JP7155903B2 - Electrode for resistance spot welding and method for manufacturing resistance spot welding joint - Google Patents
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Description
本発明は、抵抗スポット溶接用電極および抵抗スポット溶接継手の製造方法に関する。 The present invention relates to an electrode for resistance spot welding and a method of manufacturing a resistance spot welded joint.
亜鉛めっき鋼板等の金属板を用いた抵抗スポット溶接においては、連続打点性の点から、熱伝導率の高い金属によって形成され、かつ、内部に冷却水が循環するように構成された溶接用電極が用いられている。このような電極を用いることで、溶接中の金属板や電極の温度上昇が抑制される。 In resistance spot welding using metal plates such as galvanized steel sheets, welding electrodes made of metal with high thermal conductivity and configured so that cooling water circulates inside from the point of continuous welding. is used. By using such an electrode, the temperature rise of the metal plate and the electrode during welding is suppressed.
さらに、このような電極の中には、電極や被溶接物を効率よく冷却する観点から、電極表面に冷却水を供給し得るように構成された電極が知られている。
例えば、特許文献1には、電極チップのチップ表面に開口する流水孔を設けて、少量の冷却水をチップ表面に供給し得るように構成されたスポット溶接装置が開示されている。この特許文献1に開示されたスポット溶接装置によれば、電極チップが効率よく冷却されて、被溶接物から融解熱を効率的に除去することができる上、被溶接物の溶接歪を生じにくくすることができるとされている。
Further, among such electrodes, from the viewpoint of efficiently cooling the electrode and the object to be welded, there is known an electrode configured so that cooling water can be supplied to the surface of the electrode.
For example,
しかしながら、この特許文献1に開示されたスポット溶接装置のように、電極先端部に孔部を形成しただけでは、複数枚の金属板を一対の電極で挟持する際に上述の孔部がふさがり、さらに、通電による発熱で金属板近傍の冷却水が蒸発するため、その水蒸気が外部へ逃げられずに上述の孔部内に滞留したり、孔部内を逆流したりするおそれがあった。
このように、冷却水や冷却水から生じる水蒸気が孔部内に滞留したり、孔部内を逆流したりすると、冷却水が溶接中の金属板に接触しにくくなるため、溶接中の金属板を十分に冷却することができず、所期の効果が得られにくくなる。
However, as in the spot welding apparatus disclosed in this
In this way, if the cooling water or water vapor generated from the cooling water stays in the hole or flows backward in the hole, the cooling water becomes less likely to come into contact with the metal plate being welded. It becomes difficult to obtain the desired effect.
そこで、本発明は、溶接中の金属板を十分に冷却することができる抵抗スポット溶接用電極、およびそれを用いた抵抗スポット溶接継手の製造方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a resistance spot welding electrode capable of sufficiently cooling a metal plate being welded, and a method of manufacturing a resistance spot welded joint using the same.
本発明の一態様(態様1)は、重ね合わされた複数枚の金属板の溶接に用いる抵抗スポット溶接用電極であって、
電極先端面に冷却水を供給するための貫通孔と、前記冷却水または前記冷却水から生じる水蒸気を前記電極先端面から外部へ排出するための、溝部または穴部からなる排出手段と、を備えた、前記抵抗スポット溶接用電極である。
One aspect (aspect 1) of the present invention is a resistance spot welding electrode used for welding a plurality of overlapping metal plates,
a through-hole for supplying cooling water to the tip surface of the electrode; and discharge means consisting of a groove or a hole for discharging the cooling water or steam generated from the cooling water from the tip surface of the electrode to the outside. Further, it is the electrode for resistance spot welding.
本態様1の抵抗スポット溶接用電極は、上記の排出手段を備えていることによって、溶接中に電極先端面に供給された冷却水または当該冷却水から生じる水蒸気を、電極先端面から外部へ排出しやすくすることができる。
これにより、本態様1の抵抗スポット溶接用電極は、溶接中に冷却水や水蒸気が貫通孔内に滞留したり、貫通孔内を逆流したりするようなことが生じにくく、溶接中の金属板に対して常に新鮮な冷却水を供給し続けることができるため、溶接中の金属板を十分に冷却することができる。
なお、このようにして溶接中の金属板が十分に冷却されると、金属板表面にマルテンサイト組織が生じにくく、硬化しにくくなるため、溶接後に継手を加工する際に金属板が変形しやすく、また、金属板の表面割れも生じにくくなるという利点がある。
The electrode for resistance spot welding of this
As a result, the electrode for resistance spot welding of this
When the metal plate being welded is sufficiently cooled in this way, it is difficult for the martensitic structure to form on the metal plate surface, and hardening is difficult, so the metal plate tends to deform when the joint is processed after welding. Also, there is an advantage that surface cracks of the metal plate are less likely to occur.
また、本発明の別の態様(態様2)では、上記態様1の抵抗スポット溶接用電極において、当該抵抗スポット溶接用電極は、前記貫通孔を1本または複数本有し、前記貫通孔の断面積の合計が0.2mm2以上である。
In another aspect (aspect 2) of the present invention, in the resistance spot welding electrode of
本発明の更に別の態様(態様3)では、上記態様1または2の抵抗スポット溶接用電極において、前記電極先端面は、前記金属板との接触部分の形状が前記貫通孔を囲み、かつ0.2mm~2.5mmの幅を有する環状の形状である。
In still another aspect (aspect 3) of the present invention, in the resistance spot welding electrode according to
本発明の更に別の態様(態様4)では、上記態様1~3のいずれかの抵抗スポット溶接用電極において、前記排出手段が、0.5mm以上の深さを有する前記溝部または0.5mm以上の直径を有する前記穴部からなる。
In still another aspect (aspect 4) of the present invention, in the resistance spot welding electrode according to any one of
本発明の更に別の態様(態様5)では、上記態様1~4のいずれかの抵抗スポット溶接用電極において、前記排出手段が、2個以上の前記溝部または2個以上の前記穴部からなる。
In still another aspect (aspect 5) of the present invention, in the resistance spot welding electrode according to any one of
本発明の更に別の態様(態様6)では、上記態様5の抵抗スポット溶接用電極において、前記2個以上の前記溝部または前記2個以上の前記穴部が、前記貫通孔を中心として対称となる位置にそれぞれ配置されている。
In still another aspect (aspect 6) of the present invention, in the resistance spot welding electrode of
本発明の更に別の態様(態様7)では、上記態様1~6のいずれかの抵抗スポット溶接用電極において、当該抵抗スポット溶接用電極は、前記貫通孔の開口周縁部から外方側に延在するとともに前記排出手段と連通する窪み部を有する。
In still another aspect (aspect 7) of the present invention, in the resistance spot welding electrode according to any one of
本発明の更に別の態様(態様8)では、上記態様7の抵抗スポット溶接用電極において、前記窪み部は、電極先端側の開口面積が前記電極先端面の面積の50%以上である。
In still another aspect (aspect 8) of the present invention, in the resistance spot welding electrode according to
また、本発明の更に別の態様(態様9)は、重ね合わされた複数枚の金属板を一対の電極で挟持して通電する工程を含む、抵抗スポット溶接継手の製造方法であって、
前記一対の電極のうちの少なくとも一方の電極として、上記態様1~8のいずれかの抵抗スポット溶接用電極を用いる、前記製造方法である。
Further, still another aspect (aspect 9) of the present invention is a method for manufacturing a resistance spot welded joint, comprising a step of sandwiching a plurality of superimposed metal plates between a pair of electrodes and energizing the joint,
The manufacturing method, wherein the electrode for resistance spot welding according to any one of
本発明の更に別の態様(態様10)は、上記態様9の製造方法において、前記複数枚の金属板は、少なくとも一枚のめっき鋼板を含み、
前記少なくとも一方の電極は、前記複数枚の金属板を通電する際に、前記めっき鋼板と接触するように配置される。
Still another aspect (aspect 10) of the present invention is the manufacturing method according to aspect 9, wherein the plurality of metal plates includes at least one plated steel plate,
The at least one electrode is arranged so as to be in contact with the plated steel sheet when the plurality of metal sheets are energized.
