JPH01118375A - スポット溶接方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、スポット溶接に超音波を使用したスポット溶
接方法及び装置に関するものである６又米弦亙 一般に、スポット溶接は２枚の鉄板を２つの電極チップ
で挟持し、鉄板の厚さに応じて、これらの電極チップの
間に予め決められた電圧を予め決められた時間だけ印加
することによって、２枚の鉄板を溶接するものである。

口が　゛　しようとするｒｉｊ１′点 しかしながら、このスポット溶接で溶接された部分が確
実に溶接されたかどうかを判定するには。

目視で溶接部の良否を判断したり、また製品の溶接部分
を切断する等の抜き取り検査を行って、溶接部分の良否
を判断していた。従って、目視で判断する場合は、溶接
部分の内部まで確実に溶接されているかどうかを判断す
ることは難しく、また抜き取り検査の場合は、切断した
製品の良否は判定できるが、他の製品が確実に溶接され
ているどうか判断することはできなかった。

ｒへを解′するための　段 本発明は、上記問題点を解決するために、２つの電極チ
ップで被溶接材を挟持し、前記電極チップに電圧を印加
して溶接するようにしたスポット溶接において、前記溶
接チップのいずれか一方または両方に超音波振動子を装
着し、溶接前及び溶接後に前記被溶接材の溶接部に超音
波を送受信し、前記被溶接材の音響インピーダンスを測
定して、上記溶接部の良否を判定するようにしたことを
特徴とし、また２つの電極チップで被溶接材を挟持し、
前記電極チップに電圧を印加して溶接するようにしたス
ポット溶接装置において、前記溶接チップの一方または
両方に装着した超音波振動子と、該超音波振動子から超
音波を送信する送信手段と。

超音波を受信する受信手段と、前記被溶接材の音響イン
ピーダンスを表示する表示手段を設けたことを特徴とす
る。

作肌 本発明によれば、例えば鉄板などの被溶接材に超音波を
送信して、音響インピーダンスを測定すると、スポット
溶接前の被溶接材の音響インピーダンスは非常に高いが
、スポット溶接後に音響インピーダンスを測定すると、
スポット溶接が確実に行われた溶接部では、音響インピ
ーダンスが極端に低くなるが、溶接部の溶接の程度に応
じて音響インピーダンスが高くなる。従って、この音響
インピーダンスを測定することにより被溶接材の溶接部
の良否を判定することができる。

末五里 第１図は、本発明のスポット溶接の原理を説明するため
の図で、支持腕１，２に装着されたスポット電極３．４
はそれぞれ側面に超音波振動子５．６が設けられている
。また、スポット電極３．４は２枚の鉄板からなる被溶
接材７．８を挟持している。

このようにスポット電極３．４で被溶接材７．８を挟持
した状態において、送信側の超音波振動子５から超音波
を発射し、受信側の超音波振動子６で超音波を受信する
ことにより、超音波の通過した後の強度から音響インピ
ーダンスを測定すると、第２図に示すようにある一定の
高い値Ａが検出できる。次にスポット電極３．４の間に
電圧を印加して被溶接部材７．８をを溶接すると、スポ
ット溶接が確実に行われた場合は、音響インピーダンス
は非常に小さくなり、第２図の実線Ｂで示したようにな
る。また、スポット８接が確実に行われない場合は、音
響インピーダンスは第２図の点線Ｃで示したように高く
なる。

従って、溶接前と溶接後の被溶接部の音響インピーダン
スはスポット溶接が確実に行われた場合は、音響インピ
ーダンスが非常に小さくなり、これにより被溶接部材の
スポット溶接をの長井を判断することができる。

第３図は、本発明の実施例のスポット溶接方法及び装置
を説明するための図で、１，２は支持腕、３．４はスポ
ット電極、５．６は超音波振動子、７．８は被溶接部材
であり、これらの構成は上記第１図と同じであるが、本
実施例では、超音波振動子５゜は送信機９．受信機１０
をそれぞれ介して制御装［１１１の入力側に接続されて
いる。また、制御装置１１の出力側はスポット電極３．
４及び音響インピーダンスの表示装置１２が接続されて
いる。

このように構成した本実施例では、まず、スポット溶接
を行う前に制御装置１１からの信号を送信機９に送信す
ると、送信機９から超音波振動子５に信号が出力され、
超音波振動子５はスポット電極３に超音波を発射する。

この超音波は被溶接部材７．８を通り、スポット電極４
を介して超音波振動子６で受信する。この受信信号は制
御回路１１に入力され、この受信号の強さから被溶接部
材７．８の音響インピーダンスを検出することができ、
表示装置１２で音響インピーダンスの値が表示される。

次に、制御装置１１から予め決められた電圧がスポット
電極３．４に印加され、被溶接部材７．８がスポット溶
接される。その後、再び制御回路１１から送信側の超音
波振動子５に信号か送られ、超音波振動子５からスポッ
ト電極３を介して被溶接部材７．８に超音波が送信され
、スポット電極４を介して超音波振動子６で受信され、
スポット溶接部の音響インピーダンスが検出され、この
音響インピーダンスを表示装置１２で表示することによ
り、スポット溶接部の良否が判定される。

