JP7059573B2 - 抵抗スポット溶接装置 - Google Patents

Description

本発明は、鋼板部材を抵抗スポット溶接するためのスポット溶接装置に関し、特に、高強度鋼板を用いた自動車用部品や車体等の組立てに用いられるスポット溶接装置に関するものである。

自動車の分野では、環境保全のため、車体の軽量化による燃費の向上とともに、衝突安全性の向上が求められている。そのため、高強度鋼板を使用して薄肉化するとともに、車体構造を最適化して、車体の軽量化と衝突安全性の向上を図るために、これまで種々の取組みがなされている。

自動車等の部品の製造や車体の組立における溶接では、主に抵抗溶接によるスポット溶接が用いられている。

高強度鋼板はその強度を達成するために母材の炭素等量が大きくなっており、しかも、スポット溶接では溶接部は加熱後直ちに急冷されるために、高強度鋼板のスポット溶接部はマルテンサイト組織となり、溶接部及び熱影響部において硬度が上昇し、靭性が低下するようになる。また、溶接部では、局部的に生じる変態膨張と収縮により、溶接継手の引張残留応力が大きくなっている。

高強度鋼板のスポット溶接において、スポット溶接部の靭性を改善して継手強度を確保する方法として、ナゲットを形成する本通電の後にさらに後通電（テンパー通電）を行う２段通電による方法がある。この方法により、後通電によりスポット溶接部（ナゲット部及び熱影響部）を焼鈍して溶接部の硬さを低下させることができる。

一方、高強度鋼板をスポット溶接した場合において、遅れ破壊（水素脆化）の問題もある。この遅れ破壊は、鋼板の硬さ、残留応力、そして鋼板中の水素量の３因子に主に支配される。

前述のように、溶接部は、硬度が高く、引張残留応力が大きくなっているので、水素侵入が起これば、遅れ破壊を引き起こしやすい部位である。このような遅れ破壊が発生すると、溶接継手の品質指標である引張強さと疲労強さにおいて、十分な強さが得られず、また、その部分（割れ）に水分が浸入すると、腐食が発生して強度がさらに低下するという問題が生じる。これらの問題が、高強度鋼板の適用による車体の軽量化（薄肉化）を阻害する一因である。

このような問題に対して、特許文献１には、図４に示すように、ナゲットを形成する本通電後の後通電時において、本通電時の加圧力Ｐ１よりも加圧力を上昇させて、高い加圧力Ｐ２で加圧することにより、溶接部周辺に圧縮残留応力を導入して耐遅れ破壊特性を向上させるスポット溶接技術が開示されている。

特許文献２には、ＰＣ鋼棒と補助筋とのスポット溶接を行った後、スポット溶接部に超音波振動子による打撃処理を施して、溶接部に圧縮残留応力を付与することにより、高強度ＰＣ鋼棒の耐遅れ破壊特性を向上させる技術が記載されている。

特開２０１５－９３２８２号公報 特開２００６－１０４５５０号公報

特許文献１に開示の技術は、溶接部の引張残留応力を低減できるため、遅れ破壊抑制に対して有効な技術であるが、さらに、遅れ破壊の抑制を向上させることが望まれる。

また、特許文献２では、遅れ破壊の抑制の点では効果が期待できるが、溶接以外の工程や機器が必要となる問題がある。

本発明では、このような実情に鑑み、高い耐遅れ破壊特性を有する溶接継手を、安定して形成することができる抵抗スポット溶接装置を提供することを課題とする。

本発明者らは、上記課題を解決する手段について鋭意検討した。その結果、ナゲットの形成後に通電しながら、溶接電極を用いて溶接部に加圧力を付加する際、一定以上の加圧力を付加した上で、溶接電極を上昇と下降を交互に連続的に繰り返すように制御することにより、溶接部に高い加圧力と低い加圧力を交互に溶接部に付加すると、特許文献２のようなピーニング効果が得られ、溶接継手の耐遅れ破壊特性を顕著に向上できることを見出した。

