JP6947591B2 - Electrodes for spot welding - Google Patents

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Description

この発明は、スポット溶接用電極に関するものである。
The present invention relates to a spot welding electrodes.

工業の各分野において、スポット溶接(または、重ね抵抗溶接、点溶接など)が行われている。このスポット溶接は、重ね合わせた金属部材(被溶接材)を、一対の電極の先端部で挟んで、加熱・溶接するものである。 Spot welding (or lap resistance welding, point welding, etc.) is performed in each field of industry. In this spot welding, a superposed metal member (material to be welded) is sandwiched between the tips of a pair of electrodes and heated and welded.

スポット溶接で使われる電極(スポット溶接用電極)には様々なタイプの市販品が用意されており、これらの中から、被溶接材の材質や溶接の状況などに応じて最適なものを選択して使用することができる。また、例えば、特許文献1〜特許文献5のように、電極に対して様々な工夫を行ったものも知られている。 Various types of commercially available electrodes (electrodes for spot welding) used in spot welding are available, and the most suitable one is selected according to the material of the material to be welded and the welding conditions. Can be used. Further, for example, as in Patent Documents 1 to 5, various devices have been devised for the electrodes are also known.

特開平4−118177号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 4-118177 特開平10−225776号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-225776 特開2001−179464号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-179464 特開2000−71078号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-71078 特開2006−55898号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-55898

例えば、被溶接材が、亜鉛メッキ鋼板または亜鉛メッキ系鋼板である場合、スポット溶接を行った時に、被溶接材からメッキ成分が溶け出して電極と合金化反応を起こすので、メッキが施されていない裸鋼板と比べて電極の先端部の損耗や変形が顕著に生じ、その分、電極の寿命が短くなるという問題があった。 For example, when the material to be welded is a zinc-plated steel plate or a zinc-plated steel plate, when spot welding is performed, the plating component dissolves from the material to be welded and causes an alloying reaction with the electrode, so that the material is plated. There is a problem that the tip of the electrode is significantly worn or deformed as compared with the bare steel plate, and the life of the electrode is shortened accordingly.

また、上記特許文献1では、複合被覆板に適した電極を提案しているが、亜鉛メッキ鋼板または亜鉛メッキ系鋼板をスポット溶接する場合に電極の寿命を延ばすようなものではなかった。特許文献2では、電極の先端部に切欠きを設けるようにしているが、切欠きは加工に手間がかり、切削(ドレッシング)による再利用も困難であるため、亜鉛メッキ鋼板または亜鉛メッキ系鋼板をスポット溶接する場合などに採用するのは困難である。特許文献3では、スポット溶接におけるナゲット(溶融凝固部)の形成遅れを改善するために電極の先端部をD型にしているが、亜鉛メッキ鋼板または亜鉛メッキ系鋼板をスポット溶接する場合に電極の寿命を延ばすようなものではなかった。特許文献4および特許文献5では、圧痕や溶接チリの発生を防止するために上下の電極の先端部の曲率半径を異ならせるようにしているが、このようにした場合、異なる曲率半径の電極を各種用意しなければならず、その分、コストや手間がかかってしまう。 Further, although Patent Document 1 proposes an electrode suitable for a composite coated plate, it does not extend the life of the electrode when a galvanized steel sheet or a galvanized steel sheet is spot welded. In Patent Document 2, a notch is provided at the tip of the electrode, but since the notch is troublesome to process and difficult to reuse by cutting (dressing), a galvanized steel sheet or a galvanized steel sheet is used. It is difficult to use it for spot welding. In Patent Document 3, the tip of the electrode is D-shaped in order to improve the formation delay of the nugget (molten solidification part) in spot welding, but when spot welding a galvanized steel sheet or a zinc-plated steel sheet, the electrode It wasn't something that would extend life. In Patent Document 4 and Patent Document 5, the radii of curvature of the tips of the upper and lower electrodes are made different in order to prevent the occurrence of indentations and welding dust, but in this case, electrodes having different radii of curvature are used. Various types must be prepared, which increases cost and labor.

そこで、本発明は、主に、上記した問題点を解決することを目的としている。 Therefore, an object of the present invention is mainly to solve the above-mentioned problems.

上記課題を解決するために、本発明は、被溶接材を亜鉛メッキ鋼板または亜鉛メッキ系鋼板としてスポット溶接を行う電極本体が、クロム銅で構成されると共に、CR型の先端部を有し、該先端部のR部分の曲率半径Rが、27mm≦R<75mmであり、前記R部分の厚みtが、0.3mm<t≦0.9mmとなっているスポット溶接用電極を特徴とする。 In order to solve the above problems, in the present invention, the electrode body for spot welding using the material to be welded as a galvanized steel plate or a galvanized steel plate is made of chrome copper and has a CR type tip portion. the radius of curvature R of the R portion of the distal end portion, 27 mm ≦ R <75 mm der is, the thickness t of the R moiety, wherein the spot welding electrodes that have a 0.3 mm <t ≦ 0.9 mm ..

本発明によれば、上記構成によって、被溶接材を亜鉛メッキ鋼板または亜鉛メッキ系鋼板としてスポット溶接を行う場合に、電極寿命を延ばすことなどができる。 According to the present invention, the electrode life can be extended when the material to be welded is spot welded as a galvanized steel sheet or a galvanized steel sheet according to the above configuration.

