接続したものと呼ぶことにする。正側コイル１４の一端には第１整流素子１８のアノード（正極）が接続され、負側コイル１６の一端には第２整流素子２０のアノード（正極）が接続される。第１整流素子１８のカソード（負極）と第２整流素子２０のカソード（負極）がプラス電極２２に共通接続される。正側コイル１４の他端と負側コイル１６の他端とがマイナス電極２４に共通接続される。プラス電極２２とマイナス電極２４には、導電ケーブル７を介して溶接ガン６が接続される。この場合、溶接ガン６の片側電極２００では、外側電極２０１が溶接トランス１０のプラス電極２２に接続され、内側電極２０２が溶接トランス１０のマイナス電極２４に接続される。なお、外側電極２０１を溶接トランス１０のマイナス電極２４に接続し、内側電極２０２を溶接トランス１０のプラス電極２２に接続するようにしても構わない。

図７は、第１整流素子１８に順方向電流が流れたときの回路動作を示す図である。また、図８は、第２整流素子２０に順方向電流が流れたときの回路動作を示す図である。図７及び図８では、図６に示す回路に、回路動作上問題になる等価的なインダクタンス成分を書き加えている。即ち、正側コイル１４と第１整流素子１８を接続する正側導体３０のインダクタンスと、負側コイル１６と第２整流素子２０を接続する負側導体３２のインダクタンスと、導電ケーブル７等を含む溶接ガン６における導体のインダクタンスとが、溶接装置１の性能に影響を及ぼすと考えられる。

溶接トランス１０や導電ケーブル７等を含む溶接ガン６のそれぞれで発生する大量の熱を抑制することができれば、溶接装置１の省エネルギー化が図れ、大きな節電効果が期待できる。これは、従来よりも大きな電流を短時間だけ溶接ガン６に供給するように制御できれば実現可能である。一方、溶接される材料や構造等に最適な溶接電流を供給するためには、溶接電流の供給時間を極めて高精度に制御する必要がある。これは、溶接電流を供給する溶接トランス１０の１次側にインバータ回路８３を接続して、ＰＷＭ制御により溶接電流の大きさと供給時間とを制御することで実現可能である。

図９は、溶接トランス１０の１次側に供給される電流を制御するための制御パルス、１次電流及び整流後の溶接電流を示す図である。同図において、インバータ回路８３により制御された幅Ｗのパルス（スイッチングパルス）が、一定時間Ｈ内に一定回数、ここでは正方向のパルスと負方向のパルスとで合計１０回、溶接トランス１０の１次コイル１２に供給される。これにより、溶接トランス１０の１次コイル１２には、図９の（ｂ）に示すような１次電流が流れる。溶接トランス１０の１次コイル１２に１次電流が流れることで溶接トランス１０の２次側に発生した２次電流が整流素子１８，２０で全波整流されて、図９の（ｃ）に示すような溶接電流となって溶接ガン６へ流れる。

図９の（ａ）に示すパルスの幅Ｗを増減することで溶接電流の大きさを調整することができる。また、パルスの供給回数を増減すれば溶接時間を調整することができる。即ち、パルスの繰り返し周波数を高くすると溶接時間をより細かく微調整できる。また、溶接トランス１０の１次コイル１２に供給する電力を増やせば、２次コイル１５からより大きな溶接電流を取り出すことができる。

ここで、従来の溶接装置は、例えば１万アンペアで２００ｍ秒〜７００ｍ秒の溶接電流を供給するようにしているが、溶接電流をその２倍の２万アンペアにしてみると、溶接ガン６以外の場所で熱エネルギーになって消費される電力損失が極めて大きくなり、実用上問題となる。そこで、溶接電流を２倍にしても溶接時間を１０分の１に短縮すれば、消費電力を５分の１にすることができ、実用上問題とはならない。

