JPH02307685A - クロム被覆されたスポット溶接電極 - 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、クロム被覆されたスポット溶接電極に関する
ものである。

［従来の技術］ 電気スポット溶接において従来の電極チップ（Ｃｕ−Ｃ
ｒ電極、Ｃｕ−Ａｌ□０−電極）で亜鉛メッキ鋼板を溶
接すると、溶接時に発生する熱により溶融した亜鉛と電
極母材の銅が反応して電極の先端部が母材より融点の低
い銅−亜鉛合金となり、先端の形状が変化し易（なり、
電極の寿命が普通鋼板を溶接した場合と比べて著しく短
くなる。又亜鉛との反応を抑止する目的で電極チップ表
面にコバルト、ニッケル、クロム、窒化チタンをコーテ
ィングした電極等の報告（溶接学会の抵抗溶接委員会資
料ＲＷ−３３７−８６）等もあるが、コバルト、ニッケ
ルの被覆層は、亜鉛の拡散により変質する先端部の被覆
層が摩耗により短時間に消失し、窒化チタン、クロムの
被覆層の場合は使用中容易に剥離するため耐用はあまり
良（ならないと述べている。

［発明の解決しようとする課題］ 亜鉛メッキ鋼板のスポット溶接においては前述のように
従来の電極の寿命は著しく短く、被覆した電極の寿命も
通常のＣｕ−Ｃｒ電極の１〜２倍程度にとどまっている
。このため、連続して行なうスポット溶接作業において
は、頻繁に作業を中断し、電極先端を削り直したり、電
極を交換したりしなければならない。本発明はスポット
溶接電極、特には亜鉛メッキ鋼板用のスポット溶接電極
として、電極寿命の長いスポット溶接電極を提供するこ
とを目的とする。

［発明の構成］ 本発明は前述の問題点を解決すべくなされたものであり
、本発明のスポット溶接電極では被覆層の厚みが３０〜
６０μｍであるクロム被覆層が電極基材表面に形成され
、クロム被覆層の表面の硬さがビッカース硬度で６００
〜１２００ｋｇ／ｍｍ２であることを特徴とする。本発
明のスポット溶接電極の他の好ましい態様では前記被覆
層が亀裂等により複数の領域に分割されている。本発明
のスポット溶接電極では被覆層の密着性が高く、かつ耐
摩耗性、耐溶融亜鉛性に優れたクロム被覆層が電極基材
表面に形成されていることを特徴とする。

本発明は、このように基本的には、母材である銅基材料
の表面にクロム被覆層を形成させたものであり、以下構
成について更に詳しく説明する。

まず、本発明のスポット溶接電極の電極材のは母材とし
ては、銅もしくは銅を基礎とする銅合金の何れでも良い
。

次に被覆層であるクロムの目的は、次のとおりである。

■クロムは高融点（１８９０℃）であるために溶接時に
鋼板と溶着しにくい。

■クロムは亜鉛の拡散がしにくい。

■クロムは高硬度であるため電極先端径が変形しにくい
。

本発明のスポット溶接電極において、被覆クロム層の厚
さは、３０〜６０μｍが適当であり、好ましくは４０〜
５０μｍにすることにより電極寿命が更にのびる。

さらにクロム被覆した表面のビッカース硬度（Ｈｖ　）
は６００〜１２００ｋｇ／　ｍｍ２が適当であり、更に
は９００〜１０００ｋｇ／　ｍｍ２とすることが密着性
と耐摩耗性の点でより好ましい。

ここで、このような本発明を可能とする製造法について
説明すると、基本的には、これは母材である銅基材料の
表面に、所定のクロム層を被覆する工程からなる。本発
明のスポット溶接電極のクロム層の被覆には公知の電気
メツキ方法が採用でき、例えば、メッキの条件としては
浴温４５〜６０°Ｃ５陰極電流密度２’５〜５０Ａ　／
　ｄｍ２゜メッキ時間３０分〜１０時間で２０〜１００
μｍのクロム被覆層が得られる。

なお、本発明で提供する厚膜のクロムメッキ被膜は、耐
摩耗性向上等のための硬質クロムメッキ被膜として、よ
く知られているものである。しかし、クロム被覆層の電
気抵抗が電極基材に比較して一桁大きいこと、スポット
溶接電極のように使用中に変形を伴う基材表面に施した
被覆膜には、亀裂が生じて剥離に至ると考えられること
などにより、スポット溶接電極の被膜としてこの類のク
ロム被覆スポット溶接電極が使われた例はなく、硬質ク
ロムメッキ被覆を施したスポット溶接電極がこのような
効果を示すとは全く想像し得ないものであった。

本発明のスポット溶接電極において、クロム被覆層は亜
鉛メッキ鋼板の溶接において次のにうな働きをする。

クロムは本質的に融点が高（、亜鉛と反応し難いため電
極基材への亜鉛の侵入を抑止するが、□その膜厚が３０
μｍより薄いと摩耗によりその効果が長続きしないし、
逆に６０μｍより厚くても、溶接電流が流れ難くなるこ
とから、溶接強度を低下させる。