本実施の形態にかかる溶接装置を示す図である。It is a figure which shows the welding apparatus which concerns on this embodiment. (a)はC型、(b)はR型、(c)は現行のCR型のスポット溶接用電極を示すものである。(A) is a C type, (b) is an R type, and (c) is a current CR type spot welding electrode. 図2(c)のCR型のスポット溶接用電極を用いた場合の、溶接回数による接合剪断強度(せん断強度)と接触面積との推移の状態を示すグラフである。It is a graph which shows the transition state of the joint shear strength (shear strength) and contact area by the number of weldings when the CR type spot welding electrode of FIG. 2C is used. (a)はこの実施例にかかるCR型のスポット溶接用電極、(b)はこの実施例にかかる別のCR型のスポット溶接用電極、(a)は現行のCR型のスポット溶接用電極を示すものである。(A) is a CR type spot welding electrode according to this embodiment, (b) is another CR type spot welding electrode according to this embodiment, and (a) is a current CR type spot welding electrode. It shows. 図4(a)〜(c)の各CR型のスポット溶接用電極を用いた、溶接回数による接合剪断強度の推移の状態を示すグラフである。It is a graph which shows the state of the transition of the joint shear strength by the number of weldings using each CR type spot welding electrode of FIGS. 4A to 4C. 図4(a)〜(c)の各CR型のスポット溶接用電極における、接合剪断強度と接触面積との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the joint shear strength and the contact area in each CR type spot welding electrode of FIGS. 4A to 4C.

以下、本実施の形態を、図面を用いて詳細に説明する。
図1〜図6は、この実施の形態を説明するためのものである。
Hereinafter, the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings.
1 to 6 are for explaining this embodiment.

<構成>以下、構成について説明する。 <Structure> The configuration will be described below.

図1は、スポット溶接(重ね抵抗溶接、点溶接など)を行う溶接装置1を示すものである。スポット溶接は、重ね合わせた金属部材(被溶接材2,3)を、一対の電極4の先端部5で挟んだ状態にして、一対の電極4間に通電を行う(電流を印加する)ことで、被溶接材2,3を加熱・溶接するものである。 FIG. 1 shows a welding device 1 that performs spot welding (lap resistance welding, point welding, etc.). In spot welding, the overlapped metal members (materials 2 and 3 to be welded) are sandwiched between the tips 5 of the pair of electrodes 4, and electric current is applied (current is applied) between the pair of electrodes 4. Then, the materials to be welded 2 and 3 are heated and welded.

スポット溶接のための電極4(スポット溶接用電極)には、例えば、図2(a)に示すようなC型(円錐台型)のものや、図2(b)に示すようなR型(ラジアス型)のものや、図2(c)に示すようなC部分6(円錐台部)とR部分7(ラジアス部)とを有するCR型(円錐台ラジアス型)のものなど、様々なタイプのものが市販されている。そして、市販されている電極4の中から、被溶接材2,3の材質や溶接の状況などに応じて最適なものを選択して使用するのが一般的である。 The electrode 4 (spot welding electrode) for spot welding includes, for example, a C type (conical cone type) as shown in FIG. 2 (a) and an R type (conical cone type) as shown in FIG. 2 (b). Various types such as a CR type (conical cone radius type) having a C portion 6 (conical base portion) and an R portion 7 (radius portion) as shown in FIG. 2 (c). Is commercially available. Then, it is common to select and use the most suitable electrode 4 from commercially available electrodes 4 according to the material of the materials to be welded 2 and 3 and the welding condition.

そこで、被溶接材2,3を亜鉛メッキ鋼板または亜鉛メッキ系鋼板として、亜鉛メッキ鋼板または亜鉛メッキ系鋼板に対し、例えば、図2(a)のC型の電極4と、図2(c)のCR型の電極4とを用いて、実際にスポット溶接を行って比べてみたところ、例えば、CR型の電極4は接合剪断強度が66kNとなったのに対し、C型の電極4は接合剪断強度が22kNとなった。よって、C型の電極4よりも、CR型の電極4の方が、溶接接合部により大きな接合剪断強度(または、せん断強度)が得られることが確認され、少なくとも、亜鉛メッキ鋼板または亜鉛メッキ系鋼板をスポット溶接する場合には、CR型の電極4を用いるのが良いということが分かった。 Therefore, the materials to be welded 2 and 3 are used as galvanized steel sheets or galvanized steel sheets, and the zinc-plated steel sheets or zinc-plated steel sheets are, for example, the C-type electrode 4 of FIG. 2 (a) and FIG. 2 (c). When spot welding was actually performed using the CR type electrode 4 of the above, for example, the CR type electrode 4 had a bonding shear strength of 66 kN, whereas the C type electrode 4 was bonded. The shear strength was 22 kN. Therefore, it was confirmed that the CR type electrode 4 can obtain a larger joint shear strength (or shear strength) at the welded joint than the C type electrode 4, and at least a galvanized steel plate or a galvanized type. It was found that it is better to use the CR type electrode 4 when spot welding a steel plate.

しかし、一般的に入手できるCR型の電極4を用いて、例えば、総厚の大きい(6.3mm〜10mm)亜鉛メッキ鋼板または亜鉛メッキ系鋼板に対してスポット溶接を行ったところ、電極寿命が十分ではなかったので、電極寿命を延ばすことが求められている。 However, when spot welding is performed on a zinc-plated steel sheet or a zinc-plated steel sheet having a large total thickness (6.3 mm to 10 mm) using a generally available CR type electrode 4, the electrode life is extended. Since it was not sufficient, it is required to extend the electrode life.