一方、溶接電流を供給するためのインバータ回路の制御パルスは、従来、繰り返し周波数が１ｋＨｚ程度のものを使用していたが、大電流を短時間供給するには、もっと分解能の高い制御パルスが必要になる。本実施形態の溶接装置１のインバータ回路８３では、繰り返し周波数が５ｋＨｚ〜５０ｋＨｚ程度のパルスを出力するようにしている。従来の数倍から数十倍の高い繰り返し周波数のパルスを従来の溶接トランスに供給した場合、予定した溶接電流が得られないが、本実施形態の溶接装置１で使用する溶接トランス１０は、従来の数倍から数十倍の高い繰り返し周波数のパルスでも予定した溶接電流を得ることができる構造を有している。以下、本実施形態の溶接装置１で使用する溶接トランス１０の構造を説明する。

図１０は、本実施形態の溶接装置１の溶接トランス１０の外観を示す斜視図である。また、図１１は、溶接トランス１０の組み立て状態を示す斜視図である。図１０及び図１１において、溶接トランス１０は、平行部２５ａと両端のＵ字状の湾曲部２５ｂにより構成される環状磁心２５と、環状磁心２５の平行部２５ａに、複数の部分に分けて間隙１２ａを空けて分割巻きされる１次コイル１２と、１次コイル１２と共に環状磁心２５の平行部２５ａに巻回され、１次コイル１２に設けられた各間隙１２ａに１個ずつ挟み込むように、複数の正側コイル１４と複数の負側コイル１６とを交互に配列した２次コイル１５と、複数の正側コイル１４は全て並列接続されるかもしくは全部または一部が直列接続され、複数の負側コイル１６は全て並列接続されるかもしくは全部または一部が直列接続され、接続された複数の正側コイル１４と複数の負側コイル１６とが互いに直列接続されるように、正側コイル１４と負側コイル１６の端子間を電気接続する導体群を有し、かつ、該導体群により、全ての正側コイル１４と負側コイル１６とを一方の面上に支持固定する接続基板６２を備え、複数の正側コイル１４の一方の端子は、接続基板６２の他方の面上で、環状磁心２５の平行部２５ａに平行な方向に伸びた第１連結極板４４に電気接続され、複数の負側コイル１６の一方の端子は、接続基板６２の他方の面側で、環状磁心２５の平行部２５ａに平行な方向に伸びた第２連結極板４６に電気接続され、正側コイル１４の他方の端子と負側コイル１６の他方の端子は、共に、接続基板６２の他方の面側で、環状磁心２５の平行部２５ａに平行な方向に伸びた第３連結極板４８に電気接続され、第１連結極板４４には、正側導体３０が連結され、第２連結極板４６には、負側導体３２が連結され、正側導体３０と負側導体３２は、接続基板６２の他方の面側において、当該他方の面から垂直に離れる方向に伸びる境界面に配置された絶縁層３１を介して重ね合わされた一対の導体板であり、正側導体３０とプラス電極２２（図６参照）が接続された第１極板３４との間に挟まれ、正側導体３０にアノード（正極）が接触し、第１極板３４にカソード（負極）が接触する第１整流素子１８と、負側導体３２とマイナス電極２４が接続された第２極板３６との間に挟まれ、負側導体３２にアノード（正極）が接触し第２極板３６にカソード（負極）が接触する第２整流素子２０と、第１極板３４と第２極板３６を支持し、両者を電気接続する第３極板３８と、を備える。

溶接トランス１０は、このような構造を有したことで、インバータ回路８３からの高い周波数（５ｋＨｚ〜５０ｋＨｚ程度）のパルスでも、予定した溶接電流を得ることができる。

ところで、図６に示すような２個の整流素子１８、２０を使用した全波整流型の２次回路は、ブリッジを使用した回路に比べて整流素子数が少なく、小型化できて電力損失も少ないため、溶接装置に適することが知られている。しかしながら、この２次回路では、１次コイル１２に流れる電流の極性反転によって、２次コイル１５に誘起される電圧が極性反転したときに、一方の整流素子を通じて供給されていた負荷電流が他方の整流素子側に流れを変える転流が生じる。