さらに、溶接電極が電極の軸と垂直に移動することを可能とし、溶接部周辺で高い加圧力と低い加圧力を交互に溶接部に付加することにより、溶接継手の耐遅れ破壊特性をより顕著に向上できることを見出した。

本発明はこのような知見に基づいてなされたもので、その要旨は以下のとおりである。

（１）少なくとも溶接箇所が重ね合わされた複数の鋼板部材を溶接するスポット溶接装置において、互いに対向して配置され、接近又は離隔する一対の溶接電極と、少なくとも溶接電極の一方を接近又は離隔する方向に駆動して、上記鋼板部材に加圧力を付与する電極駆動機構と、溶接電極を電極の軸と垂直方向に移動する電極移動機構と上記一対の溶接電極間に電流を通電する溶接電源とを備え、上記加圧力の付与に用いる駆動パターンをパルス状とし、上記加圧力の増減を繰り返すことが可能なことを特徴とする抵抗スポット溶接装置。

（２）前記電極移動機構の駆動制御にサーボモータを用いることを特徴とする前記（１）の抵抗スポット溶接装置。

（３）溶接電極に通電する電流の制御法として、単相交流、直流インバータ、又は交流インバータを用いることを特徴とする前記（１）又は（２）の抵抗スポット溶接装置。

（４）前記パルス状の駆動パターンにおける加圧力の増減を繰り返す際に、上記繰り返しにおける加圧力の保持時間の最小設定値が５０ｍｓ以下であることを特徴とする前記（１）～（３）のいずれかの抵抗スポット溶接装置。

（５）前記パルス状の駆動パターンにおける加圧力の増減を繰り返す際に、上記繰り返しにおける高い加圧力と低い加圧力の最小設定値が５０ｋｇｆ以上であることを特徴とする前記（１）～（４）のいずれかの抵抗スポット溶接装置。

（６）前記パルス状の駆動パターンにおける加圧力の増減の繰り返し数を２回以上とできることを特徴とする前記（１）～（５）のいずれかの抵抗スポット溶接装置。

（７）前記パルス状の駆動パターンにおける加圧力の増減を繰り返す際に、溶接電極に通電が可能であることを特徴とする前記（１）～（６）のいずれかの抵抗スポット溶接装置。

（８）前記電極駆動機構と前記溶接電源を同期して制御し、溶接電流と電極の加圧力を予め定められたシーケンスに基づいて変化させる制御装置を備えることを特徴とする前記（１）～（７）のいずれかの抵抗スポット溶接装置。

本発明のスポット溶接装置を用いて溶接することにより、ナゲット周辺の引張残留応力を低減する（残留応力を圧縮方向にする）ことができるので、耐水素脆化特性を向上させた溶接継手を得ることができる。

本発明を適用したスポット溶接装置の一例を示す図である。 スポット溶接装置の電極駆動機構の一例を示す図である。 本発明を適用したスポット溶接装置における制御装置が行う溶接電極の加圧力及び通電電流の制御パターンの一例を示す図である。 従来における溶接電極の加圧力及び通電電流のパターンの一例を示す図である。

本発明は、特許文献２に示されるような打撃処理と同様の効果を溶接電極によって行うために、ナゲット形成後の後加熱通電期間に、溶接電極による溶接部の加圧力の上昇と下降を繰り返し行う圧縮残留応力の付与処理を施すことができるような制御手段を組み込んだスポット溶接装置である。

さらに、打撃処理と同様の処理を異なる位置で施すことができるような手段を組み込んだスポット溶接装置である。

スポット溶接装置について説明する前に、まず、溶接電極による圧縮残留応力の付与処理（以下「ピーニング処理」という）について説明する。

スポット溶接では、２枚の鋼板を重ね合わせ、両側から２枚の鋼板の溶接箇所を挟み込むように、銅合金等からなる溶接電極により、図３に示すように、加圧力をＰ１として加圧しながら、通電電流ＩをＩ１として通電し、溶融金属を形成する。その後、加圧力Ｐ１を付与したまま、冷却時間ｔｃの間、通電電流Ｉｃ（０≦Ｉｃ）として、水冷された溶接電極２による抜熱や鋼板自体への熱伝導によって温度が低下して溶融金属が凝固し、即ち、２枚の鋼板１の間に断面楕円形状の溶接金属（ナゲット）を形成する。