本発明の更に別の態様(態様11)では、上記態様9または10の製造方法において、前記冷却水の流量が3L/分以上である。
In still another aspect (aspect 11) of the present invention, in the production method of
本発明によれば、溶接中の金属板を十分に冷却することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the metal plate during welding can be fully cooled.
以下、本発明の抵抗スポット溶接用電極および抵抗スポット溶接継手の製造方法の好適な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A preferred embodiment of a resistance spot welding electrode and a method for manufacturing a resistance spot welded joint of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
<抵抗スポット溶接用電極>
本発明の一実施形態に係る抵抗スポット溶接用電極1は、図1に示すように、スポット溶接において、重ね合わされた2枚の金属板3を挟持して通電する一対の電極のうち、下側の電極として用いられる。なお、この図1に示す本実施形態においては、上側の電極は、通常の抵抗スポット溶接用電極2が用いられる。
<Electrodes for resistance spot welding>
A resistance
そして、本実施形態の抵抗スポット溶接用電極1は、図1~図4に示すように、電極先端面S1に冷却水CWを供給するための、電極内部から電極先端面S1に連通する貫通孔11と、冷却水CWまたは当該冷却水CWから生じる水蒸気を電極先端面S1から外部へ排出するための、電極先端面S1に形成された4個の溝部12からなりかつ端部が上記貫通孔11と連通する排出手段14と、電極先端面S1において上記貫通孔11の開口周縁部から外方側に延在するとともに上記排出手段14と連通する窪み部15と、を備えている。
As shown in FIGS. 1 to 4, the resistance spot welding electrode 1 of the present embodiment communicates with the electrode tip surface S1 from the inside of the electrode for supplying cooling water CW to the electrode tip surface S1. and four grooves 12 formed in the electrode tip surface S1 for discharging the cooling water CW or water vapor generated from the cooling water CW to the outside from the electrode tip surface S1, and a discharge means 14 whose end communicates with the through-
本実施形態の抵抗スポット溶接用電極1は、上記貫通孔11および排出手段14を備えた特定の構造を有しているため、上記排出手段14によって、溶接中に電極先端面S1に供給された冷却水CWまたは当該冷却水CWから生じる水蒸気を、電極先端面S1から外部へ排出しやすくすることができる。
これにより、抵抗スポット溶接用電極1は、溶接中に冷却水CWや水蒸気が貫通孔11内に滞留したり、貫通孔11内を逆流したりするようなことが生じにくく、溶接中の金属板に対して常に新鮮な冷却水CWを供給し続けることができるため、溶接中の金属板を十分に冷却することができる。
Since the
As a result, the resistance
なお、本実施形態の抵抗スポット溶接用電極1は、図1~図4に示すように、上記貫通孔11、排出手段14および窪み部15を備えていること以外は、通常の抵抗スポット溶接用電極と同様の構造を有している。
また、本発明において、抵抗スポット溶接用電極の構造はこのような実施形態のものに限定されず、後述するような態様の貫通孔および排出手段を備えていてもよいし、また、窪み部ついては有していても、有していなくてもよい。
The
Further, in the present invention, the structure of the resistance spot welding electrode is not limited to such an embodiment, and may be provided with a through hole and discharge means as described later. It may or may not have it.
以下、本発明の抵抗スポット溶接用電極の具体的な構造について、上述の実施形態の抵抗スポット溶接用電極1を用いて詳説する。
Hereinafter, a specific structure of the resistance spot welding electrode of the present invention will be described in detail using the resistance
[貫通孔]
上述の実施形態において、貫通孔11は、図1および図4に示すように、抵抗スポット溶接用電極1の内部において電極の中心軸線CLに沿って直線状に延びるとともに、電極先端面S1側に開口するように形成されている。
貫通孔11は、任意の冷却水供給装置から供給された冷却水CWを、電極先端面S1側の開口から放出して電極先端面S1上に供給するための流路として機能するものであり、この貫通孔11を通って電極先端面S1上に供給された冷却水が、溶接中の金属板3(具体的には、下側の金属板31)の表面に接触することにより、当該金属板3を効率よく冷却することができる。
[Through hole]
In the above-described embodiment, as shown in FIGS. 1 and 4, the through-
The through
本発明において、貫通孔の構造および配置形態は、冷却水を電極先端面に供給し得るものであれば、上述の実施形態の構造および配置形態に限定されず、例えば、貫通孔は、電極の中心軸線に沿って直線状に延びていてもよいし、らせん状や波線状などの形態で延びていてもよい。 In the present invention, the structure and arrangement of the through-holes are not limited to the structure and arrangement of the above-described embodiments as long as cooling water can be supplied to the tip surface of the electrode. It may extend linearly along the central axis, or may extend in a spiral or wavy form.
また、貫通孔の断面形状については、上述の実施形態のように円形状の断面形状を有していてもよいし、四角形状などの幾何学的形状を有していてもよい。ただし、電極の冷却効率などの点から、貫通孔は、円形状の断面形状を有していることが好ましい。 Moreover, the cross-sectional shape of the through-hole may have a circular cross-sectional shape as in the above-described embodiment, or may have a geometric shape such as a square shape. However, from the point of view of the cooling efficiency of the electrode, etc., the through-hole preferably has a circular cross-sectional shape.
さらに、貫通孔の断面寸法については、電極および金属板の冷却効率などの点から、貫通孔の断面積が0.2mm2以上となる断面寸法を有していることが好ましい。
なお、本発明の抵抗スポット溶接用電極は、1本または複数本の貫通孔を有することができるため、電極が貫通孔を複数本有するような場合は、複数本の貫通孔の断面積の合計が0.2mm2以上であることが好ましい。また、貫通孔の断面積の合計の上限は、所望の冷却効率や生産性などを考慮した所定の値を採用することができ、例えば、電極先端面の面積の1/9の断面積である。
ここで、貫通孔の断面積の合計が0.2mm2以上であるとは、電極が延びる方向のすべての切断箇所(なお、この切断箇所の切断は、電極が延びる方向に対して直交する方向の切断を意味する。)において、貫通孔の断面積の合計が0.2mm2以上であることを意味する。
Furthermore, the cross-sectional dimension of the through-hole is preferably such that the cross-sectional area of the through-hole is 0.2 mm 2 or more from the viewpoint of the cooling efficiency of the electrode and the metal plate.
In addition, since the electrode for resistance spot welding of the present invention can have one or more through-holes, when the electrode has a plurality of through-holes, the total cross-sectional area of the plurality of through-holes is preferably 0.2 mm 2 or more. In addition, the upper limit of the total cross-sectional area of the through-holes can be a predetermined value in consideration of the desired cooling efficiency and productivity. .