溶接電流が大電流になると、回路各部のインダクタンスに蓄積された電流エネルギーは非常に大きくなる。この電流エネルギーが一方の整流素子から他方の整流素子の側に移る転流時間は、図７や図８に示す２次コイル１５の各部のインダクタンスが大きいほど長くなる。図９に示す１次コイル１２の電流の立ち下がり開始から反対極性の電流の立ち上がり終了までの時間Ｍの間に２次回路の転流が完了しないと、２次電流の立ち上がりが遅れて、図９の破線に示すように、予定した溶接電流が得られなくなる。

図１０、図１１に示す溶接トランス１０は、前述したように、特開２０１３−１７９２０５号公報に記載された溶接トランスと同等のものであり、高速で精密な大電流の溶接制御に追随できるものである。また、図１２は、溶接トランス１０から溶接ガン６に供給される溶接電流を示す波形図である。同図において、溶接電流供給開始時刻ｔ０からその後の時刻ｔ１までの、電流増加率が最大の部分を立ち上げ制御期間Ｔ１と呼び、これに続く時刻ｔ１から時刻ｔ２までの、ピーク電流値Ｃ１に近い所定レベルの電流を維持する期間をピークレベル制御期間Ｔ２と呼び、その後の時刻ｔ２から電流遮断時刻ｔ３に至るまでの期間を温度維持制御期間Ｔ３と呼ぶとき、溶接電流ｉｗは、立ち上げ制御期間Ｔ１が１０ミリ秒以下、立ち上げ制御期間Ｔ１とピークレベル制御期間Ｔ２の和の（Ｔ１＋Ｔ２）時間が１５ミリ秒以下、立ち上げ制御期間Ｔ１とピークレベル制御期間Ｔ２と温度維持制御期間Ｔ３の和の（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３）時間が５０ミリ秒以下となるように制御される。このように、溶接電流ｉｗの通電時間は５０ｍ秒以下に抑えられる。これは従来の通電時間の５分の１程度である。なお、図１２中において符号Ｃ２は、溶接電流ｉｗの終了値を示す。

本実施形態の溶接装置１で使用している溶接トランス１０は、正側導体３０と負側導体３２が絶縁層３１を介して密着し、また２次コイル１５の正側コイル１４と負側コイル１６の間に１次コイル１２が挟まるようにこれらのコイルを配置しているので、溶接トランス１０の２次側回路の転流時におけるインダクタンスが低減し、該２次側回路における転流時間が短くなる。したがって、溶接トランス１０を使用することで、より高い周波数のインバータ制御が可能となる。

また、溶接トランス１０は、１次コイル１２と２次コイル１５の配置によって、溶接トランス全体の熱分布を均一化できる。

また、溶接トランス１０は、１次コイル１２と２次コイル１５の正側コイル１４及び負側コイル１６をそれぞれ分割巻きして１次コイル１２と２次コイル１５の結合を図っているので、１次コイル１２と２次コイル１５における結合を強くでき、２次側の大電流による磁気飽和を防止できる。

また、溶接トランス１０は、１次コイル１２と２次コイル１５の正側コイル１４と負側コイル１６との関係がどの場所でも均等になるようにしていので、互いに密着した配置が可能となり、溶接トランス１０の小型化が図れる。

次に、本実施形態に係る溶接装置１を使用した溶接方法について説明する。溶接装置１を使用した溶接方法については先に簡単に説明したが、ここでは図１３及び図１４を参照しながら詳しく説明することとする。被溶接物として銅板を使用し、２枚の鋼板を溶接する手順について説明する。図１３の（ａ）は、銅板６００Ａを示す断面図、図１３の（ｂ）は、銅板６００Ａを示す平面図である。図１４は、片側電極２００の先端部分での溶接電流ｉｗの流れを示す図である。

図１３に示すように、銅板６００Ａに、片側電極２００の内側電極２０２の先端部分が通過可能な大きさの逃がし孔６０１を形成するとともに、逃がし孔６０１の外側で同一円周上に３個のプロジェクション６０２を形成する。なお、３個のプロジェクション６０２の間隔は等間隔（１２０度間隔）が好ましい。プロジェクション６０２は、銅板６００Ａにのみ形成し、銅板６００Ｂには形成しない。銅板６００Ｂの片面には保護シートが貼られているか、もしくは塗装が施されているものとする。