スポット溶接個所の板組が高強度鋼板を含む場合、スポット溶接して得られた溶接継手の溶接部（ナゲット及びその周辺の熱影響部）は、冷却過程で焼きが入り、マルテンサイト組織となる。また、冷却過程で熱収縮が起き、特にナゲットの端部は引張応力が残留した状態になる。

そこで、スポット溶接によるナゲット形成後に、通電電流をＩ１よりも低いＩ２として通電しながら、加圧力をＰ１より高い加圧力で加圧して溶接部及びその周辺に圧縮残留応力を付与する際、図３に示すように、加圧力をＰ２として、加圧時間ｔｆの間付与し、その後直ちに加圧力をＰ２より低いＰ３として、加圧時間ｔｉの間付与する加圧力の上昇下降を２回以上繰り返すピーニング処理を施す。

ピーニング処理時に通電電流Ｉ２を流すため、溶接部は高温となって降伏強度が低減され、ピーニング時の塑性変形が容易となる。このため、引張残留応力の低減が促進されると考えられる。さらに、ピーニング時に加圧力を増減させるため、電極と溶接部の接触面積が増減することとなる。接触面積当たりの荷重、すなわち応力が局所で増減するため、塑性変形が一層進行すると思われる。加えて、溶接部の組織微細化や、脆化元素の凝固偏析部分断等が起こり、耐遅れ破壊特性が向上すると推測される。

ピーニング処理は、必要に応じて溶接部で施し、その後、溶接電極を溶接部から移動し、溶接部の周囲で、溶接電極の中心位置がナゲットの外側とならない範囲で行う。図３はこのようなピーニング処理における加圧力と通電電流のパターンの一例を示す図であり、溶接部で加圧力の上昇下降を３回繰り返すピーニング処理を行い、その後、溶接電極を移動し、加圧力の上昇下降を３回繰り返すピーニング処理を行う例である。

図３のピーニング処理では、加圧力の変化を矩形波（パルス波形）で示してあるが、加圧力の上昇下降を行うものであれば、正弦波やそれに類似の波形とすることもできる。そのような波形の場合、加圧力や加圧時間は、例えば、振幅の９０％位置での値とする。

次に、以上のようなピーニング処理が実施できるスポット溶接装置について説明する。
本発明は、基本的に、従来のスポット溶接機に、上述のピーニング処理が実施できる制御装置を組み込むことにより実現できる。

本発明のスポット溶接装置は、互いに対向して配置された溶接電極により、被溶接部材に加圧力を付与する電極駆動機構、溶接電極を電極の軸と垂直方向に移動する電極移動機構を備える。加圧力の付与はパルス状の駆動パターンで、加圧力の増減を繰り返すことができる。

溶接電極を電極の軸と垂直方向に移動する電極移動機構としては、たとえば、サーボモータを用いることができる。溶接電極に通電する電流の制御法としては、たとえば，単相交流、直流インバータ、又は交流インバータを用いることができる。

パルス状の駆動パターンにおける加圧力の増減を繰り返す際の加圧力の保持時間の最小設定値は、たとえば、５０ｍｓ以下に設定できることが好ましい。また、高い加圧力と低い加圧力の最小設定値は、５０ｋｇｆ以上に設定できることが好ましい。さらに、加圧力の増減の繰り返し数を３回以上とできることが好ましい。

また、加圧力の増減を繰り返す際にも、溶接電極に通電が可能とすることもできる。

溶接装置に制御装置を設けることにより、たとえば、電極駆動機構と溶接電源を同期して制御し、溶接電流と電極の加圧力を予め定められたシーケンスに基づいて変化させることも可能である。

以下、定置式のスポット溶接機を例に、本発明をより詳細に説明する。定置式スポット溶接機の一例を図１に示す。スポット溶接機本体１に、上部アーム２、下部アーム３が設けられ、上部アーム２には、電極駆動機構４によって駆動される上部電極ホルダー５が取り付けられており、上部電極ホルダー５の先端には一方の可動溶接電極６が取り付けられている。また、下部アーム３には、下部電極ホルダー７が固定されており、その先端には他方の固定溶接電極８が可動溶接電極６と相対向して取り付けられている。

