JPH03285773A - Ｔ字型継手の突き合わせ抵抗溶接方法 - 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】

本発明は、２本のパイプ等のワークをＴ字型に接合する
ための突き合わせ抵抗溶接方法に関する。

【従来の技術】

従来、２本のパイプ等のワークを用いてＴ字型の溶接継
手を製作するために、第９図から第１１図に示すように
概略構成された溶接機が用いられている。第９図は、溶
接機に溶接ワークとして２本のパイプ５１．５２をセッ
トした状態を示しており、第１０図は第９図のＸ−Ｘ線
断面図、第１１図は第９図のＭ−Ｍ線断面図を示してい
る。図において、５１は第１ワーク、５２は第２ワーク
を示しており、第１ワーク５１の外周面に接合される第
２ワーク５２の端面ば、第１ワーク５１の外周面に沿っ
た曲面形状に形成されている。各ワーク５１．５２を保
持する電極５３．５４は、一般に、それぞれクロム銅に
よって形成されている。図中、下側に位置する第１電極
５３は、第１ワーク５Ｉがはまり込む溝を有しており、
不図示の保持手段によって第１ワーク５１を保持するよ
うに構成されている。一方、」二側の第２電極５４は、
左右の電極５５．５６に二分割されており、各電極５５
゜５６に、第２ワーク５２がはまり込む溝か形成されて
いる。右側電極５６は左側電極５５の方へ４図示のエア
ーシリンダ等によってイマ］勢されろように構成されて
おり、１つ、これら左右の電極５５５６は、同じく不図
示のエアーシリンダ等によって、いずれも第１電極５３
の方へ付勢されるように構成されている。第１．第２電
極５３．５４は、ワーク５１．５２に溶接電流を流すた
め、通電開閉器５７とトランス５８を介して入力電源５
９に接続されている。通電開閉器５７は、図示していな
いが制御装置と接続されていて、ワーク５１５２に対す
る通電時間を制御オろことができる。 次に、溶接動作について説明する。 まず、第１ワーク５１が第１電極５３で保持さによって
、急激な速度で溶け量ρが増加し始める。 ワークが溶け始める時点は、たとえ溶接電流Ｉや溶接時
間が一定に設定されていても、例えば外径や肉厚なとの
ワーク自体の寸法のばらつき等によ−）で、図にｔ３や
１３’で示すように、多少変化することが避けられない
。 ワークの溶け始めるのが比較的早い時点から１３から起
きる場合は、溶（Ｊ量の増加速度も比較的速くなりがち
であり、逆にワークの溶け始めるのが比較的遅い時点ｔ
３″から起こる場合は溶け量の増加速度も比較的遅くな
りがちであり、」二連したように通電の終了時点ｔ４は
予め設定されたものであるから、ワーク５１．５２の溶
け始める時点が定しなければ、通電の終了した時点ｔ４
における溶＋ｔ　ｍも、当然、一定にはならない。ワー
ク５Ｉ５２は、上述したように通電終了時点ｔ４の後に
もｔｏまでの間に加圧されることにより、その間に接合
部がある程度冷却されて固化する時点ｔ５または［５°
までは溶け量が僅かに増加するが、その場合にら、通電
終了時の溶け量か一定でなければワーれるとともに、上
側の第２電極５４の右側電極５６を左側電極５５の方ヘ
イ＋勢することて、第２ワク５２が第２電極５４に保持
力Ｑて保持される。 そして、第２ワーク５２を保持した第２電極５４が第１
電極５３の方へ付勢され、第１２図のタイムヂャ−１・
に示ずように、加圧動作を行なうべく装置か起動された
ｔ。後の所定の時間Ｌ１からｔ。まて、第１ワーク５１
と第２ワーク５２の接合面が所定の加圧力Ｐ。て加圧さ
れる。各ワーク５１．，５２への通電（Ｊ、加圧力Ｐが
Ｐ。に達したｔ、後の時間であってｔ。から初期加圧時
間Ｔ、を経た後の時点し。 から、予め設定された通電時間Ｔ２を経た後の時間ｔ４
まて、所定の溶接電流Ｉ。によって行なわれろ。そして
、通電終了後は、所定の保持加圧時間Ｔ３を経た後、ｔ
６において各ワーク５１．５２の加圧が解除され、接合
されたワーク５１．５２が取り出される。 ｔ、において通電か開始されると、突き合わされた各ワ
ーク５１．５２の接合面はノユール熱の発生により軟化
・溶融し、同時に加圧力Ｐ。の作用りの最終的な溶け鍛
も一定値とはならず、本来の目標値を図のＱ、とずれは
、このρ、に対して、砿やρ１て示すように」−下に変
動することとなる。 ワーク５］、５２の溶け量がこのように変動するのは、
−に述したように外径や肉厚なとのワーク５１．５２の
寸法が変化する場合だ＋Ｊでなく、ワーク５１．５２の
接合面を加圧する時に第２ワーク５２と第２電極５４と
の間で滑りが発生ずることや、第１パイプ５１の接合部
が第２パイプからの加圧力によって変形することなどが
原因となる場合もある。