Here, the fact that the total cross-sectional area of the through-holes is 0.2 mm 2 or more means that all cut points in the direction in which the electrodes extend (the cut points are cut in a direction perpendicular to the direction in which the electrodes extend) means that the total cross-sectional area of the through-holes is 0.2 mm 2 or more.
また、貫通孔1本の直径の上限は、電極先端径や通電条件などを考慮した所定の値を採用することができ、例えば、電極先端径の1/3の直径である。
なお、本明細書において、貫通孔の直径は、貫通孔の延びる方向に対して直交する断面形状の直径を意味し、例えば、貫通孔の断面形状が円形状の場合は、その円の直径を意味し、貫通孔の断面形状が四角形状等の非円形状の場合は、その形状の断面積と等しい面積を有する円の直径を意味する。
Moreover, the upper limit of the diameter of one through-hole can adopt a predetermined value in consideration of the diameter of the tip of the electrode, current supply conditions, etc. For example, the diameter is ⅓ of the diameter of the tip of the electrode.
In this specification, the diameter of a through-hole means the diameter of a cross-sectional shape perpendicular to the direction in which the through-hole extends. When the cross-sectional shape of the through-hole is non-circular such as square, it means the diameter of a circle having an area equal to the cross-sectional area of the shape.
なお、貫通孔を2本以上設ける場合は、冷却効率などの点から、電極の中心軸線に対して対称となる位置に貫通孔を設けることが好ましい。 When two or more through-holes are provided, it is preferable to provide the through-holes at symmetrical positions with respect to the central axis of the electrode from the viewpoint of cooling efficiency.
[排出手段]
上述の実施形態において、排出手段14は、図2~図4に示すように、抵抗スポット溶接用電極1の電極先端面S1において貫通孔11を中心として対称となる位置にそれぞれ配置され、かつ、貫通孔11側から外方側へ向かって放射状に延びる、4個の溝部12によって形成されている。なお、4個の溝部12は、窪み部15を介して上記貫通孔11と連通するように配置されている。
[Ejection means]
In the above-described embodiment, as shown in FIGS. 2 to 4, the discharge means 14 are arranged at symmetrical positions with respect to the through
排出手段14は、溶接中に、上記貫通孔11を通って電極先端面S1上に供給された冷却水CWまたは当該冷却水CWから生じる水蒸気を、窪み部15を介して電極先端面S1から外部へ排出する流路として機能するものである。
上述のとおり、本実施形態の抵抗スポット溶接用電極1は、このような排出手段14を備えていることによって、溶接中に冷却水CWや水蒸気が貫通孔11内に滞留したり、貫通孔11内を逆流したりするようなことが生じにくく、溶接中の金属板に対して常に新鮮な冷却水CWを供給し続けることができるため、当該金属板を十分に冷却することができる。
The discharging means 14 discharges the cooling water CW supplied onto the electrode tip surface S1 through the through -
As described above, the resistance
なお、本発明において、抵抗スポット溶接用電極の排出手段は、上述の実施形態のような溝部に限定されず、後述するような穴部によって形成されていてもよい。 In the present invention, the discharge means for the resistance spot welding electrode is not limited to the groove portion as in the above-described embodiment, and may be formed by a hole portion as described later.
排出手段が溝部からなる場合、溝部の構造や配置形態は、電極先端面に供給された冷却水や水蒸気を電極先端面から外部へ排出し得るものであれば、上述の実施形態の構造や配置形態に限定されない。例えば、溝部は、貫通孔側から外方側へ向かって直線状に延びていても、曲線状に延びていてもよく、さらに、溝部の延びる方向に対して直交する断面形状が四角形状であっても、V字形状(三角形状)やU字形状であってもよい。 In the case where the discharge means consists of grooves, the structure and arrangement of the grooves are the same as those of the above-described embodiments as long as the cooling water and water vapor supplied to the electrode tip surface can be discharged to the outside from the electrode tip surface. The form is not limited. For example, the groove may extend outward from the through-hole side in a straight line or in a curved line, and the cross-sectional shape orthogonal to the extending direction of the groove may be quadrangular. However, it may be V-shaped (triangular) or U-shaped.
また、上述の実施形態においては、4個の溝部12は、窪み部15を介して間接的に貫通孔11と連通するように配置されているが、本発明においては、このような態様に限定されず、例えば、後述する実施形態のように、窪み部を設けずに、排出手段が貫通孔と直接連通するように構成してもよい。
なお、打角などの条件によって、冷却水や水蒸気が電極先端面から外部へ排出しやすい場合には、排出手段は、必ずしも上記貫通孔と連通していなくてもよい。ここで、打角とは、電極が金属板に当接する際の、電極の中心軸線と金属板の板面とのなす角度を意味し、通常は90°の打角で溶接するが、90°以外の打角で溶接することもある。
In addition, in the above-described embodiment, the four
If cooling water or water vapor is likely to be discharged outside from the tip surface of the electrode depending on conditions such as the striking angle, the discharge means does not necessarily have to communicate with the through hole. Here, the striking angle means the angle between the central axis of the electrode and the plate surface of the metal plate when the electrode contacts the metal plate. Welding can also be done at other angles.
また、溝部の深さについては、冷却水や水蒸気の排出効率などを考慮した所定の深さを採用することができる。
ただし、電極先端面は、電極が金属板を加圧する際に金属板に入り込んでしまうため、このような電極先端面に形成される溝部は、当該溝部が塞がらないように0.5mm以上の深さを有していることが好ましい。溝部の深さの上限は、電極先端形状や通電条件などを考慮した所定の値を採用することができ、例えば、5mmの深さである。
なお、本明細書において、溝部の深さは、当該溝部における最深部の深さを意味する。
Moreover, as for the depth of the groove, a predetermined depth can be adopted in consideration of the efficiency of discharging cooling water and water vapor.
However, since the tip surface of the electrode enters the metal plate when the electrode presses the metal plate, the groove formed in the tip surface of the electrode should have a depth of 0.5 mm or more so as not to block the groove. It is preferable to have The upper limit of the depth of the groove can adopt a predetermined value in consideration of the shape of the tip of the electrode, the energization conditions, etc., and is, for example, 5 mm deep.
In this specification, the depth of the groove means the depth of the deepest part of the groove.
さらに、溝部の幅については、冷却水や水蒸気の排出効率などを考慮した所定の幅(例えば、0.5mm以上の幅)を採用することができる。なお、本明細書において、溝部の幅は、当該溝部の延びる方向および電極の延びる方向のそれぞれに対して直交する方向の最大長さを意味する。 Furthermore, as for the width of the groove, a predetermined width (for example, a width of 0.5 mm or more) can be adopted in consideration of the efficiency of discharging cooling water and water vapor. In this specification, the width of the groove means the maximum length in the direction orthogonal to the extending direction of the groove and the extending direction of the electrode.
