JPH0245552B2 - - Google Patents
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- JPH0245552B2 JPH0245552B2 JP57052915A JP5291582A JPH0245552B2 JP H0245552 B2 JPH0245552 B2 JP H0245552B2 JP 57052915 A JP57052915 A JP 57052915A JP 5291582 A JP5291582 A JP 5291582A JP H0245552 B2 JPH0245552 B2 JP H0245552B2
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- Japan
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- welding
- push rod
- base material
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 19
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/20—Stud welding
- B23K9/201—Stud welding of the extremity of a small piece on a great or large basis
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はスタツド溶接法に関するものであ
る。
る。
従来よりスタツド溶接法、特にアークスタツド
溶接法は、大型構造物にボルト等を溶植する方法
として簡便であるために広範囲に用いられてはい
るものの、その継手の性能に対する信頼性は必ず
しも高いものとはいえなかつた。その理由として
はまず、母材が溶融した後でスタツドを単に押し
つけるだけであるため、溶融池表面にスラグや汚
染物が存在する場合には、これらがスタツドと共
にそのまま押し込まれてしまい、溶接欠陥の発生
原因をなつてしまうという点が挙げられる。また
スタツドを押しつけた後においても、母材とスタ
ツドとの固相間に存在する溶融金属層の幅が広い
ためにブローホール等の欠陥を含んだり、あるい
は凝固時の収縮量が大きくなつて割れが発生する
ことがある、というのもその継手の信頼性の低下
を招く大きな原因となつている。
溶接法は、大型構造物にボルト等を溶植する方法
として簡便であるために広範囲に用いられてはい
るものの、その継手の性能に対する信頼性は必ず
しも高いものとはいえなかつた。その理由として
はまず、母材が溶融した後でスタツドを単に押し
つけるだけであるため、溶融池表面にスラグや汚
染物が存在する場合には、これらがスタツドと共
にそのまま押し込まれてしまい、溶接欠陥の発生
原因をなつてしまうという点が挙げられる。また
スタツドを押しつけた後においても、母材とスタ
ツドとの固相間に存在する溶融金属層の幅が広い
ためにブローホール等の欠陥を含んだり、あるい
は凝固時の収縮量が大きくなつて割れが発生する
ことがある、というのもその継手の信頼性の低下
を招く大きな原因となつている。
本発明は上記に鑑みなされたもので、信頼性の
高い溶接継手の得られるスタツド溶接法を提供し
ようとするものである。
高い溶接継手の得られるスタツド溶接法を提供し
ようとするものである。
以下に本発明の実施例を図面を参照しつつ詳述
するが、まず第１図ないし第３図に基づいて本発
明のスタツド溶接法について説明する。第１図ａ
〜ｄは本発明の方法を経時的に示す説明図であつ
て、まず最初にａに示すように溶植しようとする
ボルト１を溶植銃等のスタツドチヤツク２に差し
込み、耐熱陶管より成るフエノール３でスタツド
１の溶植端をかこむと共に母材４の表面にいつた
ん押しつける。次いで母材４とスタツド１との間
に通電を開始し、それと同時にボルト１を母材４
表面からわずかに引き離して、第１図ｂに示すよ
うにフエノール３の内部においてスタツド１端部
と母材４表面との間にアークを発生させ、スタツ
ド１端部と母材４表面との双方を溶融させる。所
定時間アークを継続させた後、通電を停止すると
共に、第１図ｃのようにスタツドチヤツク２を回
転させつつ押し出し、スタツド１を回転させなが
らその端部を母材４の溶融池に押しつける。そし
て最後にスタツドチヤツク２を引き抜き、フエノ
ール３を壊して取り除き、溶接作業を完了する
（第１図ｄ参照）。
するが、まず第１図ないし第３図に基づいて本発
明のスタツド溶接法について説明する。第１図ａ
〜ｄは本発明の方法を経時的に示す説明図であつ
て、まず最初にａに示すように溶植しようとする