そこで、上記したCR型の電極4について調べたところ、図3に示すように、スポット溶接用電極は、溶接を繰り返すことによって、その先端部5が(溶解や、変形や、劣化などで)消耗して被溶接材2,3との接触面積が大きくなって行き、これに伴って、溶接接合部の接合剪断強度が低下して行くことが確認された。 Therefore, when the above-mentioned CR type electrode 4 was investigated, as shown in FIG. 3, the tip portion 5 of the spot welding electrode was consumed (due to melting, deformation, deterioration, etc.) by repeated welding. It was confirmed that the contact area with the materials to be welded 2 and 3 increased, and the joint shear strength of the welded joint decreased accordingly.

よって、被溶接材2,3に対する接触面積の増大と、溶接接合部の接合剪断強度の低下との間には、明らかに相関関係が存在している。また、接触面積や、溶接接合部の接合剪断強度は、上記したC型の電極4とCR型の電極4との比較から、R部分7の有無やR部分7の曲率半径Rの大きさが影響していると推測される。そして、現状のCR型の電極4は、R部分7の曲率半径Rが75mm(R75)となっている。 Therefore, there is a clear correlation between the increase in the contact area with respect to the materials to be welded 2 and 3 and the decrease in the joint shear strength of the welded joint. Further, the contact area and the joint shear strength of the welded joint are determined by the presence or absence of the R portion 7 and the magnitude of the radius of curvature R of the R portion 7 from the comparison between the C-type electrode 4 and the CR-type electrode 4 described above. It is presumed that it has an effect. The current CR type electrode 4 has a radius of curvature R of the R portion 7 of 75 mm (R75).

なお、電極4の先端部5の径(先端径)は、通電径として規定され、ナゲット径とほぼ一致する。一般的な電極4の先端径は、6Φ〜10Φなどとなっているが、総厚の大きい(総厚:6.3mm〜10mm)亜鉛メッキ鋼板または亜鉛メッキ系鋼板に対してスポット溶接を行う場合には、必要なナゲット径は一般的なものよりも大きくなるため、電極4の先端径についても14Φなどに大径化することが望まれている。 The diameter (tip diameter) of the tip portion 5 of the electrode 4 is defined as the energization diameter and substantially coincides with the nugget diameter. The tip diameter of a general electrode 4 is 6Φ to 10Φ or the like, but when spot welding is performed on a galvanized steel sheet or a galvanized steel sheet having a large total thickness (total thickness: 6.3 mm to 10 mm). Since the required nugget diameter is larger than that of a general one, it is desired that the tip diameter of the electrode 4 is also increased to 14Φ or the like.

そこで、この実施例では、スポット溶接用電極を以下のような構成にする。 Therefore, in this embodiment, the spot welding electrode has the following configuration.

(1)被溶接材2,3を亜鉛メッキ鋼板または亜鉛メッキ系鋼板としてスポット溶接を行うためのスポット溶接用電極(電極4)の電極本体を、クロム銅で構成する。そして、図4に示すように、電極本体は、CR型の先端部5を有するものとする。更に、先端部5のR部分7の曲率半径Rを、27mm≦R<75mmとする。 (1) The electrode body of the spot welding electrode (electrode 4) for performing spot welding by using the materials to be welded 2 and 3 as a zinc-plated steel plate or a zinc-plated steel plate is made of chrome copper. Then, as shown in FIG. 4, the electrode body shall have a CR type tip portion 5. Further, the radius of curvature R of the R portion 7 of the tip portion 5 is set to 27 mm ≦ R <75 mm.

ここで、図4(a)は、この実施例にかかるスポット溶接用電極であり、R部分7の曲率半径Rを27mmとしたもの(R27)である。図4(b)は、この実施例にかかる別のスポット溶接用電極であり、R部分7の曲率半径Rを40mmとしたもの(R40)である。図4(c)は、比較例となる現行のCR型の電極4であり、R部分7の曲率半径Rは75mm(R75)となっている。 Here, FIG. 4A is a spot welding electrode according to this embodiment, in which the radius of curvature R of the R portion 7 is 27 mm (R27). FIG. 4B is another spot welding electrode according to this embodiment, in which the radius of curvature R of the R portion 7 is 40 mm (R40). FIG. 4C shows a current CR type electrode 4 as a comparative example, and the radius of curvature R of the R portion 7 is 75 mm (R75).

そして、これらの各スポット溶接用電極を用いて、被溶接材2,3としての亜鉛メッキ鋼板または亜鉛メッキ系鋼板に対し、実際にスポット溶接を行って比べてみたところ、溶接を繰り返すことによる溶接接合部の接合剪断強度の推移は、図5に示すようになった。 Then, when each of these spot welding electrodes was used to actually perform spot welding on the galvanized steel plate or the galvanized steel plate as the materials to be welded 2 and 3, and compared, welding was performed by repeating welding. The transition of the weld shear strength of the joint portion is shown in FIG.

この時の溶接の条件は、以下の通りである。
対象鋼板:亜鉛メッキ鋼板(ZAMメッキt3.2‐4.0t継手) 対象板厚(重ね継手の総厚):6.3〜10mm 溶接回数:200回 電流値:18.5kA 加圧:9kN スクイス゛時間:35cylce スローフ゜時間:3cycle 通電時間:115cycle ホールト゛時間:50cycle
The welding conditions at this time are as follows.
Target steel plate: Galvanized steel plate (ZAM-plated t3.2-4.0t joint) Target plate thickness (total thickness of lap joint): 6.3 to 10mm Number of welds: 200 times Current value: 18.5kA Pressurization: 9kN Squeeze time: 35cylce slow Time: 3cycle Energizing time: 115cycle Holding time: 50cycle

図5によれば、曲率半径Rが小さいスポット溶接用電極ほど、接合剪断強度の推移を示す線の位置が高くなり、また、線の勾配も緩やかになることが確認された。即ち、R27、R40、R75の順に接合剪断強度が高くなり、また、R27、R40、R75の順に一回の溶接ごとの接合剪断強度の低下も少なくなっていることが確認された(R27(−2kN)<R40(−4kN)<R75(−5kN)。 According to FIG. 5, it was confirmed that the smaller the radius of curvature R, the higher the position of the line showing the transition of the joint shear strength and the gentler the gradient of the line. That is, it was confirmed that the joint shear strength increased in the order of R27, R40, and R75, and the decrease in the joint shear strength for each welding in the order of R27, R40, and R75 also decreased (R27 (-). 2kN) <R40 (-4kN) <R75 (-5kN).

そして、電極寿命となる接合剪断強度の値を基準強度(図5の破線)とした場合に、R75の電極4に対して、R40の電極4は50回以上、また、R27の電極4は100回以上、電極寿命が長くなることが確認された。 Then, when the value of the joint shear strength which is the electrode life is set as the reference strength (broken line in FIG. 5), the electrode 4 of R40 is 50 times or more with respect to the electrode 4 of R75, and the electrode 4 of R27 is 100 times. It was confirmed that the electrode life was extended more than once.

また、各スポット溶接用電極にほぼ共通する事項として、第50回目の溶接の周辺(溶接初期の頃)において、第1回目の溶接と第200回目の溶接とを直線で結んだ接合剪断強度の平均推移線(図5の細線)よりも実際の接合剪断強度の方が高くなる傾向があることが確認された。これは、溶接初期には被溶接材2,3に対する接触面積がまだ小さいため、電流密度が高まって、ナゲット9(溶融凝固部:図1参照)の形成速度が早まることから、ナゲット9が効率良く形成されるためではないかと推測される。 In addition, as a matter that is almost common to each spot welding electrode, the joint shear strength that connects the first welding and the 200th welding in a straight line around the 50th welding (at the beginning of welding). It was confirmed that the actual weld shear strength tends to be higher than the average transition line (thin line in FIG. 5). This is because the contact area with the materials to be welded 2 and 3 is still small at the initial stage of welding, so that the current density increases and the formation speed of the nugget 9 (molten solidification part: see FIG. 1) increases, so that the nugget 9 is efficient. It is presumed that it is because it is well formed.

なお、電極4の先端部5のR部分7の曲率半径Rを27mmまでとしたのは、図6に示すように、曲率半径Rが小さくなるに従ってチリや溶着などの発生が多くなって行くため、曲率半径Rを27mmよりも小さくすることは現実的には難しいと判断したことによる。 The radius of curvature R of the R portion 7 of the tip portion 5 of the electrode 4 is set to 27 mm because, as shown in FIG. 6, dust and welding increase as the radius of curvature R decreases. This is because it was judged that it is practically difficult to make the radius of curvature R smaller than 27 mm.

(2)CR型の電極4の先端部5のR部分7の厚みtは、0.3mm<t≦0.9mmとしても良い。 (2) The thickness t of the R portion 7 of the tip portion 5 of the CR type electrode 4 may be 0.3 mm <t ≦ 0.9 mm.

ここで、図4(a)に示すように、R部分7の曲率半径Rを27mmとしたスポット溶接用電極(R27)の場合、R部分7の厚みtは、0.9mmとなる。また、図4(b)に示すように、R部分7の曲率半径Rを40mmとした別のスポット溶接用電極(R40)の場合、R部分7の厚みtは、0.6mmとなる。これに対し、図4(c)に示すように、R部分7の曲率半径Rが75mmのCR型の電極4(R75)の場合、R部分7の厚みtは、0.3mmとなっている。 Here, as shown in FIG. 4A, in the case of the spot welding electrode (R27) in which the radius of curvature R of the R portion 7 is 27 mm, the thickness t of the R portion 7 is 0.9 mm. Further, as shown in FIG. 4B, in the case of another spot welding electrode (R40) in which the radius of curvature R of the R portion 7 is 40 mm, the thickness t of the R portion 7 is 0.6 mm. On the other hand, as shown in FIG. 4C, in the case of the CR type electrode 4 (R75) in which the radius of curvature R of the R portion 7 is 75 mm, the thickness t of the R portion 7 is 0.3 mm. ..

このように、R部分7の厚みtを現行のCR型の電極4のものよりも厚くする(増厚する)ことで、R部分7の増厚分だけ、電極4が寿命に達するまでに消耗できる部分の量(消耗可能代)を増やすことができる。 In this way, by making the thickness t of the R portion 7 thicker (thickening) than that of the current CR type electrode 4, the thickening of the R portion 7 consumes the electrode 4 until it reaches the end of its life. The amount of parts that can be made (consumable allowance) can be increased.

(3)CR型の電極4の先端部5のR部分7の被溶接材2,3に対する接触面積Sは、19.0mm≦S<34.8mmとしても良い。 (3) the contact area S with respect to the material to be welded and third R part 7 of the distal end portion 5 of the CR type electrode 4 may be a 19.0mm 2 ≦ S <34.8mm 2.

ここで、図4(a)に示すように、R部分7の曲率半径Rを27mmとしたスポット溶接用電極(R27)の場合、R部分7の被溶接材2,3に対する初期の接触面積Sは、19.0mmとなる。また、図4(b)に示すように、R部分7の曲率半径Rを40mmとした別のスポット溶接用電極(R40)の場合、R部分7の被溶接材2,3に対する初期の接触面積Sは、23.5mmとなる。これに対し、図4(c)に示すように、R部分7の曲率半径Rが75mmのCR型の電極4(R75)の場合、R部分7の被溶接材2,3に対する初期の接触面積Sは、34.8mmとなっている。 Here, as shown in FIG. 4A, in the case of the spot welding electrode (R27) in which the radius of curvature R of the R portion 7 is 27 mm, the initial contact area S of the R portion 7 with respect to the materials to be welded 2 and 3 S. Is 19.0 mm 2 . Further, as shown in FIG. 4B, in the case of another spot welding electrode (R40) in which the radius of curvature R of the R portion 7 is 40 mm, the initial contact area of the R portion 7 with respect to the materials to be welded 2 and 3 is achieved. S is 23.5 mm 2 . On the other hand, as shown in FIG. 4C, in the case of the CR type electrode 4 (R75) having the radius of curvature R of the R portion 7 having a radius of curvature R of 75 mm, the initial contact area of the R portion 7 with respect to the materials to be welded 2 and 3 S is 34.8 mm 2 .

このように、R部分7の被溶接材2,3に対する接触面積Sを現行のCR型の電極4のものよりも小さくすることで、電流密度を高くすることが可能になる。 In this way, by making the contact area S of the R portion 7 with respect to the welded materials 2 and 3 smaller than that of the current CR type electrode 4, the current density can be increased.

なお、上記した第50回目の溶接の時点での被溶接材2,3に対する各スポット溶接用電極の接触面積を計測したところ、R27は74mm、R40は81mm、R75は86mmとなって、初期接触面積が小さくなっていた。このように、初期接触面積が小さくなることによって、電流密度が高まり、ナゲット9の形成速度が早まるので、より効率的にナゲット9が形成することが可能となる。 When the contact area of each spot welding electrode with respect to the materials to be welded 2 and 3 at the time of the 50th welding described above was measured, R27 was 74 mm 2 , R40 was 81 mm 2 , and R75 was 86 mm 2. , The initial contact area was small. As described above, as the initial contact area becomes smaller, the current density increases and the formation speed of the nugget 9 increases, so that the nugget 9 can be formed more efficiently.

(4)CR型の電極4の先端部5のC部分6の傾斜角度αは、25°としても良い。 (4) The inclination angle α of the C portion 6 of the tip portion 5 of the CR type electrode 4 may be 25 °.

ここで、先端部5のC部分6の傾斜角度αは、円錐台状のC部分6の外周面(錐面)の、C部分6の底面に対する角度のことである。これにより、C部分6の先端部5の径を、一般的な先端径(6Φ〜10Φ)よりも大きくしたり(14Φ)、先端部5のR部分7の曲率半径Rや厚みtや接触面積Sを上記したように設定したりするのに有利となる。 Here, the inclination angle α of the C portion 6 of the tip portion 5 is the angle of the outer peripheral surface (conical surface) of the truncated cone-shaped C portion 6 with respect to the bottom surface of the C portion 6. As a result, the diameter of the tip portion 5 of the C portion 6 can be made larger than the general tip diameter (6Φ to 10Φ) (14Φ), the radius of curvature R, the thickness t, and the contact area of the R portion 7 of the tip portion 5 can be increased. It is advantageous to set S as described above.

なお、C部分6の先端部5の径を14Φなどに設定したのは、一般的なものよりも総厚が大きい(6.3mm〜10mm)、亜鉛メッキ鋼板または亜鉛メッキ系鋼板からなる被溶接材2,3に対して十分な大きさのナゲット9を形成できるようにするためである。 The diameter of the tip 5 of the C portion 6 is set to 14Φ or the like because the total thickness is larger than that of a general one (6.3 mm to 10 mm), and it is made of a galvanized steel plate or a galvanized steel plate to be welded. This is so that a nugget 9 having a sufficient size can be formed with respect to the materials 2 and 3.

(5)そして、溶接装置1は、上記したスポット溶接用電極(電極4)を備えるようにしても良い。 (5) Then, the welding apparatus 1 may be provided with the above-mentioned spot welding electrode (electrode 4).

ここで、溶接装置1は、図1に示すように、重ね合わせた被溶接材2,3の両面に対向配置可能なスポット溶接用電極(電極4)を設けると共に、一対のスポット溶接用電極間に、溶接電源11を接続したものなどとなる。一対のスポット溶接用電極には、同じ形状および大きさのものが使われる。 Here, as shown in FIG. 1, the welding apparatus 1 is provided with spot welding electrodes (electrodes 4) that can be arranged to face each other on both surfaces of the overlapped materials 2 and 3, and is located between a pair of spot welding electrodes. The welding power supply 11 is connected to the above. A pair of spot welding electrodes having the same shape and size are used.