また、溝部の個数および配置位置については、冷却水や水蒸気の排出効率などを考慮した所定の個数および配置位置を採用することができるが、冷却水や水蒸気の排出をより効率よく行う点から、溝部は、1個の抵抗スポット溶接用電極に対して2個以上設けることが好ましく、さらに、冷却水や水蒸気の滞留をより生じにくくする点から、2個以上の溝部が貫通孔を中心として対称となる位置にそれぞれ配置されていることが特に好ましい。 Regarding the number and arrangement position of the grooves, a predetermined number and arrangement position can be adopted in consideration of the discharge efficiency of the cooling water and water vapor. It is preferable to provide two or more grooves for one resistance spot welding electrode, and in order to make it more difficult for cooling water and water vapor to stagnate, the two or more grooves are symmetrical about the through hole. It is particularly preferable that each be arranged at a position where
上述のとおり、本発明において抵抗スポット溶接用電極の排出手段は、溝部に限定されず、穴部によって形成されていてもよい。
ここで、図5は、本発明の別の実施形態に係る抵抗スポット溶接用電極10の正面図である。
As described above, in the present invention, the discharge means for the resistance spot welding electrode is not limited to grooves, and may be formed by holes.
Here, FIG. 5 is a front view of a resistance
この別の実施形態においては、抵抗スポット溶接用電極10は、図5に示すように、排出手段が4個の穴部13によって形成されていること以外は、上述の実施形態の抵抗スポット溶接用電極1と同様の構成を備えている。
すなわち、抵抗スポット溶接用電極10における4個の穴部13は、上述の溝部12と同様に、電極先端面S1において貫通孔11を中心として対称となる位置にそれぞれ配置され、かつ、貫通孔11側から外方側へ向かって放射状に延びるように設けられている。
In this alternative embodiment, the resistance
That is, the four
この穴部13もまた、溶接中に、上記貫通孔11を通って電極先端面S1上に供給された冷却水CWまたは当該冷却水CWから生じる水蒸気を、窪み部15を介して電極先端面S1から外部へ排出する流路として機能するものである。
抵抗スポット溶接用電極10は、このような穴部13からなる排出手段を備えていることによって、上述の溝部12からなる排出手段14と同様の作用効果を奏することができる上、電極が金属板を加圧する際に電極先端面が金属板に入り込んだとしても、穴部13が塞がりにくく、排出手段としての機能をより確実に発揮することができるという利点がある。
This
Since the
排出手段が穴部からなる場合も、当該穴部の構造や配置形態は、電極先端面に供給された冷却水や水蒸気を電極先端面から外部へ排出し得るものであれば、上述の実施形態の構造や配置形態に限定されない。例えば、穴部は、上述の溝部と同様に、貫通孔側から外方側へ向かって直線状に延びていても、曲線状に延びていてもよく、さらに、穴部の延びる方向に対して直交する断面形状が円形状であっても、多角形状であってもよい。 Even when the discharge means is formed of a hole, if the structure and arrangement of the hole can discharge the cooling water and water vapor supplied to the electrode tip surface to the outside from the electrode tip surface, the above embodiment can be applied. is not limited to the structure or arrangement of For example, similarly to the grooves described above, the holes may extend linearly or curvedly outward from the through-hole side. The orthogonal cross-sectional shape may be circular or polygonal.
また、穴部の断面寸法については、冷却水や水蒸気の排出効率などを考慮した所定の断面寸法を採用することができるが、より優れた排出効率が得られる点から、穴部は、0.5mm以上の直径を有していることが好ましい。かかる穴部の直径の上限は、電極先端径や通電条件などを考慮した所定の値を採用することができ、例えば、電極先端径の1/3の直径である。
なお、本明細書において、穴部の直径は、穴部の延びる方向に対して直交する断面形状の直径を意味し、例えば、穴部の断面形状が円形状の場合は、その円の直径を意味し、穴部の断面形状が四角形状等の非円形状の場合は、その形状の断面積と等しい面積を有する円の直径を意味する。
Regarding the cross-sectional dimension of the hole, it is possible to adopt a predetermined cross-sectional dimension in consideration of the discharge efficiency of cooling water and water vapor. It preferably has a diameter of 5 mm or more. The upper limit of the diameter of the hole can adopt a predetermined value in consideration of the diameter of the tip of the electrode, current supply conditions, etc. For example, the diameter is ⅓ of the diameter of the tip of the electrode.
In this specification, the diameter of the hole means the diameter of the cross-sectional shape perpendicular to the extending direction of the hole. For example, when the cross-sectional shape of the hole is circular, the diameter of the circle is When the cross-sectional shape of the hole is non-circular such as square, it means the diameter of a circle having an area equal to the cross-sectional area of the shape.
さらに、穴部の個数および配置位置については、冷却水や水蒸気の排出効率などを考慮した所定の個数および配置位置を採用することができるが、冷却水や水蒸気の排出をより効率よく行う点から、穴部は、1個の抵抗スポット溶接用電極に対して2個以上設けることが好ましく、さらに、冷却水や水蒸気の滞留をより生じにくくする点から、2個以上の穴部が貫通孔を中心として対称となる位置にそれぞれ配置されていることが特に好ましい。 Furthermore, with respect to the number and arrangement positions of the holes, it is possible to adopt a predetermined number and arrangement position in consideration of the discharge efficiency of the cooling water and water vapor. , It is preferable that two or more holes are provided for one resistance spot welding electrode, and in order to make it more difficult for cooling water and steam to stagnate, two or more holes form a through hole. It is particularly preferable that they are arranged at symmetrical positions about the center.
[窪み部]
本発明における抵抗スポット溶接用電極は、上述の各実施形態のように、貫通孔の開口周縁部から外方側に延在するとともに排出手段と連通する窪み部を有していてもよい。
例えば、図1~図4に示す実施形態においては、抵抗スポット溶接用電極1は、貫通孔11の電極先端側の開口周縁部から略V字形状に拡径しながら外方側に延在するとともに、排出手段14である4個の溝部12と連通する窪み部15を有している。
窪み部15は、電極先端面S1に供給された冷却水CWまたは当該冷却水CWから生じる水蒸気を、排出手段14によって外部へ排出しつつ、電極先端面S1において常に一定量以上の冷却水を確保する液溜まり部として機能するものである。なお、この窪み部15は、電極先端面S1における金属板との接触部分S2の形状を調整する機能も有している。
[Hollow part]
The electrode for resistance spot welding according to the present invention may have a recess extending outward from the peripheral edge of the opening of the through hole and communicating with the discharge means, as in each of the above-described embodiments.
For example, in the embodiments shown in FIGS. 1 to 4, the resistance
The recessed
本発明において、抵抗スポット溶接用電極がこのような貫通孔の開口周縁部から外方側に延在するとともに排出手段と連通する窪み部を有することは、必須の構成要件ではないものの、抵抗スポット溶接用電極は、このような窪み部を有していることが好ましい。
抵抗スポット溶接用電極がこのような窪み部を有していると、溶接中に電極先端面に供給された冷却水や水蒸気を、排出手段によって外部に排出しつつ、電極先端面において常に一定量以上の冷却水を確保することができるため、冷却水や水蒸気が貫通孔内に滞留したり、貫通孔内を逆流したりするようなことがより一層生じにくくなる上、冷却水と金属板表面との接触面積をより広く確保することができ、溶接箇所の金属板表面を更に効率よく冷却することができるという利点がある。
In the present invention, it is not an essential feature that the resistance spot welding electrode extends outwardly from the opening peripheral edge of such a through hole and has a recess communicating with the discharge means, but the resistance spot welding electrode Welding electrodes preferably have such recesses.