なお、溶接前の音響インピーダンスが高い場合には、制
御装置１１からスポット電極３．４に通常より溶接電圧
を上げて確実に溶接が行われるようにする。

本実施例はこのように、溶接前に超音波を被溶接部材に
通して、被溶接部材の音響インピーダンスを測定し、ま
た溶接後にスポット溶接部の音響インピーダンスを測定
しすることにり、確実にスポット溶接が施されているど
うかチエツクすることができる。

第４図は、本発明の他の実施例の要部構成図で、本実施
例ではリング状の超音波振動子５．６が使用され、リン
グ状の超音波振動子５．６はその中心孔にスポット電極
３，４を通すことにより支持されている。

第５図は、本発明のまた他の実施例の要部構成図で、リ
ング状の超音波振動子５ａ、５ｂはスポット電極３にボ
ルト１３によって固定することにより、ランジュバン型
ボルト締め振動子を構成し、強力な超音波をスポット電
極３から発生できるように構成する。またスポット電極
４の端面に超音波振動子６が固定されている。

このように構成した本実施例では、溶接前に被溶接部材
７．８の音響インピーダンスを測定し、この音響インピ
ーダンスが高いとき、強力な超音波を被溶接部材７．８
に印加することにした後、スポット溶接をすると、あま
り溶接電圧を上げなくても確実に溶接することができる
。その後、超音波振動子５ａ、　５ｂより超音波を発生
して被溶接部材のスポット溶接部の音響インピーダンス
を測定し、溶接の良否を判定する。

第６図は、本発明のさらに他の実施例の構成図で、１．
２は支持腕、３．４はスポット電極、５．６は超音波振
動子、７．８は被溶接部材であり、これらの構成は上記
第１図の構成と同じであるので、説明は省略するが、本
実施例では、支持腕１にマーキング用インク吹出しノズ
ル１４を設け、被溶接材７．８に施したスポット溶接が
不良な部分を第１図の制御装置１１が検出すると、ノズ
ル１４からマーキング用インクを不良な践接部分に吹き
出して、マーキングを施すようにしている。

このように構成した本実施例では、自動的にマーキング
が施されるので、人手により良否を判定して、不良部分
にマーキングを施す等の手間がなくなり、省力化するこ
とができる。

なお、上記実施例では、チップ電極３，４に超音波振動
子５，６を装着するようにした例を説明したが、１つの
超音波振動子５をチップ電極３または４に装着し、被溶
接部７．８における超音波の反射波を検出しても、音響
インピーダンスを検出することができる。

発明の効果 以上の説明から明らかなように１本発明は、被溶接材に
超音波を送信して音響インピーダンスを測定し、スポッ
ト溶接前の被溶接材の音響インピーダンスとスポット溶
接後に音響インピーダンスの差を測定することにより、
スポット溶接が確実に行われた溶接部では、音響インピ
ーダンスが極端に低くなるが、溶接部の溶接の程度に応
じて音響インピーダンスが高くなるので、この音響イン
ピーダンスを測定することにより被溶接材の溶接部の良
否を判定することができ、また溶接前の被溶接部材の音
響インピーダンスが高いときには、予め強力な超音波を
被溶接部に印加することにより、より確実にスポット溶
接を行うことができ、さらに、不良部分にマーキングを
施すことができるので、溶接後の判定が容易になるとい
う利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のスポット溶接の原理を説明するための
図、第２図は被溶接部材の溶接前と溶接後に検出された
音響インピーダンスの大きさを示した図、第３図は本発
明の１実施例のスポット溶接方法及び装置を説明するた
めの図、第４図は、本発明の他の実施例の要部構成図、
第５図は本発明のまた他の実施例の要部構成図、第６図
は本発明のさらに他の実施例の要部構成図である。 １．２・・・支持腕、３．４・・・スポット電極、５．
６・・・超音波振動子、７．８・・・被溶接部材、９・
・・送信機、１０・・・受信機、１１・・・制御装置、
１２・・・表示装置。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）２つの電極チップで被溶接材を挟持し、前記電極
   チップに電圧を印加して溶接するようにしたスポット溶
   接において、前記溶接チップのいずれか一方または両方
   に超音波振動子を装着し、溶接前及び溶接後に前記被溶
   接材の溶接部に超音波を送受信し、前記被溶接材の音響
   インピーダンスを測定して、上記溶接部の良否を判定す
   るようにしたスポット溶接方法。
2. （２）前記被溶接材の溶接中に超音波を印加して不良率
   を減少するようにしたことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載のスポット溶接方法。
3. （３）前記被溶接材の溶接前に音響インピーダンスを測
   定し、該音響インピーダンスが高い場合に溶接電圧を上
   げることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のスポ
   ット溶接方法。
4. （４）前記被溶接材の溶接前に音響インピーダンスを測
   定し、該音響インピーダンスが高い場合に強力な超音波
   をかけることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   スポット溶接方法。
5. （５）２つの電極チップで被溶接材を挟持し、前記電極
   チップに電圧を印加して溶接するようにしたスポット溶
   接装置において、前記溶接チップの一方または両方に装
   着した超音波振動子と、該超音波振動子から超音波を送
   信する送信手段と、超音波を受信する受信手段と、前記
   被溶接材の音響インピーダンスを表示する表示手段を設
   けたことを特徴とするスポット溶接装置。
6. （６）前記送信手段及び受信手段における超音波の送受
   信を制御する制御手段によって、前記チップ電極の印加
   電圧を制御することを特徴とする特許請求の範囲第５項
   記載のスポット溶接装置。