JPH0275476A - スポット溶接方法 - 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〕 この発明は、スポット溶接方法に係り、特に、制振１ｍ
板や表面処理鋼板（亜鉛めっき鋼板、有機被膜処理鋼板
など）などの健全なスポット溶接継手を得るようにした
スポット溶接方法に関するものである。

〔従来の技術〕

スポット溶接は抵抗溶接の主流をなすもので、最も広く
使用されているが、このスポット溶接方法における溶接
電流の通電は、従来、以下に説明する制御方式により制
御されている。

（ａ）　　定電流制御方式二通電中に電源電圧変動や負
荷変動（溶接の進行に伴う被溶接材の抵抗（りの変動お
よび被溶接材自身の固有抵抗値のばらつき）があっても
溶接電流が予め設定された設定値になるように溶接電流
の通電を制御する方式であって、通電サイクル毎に検出
される溶接電流値をスポット溶接機の制御装置にフィー
ドバックし、溶接変圧器の一次側に接続されたサイリス
ク・コンクフタをこの制御装置からの通電信号により位
相制御して溶接電流を調整するようにしている。

（ｂ）　　定電圧制御方式：通電開始に先だって予め溶
接電流を設定する方式であるが、定電流制御方式のよう
に溶接電流値を検出して制御装置にフィードバンクする
手段が設けられていない、したがって、通電中の電源電
圧変動に対してはこの予め設定された溶接電流が得られ
るように自動調整されるが、通電中に負荷変動があると
溶接電流はその設定値に対し変動する。

（Ｃ）　　アップスロープ制御方式二通電開始後に徐々
に溶接電流を大きくしながら予め設定された設定値にな
るように溶接電流を制御する方式であって、定電流制御
方式と同様に、溶接電流を検出し制御装置にフィードバ
ックして溶接電流の通電を制御するようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記紹介した従来のスポット溶接方法により、普通鋼板
に比較してその固有抵抗値や負荷変動が大きい被溶接材
である制振鋼板や表面処理鋼板（亜鉛めっき鋼板、有機
被膜処理鋼板など）などをスポット溶接する場合には、
以下に説明する問題点があった。

まず、制振鋼板のスポット溶接について説明すると、こ
の制振鋼板には普通鋼板と異なり２枚の鋼板の間に挟ま
れた粘弾性樹脂層があるため、通電を開始すると、上下
の電極を結ぶ最短経路に通電回路が直ちに形成されず、
まず、制振鋼板の電流が流れ易い箇所に溶接電流が流れ
、バイパス回路が形成される。次いで、このバイパス回
路を流れる溶接′ｌｉｔ流による発熱によって電極直下
付近の樹脂層が溶融して排除され、１ｉ８ｉ直下に樹脂
層のない安定した通電回路が形成される。

このようなプロセスとなる制振鋼板を定電流制御π方式
により溶接電流の通電を制御する場合は、通電開始後に
形成されるバイパス回路の抵抗値が大きく溶接電流が設
定値に達しないため、スポット溶接機の制御装置は溶接
電流を増大させるようにサイリスタ・コンタクタにサイ
リスクの点弧角を大きくする通電信号を与える。そして
、電極直下に樹脂層のない安定した通電回路が形成され
た時点では、通電回路の回路抵抗は急激に減少し、この
回路抵抗の減少に対し制御装置のサイリスク点弧角制御
が遅れために、溶接電流が設定イ直を越えてオーバシュ
ートし、過大電流が流れる。

このように、定電流制御方式によるスポット溶接では、
通電開始後の２〜３サイクル程度の通電初期に過大電流
が流れることにより、スパークが発生したり、溶接部に
表散り、穴あきが発生したりするという問題点があった
。

また、アップスロープ制御方式による制振鋼板のスポッ
ト溶接においても、定電流制御方式と同°・様の理由で
通電初期に過大電流が流れ、スパークが発生したり、溶
接部に表敗りゃ穴あきが発生したりするという欠点があ
った。