導電部材からなる上部電極ホルダー５には、電気接続部２１を介して溶接電源２０が接続され、同様の下部電極ホルダー７には、電気接続部２２を介して溶接電源２０が接続されており、溶接電極６、８に溶接電流を供給するようになっている。

電極駆動機構４の一例を図２に示す。この例では、上部アーム２に固定された支持部材１１にボールねじ軸１２を回転できるように支持させ、ボールねじ軸１２にナットブロック１３を組み込み、ボールねじ軸１２をサーボモータ１５により動力伝達機構を介して回転させ、その回転によってナットブロック１３をガイドレール１４、１４に沿って上下動させるようになっており、図１に示すように、ナットブロック１３に取付け部材１９を介して上部電極ホルダー５を取付けることにより、上部電極ホルダー５は、下部電極ホルダー７に対して接近・離反動作（溶接電極の加圧・開放動作）を行うようになっている。

また、図２では、動力伝達機構として、ボールねじ軸１２に同軸にベルト用歯車１６を、モータ軸と同軸にベルト用歯車１７をそれぞれ取り付け、両方の歯車１６、１７をタイミングベルト１８で連結して、サーボモータ１５の回転力をボールねじ軸１２の回転に伝達するようになっている例を示す。

溶接電源２０及びサーボモータ１５には、それらの動作を予め定められたシーケンスに基づいて制御する制御装置３０が接続されている。
制御装置３０は、サーボモータ１５を制御する電極駆動制御手段３２、溶接電源を制御する溶接電流制御手段３３、それらの制御手段に動作指令を出力する主制御手段３１などを備えている。また、電極駆動制御手段３２には、上部電極ホルダー５に設けられた加圧力検出手段（例えば、ひずみ計）３４が接続され、溶接電流制御手段３３は電気接続部２２と溶接電源２０の間に介挿された電流検出手段（例えば、電流計）３５が接続されている。

主制御手段３１には、図３に示すような溶接１サイクルのシーケンスに係る条件、すなわち、溶接電流Ｉ１とその通電時間ｔ１、溶接電流Ｉｃと冷却時間ｔｃ、溶接電流Ｉ２とその通電時間ｔ２、加圧力Ｐ１とその加圧時間ｔ１、加圧力Ｐ２とその加圧時間ｔｆ、加圧力Ｐ３とその加圧時間ｔｉ、その他のスクイズ時間やスロープ時間、及び、加圧力や電流を変化させる時間などが予め設定されており、単位時間ごとに、必要な加圧力や電流値の指令を電極駆動制御手段３２や溶接電流制御手段３３に出力するようになっている。

電極駆動制御手段３２は、加圧力検出手段３４からの検出値が、主制御手段３１からの指令された加圧力になるようにサーボモータ１５を制御して、可動溶接電極６の先端位置すなわち加圧力を制御する。また、溶接電流制御手段３２では、電流検出手段３５からの検出値が主制御手段３１からの指令された電流値になるように溶接電源２０を制御する。

上部電極ホルダー５、下部電極ホルダー７は、取付部材１９に設けられた駆動装置（図示せず）を制御することにより、水平方向への移動が可能である。駆動装置には、たとえば、サーボモータを用いることができる。

また、ＸガンやＣガンを備えた定置スポット溶接装置、ＸガンやＣガンを備えた可搬スポット溶接装置にも本発明の機能を具備することができる。

本発明では、図３に示されるような溶接電極の加圧力及び通電電流のパターンに基づく予め設定された制御シーケンスを実施する。図３の例では、主制御手段３１は、鋼板部材の溶接個所に溶接電極６、８により加圧力Ｐ１を付与しながら、通電電流Ｉ１で通電して溶融金属を形成し、続いて、加圧力Ｐ１を付与したまま、冷却時間ｔｃの間、通電電流を通電電流Ｉ１より低い通電電流Ｉｃとして鋼板部材の溶接個所を冷却する。

