JP7258427B2 - spot welding method - Google Patents
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Description
本発明は、スポット溶接方法に関する。 The present invention relates to a spot welding method.
スポット溶接では、二枚以上の金属板(鋼板)を一対の電極で挟んで加圧した状態で、一対の電極間に高電流を付与することで、金属板を抵抗発熱により部分的に溶融させ、必要サイズのナゲットを形成する(例えば特許文献1参照)。 In spot welding, two or more metal plates (steel plates) are sandwiched between a pair of electrodes and pressurized, and a high current is applied between the pair of electrodes to partially melt the metal plates due to resistance heat generation. , to form a nugget of the required size (see, for example, Patent Document 1).
例えば図7に示すように、二枚の金属板101,102からなる板組みを一対の電極103,104で挟持加圧すると、図8に示すように、当該電極103,104の加圧により金属板101,102に凹部101a,102aが形成される。この場合、凹部101a,102aの周囲の領域が浮き上がり、両金属板101,102の間に隙間Gが形成される(シートセパレーション)。
For example, as shown in FIG. 7, when a plate assembly composed of two
例えば、自動車の車体を構成する部品において、金属板の間に隙間が形成されると、操安性やNVなどに影響を与えるおそれがある。このため、金属板の間に形成される隙間を可及的に小さくすることが望ましい。 For example, if a gap is formed between metal plates in a part that constitutes the vehicle body of an automobile, there is a risk of affecting steering stability, NV, and the like. Therefore, it is desirable to make the gap formed between the metal plates as small as possible.
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、複数の金属板をスポット溶接により接合する場合に生じる金属板の間の隙間を小さくすることを技術的課題とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and a technical object of the present invention is to reduce gaps between metal plates that occur when a plurality of metal plates are joined by spot welding.
本発明は上記の課題を解決するためのものであり、複数の金属板を一対の電極により挟んで溶接するスポット溶接方法において、前記複数の金属板を押圧部材により挟んで押圧した状態で前記一対の電極による溶接を行うことを特徴とする。 The present invention is intended to solve the above problems, and in a spot welding method in which a plurality of metal plates are sandwiched between a pair of electrodes and welded, in a state in which the plurality of metal plates are sandwiched and pressed by a pressing member, the pair of metal plates is pressed. Welding is performed using electrodes of
かかる構成によれば、一対の電極とともに押圧部材によって複数の金属板を挟んで押圧することで、電極の加圧による各金属板の変形を抑制できる。これにより、スポット溶接時に金属板の間に形成される隙間を可及的に小さくすることが可能になる。 According to such a configuration, by sandwiching and pressing the plurality of metal plates by the pressing member together with the pair of electrodes, it is possible to suppress deformation of each metal plate due to the pressure of the electrodes. This makes it possible to minimize the gap formed between the metal plates during spot welding.
本発明によれば、複数の金属板をスポット溶接する場合に生じる金属板の間の隙間を小さくすることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the clearance gap between metal plates which arises when spot-welding a several metal plate can be made small.