一方、定電圧制御方式の場合には、溶接電流は通電開始
から電極直下に通電回路が形成されるまでの溶接の進行
に伴う抵抗値の減少に見合って反比例しなからオーバシ
ュートすることなく増加する。したがって、通電回路が
形成された時点で過大電流が流れることがないので、ス
パークが発生したり、溶接部に表散りゃ穴あきが発生し
たりすることはない。

しかしながら、この定電圧＠一方式では、電極直下に通
電回路が形成されたのち負荷変動があると、溶接部に供
給される溶接電流が変動するために定電流制御方式に比
較して継手強度の不足や変動を招くという欠点がある。

そして、表面処理鋼板をスポット溶接する場合において
も、これらの鋼板はその表面に亜鉛めつきや有機被膜が
施されており普通鋼板に比較してその固有抵抗値や負荷
変動が大きいために、制振鋼板を従来のスポット溶接方
法によりスポット溶接する場合と同様の問題があった。

この発明は、制振鋼板や表面処理鋼板のスポット溶接に
おけるこのような問題点を解決するためになされたもの
であり、溶接部に表敗りゃ穴あきなどの溶接欠陥がな（
、かつ、継手強度の変動が少ない所要の強度を有する健
全な溶接継手を得ることができるスポット溶接方法の提
供を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、この発明によるスポット
溶接方法は、被溶接材をスポット溶接するに際して、予
め所定通電時間を設定し、通電開始後、この所定通電時
間の１０％〜５０％の通電時間は溶接電流の通電を定電
圧制御方式により制御し、次いで定電圧制御方式を定電
流制御方式に切替えることを特徴とする。

（以下、余白） 〔作　用〕 予め所定通電時間を設定し、通電を開始する。

通電開始後、所定通電時間の１０％〜５０％の通電時間
は溶接電流の通電が定電圧制御されるので、通電開始か
ら電極直下に安定した通電回路が形成されるまでの期間
では、溶接電流は溶接の進行に伴う抵抗値の減少に見合
って反比例しなからオーバシュートすることなく増加す
る。したがって、通電回路が形成された時の過大電流の
発生を防止できる。次いで定電圧制御方式を定電流制御
方式に切替えて溶接電流の通電が制御されるので、溶接
部には予め設定したほぼ一定値の溶接電流が供給される
。

〔実施例〕

以下、この発明によるスポット溶接方法の実施例を説明
する。

第１図はこの発明によるスポット溶接方法を実施するた
めのスポット溶接機の一例を示す構成図であって、（１
）は電極、（２）は被溶接材である制振鋼板、（３）は
同じく普通鋼板であり、制振鋼板（２）と普通鋼板（３
）とが重ね合わされて溶接される。なお、上下に配置さ
れた電極（１）の加圧装置は図示省略している。（４）
は溶接変圧器で、この溶接変圧器（４）の−次側回路に
は、サイリスクが逆並列接続された、溶接電流の通電を
制御するサイリスク・コンタクタ（５）が接続されてい
る。二次側回路には、溶接電流を検出するための変流器
などの溶接電流検出器（６）が設けられ、その電流検出
信号は制御装置（７）に与えられる。

（８）は通電設定器であって、この通電設定器（８）に
より溶接電流、定電圧制御の通電時間ＴＶおよび全通電
時間ＴＴが設定され、これら設定信号は制御装置（７）
に与えられる。そして、定電圧制御においては、溶接電
流設定信号に基づいて制御装置（７）からサイリスク・
コンタクタ（５）に通電信号が与えられ、通電開始後の
設定された通電時間ＴＶにて溶接電流の通電が制御され
る。

そして、定電圧制御による通電時間ＴＶが終了す、ると
、制御装置（７）によりただちに定電流制御に切替えら
れて、残りの通電時間ＴＩ　（ＴＩ＝ＴＴ−ＴＶ）は溶
接電流の通電が定電流制御される。すなわち、制御袋−
（７）は、溶接電流検出器（６）からの電流検出信号と
溶接電流設定信号とを半サイクル毎に比較し、その偏差
を零にするようにサイリスク・コンタクタ（５）に通電
信号を与えて、溶接電流の通電を定電流制御する。