銅板６００Ａに逃がし孔６０１及びプロジェクション６０２を形成した後、作業者は銅板６００Ａ，６００Ｂをテーブル８上に載置する。この際、銅板６００Ｂを下にして、その上に銅板６００Ａを積み上げる。テーブル８上に銅板６００Ａ，６００Ｂを載置した後、作業者は溶接ガン６を銅板６００Ａ，６００Ｂの直上に移動させる。次いで、作業者は溶接ガン６を回転させて、溶接ガン６の先端に装備した片側電極２００の内側電極２０２を銅板６００Ａの逃がし孔６０１に挿入し、銅板６００Ｂに押し当てる。このとき、内側電極２０２の内側電極部２０２ｃに装着された絶縁性を有するリング５０３により、内側電極部２０２ｃの先端部分が銅板６００Ａの板厚面に接触することがない。

テーブル８上に銅板６００Ａ，６００Ｂを重ねて載置し、溶接ガン６を所定位置まで持ってきた後、作業者は溶接ガン６のハンドル６Ｂを握ってスイッチオンして溶接指令を出す。溶接ガン６から溶接指令が出力されると、溶接ガン６の上のエアシリンダ（図示略）が作動し、溶接ガン６の基端部側が上方へ引き上げられて、外側電極２０１が銅板６００Ａを押圧し、内側電極２０２が銅板６００Ｂを押圧する。このとき、内側電極２０２が銅板６００Ｂに当たることによって銅板６００Ｂから抗力を受けるが、付勢部５０５にて付勢されるので、銅板６００Ｂに堅固に接触することになる。

外側電極２０１が銅板６００Ａを押圧すると共に内側電極２０２が銅板６００Ｂを押圧した直後に溶接電流ｉｗの供給が開始される。溶接電流ｉｗは、図１４に示すように、外側電極２０１→銅板６００Ａの各プロジェクション６０２→銅板６００Ｂ→内側電極２０２の経路で流れる。溶接電流ｉｗが流れることで接触抵抗が最も高くなっている各プロジェクション６０２の部分で銅板６００Ａ及び６００Ｂが溶融し、銅板６００Ａと銅板６００Ｂが接合する。

外側電極２０１の可動部２０１ｂは、首を振るようにして円弧運動することから、可動部２０１ｂが銅板６００Ａを押圧したときに３個のプロジェクション６０２が均等に加圧される。これにより、プロジェクション間の溶融状態の差が小さくなり、ばらつきの少ない溶接が可能となる。

なお、銅板６００Ａに形成するプロジェクション６０２は、３個に限定されるものではなく、任意である。

また、プロジェクション６０２の形状は製品の用途により、溶接裏面の外観品質を保つためには、小さなプロジェクションとし、溶接強度を優先するときは大きなプロジェクションとすればよい。

また、溶接する枚数は、２枚に限定されるものではなく、３枚以上の場合も有り得る。３枚の銅板を溶接する場合を例に挙げると、以下のようになる。
３枚の銅板の１枚を除く残りの銅板のそれぞれに対し、内側電極２０２が通過可能な大きさの逃がし孔６０１を形成するとともに、それぞれの一方の面の逃がし孔６０１の外側周囲に同心円に沿って３個のプロジェクション６０２を形成し、その後、逃がし孔６０１及びプロジェクション６０２を形成していない銅板を最下位にし、その面上に逃がし孔６０１及びプロジェクション６０２を形成した全ての銅板を、それぞれのプロジェクション６０１の形成面を下に向けるとともに、それぞれの逃し孔６０１の中心同士が一致するように順次積み重ねて行き、全ての銅板を積層した後、逃がし孔６０１を形成した全ての銅板の逃がし孔６０１に内側電極２０２の先端部分を挿入加圧するとともに、外側電極２０１から内側電極２０２へ流れる方向で溶接電流の供給を開始し、１５ミリ秒以内で最大値となり、かつ５０ミリ秒以下の通電時間で溶接が完了するように制御する。