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。図1乃至図6は本発明に係るスポット溶接方法及び溶接装置の一実施形態を示す。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, it demonstrates, referring drawings for the form for implementing this invention. 1 to 6 show an embodiment of the spot welding method and welding apparatus according to the present invention.
図1に示すように、本実施形態では、被溶接部材Wとして第一の金属板1及び第二の金属板2を例示する。各金属板1,2は、図1の紙面に直交する方向に沿って長尺状に構成される。第一の金属板1は、断面ハット形状を有しており、第二の金属板2の一部に重ねられるフランジ部3と、フランジ部3から傾斜状に立設される縦壁部4と、縦壁部4に繋がる天板部5とを有する。第二の金属板2は、平板状に構成されている。本実施形態では、第一の金属板1のフランジ部3と第二の金属板2とが重なる部分を溶接する場合について例示する。
As shown in FIG. 1, in this embodiment, as the members W to be welded, a
図1に示すように、溶接装置は溶接ガン6を備える。溶接ガン6は、ロボットアームに支持されており、スイング動作を含め、三次元的な移動及び姿勢変更が可能となっている。
As shown in FIG. 1, the welding device includes a
溶接ガン6は、本体7と、一対の電極としての可動電極8および固定電極9と、可動電極8を駆動する駆動部10と、被溶接部材Wを押圧する押圧機構11a,11bと、溶接トランス12とを主に備える。
The
本体7は、剛性を有する金属からなり、固定電極9、駆動部10、及び溶接トランス12を支持している。本体7は、固定電極9を支持する支持アーム13を有する。また、本体7には、各電極8,9に給電するケーブルや各電極8,9を冷却する冷却水を供給する給水管が内装されている(図示省略)。
The
可動電極8及び固定電極9は、被溶接部材Wに接触するチップ14a,14bと、チップ14a,14bを支持するシャンク15a,15bとを備える。チップ14a,14bは、シャンク15a,15bに対して交換可能に装着されている。可動電極8のシャンク15aは、駆動部10の一部に支持されている。固定電極9のシャンク15bは、本体7の支持アーム13に支持されている。
The
駆動部10は、サーボモータ16と、運動変換部17と、可動アーム18とを備える。サーボモータ16は、その回転軸を下方に向けた状態で本体7に支持されている。運動変換部17は、サーボモータ16の回転軸に連結されており、当該回転軸の回転運動を上下運動に変換する。可動アーム18は、運動変換部17に連結されており、運動変換部17によって直線運動可能に構成される。可動アーム18は、可動電極8のシャンク15aを支持しており、可動電極8を固定電極9に対して接近・離反させることができる。
The
図1に示すように、押圧機構11a,11bは、可動電極8と共に第一の金属板1を押圧する第一押圧機構11aと、固定電極9と共に第二の金属板2を押圧する第二押圧機構11bとを含む。第一押圧機構11aと第二押圧機構11bは同じ構造を有している。本実施形態では、可動電極8に対応して二台の第一押圧機構11aが設けられ、固定電極9に対応して二台の第二押圧機構11bが設けられているが、各押圧機構11a,11bの数は、本実施形態に限定されるものではない。
As shown in FIG. 1, the
第一押圧機構11aは、第一取付部材19aを介して可動電極8の近傍位置に固定されている。第二押圧機構11bは、第二取付部材19bを介して固定電極9の近傍位置に固定されている。
The
第一取付部材19aと第二取付部材19bは同じ構造を有する。図2に示すように、各取付部材19a,19bは、各電極8,9のシャンク15a,15bに装着される取付部20と、各押圧機構11a,11bを支持する支持部21とを備える。取付部20は環状に構成されており、各シャンク15a,15bに挿通された状態で固定されている。支持部21は、板状に構成されており、取付部20に対して一体に構成されている。第一取付部材19aの支持部21は、二台の第一押圧機構11aを離間して支持する。離間された二台の第一押圧機構11aの間には、可動電極8が位置している。同様に、第二取付部材19bの支持部21は、二台の第二押圧機構11bを離間して支持する。離間された二台の第二押圧機構11bの間には、固定電極9が位置している。
The
図2に示すように、各押圧機構11a,11bは、被溶接部材W(第一の金属板1、第二の金属板2)を押圧する押圧部材22と、押圧部材22を付勢する付勢部材23と、付勢部材23、及び押圧部材22の一部を収容するケース24とを備える。
As shown in FIG. 2, each of the
押圧部材22は、絶縁部材により棒状又は板状に構成されるとともに、各電極8,9の各シャンク15a,15bと平行な方向に沿って、各電極8,9に対して相対移動可能に構成される。押圧部材22は、上記の構成に限らず、金属の棒状部材又は板状部材を絶縁材で被覆したものであってもよい。
The pressing
押圧部材22は、被溶接部材Wに接触する押圧部25と、付勢部材23に係合する係合部26と、押圧部材22の位置を規制するストッパ27とを備える。
The pressing
押圧部25は、ストッパ27の一部から突出する棒状又は板状の部分である。図2に示すように、押圧部25は、被溶接部材Wに接触していない状態において、各電極8,9の各チップ14a,14bから距離Dで突出している。これにより、押圧部25は、各電極8,9を被溶接部材Wに接触させる場合に、各電極8,9よりも先に被溶接部材Wに接触する。
The
押圧部25は、その先端部に、被溶接部材Wに接触する押圧面28を有する。図3に示すように、押圧面28は、長方形状に構成されており、第一の金属板1におけるハット形状の長手方向(図3において符号Lで示す方向)に平行な第一縁部28a及び第二縁部28bと、各電極8,9に対向する第三縁部28cと、第一縁部28aと第二縁部28bとを繋ぐ第四縁部28dと、第一縁部28aと第三縁部28cとを繋ぐ第五縁部28eとを備える。
The
