JP6694800B2 - アルミニウム部材の抵抗スポット溶接方法 - Google Patents
アルミニウム部材の抵抗スポット溶接方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6694800B2 JP6694800B2 JP2016218989A JP2016218989A JP6694800B2 JP 6694800 B2 JP6694800 B2 JP 6694800B2 JP 2016218989 A JP2016218989 A JP 2016218989A JP 2016218989 A JP2016218989 A JP 2016218989A JP 6694800 B2 JP6694800 B2 JP 6694800B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polishing
- electrode
- spot welding
- resistance spot
- substrate
- 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.)
- Active
Links
- 238000003466 welding Methods 0.000 title claims description 118
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims description 38
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 36
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 190
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 52
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 28
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 11
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 4
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 4
- 239000006061 abrasive grain Substances 0.000 description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 229910018134 Al-Mg Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018131 Al-Mn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018125 Al-Si Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018182 Al—Cu Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018467 Al—Mg Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018464 Al—Mg—Si Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018461 Al—Mn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018520 Al—Si Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018571 Al—Zn—Mg Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018569 Al—Zn—Mg—Cu Inorganic materials 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017767 Cu—Al Inorganic materials 0.000 description 1
- 101100162020 Mesorhizobium japonicum (strain LMG 29417 / CECT 9101 / MAFF 303099) adc3 gene Proteins 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000004512 die casting Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Resistance Welding (AREA)
Description
ところで、自動車の部材同士の接合には抵抗スポット溶接が多用されている。しかし、アルミニウム材は、表面に電気抵抗の高い酸化皮膜が形成されるため、皮膜の破壊状況によって通電状態が変化する。その結果、電極表面からの被溶接部材への電流経路が電極中心から偏り、溶接ナゲットが適正に生成されない場合がある。
そこで、アルミニウム材表面の酸化皮膜を破壊するために、電極表面に格子状の凹凸を設けたり、リンク状のプロジェクション(突起)を設けたりする技術が開発されている(特許文献1、2)。また、純銅やCr入銅からなる電極に、融点の低いアルミニウムの融着や、電極のCuとAlが反応してCu−Al合金層の形成が生じることがある。その場合、融着金属や合金層が発達すると電極の局部的なプロファイルが変わるため通電状態が安定しなくなる。その結果、溶接点数(連続打点数)が少ない段階で溶接ナゲットに割れが生じたり、ブローホールが生じたりする。抵抗スポット溶接では、溶接品質の安定化(安定した溶接ナゲット形成)のため、一般的に所定回数溶接した後で電極の表面を整形刃により切削するドレッシングが行われる。このドレッシングにより電極先端部を初期形状に再生できる(特許文献3)。
また、特許文献1、2に記載された方法では、電極先端にプロジェクションが存在するために切削バイトで形状出しすることしかできず、電極寿命を延ばすことができない。
一対の前記電極は、銅又は銅合金からなり、互いに対向する電極先端面の少なくとも一部に曲面形状を有しており、
