JPH02280976A - 抵抗溶接用の炭素電極 - 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） 本発明は抵抗溶接において用いられる電極に関し、特に
炭素を主体として構成される電極に関するものである。

（従来の技術） スポット溶接、シーム溶接、バッド溶接あるいはフラッ
シュ溶接等の抵抗溶接は、抵抗発熱によって被溶接部材
あるいはロウ材の温度なＥげ、加圧力の作用下において
、溶接部あるいはロウ材を接合する方法である。

このような抵抗溶接を行なうための一般的な溶接機は、
電極、その加圧装置、溶接変圧器、制御装置から構成さ
れているものである。特に′電極に関しては、これか直
接高温、高加圧力を受けるものであるから、その材料と
して、常温は勿論、高早における耐久力が大て、しかも
熱伝導性及び導電性に優れているものであることが要求
される。

そのため、従来一般の抵抗溶接用の電極には、ｔｉ４合
金、銅−タングステン等の金属材料が使用され。

ているのである。

ところか、これらの金属を主体とする電極は。

耐アーク性が悪く、また電極自体が被溶接部に溶着して
しまう等の問題があるため、これらの問題を回避するた
めに黒鉛等の炭素を主体とした材料によって構成した電
極も提案されてきている。しかしながら、この黒鉛１等
の電極にしても、これか大気中すなわち酸化雰囲気で使
用されると、高温状態の炭素材料は酸化され易いため耐
久性に劣るものとなってしまうのである。従って、炭素
材料からなる電極は、その消耗が激しく、結果的にコス
トの高いものとなっていたのである。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は以ヒの実状に対処すべくなされたもので、その
解決しようとする課題は、炭素材料からなる電極の耐酸
化性の不足である。

そして１本発明の目的とするところは、黒鉛等の炭素系
材料を使用して、導電性及び耐熱性に優れたものとする
ことができるとともに、空気中等の酸化性雰囲気中にお
いて使用しても劣化することの少ない炭素電極を提供す
ることにある。

（課題を解決するための手段） 以りの課題を解決するために１本発明の採った手段は、 「抵抗溶接において用いられる炭素からなる電極（１０
）であって。

この炭素電極（１０）の表面の一部または全部に、熱分
解炭素からなる被膜（１２）を形成したことを特徴とす
る炭素電極（１０）　Ｊ である。

すなわち、本発明に係る炭素電極（ｌＯ）は、その基材
（ＩＩ）が川船等の炭素系材料によって形成されている
とともに、その少なくとも周縁となる部分（第１図にお
いては図示周縁部）が熱分解炭素からなる被膜（１２）
である必要がある。）＆材（１１）を形成するための炭
素系材料としては、−Ｆ記の黒鉛の他、カーボンファイ
バー複合材等も適しているか、この基材（ＩＩ）の外側
に熱分解炭素からなる被膜（１２）を形成するためには
、基材（１１）の熱膨張係数が熱分解炭素のそれと同程
度の材料であればよい。

炭素電極（１０）の少なくとも周縁となる部分に熱分解
炭素からなる被膜（１２）を形成するには、基材（１１
）が黒鉛製のものである場合、この基材（１１）を炭化
水素の雰囲気中て高温に加熱するのである。

この場合に使用される炭化水素としては、メタン、プロ
パン、ベンゼンなどの炭化水素ガスを使用する。また、
熱分解炭素からなる被ｌ１ｌ（１２）を形成するために
加熱したときの基材（１１）の表面温度としては、熱分
解炭素からなる被膜（１２）の沈積速度及びその特性に
著しい影響を与えるため、直接加熱法によるにせよ間接
加熱法によるにせよ８００〜３０００℃の温度か必要で
ある。

（発明の作用） 次に、本発明に係る炭素電極（ｌＯ）の作用について説
明する。まず、炭素電極（ｌＯ）を構成している熱分解
炭素からなる被膜（１２）は、−船釣に次の諸特性、す
なわち。

０、）この熱分解炭素からなる被！Ｉ（１２）の沈積面
にｆ行な方向においては、銅に匹敵する熱的良導体てあ
り、電気抵抗も銅に匹敵する程小さい。

θ）熱分解炭素からなる被ＩＱ（１２）はきわめて高純
度て密度か大きく、気体透過率はガラスなみである。

（３）−−一般的な溶接温度である７００℃程度までの
温度範囲における耐酸化性は極めて優れている。

という種々な特性を有しているものである。従って、こ
の熱分解炭素からなる被膜（１２）を形成したことによ
り、炭素電極（１０）か高温状態で空気中等の酸化性雰
囲気中に暴されたとしても、８分解炭素からなる被膜（
１２）のＦ記（動の特性によって、基材（Ｉｔ）は確実
に隔離され劣化することはないのである。勿論、基材（
ｌＩ）、ｈの熱分解炭素からなる被１１（１２）につい
ても、これ自体か耐酸化性に優れているものであるから
、炭Ｊ電極（１０）全体としてみた場合の劣化は非常に
少ないのである。