このように、本実施形態に係る溶接装置１によれば、短時間に大電流の供給を可能とする溶接トランス１０を有するとともに、水平方向への移動が可能であって、下側電極を必要とせず一方向からの溶接を可能とした片側電極２００が装着された溶接ガン６を有するので、片面に保護シートが貼られた被溶接物を溶接する場合に、該被溶接物の裏面に圧痕や熱による焼けや歪が殆ど発生することなく溶接を行うことができ、また片面塗装された被溶接物を溶接する場合には、焼けや熱変色が殆ど発生することなく溶接を行うことができる。即ち、被溶接物の裏面の美観を損なうことなく溶接を行うことができる。また、短時間で溶接が完了することから省電力化も図れる。さらに、片側電極を被溶接物に当てた際に、予め被溶接物に形成された複数個のプロジェクション（突起）に対する外側電極の加圧力の差を低減でき、接合不良を起こすことなく常に確実な接合が可能となる。

また、水平方向への移動を可能とする溶接ガン６は、上面に開口部を有し、該開口部の周縁から内側に延びる延設部を有する箱体の該延設部の直下部分で溶接を行うような場合、前記延設部があっても容易に溶接を行うことができる。

なお、本発明を特定の実施形態を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。

本発明は、大電流を短時間通電するための制御を可能とし、被溶接物を溶接したときに、該被溶接物の裏面に圧痕や熱による焼け、歪が生じることがなく、また効率の良い電力制御を行えて省電力化が図れ、さらに、片側電極を被溶接物に当てた際に、予め被溶接物に形成された複数個のプロジェクション（突起）に対する外側電極の加圧力の差を低減でき、接合不良を起こすことなく常に確実な接合が可能となるといった効果を有し、スポット溶接への適用が可能である。

１ 溶接装置
２ 冷却ユニット
３ 電源ユニット
４ 支持ポスト
５ 支持アーム
５Ａ 水平アーム部
５ａ 基端部
５ｂ 中間部
５Ａａ 駆動軸
５Ｂ 垂直アーム部
６ 溶接ガン
７ 導電ケーブル
８ テーブル
９ 溶接条件設定器
１０ 溶接トランス
１２ 溶接トランスの１次コイル
１４ 溶接トランスの２次コイルの正側コイル
１５ 溶接トランスの２次コイル
１６ 溶接トランスの２次コイルの負側コイル
１８ 第１整流素子
２０ 第２整流素子
２２ 溶接トランスのプラス電極
２４ 溶接トランスのマイナス電極
８２ 溶接制御回路
８３ インバータ回路
１００ テーブル駆動部
２００ 片側電極
２０１ 外側電極
２０１ａ 固定部
２０１ｂ 可動部
２０２ 内側電極
２０２ａ ねじ部
２０２ｂ フランジ
２０２ｃ 内側電極部
２０３ 内側電極固定部
３００ シャンクホルダ
４００ ブスバー導電体
４５０ 受電設備
６００Ａ，６００Ａ 被溶接物
６０１ 逃がし孔
６０２ プロジェクション

Claims (2)