第一縁部28a及び第二縁部28bは、直線状に構成される。第一縁部28aの長さ寸法は、他の縁部28b~28eの長さ寸法よりも大きく設定されている。第三縁部28cは、各電極8,9のチップ14a,14bの曲面形状(円形状)に対応して円弧状に構成されている。第四縁部28d及び第五縁部28eは、第一縁部28a及び第二縁部28bに直交する方向に延びる直線状の部分である。
The
図3において、各電極8,9と押圧面28との位置関係の望ましい範囲を二点鎖線N1,N2で示す。各二点鎖線N1,N2は、各電極8,9の中心Oを通る直線である。また、各二点鎖線N1,N2は、第一の金属板1の長手方向Lに直交する方向Mに沿う各電極8,9の中心線(一点鎖線で示す)に対して所定の角度θ1,θ2で傾斜している。この角度θ1,θ2は、約45°とされるが、これに限定されるものではない。一対の押圧面28は、少なくとも二点鎖線N1,N2の内側(角度θ1,θ2の範囲内)に位置することが望ましい。本実施形態に係る押圧面28は、この二点鎖線N1,N2に係る角度θ1,θ2の範囲内に位置するとともに、この範囲を超えて延びる長尺状に構成されている。
In FIG. 3, the desirable range of the positional relationship between the
係合部26は、円柱状に構成されており、ストッパ27の一部から押圧部材22とは反対の方向に突出している。
The engaging
ストッパ27は、ケース24の内部に収容されており、押圧部25の外面よりも外方に突出する板状体として構成される。ストッパ27は、付勢部材23の付勢力により、ケース24の内面に接触することで、押圧部材22の位置を規制する。
The
付勢部材23は、弾性部材、例えば圧縮コイルばねにより構成される。付勢部材23の一端部には押圧部材22の係合部26が挿通されている。付勢部材23の他端部は、ケース24に支持されている。付勢部材23は、圧縮により生じた弾性力によって押圧部材22を付勢している。
The biasing
ケース24は、絶縁部材又は金属により構成され得る。ケース24は、各取付部材19a,19bの各支持部21に支持されている。ケース24は、押圧部材22の押圧部25が挿通される開口部29と、付勢部材23を支持する支持突起部30とを備える。開口部29は、押圧部25が挿通可能でかつストッパ27よりも小さな開口面積を有する。この構成により、開口部29は、押圧部材22がその長手方向に沿って移動するように案内するガイド部として機能する。支持突起部30は、円柱状に構成されるとともに、押圧部材22の係合部26と対向するようにケース24の内面から突出している。支持突起部30には、付勢部材23の端部が挿通されている。
The
溶接トランス12は、図示しない電源に接続されており、溶接に必要な電流を形成する。溶接トランス12は、電源ケーブルを介して各電極8,9と接続されることで、必要な電流を各電極8,9に供給する。
The
以下、上記構成の溶接装置(溶接ガン6)を使用して第一の金属板1と第二の金属板2とを溶接する方法(ダイレクトスポット溶接方法)について説明する。
A method (direct spot welding method) of welding the
本方法ではまず、図1に示すように、仮組された第一の金属板1と第二の金属板2を、固定電極9と可動電極8との間に配置する。その後、図4に示すように、第一の金属板1と第二の金属板2との間に設定される接合予定部Pを溶接すべく、溶接ガン6を移動させて、固定電極9を第二の金属板2に接触させる。このとき、第二押圧機構11bにおける押圧部材22(押圧面28)が固定電極9よりも先に第二の金属板2に接触する。この状態から固定電極9を第二の金属板2に接触させると、押圧部材22は、固定電極9に対して相対的に後退するように移動する。これにより、押圧部材22を付勢する付勢部材23(コイルばね)がさらに圧縮される。この圧縮により、付勢部材23は、押圧部材22を付勢する力(弾性復元力)を増大させる。
In this method, first, the temporarily assembled
その後、駆動部10は、サーボモータ16の回転軸を回転させ、運動変換部17を介して可動アーム18を動作させる。可動アーム18は、可動電極8及び第一押圧機構11aを接合予定部Pに接近させる。このとき、図5に示すように、第一押圧機構11aの押圧部材22(押圧面28)は、可動電極8よりも先に第一の金属板1のフランジ部3に接触する。図6に示すように、可動アーム18は、さらに可動電極8を移動させて第一の金属板1(フランジ部3)に接触させる。押圧部材22は、可動電極8に対して相対的に後退するように移動する。これにより押圧部材22を付勢する付勢部材23(コイルばね)がさらに圧縮される。この圧縮により、付勢部材23は押圧部材22を付勢する力(弾性復元力)を増大させる。
After that, the driving
可動電極8が第一の金属板1に接触すると、当該可動電極8と固定電極9とによって接合予定部Pを挟んだ状態となる。可動アーム18の動作によって、可動電極8は固定電極9とともに所定の加圧力で接合予定部Pを加圧する。
When the
第一押圧機構11aの押圧部材22と、第二押圧機構11bの押圧部材22は、可動電極8及び固定電極9から離れた位置で、第一の金属板1と第二の金属板2とを挟んだ状態となる。各押圧機構11a,11bによる各金属板1,2に対する押圧力は、付勢部材23の弾性力(弾性復元力)によるものである。この押圧力は、可動電極8と固定電極9とが接合予定部Pを加圧する力よりも小さくなるように設定されている。また、この押圧力により生じる反力を考慮して、可動電極8と固定電極9が接合予定部Pを加圧する加圧力を設定する。
The pressing
その後、溶接トランス12から適正な値の電流が各電極8,9に供給され、加圧と同時に被溶接部材Wに電流が印加される。これにより接合予定部PにナゲットNが形成され、ナゲットNが冷却されることで、第一の金属板1と第二の金属板2とが接合される。溶接ガン6は、溶接位置を変更しながら上記の動作を繰り返すことで、第一の金属板1と第二の金属板2とを複数箇所で溶接する。
After that, a suitable current is supplied from the
以上説明した本実施形態によれば、各電極8,9の加圧力によって各金属板1,2が変形しようとするが、各金属板1,2は、押圧部材22によって押圧されていることで、当該変形が抑制される。これにより、第一の金属板1と第二の金属板2との間の隙間を可及的に小さくすることが可能になる。したがって、本方法によって製造された自動車構成部品は、操安性やNVの向上に寄与できる。