前記重ね継手の複数の溶接打点のうち少なくともいずれかの溶接打点の溶接後に、前記電極先端面の曲面形状に沿った曲面の一方向凹溝からなる凹み部を備え、前記電極よりも硬度が高い材料からなる研磨基板と、前記研磨基板の少なくとも前記凹み部を覆う研磨シートと、を有する研磨ツールを、前記電極と前記研磨基板とが前記研磨シートを挟んで押し当てられた状態で、前記電極と前記研磨ツールとを相対的に回転又は揺動させる電極研磨工程を有するアルミニウム部材の抵抗スポット溶接方法である。
このアルミニウム部材の抵抗スポット溶接方法によれば、電極が、研磨シートを介して研磨基板の凹み部に押し当てられた状態で研磨されるため、研磨基板の凹み部の形状を研磨後の電極の形状精度に反映させることができ、少ない研磨代で高い寸法精度で電極を研磨できる。これにより電極寿命を延ばすことができ、また、電極先端面の形状変化が少なくなり、安定した溶融ナゲット形成が行える。
このアルミニウム部材の抵抗スポット溶接方法によれば、研磨シートが交換自在となるため、研磨シートの研磨面を常に一定の状態にでき、電極を高精度に研磨できる。
このアルミニウム部材の抵抗スポット溶接方法によれば、電極に接する研磨シートが更新されるため、研磨シートの研磨面を常に一定の状態にでき、電極を高精度に研磨できる。
このアルミニウム部材の抵抗スポット溶接方法によれば、溶接ナゲットの品質を安定させた状態で多数回のスポット溶接を安定して実施できるようになる。
このアルミニウム部材のスポット溶接方法によれば、溶接打点数が増えても、より安定して高品質な溶融ナゲットが得られる。
本発明の抵抗スポット溶接方法においては、複数のアルミニウム材を重ねた重ね継手に電極を押し当てて抵抗スポット溶接する溶接工程と、電極を研磨する電極研磨工程とを有する。溶接工程は、公知の抵抗スポット溶接であるが、溶接対象がアルミニウム材であるため電極研磨が必要となる。電極研磨は、重ね継手における複数の溶接打点のうち少なくともいずれかの溶接打点の溶接後に実施される。
ここで、被溶接材として用いるアルミニウム材としては、例えばJIS A1000系、A2000系(Al−Cu系合金)、A3000系(Al−Mn系合金)、A4000系(Al−Si系合金)、A5000系(Al−Mg系合金)、A6000系(Al−Mg−Si系合金)、A7000系(Al−Zn−Mg系合金、Al−Zn−Mg−Cu系合金)のアルミニウム合金が挙げられる。
図1は電極表面を研磨する電極研磨工程の様子を示す説明図である。
電極11,13は、銅又は銅合金からなり、互いに対向する電極先端面の少なくとも一部に曲面形状を有する。
研磨基板17は、平坦板状の一方の主面である上面17Aに凹み部21A、他方の主面である下面17Bに凹み部21Bを備える。凹み部21Aは、Y方向に沿った一方向凹溝であり、図中X方向に沿って電極11(図1参照)の電極先端面の曲面形状に沿った曲面を有する。また、凹み部21Bも同様に、Y方向に沿った凹溝であり、X方向に沿って電極13の電極先端面の曲面形状に沿った曲面を有する。
電極11,13の形状は、図4に示すR(Radius)型、図5に示すDR(Dome Radius)型が溶接電流の流路を安定化させやすく、連続して溶接打点の抵抗スポット溶接を実施しても、溶接ナゲットサイズのバラツキが少ないため好ましい。
研磨シート19A,19Bは、研磨紙、好ましくは研磨布(樹脂を含む)をベースとして樹脂バインダーで砥粒を保持する構成からなる。電極11,13を研磨シート19A,19Bに押し当てると、弾性を有する樹脂バインダーにより研磨基板17に沿って砥粒が配置され、これにより、高い寸法精度で電極11,13を研磨できる。砥粒は、粒度320#〜1000#のものが電極先端の形状を確保できるため、好適に用いられる。
次に、アルミニウム部材の抵抗スポット溶接方法について説明する。
図6A〜図6Dはアルミニウム部材の抵抗スポット溶接の手順を段階的に示す工程説明図である。
図6Aに示すように、まず、研磨ツール15を、電極11と電極13との間に軸心を一致させた状態で配置する。このとき、研磨基板17の少なくとも凹み部21A,21Bを、研磨シート19A,19Bにより覆っておく。
スポット溶接機27は、ロボット先端軸に電極11,13を有するスポット溶接ガン31を有する。スポット溶接ガン31は、スポット溶接機27の複数の駆動軸によって所望の位置に所望の姿勢で移動される。
研磨ユニット33は、研磨ツール15と、研磨ツール15を支持するケーシング35と、ケーシング35に内蔵された研磨シート供給機構37と、を備える。
図9は研磨ツールをスポット溶接ガン31に配置した構成を示すスポット溶接機の部分拡大図である。
・通電時間 :400msec
・電極加圧力:4kN
・電極 :材質Cu-1%Cr、R型電極
直径19mm、先端の曲率半径100mm
15 研磨ツール
17 研磨基板
19A,19B 研磨シート
21A,21B 凹み部
Claims (5)
- 複数のアルミニウム材を重ねた重ね継手に電極を押し当てて抵抗スポット溶接するアルミニウム部材の抵抗スポット溶接方法であって、
一対の前記電極は、銅又は銅合金からなり、互いに対向する電極先端面の少なくとも一部に曲面形状を有しており、
前記重ね継手の複数の溶接打点のうち少なくともいずれかの溶接打点の溶接後に、前記電極先端面の曲面形状に沿った曲面の一方向凹溝からなる凹み部を備え、前記電極よりも硬度が高い材料からなる研磨基板と、前記研磨基板の少なくとも前記凹み部を覆う研磨シートと、を有する研磨ツールを、前記電極と前記研磨基板とが前記研磨シートを挟んで押し当てられた状態で、前記電極と前記研磨ツールとを相対的に回転又は揺動させる電極研磨工程を有するアルミニウム部材の抵抗スポット溶接方法。 - 前記研磨シートは、前記研磨基板に脱着可能に配置されている請求項1に記載のアルミニウム部材の抵抗スポット溶接方法。
- 前記研磨シートは、前記研磨基板に対して相対移動可能に配置されている請求項1又は請求項2に記載のアルミニウム部材の抵抗スポット溶接方法。
- 前記電極研磨工程を、前記溶接打点の点数が5回以内で実施する請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載のアルミニウム部材の抵抗スポット溶接方法。
- 前記電極研磨工程を、複数の前記溶接打点毎に実施する請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載のアルミニウム部材の抵抗スポット溶接方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016218989A JP6694800B2 (ja) | 2016-11-09 | 2016-11-09 | アルミニウム部材の抵抗スポット溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016218989A JP6694800B2 (ja) | 2016-11-09 | 2016-11-09 | アルミニウム部材の抵抗スポット溶接方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018075604A JP2018075604A (ja) | 2018-05-17 |