【発明が解決しようとする課題】

以」二説明したようにワークの溶ζ′Ｊ量か一定しなけ
れば、溶接部の外観や強度等の溶接品質が安定しないこ
とになる。溶接品質が安定しないということは、中には
品質の劣った不良品が発生するということであるから、
製品の中に不良品かあるかどうかを常に検査する必要が
生しる。 したかって、本発明の解決すべき技術的課題番」、突き
合わせ抵抗溶接時にワークの溶け爪を一定さＵることに
より溶接品質を安定させ、常に高品質のＴ字型継手が得
られるようにすることである。

【課題を解決するための手段】

本発明によれば、第１ワークの中空部内で第２ワークと
の接触部に裏から当接する第１％ｉ極により第１ワーク
を保持ずろととらに、第２ワークの外周面に食い込んで
第２ワークに係上する係止突起を備えた第２電極により
第２ワークを保持し、次いで、画電極を相互に接近する
にうに（＝１勢した」−で画電極から両ワークへ通電し
、さらに、画電極の接近量から両ワークの溶（づ量を連
続的に測定するとともに、その測定値が所望の溶け量に
対して通電終了後の保持加圧時間内における溶け量の増
加を考慮して予め設定された基準値に達した時点で通電
を停止するようにしたことを特徴とするＴ字型継手の突
き合わせ抵抗溶接方法か提供される。