1. 両端が開口した円筒形状を成す外側電極と、前記外側電極に内挿自在であり、前記外側電極に内挿させた際に先端部分が前記外側電極の先端面より露出する長さの円柱形状を成す内側電極と、前記外側電極と前記内側電極とを絶縁する第１の絶縁部材と、前記内側電極の先端部分の外周表面を覆い、前記内側電極と、被溶接物に形成された前記内側電極が通過可能な大きさの逃がし孔とを絶縁する第２の絶縁部材と、を備えた片側電極と、
   先端部分で前記片側電極を保持し、該先端部分が本体部分に対して略直角方向に曲がったＬ字形状を成し、前記片側電極の前記外側電極を溶接トランスのプラス電極に接続するためのシャンクホルダと、
   前記片側電極の前記内側電極を前記溶接トランスのマイナス電極に接続するためのブスバー導電体と、
   を備えた溶接ガンであって、
   前記外側電極は、固定部と、可動部と、前記固定部と前記可動部を接続する接続部材とからなり、
   前記固定部は、円筒形状を成す本体の一端が極僅かに凸状に形成され、また前記円筒形状を成す本体の一端近傍の外面側に周方向に沿って連続して延びる溝が形成され、
   前記可動部は、円筒形状を成す本体の一端が前記固定部の前記一端と嵌合するように極僅かに凹に形成され、また前記円筒形状を成す本体の一端近傍の外面側に周方向に沿って連続して延びる溝が形成され、
   前記接続部材は、弾性を有し、軸心方向に切り欠きが形成された断面Ｃ字状の円筒形状を成し、一端近傍の内面側に前記固定部の前記溝に嵌合する突起が形成され、また他端近傍の内面側に前記可動部の前記溝に嵌合する突起が形成され、前記固定部の前記一端と前記可動部の前記一端を嵌合させた状態で、前記固定部と前記可動部を連結する、
   溶接ガン。
2. 請求項１に記載の溶接ガンと、
   １次コイルに高周波交流が供給されることで２次コイルに生起する電流を直流化する溶接トランスと、
   前記溶接トランスの１次コイルに高周波交流を供給するインバータ回路と、
   前記インバータ回路の動作を制御する溶接制御回路と、
   を備える溶接装置であって、
   前記溶接トランスは、
   平行部と両端のＵ字状の湾曲部により構成される環状磁心と、前記環状磁心の前記平行部に、複数の部分に分けて間隙を空けて分割巻きされる１次コイルと、前記１次コイルと共に前記環状磁心の前記平行部に巻回され、前記１次コイルに設けられた前記各間隙に１個ずつ挟み込むように、複数の正側コイルと複数の負側コイルとを交互に配列した２次コイルと、前記複数の正側コイルは全て並列接続されるかもしくは全部または一部が直列接続され、前記複数の負側コイルは全て並列接続されるかもしくは全部または一部が直列接続され、前記接続された複数の正側コイルと前記複数の負側コイルとが互いに直列接続されるように、前記正側コイルと負側コイルの端子間を電気接続する導体群を有し、かつ、前記導体群により、前記全ての正側コイルと負側コイルとを一方の面上に支持固定する接続基板を備え、前記複数の正側コイルの一方の端子は、前記接続基板の他方の面上で、前記環状磁心の前記平行部に平行な方向に伸びた第１連結極板に電気接続され、前記複数の負側コイルの一方の端子は、前記接続基板の他方の面側で、前記環状磁心の前記平行部に平行な方向に伸びた第２連結極板に電気接続され、前記正側コイルの他方の端子と負側コイルの他方の端子は、共に、前記接続基板の他方の面側で、前記環状磁心の前記平行部に平行な方向に伸びた第３連結極板に電気接続され、前記第１連結極板には、正側導体が連結され、前記第２連結極板には、負側導体が連結され、前記正側導体と前記負側導体は、前記接続基板の他方の面側において、当該他方の面から垂直に離れる方向に伸びる境界面に配置された絶縁層を介して重ね合わされた一対の導体板であり、前記正側導体とプラス電極が接続された第１極板との間に挟まれ、前記正側導体に正極が接触し、前記第１極板に負極が接触する第１整流素子と、前記負側導体とマイナス電極が接続された第２極板との間に挟まれ、前記負側導体に正極が接触し前記第２極板に負極が接触する第２整流素子と、前記第１極板と前記第２極板を支持し、両者を電気接続する第３極板と、を備え、
   前記溶接制御回路は、前記溶接ガンの前記片側電極に供給する溶接電流が、供給開始時刻から１５ミリ秒以内で最大値となり、かつ５０ミリ秒以下の通電時間で溶接が完了するように前記インバータ回路の動作を制御する、
   溶接装置。