When the electrode for resistance spot welding has such a recessed portion, cooling water and water vapor supplied to the electrode tip surface during welding are discharged to the outside by the discharge means, and a constant amount is always discharged on the electrode tip surface. Since it is possible to secure the above amount of cooling water, it is more difficult for the cooling water and water vapor to stay in the through-holes or flow back through the through-holes. There is an advantage that a wider contact area can be ensured and the surface of the metal plate at the welded portion can be cooled more efficiently.
なお、抵抗スポット溶接用電極がこのような窪み部を有していない場合は、上述の貫通孔が、電極先端面において開口し、排出手段と連通することとなる。
ここで、図6は、本発明の更に別の実施形態に係る抵抗スポット溶接用電極1’の正面図である。この図6に示す実施形態においては、抵抗スポット溶接用電極1’が窪み部を有していないため、貫通孔11が、電極先端面S1において開口し、かつ、電極先端面S1に形成された4個の溝部12からなる排出手段14と直接連通するように構成されている。
In addition, when the electrode for resistance spot welding does not have such a recessed portion, the above-mentioned through-hole is opened at the tip surface of the electrode and communicates with the discharging means.
Here, FIG. 6 is a front view of a resistance spot welding electrode 1' according to still another embodiment of the present invention. In the embodiment shown in FIG. 6, since the resistance spot welding electrode 1 ' does not have a recessed portion, the through hole 11 is opened at the electrode tip surface S1 and formed in the electrode tip surface S1. It is configured to be in direct communication with an ejection means 14 consisting of four
このような抵抗スポット溶接用電極1’においても、上記4個の溝部12からなる排出手段14を備えていることによって、溶接中に電極先端面S1に供給された冷却水CWや水蒸気を、電極先端面S1から外部へ排出しやすくすることができる。
なお、このような窪み部を有していない電極においては、冷却効率の点から、上述の窪み部を有する電極よりも、貫通孔の直径を大きくすることが好ましい。
Also in such a resistance spot welding electrode 1 ', the cooling water CW and water vapor supplied to the electrode tip surface S1 during welding are removed by providing the discharge means 14 consisting of the four
From the viewpoint of cooling efficiency, it is preferable that the diameter of the through-hole of the electrode not having such a recessed portion is larger than that of the electrode having the above-described recessed portion.
また、本発明において、上述の窪み部の構造は、本発明の効果を阻害しないものであれば、上述の各実施形態の構造に限定されない。例えば、窪み部は、貫通孔の開口周縁部から略V字形状に拡径しながら外方側に延在する構造を有していても、貫通孔の開口周縁部から弧を描くように曲線状に拡径しながら外方側に延在する構造を有していてもよい。
なお、窪み部において、貫通孔の開口周縁部から拡径する部分の構造は、電極の中心軸線とのなす角が90°以上180°未満となる構造を採用することができる。ここで、貫通孔の開口周縁部から拡径する部分と電極の中心軸線とのなす角は、これらによって形成される角度のうち、電極先端側とは反対側の角度を意味する。
Moreover, in the present invention, the structure of the above-described recess is not limited to the structure of each of the above-described embodiments, as long as it does not hinder the effects of the present invention. For example, even if the recessed portion has a structure that extends outward from the opening peripheral portion of the through hole while expanding in a substantially V shape, the concave portion may be curved like an arc from the opening peripheral portion of the through hole. It may have a structure extending outward while expanding in diameter.
In addition, in the recessed portion, the structure of the portion that expands in diameter from the opening peripheral portion of the through-hole can adopt a structure that forms an angle of 90° or more and less than 180° with the central axis of the electrode. Here, the angle formed by the portion expanding from the opening peripheral portion of the through hole and the central axis of the electrode means the angle on the side opposite to the tip side of the electrode among the angles formed by these portions.
また、本発明において、窪み部は、電極先端側の開口面積が電極先端面の面積の50%以上であることが好ましい。窪み部がこのように形成されていると、溶接箇所の金属板表面をより効率よく冷却することができる。窪み部の電極先端側の開口面積の上限は、電極先端形状などを考慮した所定の値を採用することができ、例えば、電極先端面の面積に対して80%の開口面積である。
さらに、窪み部は、電極先端から深さ5mm以内の範囲において、電極先端面の面積(mm2)×1(mm)の水量(mm3)を確保できる構造を有していることが好ましい。窪み部がこのような構造を有していると、電極先端面において、冷却水をより安定的に確保することができるため、上述の窪み部による作用効果をより確実に得ることができる。
Further, in the present invention, it is preferable that the opening area of the recess on the electrode tip side is 50% or more of the area of the electrode tip surface. When the recessed portion is formed in this manner, the surface of the metal plate at the welded portion can be cooled more efficiently. The upper limit of the opening area of the recess on the tip side of the electrode can be a predetermined value in consideration of the shape of the tip of the electrode.
Furthermore, it is preferable that the recess has a structure capable of securing a water volume (mm 3 ) equal to the area of the electrode tip surface (mm 2 )×1 (mm) within a depth of 5 mm from the tip of the electrode. When the recess has such a structure, the cooling water can be more stably secured on the electrode tip surface, so that the effects of the recess can be obtained more reliably.
[電極先端面]
本明細書において、抵抗スポット溶接用電極の電極先端面は、溶接時に溶接対象となる金属板の表面に接触する表面であって、当該金属板の表面に接触する部分の外縁によって区画される範囲内の表面を意味する。
したがって、図1~図4に示す実施形態のように、電極先端面に溝部や窪み部などが形成されている場合には、電極先端面は、溶接時に金属板の表面に接触する部分と、金属板の表面に接触しない部分(すなわち、溝部や窪み部などが形成されている部分)とを有することになる。
[Electrode tip surface]
In this specification, the electrode tip surface of the resistance spot welding electrode is the surface that contacts the surface of the metal plate to be welded during welding, and the range defined by the outer edge of the portion that contacts the surface of the metal plate. means the inner surface.
Therefore, as in the embodiments shown in FIGS. 1 to 4, when the electrode tip surface is formed with grooves, depressions, or the like, the electrode tip surface has a portion that contacts the surface of the metal plate during welding, It has a portion that does not come into contact with the surface of the metal plate (that is, a portion in which grooves, depressions, etc. are formed).
なお、本発明において、抵抗スポット溶接用電極の先端形状は、例えば、JIS C 9304:1999に記載される、ドームラジアス形(DR形)、ドーム形(D形)、ラジアス形(R形)などの公知の形状を採用することができる。 In the present invention, the tip shape of the electrode for resistance spot welding is, for example, a dome radius type (DR type), a dome type (D type), a radius type (R type), etc. described in JIS C 9304: 1999. known shape can be adopted.
また、図1~図4に示す実施形態においては、電極先端面S1における金属板との接触部分S2の形状は、図3に示すように、4個の溝部12によって断続的に形成された、上記貫通孔11を囲む環状の形状を有している。
本発明において、抵抗スポット溶接用電極の電極先端面における金属板との接触部分の形状は、上述の実施形態のような貫通孔を囲む環状の形状であることが好ましく、さらに、0.2mm~2.5mmの幅を有する環状の形状であることが特に好ましい。接触部分の形状が環状の形状であると、溶接箇所の金属板表面に対して冷却水を効率よく接触させることができ、さらに、接触部分の形状が上記特定の幅を有する環状の形状であると、溶接箇所の金属板表面をより効率よく冷却することができる。
1 to 4 , the shape of the contact portion S2 with the metal plate on the electrode tip surface S1 is intermittently formed by four
In the present invention, the shape of the contact portion with the metal plate on the electrode tip surface of the resistance spot welding electrode is preferably an annular shape surrounding the through hole as in the above-described embodiment, and further, 0.2 mm to An annular shape with a width of 2.5 mm is particularly preferred. When the shape of the contact portion is an annular shape, the cooling water can be efficiently brought into contact with the surface of the metal plate at the welded portion, and the shape of the contact portion is an annular shape having the above-mentioned specific width. , the surface of the metal plate at the welded portion can be cooled more efficiently.