続いて、通電電流を前記通電電流Ｉ１より低く、前記通電電流Ｉｃより高い通電電流Ｉ２で通電しながら、加圧力Ｐ１よりも高い加圧力Ｐ２を加圧時間ｔｆの間付与し、その後直ちに加圧力Ｐ２よりも低い加圧力Ｐ３を加圧時間ｔｉの間付与する加圧力の上昇下降を３回以上繰り返す。その後、加圧力を解放して、上部電極ホルダー５、下部電極ホルター７を水平方向に移動し、加圧力Ｐ２よりも低い加圧力Ｐ３を加圧時間ｔｉの間付与する加圧力の上昇下降を３回以上繰り返す。

本発明の溶接装置は以上のシーケンスに基づいて、電極駆動制御手段３２及び溶接電流制御手段３３を制御して、電極駆動機構４と溶接電源２０を制御し、さらに上部電極ホルダー５、下部電極ホルダー７を水平方向に移動させる手段を有する。図３に示した溶接電極の加圧力と通電電流のパターンは一例であり、シーケンスはこれに限られるものではない。

次に、本発明の溶接装置を用いたスポット溶接の一例について説明する。

スポット溶接では、重ねられた複数枚の鋼板の溶接箇所を挟み込むように、両側から溶接電極６、８を押し付けて、鋼板間を加圧しつつ通電（本通電）して、溶融金属を形成する。本通電の終了後に水冷された電極による抜熱や鋼板自体への熱伝導によって、溶融金属を急速に冷却して凝固させ、鋼板の間に断面楕円形状のナゲットを形成する。ナゲットが形成された後、後通電しながら加圧力の上昇下降を繰り返す処理が行われる。

本通電では、例えば、ドームラジアス型の先端直径６～８ｍｍの溶接電極で、加圧力Ｐ１：１．５～６.０ｋＮ、通電時間ｔ１：０．１～１．０ｓ（５～５０サイクル、電源周波数５０Ｈｚ）、通電電流Ｉ１：４～１５ｋＡとして溶接を行う。ナゲット直径は、最も薄い鋼板の板厚をｔ（ｍｍ）とすると、一般的な範囲である３．０√ｔ～５．０√ｔとすることができる。また、溶接条件や電極形状を適宜選択すれば、この範囲未満あるいはこの範囲超の直径のナゲットも形成可能である。

本通電の際の基本加圧及び通電パターンは、特に限定されるものでなく、上記の加圧力、通電時間、通電電流の範囲としたうえで、溶接個所の鋼板部材の材質や板厚などに応じて適宜最適条件に調整すればよい。なお、通電の開始時の電流値は、直ちに通電電流とせず、電流値が通電電流になるまで、電流値を０（ゼロ）又は０超の低い電流から漸増（アップスロープ）させてもよい。

本通電における通電時間の経過後、溶接電極の加圧力を保持したまま、通電電流値Ｉｃを溶融金属の凝固が進行する程度の低い値まで下げる（０＜Ｉｃ＜Ｉ１）か、通電を停止（Ｉｃ＝０）し、溶接部を冷却する。この冷却時間ｔｃは、特に限定されるものでなく、溶接金属（ナゲット）が形成されればよく、鋼板の板厚にも依存するものの、０．０４～０．４ｓが例示される。

溶接金属の形成後に行うピーニング処理では、制御装置３０の指令により、先の例では、溶接電源２０とサーボモータ１５を制御して、溶接電極６、８間に通電電流Ｉ２で通電しながら、高い加圧力Ｐ２とそれより低い加圧力Ｐ３を交互に繰り返し付与する処理を行う。