ボルト１を溶植銃等のスタツドチヤツク２に差し
込み、耐熱陶管より成るフエノール３でスタツド
１の溶植端をかこむと共に母材４の表面にいつた
ん押しつける。次いで母材４とスタツド１との間
に通電を開始し、それと同時にボルト１を母材４
表面からわずかに引き離して、第１図ｂに示すよ
うにフエノール３の内部においてスタツド１端部
と母材４表面との間にアークを発生させ、スタツ
ド１端部と母材４表面との双方を溶融させる。所
定時間アークを継続させた後、通電を停止すると
共に、第１図ｃのようにスタツドチヤツク２を回
転させつつ押し出し、スタツド１を回転させなが
らその端部を母材４の溶融池に押しつける。そし
て最後にスタツドチヤツク２を引き抜き、フエノ
ール３を壊して取り除き、溶接作業を完了する
（第１図ｄ参照）。
なお上記はアークスタツド溶接法を用いた実施
例であるが、本発明においてはこの他、蓄勢式
（衝撃式）溶接法、抵抗溶接法等を用いることも
もちろん可能である。
例であるが、本発明においてはこの他、蓄勢式
（衝撃式）溶接法、抵抗溶接法等を用いることも
もちろん可能である。
このように本発明のスタツド溶接法において
は、スタツド１端部を母材４の溶融池に押しつけ
る際に、従来のように単に押しつけるのではな
く、回転をさせつつ押しつけるという特徴を有し
ている。従来の方法によれば溶融金属は、第２図
ａに示すように中央部から径方向外方へと単に押
し出されるだけであり、また同図ｂのように溶融
金属層５も厚くならざるを得ないのに対し、本発
明方法によれば第３図ａに示すように、溶融金属
がスタツド１の下降によつて外方へ押し出される
のに加え、溶融金属にはスタツド１の回転による
遠心力が作用するため外周部へと活発に流動し、
その結果スタツド１と母材４の未溶融の固相間の
溶融金属領域が著しく狭くなり、第３図ｂに示す
ような固相接合に近い継手が得られることにな
る。なお第２図ｂと第３図ｂとにおける６及び７
はそれぞれスタツド１側及び母材４側の熱影響部
を示している。また上記に加え、溶融池表面にス
ラグや汚染物が存在する場合にでも、スタツド１
の回転によつて汚染物等の膜が破れて外周部に押
し出されることになるので、溶接欠陥が発生する
こともない。したがつてこの方法によれば信頼性
のきわめて高い溶接継手を得ることができる。
は、スタツド１端部を母材４の溶融池に押しつけ
る際に、従来のように単に押しつけるのではな
く、回転をさせつつ押しつけるという特徴を有し
ている。従来の方法によれば溶融金属は、第２図
ａに示すように中央部から径方向外方へと単に押
し出されるだけであり、また同図ｂのように溶融
金属層５も厚くならざるを得ないのに対し、本発
明方法によれば第３図ａに示すように、溶融金属
がスタツド１の下降によつて外方へ押し出される
のに加え、溶融金属にはスタツド１の回転による
遠心力が作用するため外周部へと活発に流動し、
その結果スタツド１と母材４の未溶融の固相間の
溶融金属領域が著しく狭くなり、第３図ｂに示す
ような固相接合に近い継手が得られることにな
る。なお第２図ｂと第３図ｂとにおける６及び７
はそれぞれスタツド１側及び母材４側の熱影響部
を示している。また上記に加え、溶融池表面にス
ラグや汚染物が存在する場合にでも、スタツド１
の回転によつて汚染物等の膜が破れて外周部に押
し出されることになるので、溶接欠陥が発生する
こともない。したがつてこの方法によれば信頼性
のきわめて高い溶接継手を得ることができる。
次に上記スタツド溶接法を実施するのに好適な
スタツド溶接装置について第４図ないし第７図に
より説明する。この発明のスタツド溶接装置は、
スタツド端部と母材表面とを加熱溶融するための
加熱機構と、前記の加熱溶融時間を制御するため
の制御機構と、スタツド端部を母材溶融池に押し
つける溶植機構とを有し、上記溶植機構に、スタ
ツド端部を母材溶融池に押しつける際にスタツド
を回転させるスタツド１回転手段を設けたことを
特徴とするものであるが、このうち加熱機構は垂
下特性の直流または交流のアーク溶接電源あるい
は抵抗加熱機構や著勢式（衝撃式）加熱機構とし
て公知のスタツド１溶接装置に用いられているも
のと同一であり、また制御機構も公知のものであ
るため、ここでは詳しく説明しないし、またその
図示も省略する。
スタツド溶接装置について第４図ないし第７図に
より説明する。この発明のスタツド溶接装置は、
スタツド端部と母材表面とを加熱溶融するための
加熱機構と、前記の加熱溶融時間を制御するため
の制御機構と、スタツド端部を母材溶融池に押し
つける溶植機構とを有し、上記溶植機構に、スタ
ツド端部を母材溶融池に押しつける際にスタツド
を回転させるスタツド１回転手段を設けたことを
特徴とするものであるが、このうち加熱機構は垂
下特性の直流または交流のアーク溶接電源あるい
は抵抗加熱機構や著勢式（衝撃式）加熱機構とし