JP6694800B2 true JP6694800B2 (ja) | 2020-05-20 |
Family
ID=62149614
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016218989A Active JP6694800B2 (ja) | 2016-11-09 | 2016-11-09 | アルミニウム部材の抵抗スポット溶接方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6694800B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023117663A1 (de) * | 2021-12-22 | 2023-06-29 | Plansee Composite Materials Gmbh | PUNKTSCHWEIß-ELEKTRODENKAPPE |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS484922U (ja) * | 1971-06-05 | 1973-01-20 | ||
JPS4893558A (ja) * | 1972-03-13 | 1973-12-04 | ||
JPS55141387A (en) * | 1979-04-23 | 1980-11-05 | Hitachi Ltd | Spot welding method |
JPS5639182A (en) * | 1979-09-07 | 1981-04-14 | Hitachi Ltd | Forming method of electrode chip for spot welding |
US8274010B2 (en) * | 2010-04-28 | 2012-09-25 | GM Global Technology Operations LLC | Welding electrode with contoured face |
-
2016
- 2016-11-09 JP JP2016218989A patent/JP6694800B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2018075604A (ja) | 2018-05-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10092975B2 (en) | Solid state additive manufacturing system | |
TWI391199B (zh) | 摩擦攪拌方法 | |
CN114434086B (zh) | 一种钛合金薄壁件表面裂纹修复方法 | |
US20100266438A1 (en) | Method and device for producing annular, rotationally symmetrical workpieces made of metal and/or ceramic powder | |
WO2012147204A1 (ja) | 摩擦攪拌接合方法および装置並びにツールセット | |
JPS6258827B2 (ja) | ||
EP1375050B1 (en) | Machining control method and robot | |
JP5457713B2 (ja) | 切断刃の再生方法と再生設備 | |
CN103658958A (zh) | 铝到铝以及钢到钢的电阻点焊 | |
JP6694800B2 (ja) | アルミニウム部材の抵抗スポット溶接方法 | |
JP2006239714A (ja) | 電極チップ整形装置及び電極チップ整形工具 | |
CN111867769B (zh) | 造型物的制造方法以及造型物 | |
CN105779995B (zh) | 扁司轴套的激光修复工艺 | |
JP2021112773A (ja) | 抵抗スポット溶接方法、溶接部材の製造方法および溶接装置 | |
JP2001038472A (ja) | ステンレスクラッド鋼板の溶接方法 | |
JP6037018B2 (ja) | 抵抗スポット溶接方法 | |
WO2019181556A1 (ja) | 造形物の製造方法及び造形物 | |
JP2002224860A (ja) | 摩擦撹拌接合による金属の突合せ接合方法 | |
CN110125510B (zh) | 用于制备长尺寸硬质合金的电阻钎焊连接方法 | |
JP5294589B2 (ja) | バルブシート形成方法及びシリンダーヘッド | |
JP2004034141A (ja) | 接合継手の製造方法、接合継手、摩擦撹拌接合法、接合装置及び平削り用バイト | |
JP2010029883A (ja) | 溶接用電極チップの整形装置およびその整形方法 | |
JP4333037B2 (ja) | 放電表面処理方法及び装置並びに放電表面処理用電極 | |
EP2687313A1 (en) | Method of friction stir welding aluminum alloy materials containing second phase particles, and aluminum alloy panel produced thereby | |
JP2019209359A (ja) | 溶接構造物の製造方法及び溶接構造物 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20181203 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190830 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190924 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20191105 |
|
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: 20200407 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200420 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6694800 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |