JP7038193B2 - スポット溶接方法 - Google Patents
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Description
次に、スポット溶接装置10による第1~第3金属板W1~W3のスポット溶接方法について説明する。
スポット溶接装置10を用い、図5に示すようなパルス状波形を有するDCチョッピングパルス電流(以下、単にパルス電流という)を、上電極チップ12と下電極チップ22との間に流し、上電極チップ12と下電極チップ22との間に挟持された第1~第3金属板W1~W3を溶接する実験(実施例1~6及び比較例1~4)を行った。
実施例1では、ピーク電流値A1が14.6kA、実効電流値A2が7.8kA、ピーク継続時間T1が0.1ms、ノーピーク継続時間T2が5.9msである。その結果、実施例1では、下限電流値A3が6.9kA、上限電流値A4が8.42kA、上限電流値A4と下限電流値A3との差A5が1.52kA、ノーピーク継続時間T2/ピーク継続時間T1が59.0、実効電流値A2/ピーク電流値A1が0.53、立ち上がり時間T3/立ち下り時間T4が0.32となり、さらに、チリ発生が無く、溶接結果がOKであると判定された。
3枚以上の金属板(第1~第3金属板W1~W3)を重ねて構成され、3枚以上の金属板(第1~第3金属板W1~W3)の少なくとも1枚の金属板(第1金属板W1)は他の金属板(第2,第3金属板W2,W3)と厚みが異なるように形成されて、少なくとも1枚の金属板(第1金属板W1)の厚みと3枚以上の金属板(第1~第3金属板W1~W3)の総厚みとの板厚比率が3.5~10となる積層体15であること。
パルス電流は、設定されたピーク電流範囲(下限ピーク電流値A6とピーク電流値A1との間)の下限値(下限ピーク電流値A6)より低い値(例えば、ゼロ)からピーク電流範囲の上限値(ピーク電流値A1)に達した時点で開始され、ピーク電流値A1から下限ピーク電流値A6まで下降して再びピーク電流値A1まで上昇するピーク維持制御が所定回数(1回)行われるピーク状態と、ピーク維持制御が所定回数(1回)行われた後に、ピーク電流値A1から下限ピーク電流値A6まで下降して再びピーク電流値A1まで上昇するノーピーク状態とが交互に設定されるパルス状波形を有すること。
ピーク電流範囲(下限ピーク電流値A6とピーク電流値A1との間)の上限(ピーク電流値A1)は、10.6kA~20kAに設定されること。
ピーク状態の継続時間であるピーク継続時間T1は、0.1~0.9msに設定されること。
ノーピーク状態の継続時間であるノーピーク継続時間T2は、4ms~13.6msで且つ、ピーク継続時間T1の5倍~87倍に設定されること。
少なくとも1枚の金属板(第1金属板W1)の厚みと3枚以上の金属板(第1~第3金属板W1~W3)の総厚みとの板厚比率が3.5~7となる積層体15であること。
実効電流値A2がピーク電流範囲(下限ピーク電流値A6とピーク電流値A1との間)の上限(ピーク電流値A1)の0.5倍~0.75倍に設定されること。
実効電流値A2がピーク電流範囲(下限ピーク電流値A6とピーク電流値A1との間)の上限(ピーク電流値A1)の0.5倍~0.6倍に設定され、ノーピーク継続時間T2は、ピーク継続時間T1の10倍~87倍、又は6ms~13msに設定されること。
立ち上がり時間T3は、立ち下り時間T4より短い時間で設定されること。
立ち上がり時間T3は、立ち下り時間T4の0.1~0.8の時間で設定されること。
実施例2では、ピーク電流値A1が14.6kA、実効電流値A2が7.8kA、ピーク継続時間T1が0.1ms、ノーピーク継続時間T2が8.7msである。その結果、実施例2では、下限電流値A3が6.9kA、上限電流値A4が8.42kA、上限電流値A4と下限電流値A3との差A5が1.52kA、ノーピーク継続時間T2/ピーク継続時間T1が87.0、立ち上がり時間T3/立ち下り時間T4が0.65となり、さらに、チリ発生が無く、溶接結果がOKであると判定された。
実施例3では、ピーク電流値A1が14.6kA、実効電流値A2が7.8kA、ピーク継続時間T1が0.9ms、ノーピーク継続時間T2が8.6msである。その結果、実施例3では、下限電流値A3が6.5kA、上限電流値A4が7.9kA、上限電流値A4と下限電流値A3との差A5が1.4kA、ノーピーク継続時間T2/ピーク継続時間T1が9.55、立ち上がり時間T3/立ち下り時間T4が0.8となり、さらに、チリ発生が無く、溶接結果がOKであると判定された。
実施例4では、ピーク電流値A1が14.6kA、実効電流値A2が7.8kA、ピーク継続時間T1が0.9ms、ノーピーク継続時間T2が13.6msである。その結果、実施例4では、下限電流値A3が6.5kA、上限電流値A4が7.9kA、上限電流値A4と下限電流値A3との差A5が1.4kA、ノーピーク継続時間T2/ピーク継続時間T1が15.11、立ち上がり時間T3/立ち下り時間T4が0.1となり、さらに、チリ発生が無く、溶接結果がOKであると判定された。
実施例5では、ピーク電流値A1が10.6kA、実効電流値A2が7.8kA、ピーク継続時間T1が0.9ms、ノーピーク継続時間T2が3.85msである。その結果、実施例5では、下限電流値A3が7.5kA、上限電流値A4が8.57kA、上限電流値A4と下限電流値A3との差A5が1.07kA、ノーピーク継続時間T2/ピーク継続時間T1が4.28、立ち上がり時間T3/立ち下り時間T4が0.18となり、さらに、チリ発生が無く、溶接結果がOKであると判定された。
実施例6では、ピーク電流値A1が10.6kA、実効電流値A2が7.8kA、ピーク継続時間T1が0.9ms、ノーピーク継続時間T2が4.6msである。その結果、実施例4では、下限電流値A3が7.5kA、上限電流値A4が8.57kA、上限電流値A4と下限電流値A3との差A5が1.07kA、ノーピーク継続時間T2/ピーク継続時間T1が5.11、立ち上がり時間T3/立ち下り時間T4が0.51となり、さらに、チリ発生が無く、溶接結果がOKであると判定された。
比較例1では、ピーク電流値A1が14.6kA、実効電流値A2が7.8kA、ピーク継続時間T1が2.7ms、ノーピーク継続時間T2が22.6msである。その結果、比較例1では、下限電流値A3が6.25kA、上限電流値A4が6.85kA、上限電流値A4と下限電流値A3との差A5が0.6kA、ノーピーク継続時間T2/ピーク継続時間T1が8.37、立ち上がり時間T3/立ち下り時間T4が0.4となり、さらに、チリ発生が有り、溶接結果がNGであると判定された。
比較例2では、ピーク電流値A1が9.8kA、実効電流値A2が7.8kA、ピーク継続時間T1が0.9ms、ノーピーク継続時間T2が5.9msである。その結果、比較例2では、下限電流値A3が6.25kA、上限電流値A4が6.85kA、上限電流値A4と下限電流値A3との差A5が0.6kA、ノーピーク継続時間T2/ピーク継続時間T1が6.55、立ち上がり時間T3/立ち下り時間T4が1.2となり、さらに、チリ発生が有り、溶接結果がNGであると判定された。
比較例3では、ピーク電流値A1が10.6kA、実効電流値A2が7.8kA、ピーク継続時間T1が0.9ms、ノーピーク継続時間T2が3.7msである。その結果、比較例2では、下限電流値A3が6.25kA、上限電流値A4が6.85kA、上限電流値A4と下限電流値A3との差A5が0.6kA、ノーピーク継続時間T2/ピーク継続時間T1が4.11、立ち上がり時間T3/立ち下り時間T4が0.61となり、さらに、チリ発生が有り、溶接結果がNGであると判定された。
比較例4では、ピーク電流値A1が7.8kA、実効電流値A2が7.8kA、ピーク継続時間T1が597.4ms、ノーピーク継続時間T2が2.6msである。その結果、比較例2では、下限電流値A3が7.8kA、上限電流値A4が7.8kA、上限電流値A4と下限電流値A3との差A5が0kA、ノーピーク継続時間T2/ピーク継続時間T1が0.0043、立ち上がり時間T3/立ち下り時間T4が0.32となり、さらに、チリ発生が有り、溶接結果がNGであると判定された。
Claims (9)
- 3枚以上の金属板を重ねて構成され、前記3枚以上の金属板の少なくとも1枚の金属板は他の金属板と厚みが異なるように形成されて、前記少なくとも1枚の金属板の厚みに対する前記3枚以上の金属板の総厚みの板厚比率が3.5~10となる積層体を、パルス電流を用いて接合するスポット溶接方法であって、
前記パルス電流は、設定されたピーク電流範囲の下限値より低い値から前記ピーク電流範囲の上限値に達した時点で開始され、前記ピーク電流範囲の上限値から前記ピーク電流範囲の下限値まで下降して再び前記ピーク電流範囲の上限値まで上昇するピーク維持制御が所定回数行われるピーク状態と、前記ピーク維持制御が前記所定回数行われた後に、前記ピーク電流範囲の上限値から設定されたボトム電流まで下降して再び前記ピーク電流範囲の上限値まで上昇するノーピーク状態とが交互に設定されるパルス状波形を有し、
前記ピーク電流範囲の上限値は、10.6kA以上に設定され、
前記ピーク状態の継続時間であるピーク継続時間は、0.9ms以下に設定され、
前記ノーピーク状態の継続時間であるノーピーク継続時間は、4ms~13.6msで且つ、前記ピーク継続時間の5倍~87倍に設定されていることを特徴とするスポット溶接方法。 - 3枚以上の金属板を重ねて構成され、前記3枚以上の金属板の少なくとも1枚の金属板は他の金属板と厚みが異なるように形成されて、前記少なくとも1枚の金属板の厚みに対する前記3枚以上の金属板の総厚みの板厚比率が3.5~10となる積層体を、パルス電流を用いて接合するスポット溶接方法であって、
前記パルス電流は、設定されたピーク電流範囲の上限値の0.9倍である前記ピーク電流範囲の下限値より低い値から前記ピーク電流範囲の上限値に達した時点で開始され、前記ピーク電流範囲の上限値から前記ピーク電流範囲の下限値まで下降するまでのピーク状態と、前記ピーク状態後に、前記ピーク電流範囲の下限値から設定されたボトム電流まで下降して再び前記ピーク電流範囲の上限値まで上昇するノーピーク状態とが交互に設定されるパルス状波形を有し、
前記ピーク電流範囲の上限値は、10.6kA以上に設定され、
前記ピーク状態の継続時間であるピーク継続時間は、0.9ms以下に設定され、
前記ノーピーク状態の継続時間であるノーピーク継続時間は、4ms~13.6msで且つ、前記ピーク継続時間の5倍~87倍に設定されていることを特徴とするスポット溶接方法。 - 請求項1に記載のスポット溶接方法において、
前記ピーク電流範囲の上限値は、10.6kA~20kAに設定されていることを特徴とするスポット溶接方法。 - 請求項1に記載のスポット溶接方法において、
前記ピーク継続時間は、0.1~0.9msに設定されていることを特徴とするスポット溶接方法。 - 請求項1に記載のスポット溶接方法において、
前記積層体の前記板厚比率は、4~7に設定されていることを特徴とするスポット溶接方法。 - 請求項1に記載のスポット溶接方法において、
前記積層体を接合する際の前記パルス電流の実効電流は、前記ピーク電流範囲の上限値の0.5倍~0.75倍に設定されていることを特徴とするスポット溶接方法。 - 請求項1に記載のスポット溶接方法において、
前記積層体を接合する際の前記パルス電流の実効電流値は、前記ピーク電流範囲の上限値の0.5倍~0.6倍に設定され、
前記ノーピーク継続時間は、前記ピーク継続時間の10倍~15倍、又は6ms~13msに設定されていることを特徴とするスポット溶接方法。 - 請求項1に記載のスポット溶接方法において、
前記ノーピーク状態における前記ボトム電流から前記ピーク電流範囲の上限値まで上昇するまでの立ち上がり時間は、前記ノーピーク状態における前記ピーク維持制御が前記所定回数行われた後に前記ボトム電流に下降するまでの立ち下り時間より短い時間で設定されていることを特徴とするスポット溶接方法。 - 請求項8に記載のスポット溶接方法において、
前記立ち上がり時間は、前記立ち下り時間の0.1倍~0.8倍に設定されていることを特徴とするスポット溶接方法。
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