溶接装置1は、例えば、ユニット工法で使われる鉄骨系の建物ユニットを組立てる際などに用いられる。建物ユニットの骨組みとなるユニットフレームには、亜鉛メッキ鋼板や亜鉛メッキ系鋼板などでできた柱や梁(天井梁、床梁)などが使用される。ユニットフレームを構成する柱や梁は、厚肉であるため、一般的にスポット溶接が行われる被溶接材2,3よりも総厚が大きなものとなる(6.3mm〜10mm)。但し、溶接装置1の使用対象は、ユニットフレームに限るものではない。 The welding device 1 is used, for example, when assembling a steel-framed building unit used in the unit construction method. Pillars and beams (ceiling beams, floor beams) made of galvanized steel sheets or galvanized steel sheets are used for the unit frame that forms the framework of the building unit. Since the columns and beams constituting the unit frame are thick, the total thickness is larger than that of the materials to be welded 2 and 3 to which spot welding is generally performed (6.3 mm to 10 mm). However, the target of use of the welding device 1 is not limited to the unit frame.

(6)上記したスポット溶接用電極(電極4)を備えた溶接装置1を用いて溶接を行う。 (6) Welding is performed using the welding device 1 provided with the above-mentioned spot welding electrode (electrode 4).

ここで、溶接方法は、例えば、亜鉛メッキ鋼板や亜鉛メッキ系鋼板などでできた建物ユニットの柱に取付けたジョイントピース(接続部材)と梁とをスポット溶接してユニットフレームを構築するものなどとなる。但し、溶接方法の適用対象は、ユニットフレームに限るものではない。 Here, the welding method is, for example, a method of constructing a unit frame by spot welding a joint piece (connecting member) and a beam attached to a pillar of a building unit made of a galvanized steel plate or a galvanized steel plate. Become. However, the application target of the welding method is not limited to the unit frame.

<作用効果>この実施例によれば、以下のような作用効果を得ることができる。 <Action / Effect> According to this example, the following action / effect can be obtained.

(作用効果1)被溶接材2,3に対してスポット溶接を行うスポット溶接用電極(電極4)の電極本体を、クロム銅で構成した。これにより、被溶接材2,3が亜鉛メッキ鋼板または亜鉛メッキ系鋼板である場合でも、スポット溶接によって被溶接材2,3から溶け出したメッキ成分が電極4(の電極本体)と合金化反応を起こし難くなるため、電極本体の先端部5の損耗や変形を抑制することができる。よって、亜鉛メッキ鋼板または亜鉛メッキ系鋼板に対してスポット溶接を行うのに適したスポット溶接用電極を得ることができる。 (Effect 1) The electrode body of the spot welding electrode (electrode 4) for spot welding the materials to be welded 2 and 3 was made of chrome copper. As a result, even when the materials to be welded 2 and 3 are zinc-plated steel plates or zinc-plated steel plates, the plating components dissolved from the materials to be welded 2 and 3 by spot welding react with the electrode 4 (the electrode body). Therefore, it is possible to suppress wear and deformation of the tip portion 5 of the electrode body. Therefore, it is possible to obtain an electrode for spot welding suitable for spot welding on a galvanized steel sheet or a galvanized steel sheet.

また、スポット溶接用電極(電極4)の電極本体が、CR型の先端部5を有するようにした。これにより、C型の電極4のメリット(例えば、先端形状の維持性の良さなど)とR型の電極4のメリット(例えば、先端形状を切削処理するためのドレッシング作業性の良さや、一対の電極4どうしの加圧軸の芯ズレに対する補償特性の良さや、電極4と被溶接材2,3との接触角のズレに対する補償特性の良さなど)とを合わせ持つことができる。 Further, the electrode body of the spot welding electrode (electrode 4) has a CR type tip portion 5. As a result, the merits of the C-shaped electrode 4 (for example, good maintainability of the tip shape) and the merits of the R-shaped electrode 4 (for example, good dressing workability for cutting the tip shape) and a pair of merits. It is possible to have both good compensation characteristics for the misalignment of the pressure shafts between the electrodes 4 and good compensation characteristics for the misalignment of the contact angles between the electrodes 4 and the materials to be welded 2 and 3.

更に、CR型の電極4の先端部5のR部分7の曲率半径Rを、27mm≦R<75mmとした。これにより、現行のCR型の電極4(例えば、R75)よりもR部分7の曲率半径Rが小さい最適な形状の電極4を得ることができる。 Further, the radius of curvature R of the R portion 7 of the tip portion 5 of the CR type electrode 4 was set to 27 mm ≦ R <75 mm. As a result, it is possible to obtain an electrode 4 having an optimum shape in which the radius of curvature R of the R portion 7 is smaller than that of the current CR type electrode 4 (for example, R75).

そして、スポット溶接用電極では、適正なナゲット9が得られなくなって、溶接接合部の接合剪断強度が基準値を下回るようになった時点が寿命となる。 Then, in the spot welding electrode, the life is reached when the proper nugget 9 cannot be obtained and the joint shear strength of the welded joint becomes less than the reference value.