さらにクロム被覆層の硬度について言及すれば、軟質の
クロムメッキ（Ｈｖ　＜　６００　ｋｇ／　ｍｍ２）被
膜は一般に密着力に乏しいうえ、耐摩耗性も低い。一方
、硬質のクロムメッキ（６００≦Ｈｖ≦１２００　）被
膜は一般に密着力に優れており、さらに容易に亀裂が生
じることが幸いして、本質的に易変形性である電極基材
先端が変形しても、被膜は亀裂により複数の領域に分割
されるのみで、殆ど剥離は生じない。このためスポット
溶接を繰り返しても亜鉛メッキ鋼板と接触する電極表面
の大部分はクロムメッキによる被覆層であり、亜鉛の電
極基材との接触、侵入はわずかな領域に限られるうえ、
硬質クロムメッキの被膜があるため電極先端の変形がお
さえられ、電極寿命は飛躍的に長くなる。

また、硬質クロムメッキ被膜の亀裂は必ずしも被膜形成
時に生じる必要はなく、溶接時に生じても同様の効果が
得られる。

［実施例］ （実施例１） Ｃｕ−０，６ｗｔ％Ｃｒ合金母材に、浴温５０℃、陰極
電流密度３０Ａ／ｄｍ２．メッキ時間１２０分でメツ・
キを行い、膜厚４０ｐｍ、硬度（Ｈｖ）　８００　ｋｇ
　／ｍｍ”のクロム膜を被覆したスポット溶接電極試料
を得た。

（実施例２） Ｃｕ−０，６ｗｔ％Ｃｒ合金母材に、浴温５０℃、陰極
電流密度４０Ａ　／　ｄｍ”　、メッキ時間１００分で
メッキを行い、膜厚４０ｇｍ、硬度（Ｈｖ）　１０００
　ｋｇ／ｍｍ２のクロム膜を被覆したスポット溶接電極
試料を得た。

（実施例３） Ｃｕ−０，６ｗｔ％Ｃｒ合金母利に、浴温５０℃、陰極
電流密度５０Ａ／ｄｍ２．メッキ時間６０分でメッキを
行い、膜厚４０μｍ、硬度（Ｈｖ）　１１５０　ｋｇ／
ｍｍ２のクロム膜を被覆したスポット溶接電極試料を得
た。

（比較例１） Ｃｕ−０，６ｗｔ％Ｃｒ合金母材に、浴温３８°Ｃ１陰
極電流密度２０Ａ／ｄｍ２．メッキ時間６８分でメッキ
を行い、膜厚４０ｇｍ、硬度（）ｌｖ）　２４０　ｋｇ
／　ｍｍ２のクロム膜を被覆したスポット溶接電極試料
を得た。

（比較例２） Ｃｕ−０，６ｗｔ％Ｃｒ合金母材に、浴温２５℃、陰極
電流密度２０Ａ　／　ｄｍ２．メッキ時間１７分でメッ
キを行い、膜厚１０μｍ硬度（Ｈｖ）　２４０　ｋｇ　
／ｍｍ”のクロム膜を被覆したスポット溶接電極試料を
得た。

これ等の例においてクロムメッキの硬質または軟質はメ
ッキ時の浴温と電流密度により決まる。

次に、これらスポット溶接電極試料の電極寿命を調べる
ため、連続スポット溶接試験を実施した。

スポット溶接試験は定置式の定格容量２５　ＫＶＡの溶
接機を用い、溶接電流１０５００Ａ　、加圧力２００　
ｋｇ、溶接時間１２サイクル（１シヨツトにつき１２１
５０秒間電流を流すこと）、１打点／１秒で、被溶接材
として板厚０．７ｍｍの溶融亜鉛メッキ鋼板（両面メッ
キ目付量４５ｇ／ｍ”−片面）を２枚重ねたものと板厚
０．７ｍｍの低炭素鋼ＳＣＰ　２８Ｇを２枚重ねたもの
を準備し、夫々２０打点づつ交互に溶接を行った。電極
寿命は溶接点の窪みの外径であるナゲツト径が４ＦＴ（
ｔ：板厚）以下になった最初の溶接打点数を電極寿命と
した。被溶接物を８０溶接打点ごとに調ベナゲット径を
測った。比較例としてＣｕ−０，６ｗｔ％　Ｃｒと　Ｃ
ｕ−２ｗｔ％　Ａｌ２Ｏ３スポット溶接電極の結果を第
１表に併せて示す。

第１表 ”　　Ｃ：ｕ−０，６ｗｔ％Ｃｒの市販品”　　Ｃｕ−
２ｗｔ％Ａ１２０ｉの市販品１１６６荷重１ｋｇで測定
した被覆面のビッカース硬度［発明の効果］ このように本発明のクロム被覆スポット溶接電極は耐亜
鉛性は勿論のこと、耐摩耗性、耐溶着性に優れたスポッ
ト溶接電極であるため、連続スポット溶接工程における
作業の中断回数を大幅に削減出来、その実用的価値は多
大である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被覆厚みが３０〜６０μｍで、かつ表面の硬さが
   ビッカース硬度で６００〜１２００ｋｇ／ｍｍ＾２であ
   るクロム被覆層が電極基材表面に形成されていることを
   特徴とするクロム被覆されたス ポット溶接電極。
2. （２）前記クロム被覆層が亀裂等により複数の領域に分
   割されている請求項１記載のクロム被覆されたスポット
   溶接電極。