なお、上述の環状の形状は、円形に限定されず、貫通孔を囲むような形状であれば、三角形や四角形以上の多角形であってもよい。
また、図1~図4に示す実施形態においては、排出手段14が溝部12によって形成されているため、接触部分S2は、断続的な環状の形状を有しているが、本発明においてはこのような態様に限定されず、排出手段が上述の穴部によって形成されるような場合には、接触部分は、連続的な環状の形状を有していてもよい。
Note that the annular shape described above is not limited to a circle, and may be a triangle, a square, or more polygonal shape as long as the shape surrounds the through hole.
In addition, in the embodiment shown in FIGS. 1 to 4, since the discharge means 14 is formed by the groove portion 12 , the contact portion S2 has an intermittent annular shape, but in the present invention The contact portion may have a continuous annular shape when the discharge means is formed by the above-described hole without being limited to such an embodiment.
なお、本発明における抵抗スポット溶接用電極は金属板を直接水冷するもの、すなわち直接水冷型電極であるため、電極先端面を形成する材料は、銅などの熱伝導率の高い材料に限定されない。 In addition, since the electrode for resistance spot welding in the present invention directly water-cools a metal plate, that is, a direct water-cooled electrode, the material forming the electrode tip surface is not limited to a material with high thermal conductivity such as copper.
[冷却水]
本発明において、抵抗スポット溶接用電極に用いられる冷却水は、通常の抵抗スポット溶接用電極に使用される冷却水と同様のものを用いることができる。
また、冷却水の温度や流量については、通常の抵抗スポット溶接用電極に使用される冷却水の条件と同程度の条件を採用することができるが、冷却水の流量については、3L/分以上の流量であることが好ましい。冷却水の流量がこのような流量であると、溶接箇所の金属板表面をより安定的に、かつ、より効率よく冷却することができる。
なお、冷却水の流量は、電極を外した状態で冷却水を流したときの流量を意味する。
[Cooling water]
In the present invention, the cooling water used for resistance spot welding electrodes can be the same as the cooling water used for ordinary resistance spot welding electrodes.
Regarding the temperature and flow rate of the cooling water, the same conditions as those used for ordinary resistance spot welding electrodes can be adopted, but the flow rate of the cooling water must be 3 L/min or more. is preferably a flow rate of When the flow rate of the cooling water is such a flow rate, the surface of the metal plate to be welded can be cooled more stably and more efficiently.
In addition, the flow rate of the cooling water means the flow rate when the cooling water is flowed with the electrodes removed.
<抵抗スポット溶接継手の製造方法>
次に、上記特定の抵抗スポット溶接用電極を用いた本発明の抵抗スポット溶接継手の製造方法について、図1~図4に示す実施形態の抵抗スポット溶接用電極1を用いて詳説する。
<Method for manufacturing resistance spot welded joint>
Next, a method for manufacturing a resistance spot welded joint according to the present invention using the above specific resistance spot welding electrode will be described in detail using the resistance
上述の実施形態の抵抗スポット溶接用電極1を用いた抵抗スポット溶接継手の製造方法は、図1に示すように、重ね合わされた2枚の金属板3を下側に位置する抵抗スポット溶接用電極1と、上側に位置する通常の抵抗スポット溶接用電極2とで挟持して通電する工程(以下、「通電工程」と称することがある。)を含むものである。
かかる通電工程は、上側および下側に位置する一対の電極によって、2枚の金属板3に所定の加圧力および電流(通電電流)を付与して、2枚の金属板の重ね合わせ面およびその近傍領域を溶融し、ナゲットを形成させる工程である。このような工程を経ることにより、重ね合わされた2枚の金属板3が強固に接合された抵抗スポット溶接継手を得ることができる。
In the method of manufacturing a resistance spot welded joint using the resistance
In such an energization step, a pair of electrodes positioned above and below apply a predetermined pressure and current (energized current) to the two
そして、この製造方法においては、下側の電極として上記貫通孔11および排出手段14を備えた特定の抵抗スポット溶接用電極1を用いているため、当該抵抗スポット溶接用電極1の排出手段14によって、溶接中に電極先端面S1に供給された冷却水CWまたは当該冷却水CWから生じる水蒸気を、電極先端面S1から外部へ排出しやすくすることができる。
これにより、本製造方法は、溶接中に冷却水CWや水蒸気が貫通孔11内に滞留したり、貫通孔11内を逆流したりするようなことが生じにくく、溶接中の金属板に対して常に新鮮な冷却水CWを供給し続けることができるため、当該金属板を十分に冷却することができる。
In this manufacturing method, since the specific resistance
As a result, the present manufacturing method makes it difficult for the cooling water CW or water vapor to remain in the through-
なお、本発明において、上記特定の貫通孔および排出手段を備えた抵抗スポット溶接用電極(以下、単に「特定の抵抗スポット溶接用電極」と称することがある。)を適用する電極は、溶接中の複数枚の金属板を十分に冷却し得る限り上述の実施形態の態様(すなわち、下側の電極)に限定されず、かかる特定の抵抗スポット溶接用電極は、上側の電極のみまたは下側の電極のみに適用しても、上側および下側の両方の電極に適用してもよい。
すなわち、本発明の抵抗スポット溶接継手の製造方法は、溶接に用いる一対の電極の両方の電極が上記特定の抵抗スポット溶接用電極からなる態様、または、溶接に用いる一対の電極のうちの一方の電極のみが上記特定の抵抗スポット溶接用電極からなり、他方の電極が通常の抵抗スポット溶接用電極からなる態様を含む。
In addition, in the present invention, the electrode to which the electrode for resistance spot welding provided with the above specific through-hole and discharge means (hereinafter sometimes simply referred to as "specific electrode for resistance spot welding") is used during welding. Such specific resistance spot welding electrodes are not limited to aspects of the above-described embodiments (i.e., the lower electrode) as long as they can sufficiently cool the plurality of metal plates, and such specific resistance spot welding electrodes may include only the upper electrode or the lower electrode. It may be applied to the electrodes only or to both the upper and lower electrodes.
That is, the method for manufacturing a resistance spot welded joint of the present invention includes a mode in which both electrodes of a pair of electrodes used for welding are the above specific resistance spot welding electrodes, or one of the pair of electrodes used for welding. Includes embodiments in which only the electrode consists of the specific resistance spot welding electrode described above and the other electrode consists of a normal resistance spot welding electrode.