この際、スポット溶接用電極は、溶接を繰り返すことによって先端部5が消耗(溶解や、変形や、劣化など)してR部分7の曲率半径Rが徐々に大きくなって行き、これに伴って溶接接合部の接合剪断強度が徐々に低下して行く。よって、R部分7の曲率半径Rの増大と、溶接接合部の接合剪断強度の低下との間には、相関関係が存在すると考えられる。 At this time, the tip portion 5 of the spot welding electrode is consumed (melted, deformed, deteriorated, etc.) by repeating welding, and the radius of curvature R of the R portion 7 gradually increases. The joint shear strength of the welded joint gradually decreases. Therefore, it is considered that there is a correlation between the increase in the radius of curvature R of the R portion 7 and the decrease in the joint shear strength of the welded joint.

そこで、R部分7の曲率半径Rを27mm≦R<75mmにすることで、上記したように、現行のCR型の電極4(例えば、R75)よりもR部分7の曲率半径Rが小さくなるので、その分、電極4が寿命に達するまでに曲率半径Rが変化し得る範囲(拡径可能代)を大きく確保することができる。これにより、スポット溶接用電極は、長期間の使用に対して溶接接合部に安定した接合剪断強度が得られるものとなり、その分、電極寿命を延ばす(延命する)ことができる。 Therefore, by setting the radius of curvature R of the R portion 7 to 27 mm ≦ R <75 mm, as described above, the radius of curvature R of the R portion 7 becomes smaller than that of the current CR type electrode 4 (for example, R75). Therefore, it is possible to secure a large range (diameter expandable allowance) in which the radius of curvature R can change before the electrode 4 reaches the end of its life. As a result, the spot welding electrode can obtain a stable joint shear strength at the welded joint portion with respect to long-term use, and the electrode life can be extended (life extension) by that amount.

また、R部分7の曲率半径Rが、27mm≦R<75mmのものを使用するだけで電極寿命を延ばすことができるので、特殊な形状の電極4を用いたり、電極4の先端部5を加工したりすることなくそのまま使用することができ、特別な手間やコストがかからない。また、上下とも同じ電極4を使用することができるので、余計な手間やコストがかかることもない。 Further, since the electrode life can be extended only by using the radius of curvature R of the R portion 7 of 27 mm ≦ R <75 mm, the electrode 4 having a special shape can be used or the tip portion 5 of the electrode 4 can be processed. It can be used as it is without any special effort or cost. Further, since the same electrodes 4 can be used for both the upper and lower surfaces, no extra labor and cost are required.

このように、電極寿命が延びることで、スポット溶接用電極の交換回数を減らして、溶接効率を上げ、溶接コストを下げることができる。 As described above, by extending the electrode life, it is possible to reduce the number of replacements of the spot welding electrode, increase the welding efficiency, and reduce the welding cost.

(作用効果2)CR型の電極4の先端部5のR部分7の厚みtは、0.3mm<t≦0.9mmとしても良い。このように、R部分7の厚みtを、0.3mm<t≦0.9mmにすることで、現行のCR型の電極4(例えば、R75)よりもR部分7の厚みtが厚くなる(増厚する)。そのため、R部分7の増厚分だけ、電極4が寿命に達するまでに消耗し得る部分の量(消耗可能代)を増やすことができる。よって、電極寿命を延ばすことが可能になる。また、R部分7の厚みtが大きいこと、または、消耗可能代が大きいこと自体が電極消耗の抑制に寄与することも期待できる。 (Action Effect 2) The thickness t of the R portion 7 of the tip portion 5 of the CR type electrode 4 may be 0.3 mm <t ≦ 0.9 mm. By setting the thickness t of the R portion 7 to 0.3 mm <t ≦ 0.9 mm in this way, the thickness t of the R portion 7 becomes thicker than that of the current CR type electrode 4 (for example, R75) (for example, R75). Thicken). Therefore, the amount of the portion (consumable allowance) that can be consumed before the electrode 4 reaches the end of its life can be increased by the thickening of the R portion 7. Therefore, the life of the electrode can be extended. Further, it can be expected that the large thickness t of the R portion 7 or the large consumable allowance itself contributes to the suppression of electrode wear.

そして、電極4の消耗可能代が大きいことから、電極寿命となる(接合剪断強度の)基準強度に対して余裕または余力があるので、例えば、意図的に印加電流を増加させてナゲット9の形成促進を図るといったような、これまでになかった通電の仕方の工夫が可能になる。これにより、溶接時間を短縮して、電極寿命の延長を図れるような新たな通電の仕方を開発することなども可能になる。 Since the consumable allowance of the electrode 4 is large, there is a margin or a margin with respect to the reference strength (of the joint shear strength) which is the life of the electrode. Therefore, for example, the applied current is intentionally increased to form the nugget 9. It will be possible to devise new ways of energizing, such as promoting it. This makes it possible to develop a new method of energization that can shorten the welding time and extend the life of the electrodes.

(作用効果3)CR型の電極4の先端部5のR部分7の被溶接材2,3に対する接触面積Sは、19.0mm≦S<34.8mmとしても良い。このように、R部分7の被溶接材2,3に対する接触面積Sを、19.0mm≦S<34.8mmにすることで、現行のCR型の電極4(例えば、R75)よりもR部分7の被溶接材2,3に対する接触面積Sを小さくすることができる。そのため、電流密度が上昇して、ナゲット9の形成速度が早まるので、効率良く大きなナゲット9を形成することができるようになる、または、印加電流を低くしても適正な大きさのナゲット9を形成することができるようになる。これらによって、電極寿命を延ばすことができる。 The contact area S with respect to the material to be welded and third R part 7 of the distal end portion 5 of the (Operation and Effect 3) CR-type electrode 4 may be a 19.0mm 2 ≦ S <34.8mm 2. Thus, the contact area S with respect to the welding material 2,3 in the R moiety 7, by a 19.0mm 2 ≦ S <34.8mm 2, the current CR-type electrode 4 (e.g., R75) than The contact area S of the R portion 7 with respect to the welded materials 2 and 3 can be reduced. Therefore, the current density increases and the formation speed of the nugget 9 increases, so that a large nugget 9 can be efficiently formed, or a nugget 9 having an appropriate size can be obtained even if the applied current is lowered. You will be able to form. As a result, the life of the electrode can be extended.