このピーニング処理の間の通電電流Ｉ２は、Ｉ２／Ｉ１を０．３以上にすると、ピーニング処理での溶接部の温度が適切となり、溶接部の塑性変形が容易となり、溶接部の引張残留応力が低減する。また、通電電流Ｉ２をスポット溶接の際の通電電流Ｉ１未満とすることで、ピーニング処理においてナゲットの拡大を抑制する。ナゲットを拡大させつつピーニング処理を実行すると、ナゲットの凝固が不安定となって、散りが生じたり、溶接部が窪んだり、エネルギーが無駄になったりすることがある。通電電流Ｉ１に対する通電電流Ｉ２の比Ｉ２／Ｉ１を０．３以上１．０未満とする。０．３未満とすると、ピーニング処理による引張残留応力低減効果が不十分となる場合がある。

（ピーニング処理の間の加圧力、加圧時間）
ピーニング処理の際の高い加圧力Ｐ２は、引張残留応力を低減させるために、スポット溶接時の加圧力Ｐ１の１．２倍以上とする。好ましくは、１．３倍以上である。上限は、特に限定されるものでないが、溶接部への過度の加圧を避けるために２．５倍以下が好ましい。

また、高い加圧力Ｐ２での加圧時間ｔｆの上限は、溶接部の引張残留応力を低減させるため、０．２ｓとする。好ましくは０．１ｓである。下限は、０．０２ｓが好ましい。

ピーニング処理の際の低い加圧力Ｐ３は、Ｐ３＜Ｐ２である必要がある。これにより加圧力の上昇下降をすることができる。好ましくは、Ｐ２／Ｐ３≧１．２である。加圧力Ｐ３は、スポット溶接時の加圧力Ｐ１と同程度にするのが好ましい。Ｐ１よりも低い値とすることができるが、Ｐ３の下限は装置の能力によって決定される。加圧時間ｔｉの上限は、生産性の観点から極力短時間とするのが好ましいため、０．２ｓとする。下限は、装置能力、すなわち加圧力制御の安定性を考慮し、０．０２ｓとする。

（加圧力の上昇下降の繰り返し回数）
加圧力の上昇下降の繰り返し回数（１つの加圧Ｐ２と次の１つの加圧Ｐ３で１回）は、２回以上とする。２回以上の加圧力の上昇下降を行った後、最後に加圧力Ｐ２をｔｆの間付与することで、溶接部の引張残留応力を低減させることができる。そのため、加圧力の上昇下降の繰り返し回数は、２回以上とする。繰り返し回数の上限は、特に限定されるものでないが、作業時間を短縮するために１０回とすることが好ましい。

また、繰り返しの加圧力Ｐ２は、１．２≦Ｐ２／Ｐ１の範囲内であれば、すべて同じ加圧力であっても、異なる加圧力であってもよく、０＜ｔｆ≦０．２の範囲内であれば、すべて同じ加圧時間であっても、異なる加圧時間であってもよい。ただし、この繰り返し工程における加圧力及び加圧時間は、すべて同じにすると、作業効率上好ましい。

また、繰り返し行う加圧力Ｐ３への加圧は、Ｐ３＜Ｐ２を満たせば、すべて同じ加圧力であっても、異なる加圧力であってもよく、０＜ｔｉ≦０．２の範囲内であれば、すべて同じ加圧時間であっても、異なる加圧時間であってもよい。ただし、この繰り返し工程における加圧力及び加圧時間は、すべて同じにすると、作業効率上好ましい。

本発明のスポット溶接装置は、一般の鋼板部材のスポット溶接に使用できるのは言うまでもないが、特に９８０ＭＰａ以上の高強度鋼板を用いて作製した鋼板部材の溶接に適用する場合、ピーニング処理による耐遅れ破壊性の向上効果が顕著に表れる。その場合、板組は、すべての鋼板が引張強度９８０ＭＰａ以上のものである場合のみならず、少なくともいずれか１枚のみが上記引張強さを有する場合でもよい。

鋼板の板厚は、０．５～３．２ｍｍの範囲とするとよい。板厚が０．５ｍｍ未満であっても、溶接部の遅れ破壊特性の向上の効果は得られるが、引張試験時における溶接部への応力負荷が低く、また、溶接部で発生する引張残留応力の値が低いため、遅れ破壊が生じ難い。また、板厚が３．２ｍｍ超であっても、溶接部の遅れ破壊特性の向上の効果は得られるが、部材の軽量化がし難くなることがある。