（実施例） 次に１本発明に係る炭素電極（ｌＯ）を実施例により説
明する。

ＬＬＬＬ 第１図〜第３図は、本発明に係る炭素電極（１０）をロ
ウ付抵抗溶接機（２０）に適用した場合を示しており、
このロウ付抵抗溶接機（２０）は、第２図に示したよう
に、銅板（２１）の上にロウ材（２２）を溶着するため
のものである。なおこのロウ付抵抗溶接機（２０）を使
用する場合には、ロウ材（２２）と炭素電極（１０）と
の間に鋼層縁（ｚ３）が配置される。

本実施例における炭素電極（１０）は、第１図に示した
ように、その中心部に黒鉛からなる基材（Ｕ）を有して
いて、この基材（ｔｌ）の外隅は熱分解炭素からなる被
Ｍ（１２）によって覆ったものである。

この基材（１１）は１次のようにして形成した。まず、
コークスとコールタールピッチよりなる配合物を加熱混
練して得られた混合物を粉砕後、ラバープレスで成形し
て焼成することにより黒鉛化して、室温から１０００℃
までの熱膨張係数がｓ、ｏｘｔｏ−’℃−１，７５人〜
７５０００人の径の微細気孔８精が０．０７ｃｃ／ｇ、
かさ密度が１．８５、熱伝導率がｌ　ｌ　Ｏｋ　ｃ　ａ
　ｌ　／　ｍ−ｈ　ｒ　・”Ｃの黒鉛材とした。

この黒鉛材を所定の形状（本実施例においては棒材）に
加工して、これをメタンからなる炭化水素ガス中にて、
１６００℃にて４時間加熱した。

これにより基材（１１）七に、厚さ３０トｍの熱分解炭
素からなる被ｍ１（１２）が形成された。

以上のようにして形成した炭素電極（１０）　（直径が
１５■會で長さ５０曽−）と、黒鉛のみからなる同じ形
状の電極とを比較使用してみたところ次の表のようにな
った。

なお１表中の「修正回数」とは電極を使用すると、その
周縁面があれてくるので、これをサンドペーパー等によ
って除去するのであるが、その回数をいうものである。

また１表中の「ショット回数」は、延べ回数で示しであ
る。

表 （以下余白） これにより１本発明による炭素電極（１０）は、重なる
黒鉛によって形成した電極に比較すると、３〜５倍の耐
久性を有したものとなっていることが理解できる。

勿論、この実施例において形成した棒状の１に素電極（
１０）は、第４図に示したような一般的な抵抗溶接機（
２０Ａ）に対しても適用できるものである７また、この
炭秦電Ｊ４ｉ　（１０）の形状については、Ｅ記の棒状
のもに限らず、電流の表面負荷密度なＥげるための形状
のもの、例えば中空棒、四角や台形形状のものにして実
施してもよいものである。

害」（例−ｌ ヒ記実施例１においては、炭素電極（１０）として棒状
杉態のものを採用して説明したか、この実施例２におけ
る炭素電極（ｌＯ）は、第５図に示したように１円板形
態のものである。すなわち、第５図にはシーム溶ｍ　４
１１　（２０Ｂ）が示してあり、このシーム溶接機（２
０Ｂ）にて採用した炭素電極（ｌＯ）は、絶縁体（２４
）を介して一体化した一対の円板状のものなのである。

この炭素電極（ｌＯ）においては、被溶接部材に直接接
触する部分以外の部分については、金属等によって形成
した保護部材によってバックアップしである。すなわち
、この保護部材によって、黒鉛を主体として形成したＩ
＆票電極（ｌＯ）の機械的衝撃に対して保護したもので
ある。

（発明の効果） 以上説明した通り１本発明においては。

「抵抗溶接において用いられる炭素からなる電極（ｌＯ
）であって。

この１に素電極（１０）の表面の一部または全部に、熱
分解炭素からなる被膜（１２）を形成した」ことにその
構成上の特徴かあり、これにより黒鉛等の炭素系材料を
使用して、導電性及び耐熱性に優れたものとすることが
できるとともに、空気中等の酸化性雰囲気中において使
用しても劣化することの少ない炭素電極を提供すること
かできるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る棒状の炭素電極の部分拡大断面図
、第２［４はこの炭素電極によって銅板にロウ材を溶接
する状態で示した部分斜視図、第３ｒ：！ｌＵはこの炭
素電極を採用した抵抗溶接機の全体斜視図、第４図は他
の抵抗溶接機の概略構成を示した１面図、第５１Ａはシ
ーム溶接機の概略構成を示した１面図である。 符　　号　　の　　説　　明 ｌＯ・・・炭素′電極、１１−・・基材、１２−・・熱
分＃炭素からなる被膜、２０・２０Ａ・２０Ｂ−・・抵
抗溶接機。 以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 抵抗溶接において用いられる炭素からなる電極であって
   、 この炭素電極の表面の一部または全部に、熱分解炭素か
   らなる被膜を形成したことを特徴とする炭素電極。