According to the present embodiment described above, the
本実施形態では、各電極8,9に対して二台の押圧機構11a,11bを配置し、長方形状の押圧面28を有する押圧部材22を各金属板1,2の長手方向Lに沿って配置していることから、金属板1,2の長手方向における広い範囲を当該押圧部材22によって押圧することが可能になる。また、各押圧部材22を第一の金属板1における縦壁部4の近傍位置でフランジ部3を押圧することで、第一の金属板1における縦壁部4側のフランジ部3の端部と、第二の金属板2との間の隙間を可及的に小さくできる。
In this embodiment, two
なお、本発明は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、また、上記した作用効果に限定されるものでもない。本発明は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 In addition, the present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment, nor is it limited to the above-described effects. Various modifications can be made to the present invention without departing from the gist of the present invention.
上記の実施形態では、押圧機構11a,11bの付勢部材23として、弾性体(圧縮コイルばね)を例示したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。付勢部材23は、例えば流体圧シリンダその他の各種アクチュエータにより構成されてもよい。
In the above-described embodiment, an elastic body (compression coil spring) was exemplified as the biasing
上記の実施形態では、二枚の金属板1,2をスポット溶接により接合する場合を例示したが、本発明はこの態様に限らず、三枚以上の金属板を接合する場合にも使用できる。
In the above embodiment, the case where two
上記の実施形態では、各電極8,9のシャンク15a,15bに取付部材19a,19bを固定し、当該取付部材19a,19bによって押圧機構11a,11bを支持させる構成を例示したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、押圧機構11a,11bは、取付部材19a,19bの取付部20を各電極8,9のシャンク15a,15bに対してスライド可能に装着し、付勢部材23としての圧縮コイルばねを各シャンク15a,15bに挿通し、当該圧縮コイルばねによって取付部材19a,19bを付勢する構成を採用できる。取付部材19a,19bに押圧部材22を固定し、付勢部材23によって取付部材19a,19b及び押圧部材22を付勢することで、上記の実施形態と同様に、押圧部材22による被溶接部材Wの押圧が可能となる。なお、この例において、取付部20は、シャンク11a,11bに沿ってスライドすることで、押圧部材19a,19bをシャンク11a,11bの長手方向に沿って案内するガイド部として機能する。上記の構成により、押圧機構11a,11bの小型化及び簡素化が可能になる。
In the above embodiment, the mounting
1 第一の金属板
2 第二の金属板
8 可動電極
9 固定電極
22 押圧部材
REFERENCE SIGNS
Claims (1)
前記複数の金属板を押圧部材により挟んで押圧した状態で前記一対の電極による溶接を行う工程を備え、
前記金属板は、第一の金属板と、第二の金属板とを含み、
前記第一の金属板は、前記第二の金属板に重ねられるフランジ部と、前記フランジ部から立設される長尺状の縦壁部と、を有し、
前記押圧部材は、前記第一の金属板の前記フランジ部を押圧する押圧面を有し、
前記押圧面は、前記第一の金属板の前記縦壁部の長手方向に沿うように前記第一の金属板の前記フランジ部に接触する直線状の縁部を有することを特徴とするスポット溶接方法。 In a spot welding method in which a plurality of metal plates are sandwiched between a pair of electrodes and welded,
A step of performing welding with the pair of electrodes in a state in which the plurality of metal plates are sandwiched and pressed by pressing members,
The metal plate includes a first metal plate and a second metal plate,
The first metal plate has a flange portion superimposed on the second metal plate, and an elongated vertical wall portion erected from the flange portion,
The pressing member has a pressing surface that presses the flange portion of the first metal plate,
The spot welding, wherein the pressing surface has a linear edge that contacts the flange of the first metal plate along the longitudinal direction of the vertical wall of the first metal plate. Method.
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