なお、溶接に用いる一対の電極のうちの一方の電極のみに、上記特定の抵抗スポット溶接用電極を適用した場合は、溶接中に当該抵抗スポット溶接用電極に接触する金属板はもとより、その金属板を介して隣接する金属板も冷却することができる。
一方、溶接に用いる一対の電極の両方の電極に、上記特定の抵抗スポット溶接用電極を適用した場合は、複数枚の金属板をその両側からより確実かつより効率よく冷却することができる。
このようにして溶接中の金属板が冷却されると、金属板表面にマルテンサイト組織が生じにくく、すなわち硬化しにくくなるため、溶接後に継手を加工する際に金属板が変形しやすく、また、金属板の表面割れも生じにくくなるという利点がある。
In addition, when the above specific resistance spot welding electrode is applied only to one of the pair of electrodes used for welding, the metal plate that comes into contact with the resistance spot welding electrode during welding, as well as the metal A metal plate adjacent to the plate can also be cooled.
On the other hand, when the specific electrodes for resistance spot welding are applied to both electrodes of the pair of electrodes used for welding, the plurality of metal plates can be cooled more reliably and efficiently from both sides.
When the metal plate being welded is cooled in this way, the martensite structure is less likely to form on the surface of the metal plate, that is, it is less likely to be hardened. There is an advantage that surface cracks of the metal plate are less likely to occur.
なお、本発明において、各種溶接条件(例えば、通電電流、通電時間、電極の加圧力、スクイズ時間等)は、所望の継手強度や生産性などを考慮した所定の条件を採用することができる。 In the present invention, various welding conditions (e.g., energizing current, energizing time, electrode pressure, squeezing time, etc.) can adopt predetermined conditions in consideration of desired joint strength, productivity, and the like.
[通常の抵抗スポット溶接用電極]
本発明の抵抗スポット溶接継手の製造方法においては、溶接に用いる一対の電極のうちの、少なくとも一方の電極が上記特定の抵抗スポット溶接用電極であればよいため、他方の電極については、通常の抵抗スポット溶接用電極を用いてもよいし、上記一方の電極と同様の特定の抵抗スポット溶接用電極を用いてもよい。
なお、本明細書において、通常の抵抗スポット溶接用電極は、上記特定の抵抗スポット溶接用電極以外の抵抗スポット溶接に用い得る公知の電極であれば、特に限定されない。
[Ordinary electrode for resistance spot welding]
In the method for manufacturing a resistance spot welded joint of the present invention, at least one of the pair of electrodes used for welding may be the specific electrode for resistance spot welding. A resistance spot welding electrode may be used, or a specific resistance spot welding electrode similar to the one electrode may be used.
In the present specification, ordinary resistance spot welding electrodes are not particularly limited as long as they are known electrodes that can be used for resistance spot welding other than the specific electrodes for resistance spot welding.
<金属板>
本発明において、溶接対象となる金属板は、所望の継手強度等に応じた金属板を用いることができる。そのような金属板としては、例えば、引張強度が270MPa~2500MPa級の鋼板などが挙げられ、かかる鋼板は、亜鉛等のめっき処理が施された鋼板(すなわち、めっき鋼板)であってもよい。
<Metal plate>
In the present invention, as the metal plate to be welded, a metal plate suitable for desired joint strength and the like can be used. Examples of such metal sheets include steel sheets having a tensile strength of 270 MPa to 2500 MPa class, and such steel sheets may be steel sheets plated with zinc or the like (that is, plated steel sheets).
金属板としてこのようなめっき鋼板を用いると、耐食性などに優れた溶接継手を得ることができるため、本発明においては、複数枚の金属板が、少なくとも一枚のめっき鋼板を含むことが好ましい。
さらに、複数枚の金属板がめっき鋼板を含む場合、上記特定の抵抗スポット溶接用電極は、複数枚の金属板を通電する際に、めっき鋼板と接触するように配置されること(すなわち、複数枚の金属板において、めっき鋼板が上記特定の抵抗スポット溶接用電極と接触し得るように重ね合わされること)が好ましい。
一般に、めっき鋼板を含む複数枚の金属板の抵抗スポット溶接においては、溶接時に、溶融しためっき金属が電極の加圧力や母材の熱膨張ないし収縮による引張応力の影響により母材の結晶粒界に侵入して粒界強度を低下させること(いわゆる、液体金属脆性(LME))で、表面割れが生じやすくなるが、本発明は、このような表面割れの生じやすい金属板(めっき鋼板)を用いた抵抗スポット溶接においても、金属板を十分に冷却することができるため、特に有利な効果を発揮することができる。
When such a plated steel plate is used as the metal plate, it is possible to obtain a welded joint excellent in corrosion resistance and the like. Therefore, in the present invention, the plurality of metal plates preferably includes at least one plated steel plate.
Furthermore, when the plurality of metal plates includes a plated steel plate, the specific electrode for resistance spot welding is arranged so as to be in contact with the plated steel plate when energizing the plurality of metal plates (that is, a plurality of In a sheet of metal plate, it is preferable that the plated steel plate is overlapped so as to be in contact with the specific electrode for resistance spot welding.
In general, in resistance spot welding of multiple metal sheets, including plated steel sheets, during welding, the molten plated metal is affected by the tensile stress due to the pressure of the electrode and the thermal expansion or contraction of the base material. By penetrating into and lowering the grain boundary strength (so-called liquid metal embrittlement (LME)), surface cracks are likely to occur. Also in the resistance spot welding used, the metal plate can be sufficiently cooled, so a particularly advantageous effect can be exhibited.
なお、本発明において、複数枚の金属板は、すべての金属板が同一種類の金属板であっても、一部の金属板のみが同一種類の金属板であっても、すべての金属板がそれぞれ異なる種類の金属板であってもよい。 In the present invention, the plurality of metal plates may be all metal plates of the same type, or only some of the metal plates may be of the same type. Different types of metal plates may be used.
さらに、金属板の枚数については、継手の用途などに応じた2枚以上の枚数を採用することができる。 Furthermore, as for the number of metal plates, two or more can be adopted depending on the application of the joint.
また、本発明においては、上述の通電工程以外の工程として、例えば、通電工程の前後に、所定の処理工程を有していてもよい。 Further, in the present invention, as steps other than the above-described energization step, for example, there may be predetermined processing steps before and after the energization step.
なお、本発明の抵抗スポット溶接用電極および抵抗スポット溶接継手の製造方法は、上述した各実施形態や後述する実施例等に制限されることなく、本発明の目的、趣旨を逸脱しない範囲内において、適宜組み合わせや代替、変更等が可能である。 The resistance spot welding electrode and the method for manufacturing a resistance spot welded joint of the present invention are not limited to the above-described embodiments and examples described later, and are within the scope of the present invention. , can be appropriately combined, substituted, changed, or the like.
以下、実施例を例示して本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこのような実施例のみに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited only to such Examples.