て公知のスタツド１溶接装置に用いられているも
のと同一であり、また制御機構も公知のものであ
るため、ここでは詳しく説明しないし、またその
図示も省略する。
まず、溶植銃、溶植ヘツド等の溶植機構のう
ち、特にスタツド回転手段の第１の実施例を第４
図ないし第６図に示す。図において、１０は上下
方向の移動と回転運動とをし得るプツシユロツド
であつて、その下端にはスタツドチヤツク２が取
着され、このスタツドチヤツク２に溶植しようと
するスタツド１が差し込まれ保持されている。プ
ツシユロツド１０の上端には径方向外方へフラン
ジ状に延びる座板１１が形成されており、この座
板１１と溶植機構本体（図示せず）に固定されて
いる基板１２との間にはスプリング１３が配設さ
れている。第４図及び第５図に示すのは、プツシ
ユロツド１０が引き上げられ、スプリング１３に
よつて下方へと押圧されている状態であり、図示
しないストツパによつて下方へと移動しないよう
保持されている。１５はプツシユロツド１０の周
囲に配設されたスタツド回転手段であつて、これ
は溶植機構本体（図示せず）に上下動可能に取着
された支持ケース１６と、支持ケース１６に回転
自在に支持されると共に支持ケース１６の側面に
取着されたモータ１７によりベルト１８を介して
回転される回転摩擦板１９とより成るものでプツ
シユロツド１０はこの回転手段１５の中央部を通
つて上下方向に延びている。この場合、支持ケー
ス１６は、下方へ向う力が作用した場合には下方
へと移動し、またこの力が除去された場合には上
方の元位置に復帰し得るように常に上方に付勢さ
れた状態で溶植機本体（図示せず）に取り付けら
れているものとする。
ち、特にスタツド回転手段の第１の実施例を第４
図ないし第６図に示す。図において、１０は上下
方向の移動と回転運動とをし得るプツシユロツド
であつて、その下端にはスタツドチヤツク２が取
着され、このスタツドチヤツク２に溶植しようと
するスタツド１が差し込まれ保持されている。プ
ツシユロツド１０の上端には径方向外方へフラン
ジ状に延びる座板１１が形成されており、この座
板１１と溶植機構本体（図示せず）に固定されて
いる基板１２との間にはスプリング１３が配設さ
れている。第４図及び第５図に示すのは、プツシ
ユロツド１０が引き上げられ、スプリング１３に
よつて下方へと押圧されている状態であり、図示
しないストツパによつて下方へと移動しないよう
保持されている。１５はプツシユロツド１０の周
囲に配設されたスタツド回転手段であつて、これ
は溶植機構本体（図示せず）に上下動可能に取着
された支持ケース１６と、支持ケース１６に回転
自在に支持されると共に支持ケース１６の側面に
取着されたモータ１７によりベルト１８を介して
回転される回転摩擦板１９とより成るものでプツ
シユロツド１０はこの回転手段１５の中央部を通
つて上下方向に延びている。この場合、支持ケー
ス１６は、下方へ向う力が作用した場合には下方
へと移動し、またこの力が除去された場合には上
方の元位置に復帰し得るように常に上方に付勢さ
れた状態で溶植機本体（図示せず）に取り付けら
れているものとする。
そして第４図及び第５図のようにプツシユロツ
ド１０が引き上げられた状態で、第１図ｂのよう
にスタツド１端部と母材４表面との間にアークを
発生させて双方を溶融させるが、この際モータ１
７によつて回転摩擦板１９を回転させておく。な
おこの場合、プツシユロツド１０そのものは何ら
回転作用を受けず回転摩擦板１９のみが回転す
る。次いで通電を停止すると共に、図示しないス
トツパを解除してスプリング１３の力によつてプ
ツシユロツド１０を下方へ移動させ、また同時に
モータ１７の駆動も停止する。プツシユロツド１
０が下降すると、第６図に示すように、プツシユ
ロツド１０上端に設けた座板１１下面と回転摩擦
板１９上面とが接触することになるが、この状態
においても回転摩擦板１９はそれ自身及びモータ
１７の慣性によつてある程度回転運動を続けてい
るため、プツシユロツド１０そのものも回転運動
を始めることになる。そしてその後、さらに必要
量だけプツシユロツド１０及びそれと共に回転手
段１５全体を下降させることによつて、第１図ｃ
に示すようにスタツド１を回転させながら母材４
溶融池に押しつけて溶植を行なう。
ド１０が引き上げられた状態で、第１図ｂのよう
にスタツド１端部と母材４表面との間にアークを
発生させて双方を溶融させるが、この際モータ１
７によつて回転摩擦板１９を回転させておく。な
おこの場合、プツシユロツド１０そのものは何ら
回転作用を受けず回転摩擦板１９のみが回転す
る。次いで通電を停止すると共に、図示しないス
トツパを解除してスプリング１３の力によつてプ
ツシユロツド１０を下方へ移動させ、また同時に
モータ１７の駆動も停止する。プツシユロツド１
０が下降すると、第６図に示すように、プツシユ