(作用効果4)CR型の電極4の先端部5のC部分6の傾斜角度αは、25°としても良い。このように、先端部5のC部分6の傾斜角度αを、25°にすることで、先端部5のR部を上記した形状にし易くすることなどができる。 (Action Effect 4) The inclination angle α of the C portion 6 of the tip portion 5 of the CR type electrode 4 may be 25 °. In this way, by setting the inclination angle α of the C portion 6 of the tip portion 5 to 25 °, it is possible to facilitate the shape of the R portion of the tip portion 5 as described above.

(作用効果5)溶接装置1は、上記したスポット溶接用電極(電極4)を備えることで、上記したスポット溶接用電極と同様の作用効果(例えば、電極4の延命効果など)を得ることができる。 (Action and Effect 5) By providing the above-mentioned spot welding electrode (electrode 4), the welding apparatus 1 can obtain the same action and effect as the above-mentioned spot welding electrode (for example, the life extension effect of the electrode 4). can.

(作用効果6)溶接方法は、上記したスポット溶接用電極を用いることで、上記したスポット溶接用電極と同様の作用効果(例えば、電極4の延命効果など)を得ることができる。 (Action Effect 6) By using the above-mentioned spot welding electrode in the welding method, the same action and effect as the above-mentioned spot welding electrode (for example, the life extension effect of the electrode 4) can be obtained.

以上、この発明の実施の形態を図面により詳述してきたが、実施の形態はこの発明の例示にしか過ぎないものである。よって、この発明は実施の形態の構成にのみ限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれることは勿論である。また、例えば、各実施の形態に複数の構成が含まれている場合には、特に記載がなくとも、これらの構成の可能な組合せが含まれることは勿論である。また、実施の形態に複数の実施例や変形例がこの発明のものとして開示されている場合には、特に記載がなくとも、これらに跨がった構成の組合せのうちの可能なものが含まれることは勿論である。また、図面に描かれている構成については、特に記載がなくとも、含まれることは勿論である。更に、「等」の用語がある場合には、同等のものを含むという意味で用いられている。また、「ほぼ」「約」「程度」などの用語がある場合には、常識的に認められる範囲や精度のものを含むという意味で用いられている。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the embodiments are merely examples of the present invention. Therefore, the present invention is not limited only to the configuration of the embodiment, and it goes without saying that the present invention includes a design change or the like within a range that does not deviate from the gist of the present invention. Further, for example, when a plurality of configurations are included in each embodiment, it goes without saying that possible combinations of these configurations are included even if there is no particular description. Further, when a plurality of examples and modifications are disclosed as those of the present invention in the embodiment, possible combinations of configurations straddling these are included even if there is no particular description. Of course. Further, it goes without saying that the configuration depicted in the drawings is included even if there is no particular description. Furthermore, when there is a term such as "etc.", it is used to mean that it includes the equivalent. In addition, when there are terms such as "almost", "about", and "degree", they are used to mean that they include those with a range and accuracy that are generally accepted.

1 溶接装置
2 被溶接材
3 被溶接材
4 電極
5 先端部
6 C部分
7 R部分
R 曲率半径
S 接触面積
t 厚み
α 傾斜角度
1 Welding device 2 Welded material 3 Welded material 4 Electrode 5 Tip part 6 C part 7 R part R Radius of curvature S Contact area t Thickness α Tilt angle

Claims (3)

被溶接材を亜鉛メッキ鋼板または亜鉛メッキ系鋼板としてスポット溶接を行う電極本体が、クロム銅で構成されると共に、CR型の先端部を有し、該先端部のR部分の曲率半径Rが、27mm≦R<75mmであり、前記R部分の厚みtが、0.3mm<t≦0.9mmとなっていることを特徴とするスポット溶接用電極。 The electrode body for spot welding using a galvanized steel plate or a galvanized steel plate as the material to be welded is made of chrome copper and has a CR type tip portion, and the radius of curvature R of the R portion of the tip portion is 27 mm ≦ R <Ri 75mm der, the thickness t of the R moiety is, 0.3 mm <spot welding electrode, characterized that you have a t ≦ 0.9 mm. 請求項に記載のスポット溶接用電極において、
前記R部分の被溶接材に対する接触面積Sが、19.0mm≦S<34.8mmとなっていることを特徴とするスポット溶接用電極。
In the spot welding electrode according to claim 1,
The contact area S with respect to the welding material in the R moiety is, 19.0 mm 2 ≦ S <spot welding electrode, characterized in that it has a 34.8 mm 2.
請求項1または請求項2に記載のスポット溶接用電極において、
前記先端部のC部分の傾斜角度αが、25°となっていることを特徴とするスポット溶接用電極。
In the spot welding electrode according to claim 1 or 2.
An electrode for spot welding, wherein the inclination angle α of the C portion of the tip portion is 25 °.
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