次に、上記説明したスポット溶接機を用いて、この発明
に係るスポット溶接方法により下記の溶接条件で制振鋼
板（板厚１．０ｍｓ　）と普通鋼板（板厚１．０ｍｇＩ
）との重ねスポット溶接を行った。

溶接点数７１００点（個数） 試験片サイズ：幅３０ｓｎ　Ｘ長さ１００　ｍ易の鋼板
を重ねたものを溶接する 設定通電時間ＴＴ　：　１４サイクル 設定溶接電流：　１１．０Ｘ１０’アンペア電掻加圧力
Ｆ　２２０　Ｋｇｆ 使用電極二チップ先端径６ａｍのドーム型電極（以下、
余白） 表１ 備考：せん断引張強度の変動範囲−最大値一最小値この
溶接結果を表１に示す０表１の比較例１に示すように、
通電開始後に定電圧制御方式により制御される通電時間
が予め設定された所定通電時間の１０％未満の場合は、
電極直下に安定した通電回路がまだ形成されていないた
め、定電流制御方式に切替えると過大電流が流れてスパ
ークや表敗りが発生した。

一方、表１の比較例２に示すように、所定通電時間の５
０％を越えて定電圧制御する場合は、電極直下に通電回
路が形成されたのち通電後期において負荷変動があると
、溶接部に供給される溶接電流が変動するために継手強
度が低下すると共に、強度の変動が大きくなる。

また、表１の比較例３に示すように、従来の定電圧制御
方式によるスポット溶接では、スパークや表敗りの発生
はなかったが、継手強度が低下し、その変動が大きくな
った。さらに、表１の比較例４に示すように、従来の定
電流制御方式によるスポット溶接では、通電初期の過大
電流によるスパークや表散りの発生があり、これに伴い
継手強度の変動が大きくなった。

これらに対して、この発明によるスポット溶接方法によ
れば、通電初期に過大電流が流れることがないので、ス
パークの発生や表散りなどの溶接欠陥もなく、また、継
手強度の変動が少ない所要の強度を有する健全な溶接継
手が得られた。

以上、この発明によるスポット溶接方法により制振綱板
をスポット溶接する実施例について説明したが、表面処
理鋼板におし、１ても溶接欠陥のない健全な溶接継手を
得ることが可能である。

〔発明の効果〕

このように、この発明によるスポット溶接方法によれば
、制振鋼板や表面処理鋼板をスポット溶接するに際して
、予め所定通電時間を設定し、通電開始後、この所定通
電時間の１０％〜５０％の通電時間は溶接電流の通電を
定電圧制御方式により制御することによって、通電初期
における過大電流の発生が防止できるので溶接部に従来
発生していた表敗りなどの溶接欠陥がな（なり、次いで
、定電圧制御方式を定電流制御方式に切替えるようにし
たので、溶接部には予め設定したほぼ一定値の溶接電流
が供給され、継手強度の変動が少ない所要の強度を有す
る健全な溶接継手を確実に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によるスポット溶接方法を実施するた
めのスポット溶接機の一例を示す構成図である。 （１）−一電極、（２）・・−制振鋼板、（３）・−普
通鋼板、（４）−−溶接変圧器、（５）−・サイリスク
・コンタクタ、（６）・−溶接電流検出器、（７）−・
制御装置、（８）−通電設定器。 特許出願人　株式会社　神戸製鋼所

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）被溶接材をスポット溶接するに際して、予め所定
   通電時間を設定し、通電開始後、この所定通電時間の１
   ０％〜５０％の通電時間は溶接電流の通電を定電圧制御
   方式により制御し、次いで定電圧制御方式を定電流制御
   方式に切替えることを特徴とするスポット溶接方法。