ロツド１０上端に設けた座板１１下面と回転摩擦
板１９上面とが接触することになるが、この状態
においても回転摩擦板１９はそれ自身及びモータ
１７の慣性によつてある程度回転運動を続けてい
るため、プツシユロツド１０そのものも回転運動
を始めることになる。そしてその後、さらに必要
量だけプツシユロツド１０及びそれと共に回転手
段１５全体を下降させることによつて、第１図ｃ
に示すようにスタツド１を回転させながら母材４
溶融池に押しつけて溶植を行なう。
なお上記実施例において、プツシユロツド１０
の座板１１が回転摩擦板１９の接触した後、さら
にプツシユロツド１０を下方に必要量だけ移動し
得るようにするのは、回転摩擦板１９の上面部を
弾力性を有する材料で形成し、この材料の弾性変
形を利用することによつても行なえ、この場合に
はスタツド回転手段１５全体を溶植機構本体（図
示せず）に上下動可能に取着する必要はない。
の座板１１が回転摩擦板１９の接触した後、さら
にプツシユロツド１０を下方に必要量だけ移動し
得るようにするのは、回転摩擦板１９の上面部を
弾力性を有する材料で形成し、この材料の弾性変
形を利用することによつても行なえ、この場合に
はスタツド回転手段１５全体を溶植機構本体（図
示せず）に上下動可能に取着する必要はない。
第７図にはスタツド回転手段の他の実施例を示
すが、これはプツシユロツド１０の周囲に筒状ガ
イド部材２０を配設し、プツシユロツド１０から
は側方へ係合部材２１を突設すると共に筒状ガイ
ド部材２０には螺旋状のガイド溝２２を形成し、
ガイド溝２２内に係合部材２１先端を係合させて
成るものであつて、筒状ガイド部材２０は溶植機
本体（図示せず）に固定されているものとする。
この実施例では、プツシユロツド１０がスプリン
グ１３の力によつて下降する際に係合部材２１先
端がガイド溝２２に案内されるので、プツシユロ
ツド１０は下降すると共に回転することにもな
り、スタツド１を回転させながら母材４溶融池に
押しつけることができる。
すが、これはプツシユロツド１０の周囲に筒状ガ
イド部材２０を配設し、プツシユロツド１０から
は側方へ係合部材２１を突設すると共に筒状ガイ
ド部材２０には螺旋状のガイド溝２２を形成し、
ガイド溝２２内に係合部材２１先端を係合させて
成るものであつて、筒状ガイド部材２０は溶植機
本体（図示せず）に固定されているものとする。
この実施例では、プツシユロツド１０がスプリン
グ１３の力によつて下降する際に係合部材２１先
端がガイド溝２２に案内されるので、プツシユロ
ツド１０は下降すると共に回転することにもな
り、スタツド１を回転させながら母材４溶融池に
押しつけることができる。
以上に本発明のスタツド溶接法の実施例を説明
したが、このように本発明はスタツド端部を回転
させながら母材溶融池に押しつけることを特徴と
するものであり、本発明によれば溶接部にスラグ
等の介在することがなく、しかも固相接合に近い
継手を得ることができる。そのため曲げ試験、ト
ルク試験等による継手の試験結果は、バラツキの
ないきわめて安定したものとなる。またそれに加
えて、従来の方法では直径の大きなスタツドは溶
融金属の流動性の問題等によつて溶接が困難であ
つたが、本発明の方法ではスプリング等による加
圧力が一定であつても溶融金属は遠心力により外
部へ押し出され易くなるため、より大きな直径の
スタツドでも溶植することが可能となる。
したが、このように本発明はスタツド端部を回転
させながら母材溶融池に押しつけることを特徴と
するものであり、本発明によれば溶接部にスラグ
等の介在することがなく、しかも固相接合に近い
継手を得ることができる。そのため曲げ試験、ト
ルク試験等による継手の試験結果は、バラツキの
ないきわめて安定したものとなる。またそれに加
えて、従来の方法では直径の大きなスタツドは溶
融金属の流動性の問題等によつて溶接が困難であ
つたが、本発明の方法ではスプリング等による加
圧力が一定であつても溶融金属は遠心力により外
部へ押し出され易くなるため、より大きな直径の
スタツドでも溶植することが可能となる。
第１図ａ，ｂ，ｃ，ｄは本発明のスタツド溶接
法の一例を経時的に示す説明図、第２図ａ，ｂは
従来法での溶融金属の流れと溶植部断面の肉眼組
織とを示す説明図、第３図ａ，ｂは本発明方法で
の溶融金属の流れと溶植部断面の肉眼組織とを示
す説明図、第４図ないし第６図は本発明方法を実
施するのに好適なスタツド溶接装置の溶植機構の
うち特にスタツド回転手段の実施例を示す図で第
４図は斜視図、第５図及び第６図は作動状態を示
す説明図、第７図はスタツド回転手段の他の実施
例を示す斜視図である。 １……スタツド、４……母材、１５……スタツ
ド回転手段。
法の一例を経時的に示す説明図、第２図ａ，ｂは
従来法での溶融金属の流れと溶植部断面の肉眼組
織とを示す説明図、第３図ａ，ｂは本発明方法で