本発明の装置では、スポット溶接後に、溶接部のピーニング処理を施すので、耐水素脆化特性を向上した溶接継手を得ることができる。よって、本発明は、産業上の利用可能性が高いものである。

１ 溶接機本体
２ 上部アーム
３ 下部アーム
４ 電極駆動機構
５ 上部電極ホルダー
６ 可動側の溶接電極
７ 下部電極ホルダー
８ 固定溶接電極
１１ 支持部材
１２ ボールねじ軸
１３ ナットブロック
１４ ガイドレール
１５ サーボモータ
１６、１７ ベルト用歯車
１８ タイミングベルト
１９ 取付け部材
２０ 溶接電源
２１、２２ 電気接続部
３０ 制御装置
３１ 主制御手段
３２ 電極駆動制御手段
３３ 溶接電流制御手段
３４ 加圧力検出手段
３５ 電流検出手段
Ｉ 通電電流
Ｉ１ スポット溶接の際の通電電流
Ｉ２ ピーニング処理の際の通電電流
Ｉｃ 冷却時間における通電電流
Ｐ 加圧力
Ｐ１ スポット溶接時の加圧力
Ｐ２ 加圧力上昇時の加圧力
Ｐ３ 加圧力下降時の加圧力
ｔ１ スポット溶接の際の通電時間
ｔ２ ピーニング処理の際の通電時間
ｔｃ 冷却時間
ｔｆ 加圧力上昇時の加圧時間
ｔｉ 加圧力下降時の加圧時間

Claims (9)

1. 少なくとも溶接箇所が重ね合わされた複数の鋼板部材を溶接するスポット溶接装置において、
   互いに対向して配置され、接近又は離隔する一対の溶接電極と、
   少なくとも溶接電極の一方を接近又は離隔する方向に駆動して、上記鋼板部材に加圧力を付与する電極駆動機構と、
   溶接電極を電極の軸と垂直方向に移動する電極移動機構と
   上記一対の溶接電極間に電流を通電する溶接電源と、
   スポット溶接によるナゲット形成後に、上記電極移動機構を制御して上記溶接電極をナゲットの周辺に移動し、上記電極駆動機構を制御してナゲットの周辺に加圧力を付与する制御装置と
   を備え、
   上記ナゲットの周辺への加圧力の付与に用いる駆動パターンをパルス状とし、上記加圧力の増減を繰り返すことが可能なことを特徴とする抵抗スポット溶接装置。
2. 前記電極移動機構の駆動制御にサーボモータを用いることを特徴とする請求項１に記載の抵抗スポット溶接装置。
3. 溶接電極に通電する電流の制御法として、単相交流、直流インバータ、又は交流インバータを用いることを特徴とする請求項１又は２に記載の抵抗スポット溶接装置。
4. 前記パルス状の駆動パターンにおける加圧力の増減を繰り返す際に、上記繰り返しにおける加圧力の保持時間の最小設定値が５０ｍｓ以下であることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の抵抗スポット溶接装置。
5. 前記パルス状の駆動パターンにおける加圧力の増減を繰り返す際に、上記繰り返しにおける高い加圧力と低い加圧力の最小設定値が５０ｋｇｆ以上であることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の抵抗スポット溶接装置。
6. 前記パルス状の駆動パターンにおける加圧力の増減の繰り返し数を２回以上とできることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の抵抗スポット溶接装置。
7. 前記パルス状の駆動パターンにおける加圧力の増減を繰り返す際に、溶接電極に通電が可能であることを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の抵抗スポット溶接装置。
8. 前記制御装置が、前記電極駆動機構と前記溶接電源を同期して制御し、溶接電流と電極の加圧力を予め定められたシーケンスに基づいて変化させることを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載の抵抗スポット溶接装置。
9. 前記制御装置が、スポット溶接によるナゲット形成後、前記溶接電極を電極の軸と垂直方向に移動させる前に、前記電極駆動機構を制御してナゲットにパルス状の駆動パターンで加圧力を付与することを特徴とする請求項１～８のいずれか１項に記載の抵抗スポット溶接装置。

Images