上側の電極として通常の抵抗スポット溶接用電極(Cr-Cu製のDR型電極、電極直径:16mm、電極先端径(直径):6.0mm、電極軸部付近の曲率半径:R8、電極先端曲率半径:R40)を備え、下側の電極として図7に示す本発明の抵抗スポット溶接用電極1’’(Cr-Cu製のDR型電極、電極直径:16mm、電極軸部付近の曲率半径:R8)を備えた、定置式スポット溶接機を用意した。
なお、本実施例で用いた抵抗スポット溶接用電極1’’は、寸法以外は、図1~4に示す実施形態の抵抗スポット溶接用電極1と同様の構造を有している。
As the upper electrode, a normal resistance spot welding electrode (Cr—Cu DR type electrode, electrode diameter: 16 mm, electrode tip diameter (diameter): 6.0 mm, curvature radius near the electrode shaft: R8, electrode tip curvature Radius: R40), and as the lower electrode, resistance
The resistance spot welding electrode 1'' used in this example has the same structure as the resistance
さらに、供試材として、引張強度が590MPa級の亜鉛めっき鋼板(板厚1.6mm)を2枚用意し、この2枚の鋼板を重ね合わせて板組を形成した後、当該板組を上記定置式スポット溶接機の上側および下側の電極で挟持して通電することにより、2枚の鋼板を溶接した。
なお、溶接条件は、以下のとおりである。
電極の加圧力:1.96kN
スクイズ時間:1秒
通電時間:0.36秒
通電後の加圧保持時間:0.2秒
通電電流:9.5kA
Furthermore, as a test material, prepare two galvanized steel sheets (plate thickness 1.6 mm) with a tensile strength of 590 MPa class, and after superimposing the two steel sheets to form a plate set, the plate set is Two steel plates were welded by sandwiching between upper and lower electrodes of a stationary spot welder and energizing them.
Welding conditions are as follows.
Electrode pressure: 1.96 kN
Squeeze time: 1 sec Energizing time: 0.36 sec Pressure holding time after energizing: 0.2 sec Energizing current: 9.5 kA
このようにして得られた抵抗スポット溶接継手について、溶接中に抵抗スポット溶接用電極1’’が接触していた鋼板の表面を観察したところ、表面割れは確認されなかった。 Regarding the resistance spot welded joint obtained in this way, when the surface of the steel plate in contact with the resistance spot welding electrode 1'' during welding was observed, no surface cracks were confirmed.
ここで、図8(a)は、本発明の実施例で得られた抵抗スポット溶接継手の硬さ(ビッカース硬さ:HV)分布の測定位置を示す図であり、図8(b)および(c)は、それぞれ抵抗スポット溶接継手の水平方向および板厚方向の硬さ分布図である。
なお、図8(a)に示す抵抗スポット溶接継手の硬さ分布の具体的な測定位置は、以下のとおりである。
(1)水平方向の硬さ測定位置
下側の鋼板の上側表面から0.1mmの深さとなる水平方向において、ナゲット中心を基点として水平方向の+方向に7mmおよび-方向に7mmの各範囲を、0.5mmピッチで測定した。
ただし、ナゲットと母材の境界近傍からナゲット側に1mmおよび母材側に2mmの各範囲は、0.25mmピッチで測定した。
(2)板厚方向の硬さ測定位置
ナゲット中心を通る板厚方向において、下側の鋼板の下側表面から0.1mmの深さとなる位置を基点として、上側に向かって0.2mmピッチで測定した。
Here, FIG. 8(a) is a diagram showing the measurement positions of the hardness (Vickers hardness: HV) distribution of the resistance spot welded joint obtained in the example of the present invention, and FIG. 8(b) and ( c) are hardness distribution diagrams in the horizontal and through-thickness directions of the resistance spot-welded joint, respectively.
The specific measurement positions of the hardness distribution of the resistance spot welded joint shown in FIG. 8(a) are as follows.
(1) Horizontal hardness measurement position In the horizontal direction at a depth of 0.1 mm from the upper surface of the lower steel plate, each range of 7 mm in the horizontal + direction and 7 mm in the - direction with the center of the nugget as the base point , was measured at a pitch of 0.5 mm.
However, each range of 1 mm on the nugget side and 2 mm on the base material side from the vicinity of the boundary between the nugget and the base material was measured at a pitch of 0.25 mm.
(2) Hardness measurement position in the plate thickness direction In the plate thickness direction passing through the center of the nugget, the base point is a position 0.1 mm deep from the lower surface of the lower steel plate, and the hardness is measured upward at a pitch of 0.2 mm. It was measured.
図8(c)に示すように、溶接中に通常の抵抗スポット溶接用電極に接触していた上側の鋼板は、溶接中の鋼板温度が高温(A1変態点以上の温度)となり、溶接後に急冷されるため、部分的にマルテンサイト変態が生じて、280HVと硬くなっている。これに対し、溶接中に抵抗スポット溶接用電極1’’に接触していた下側の鋼板は、溶接中に十分に冷却されて、鋼板温度がA1変態点を超えるような高温になっていないため、200HV程度の硬さとなり、溶接前の母材鋼板の硬さとほとんど変わっていなかった。 As shown in FIG. 8(c), the upper steel plate that was in contact with the normal resistance spot welding electrode during welding has a high temperature (a temperature equal to or higher than the A1 transformation point) during welding, and is rapidly cooled after welding. As a result, martensite transformation occurs partially, and the steel becomes as hard as 280HV. On the other hand, the lower steel plate in contact with the resistance spot welding electrode 1'' during welding is sufficiently cooled during welding, and the steel plate temperature does not reach a high temperature exceeding the A1 transformation point. Therefore, the hardness was about 200 HV, which was almost the same as the hardness of the base material steel plate before welding.
本発明によれば、溶接中の金属板を十分に冷却することができ、溶接後の金属板が硬化しにくくなるため、例えば、自動車の車体部品や建築物の構造体などの、加工性や強度が求められる様々な構造部品に適用することが可能である。
したがって、本発明の抵抗スポット溶接用電極および抵抗スポット溶接継手の製造方法は、産業上の利用可能性が高いものである。
According to the present invention, the metal plate being welded can be sufficiently cooled, and the metal plate after welding is less likely to harden. It can be applied to various structural parts that require strength.
Therefore, the electrode for resistance spot welding and the method for manufacturing a resistance spot welded joint of the present invention have high industrial applicability.
1 抵抗スポット溶接用電極
11 貫通孔
12 溝部
13 穴部
14 排出手段
15 窪み部
2 通常の抵抗スポット溶接用電極
3 複数枚の金属板
31 下側の金属板
32 上側の金属板
CW 冷却水
S1 電極先端面
S2 接触部分
REFERENCE SIGNS
Claims (11)
電極先端面に冷却水を供給するための貫通孔と、溶接中に前記電極先端面に供給された前記冷却水または前記冷却水から生じる水蒸気を前記電極先端面から外部へ排出するための、溝部または穴部からなる排出手段と、を備えた、前記抵抗スポット溶接用電極。 A resistance spot welding electrode used for welding a plurality of overlapping metal plates,
A through hole for supplying cooling water to the electrode tip surface, and a groove for discharging the cooling water supplied to the electrode tip surface during welding or water vapor generated from the cooling water from the electrode tip surface to the outside. or discharge means consisting of a hole.
前記一対の電極のうちの少なくとも一方の電極として、請求項1~8のいずれか一項に記載の抵抗スポット溶接用電極を用いる、前記製造方法。 A method for manufacturing a resistance spot welded joint, comprising a step of holding a plurality of overlapping metal plates between a pair of electrodes and energizing them,
The manufacturing method, wherein the electrode for resistance spot welding according to any one of claims 1 to 8 is used as at least one of the pair of electrodes.
前記少なくとも一方の電極は、前記複数枚の金属板を通電する際に、前記めっき鋼板と接触するように配置される、請求項9に記載の製造方法。 The plurality of metal plates includes at least one plated steel plate,
10. The manufacturing method according to claim 9, wherein said at least one electrode is arranged so as to come into contact with said plated steel sheet when energizing said plurality of metal sheets.
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