の溶融金属の流れと溶植部断面の肉眼組織とを示
す説明図、第４図ないし第６図は本発明方法を実
施するのに好適なスタツド溶接装置の溶植機構の
うち特にスタツド回転手段の実施例を示す図で第
４図は斜視図、第５図及び第６図は作動状態を示
す説明図、第７図はスタツド回転手段の他の実施
例を示す斜視図である。 １……スタツド、４……母材、１５……スタツ
ド回転手段。
Claims (1)
- １ スタツド端部と母材表面とを加熱溶融し、ス
タツド端部を母材溶融池に押しつけることにより
スタツドを溶植するスタツド溶接法において、前
記スタツド端部を母材溶融池に押しつける際にス
タツドを回転させることを特徴とするスタツド溶
接法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5291582A JPS58202980A (ja) | 1982-03-31 | 1982-03-31 | スタッド溶接法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5291582A JPS58202980A (ja) | 1982-03-31 | 1982-03-31 | スタッド溶接法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58202980A JPS58202980A (ja) | 1983-11-26 |
| JPH0245552B2 true JPH0245552B2 (ja) | 1990-10-09 |
Family
ID=12928120
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5291582A Granted JPS58202980A (ja) | 1982-03-31 | 1982-03-31 | スタッド溶接法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58202980A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ231092A3 (en) * | 1991-08-02 | 1993-02-17 | Emhart Inc | Arc welded joint between a carrier and a detail attached fixedly thereto |
| DE19927371C2 (de) * | 1999-06-16 | 2001-05-03 | Udo Franz | Verfahren zum Anschweißen von Schweißelementen an ein Werkstück |
| JP4786922B2 (ja) * | 2005-03-30 | 2011-10-05 | 日本ドライブイット株式会社 | スタッド溶接ガン |
| GB2508142A (en) * | 2012-11-21 | 2014-05-28 | Bae Systems Plc | Forming projections on a surface for hybrid joint manufacturing |
| CN103753029B (zh) * | 2013-12-23 | 2016-01-20 | 江苏烁石焊接科技有限公司 | 一种摩擦清理均化下的电弧金属螺柱焊接方法及装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5285953A (en) * | 1976-01-12 | 1977-07-16 | Trw Inc | Process and equipment for welding stud to workpiece |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4829028U (ja) * | 1971-08-11 | 1973-04-10 |
-
1982
- 1982-03-31 JP JP5291582A patent/JPS58202980A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5285953A (en) * | 1976-01-12 | 1977-07-16 | Trw Inc | Process and equipment for welding stud to workpiece |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58202980A (ja) | 1983-11-26 |
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