【作用・効果］ 上記構酸においては、第１電極により保持された第１ワ
ークと、第２電極により保持された第２なかったとして
も、最終的な溶け量は、はぼ溶接毎に一致するようにな
る。 したがって、上記構成によれば、ワークの溶ＩＪ量が一
定することにより溶接品質が安定するので、常に高品質
のＴ字型継手を得ることができる。 【実施例】 以下に、第１図から第８図に示した本発明の一実施例に
係るＴ字型継手の突き合わせ抵抗溶接方法について詳細
に説明する。 第１図はこの方法を実施するために用いられる溶接機の
概略構成図であり、第２図は第１図の■■線断面図、第
３図は第１図の■−■線断面図である。図は、それぞれ
パイプ状の第１ワーク１及び第２ワーク２がセットされ
た状態を示している。第２ワーク２は、第１ワーク１に
接合される端面が、第１ワークの外周面に沿った曲面形
状に形成されている。 第１ワークＩを保持する第１電極３は、はぼ第１ワーク
の内周面に沿った円柱形状に形成されたものであり、第
１ワーク１内の中空部分に通されワークとは、従来と同
様に、各電極が相互に接近するように付勢されることで
その接触面が加圧されるとともに、各電極から通電され
ることで発生ずるジュール熱によって溶融して接合され
る。この場合、第１ワークは、第２ワークとの接触部分
に第１電極か裏側から当接した状態で第１電極に保持し
ているので、各ワークが加圧されたとしても、その加圧
力によって第１ワークが変形することはない。また、第
２電極は、係止突起か第２ワークの外周面に食い込んツ
メ状態で第２ワークを保持しているので、各電極を相互
に接近させるように付勢しても第２ワークと第２電極と
の間で滑りが発生ずることはない。 さらに、溶接中は、画電極の接近量から両ワークの溶【
ツ量が連続的に測定されるとともに、ワークへの通電は
、その測定値が、所望の溶ｉ：ｔ　ｉに対して通電終了
後の保持加圧時間内における溶け量の増加を考慮して予
備実験等により設定された基準値に達した時点て停止さ
れるため、たとえワークの外径や肉厚なとの寸法が厳密
には一定しているとともに、不図示の保持手段によって
第１ワークｌを保持するように構成されている。なお、
この電極３は、クロム銅によって形成されたものであり
、第１ワーク１の取り付ニブ及び取り外しを容易に行な
えるように、その外径は、ワーク１の内径よりも僅かに
小さな寸法に設定されている。 第２ワーク２を保持する第２電極４は、左右の電極５．
６に二分割された点では従来と同じであるか、具体的に
は、次のように構成されている。 まず、左側電極５には、従来例で説明したものよりも少
し深い溝が、第２７−ク２の外周面とほぼ半周に亙って
接触するように形成されている。なお、この電極３の材
質は第１電極３と同様にクロム銅である。一方、右側電
極６にはワーク２がはまり込む溝は形成されておらず、
左右の電極５６で第２ワーク２をはさみ付けて保持した
ときにワーク２の外周面に食い込む鋸歯状の係止突起６
ａが形成されている。第２ワーク２を保持したときにそ
の表面に係止突起６ａが確実に食い込むように、この電
極６は、ワーク２よりも高い硬度を有する焼き入れ鋼な
どで形成することか好ましい。 これらの電極５．６は、通電開閉器７とトランス８を介
して入ツノ電源に接続されている。また、この開閉器７
は、起動スイッチｌＯにより動作可能となる通電制御装
置１１と接続されている。したかって、通電制御装置１
１によって通電開閉器７の開閉タイミングを制御するこ
とで、ワーク１２への通電時間を制御することができる
。また、起動スイッチ１０は、図示していないが、ワー
ク１．２を相互に加圧するためのエアーソリノブの動作
を制御する加圧制御装置とも接続されている。 一方、この溶接機では、上側の第２電極４の右側電極６
と一体的に動作するアーム１４と、溶接時のワーク１．
２の溶け量をこのアーム１４の移動型から連続的に検出
するために、このアーム１４の動きに追従する測定部材
１３を持った溶け量測定計１２が設：Ｊられでいる。溶
（づ量測定計１２には、そこでの測定値が信号へとして
入力されることにより、測定値を連続的にデジタル表示
する溶１−Ｊ　ｆｆｉ表示装置１６が接続されている。 さらに、溶次に、この溶接機による溶接方法について、
第４図に示すタイムヂャートを併用して説明する。 まず、ワーク１．２を第１．第２電極３．４にセットし
た」二で起動スイッチＩＯをオンにすることで、そのオ
ンにされた時間ｔ。後のｔｌからｔ。（ＬＱ’）まて、
第２電極４が第１電極３側へ付勢されて、その接合面が
所定の加圧力Ｐ。で加圧される。また、起動スイツチ１
０のオンにより、Ｊ１１電制御装置１１から溶（Ｊ指表
示装置Ｉ６に信号りが送られて、その表示値がゼロにリ
セットされる。なお、このゼロへのリセットは、溶け儒
（ρ）が正確に測定され、そして所望の値（Ｑ、）とな
るようにするために、両ワーク１．２か確実に接触する
時点ｔ１から溶け量（Ｃ）が増加し始める時点ｉ３．Ｌ
＋’の間において、タイマ制御等により行なわれる。次
に、ｔｏから初期加圧時間Ｔ１を経た後のｔ、において
、通電制御装置＋１によって通電開閉器７が閉じられて
、所定の溶接電流Ｉ。によるワーク１，２への通電が開
始される。通電が開始されると、接合された端面か発熱
して溶融し、ある時点から溶け債が急激に増は指表示装
置１６には、表示値信号Ｂが入力される溶け量設定装置
１５、溶け量の記録や印字を行なうために信号Ｆか入力
される溶Ｒ”Ａ記録・印字装置１７、及び通電制御装置
１１が接続されており、溶ｉ＋ｆｆｉ設定装置１５と通
電制御装置１１とも接続されている。 この溶け最設定装置１５には、所望の溶け量から、通電
か終了した後の保持加圧時間内に生じる溶け量の増加分
を差し引いた溶け量の基準値（第４図のＱ。に相当オる
値てあり、予備実験等によって定められる）が設定され
ている。そして、溶け量設定装置１５は、表示装置１６
から信号Ｂとして入力された表示値がこの基準値（第４
図のＱ。）と等しくなったときに、通電を停止さＨるた
めの信号Ｃを通電制御装置ＩＩに送り出すように構成さ
れている。また、通電制御装置１１は、後に詳説するが
、溶ｉｔ　ｉ表示装置１６での表示値をゼロにリセノト
シたり、その表示値を保持したりするため、所定の条件
下で信号り、Ｅを表示装置１６に向けて出力するように
構成されている。 加する。このとき、溶け鍬測定計１２に設（Ｊられた測
定部材１３がアー１．１４の動きに追従することにより
溶１−ｔ　ｉ　（Ｑ）か連続的に測定され、その値が信
号Ａとして表示装置１６に入力されて溶け量（Ｑ）かデ
ジタル表示される。」−述したように、各ワーク１．２
の用法にばらつきがあるような場合は、この溶けｉＷ　
（Ｑ）が増加し始める時点は、Ｌ３やｔ３で示ずように
、多少ばらつくこととなる。 この構成では、ワーク１．２に対する通電は、溶け量測
定計１２から表示装置１６を経て設定装置１５に信号Ｂ
として入力される溶け量（のの値が、上述の基準値ρ。 と一致するまで行なイつれる。 したがって、通電の終了する時点も、タイムチャ＝１へ
にｔ４やｔ４”で示しているように、一定になるとは限
らない。一方、通電が終了した後の保持加圧時間Ｔ３は
予め設定されているから、加圧の終了する時点もＬやｔ
ｏ’のように一定しないか、この保持加圧時間Ｔ３中に
増加するワークの溶け量はほぼ一定であるので、ｔ５ま
たはｔ５’にお（プるワークの最終的な溶け量Ｑ、は、
はぼ目標値付近で−定ずろ。そして、このとき、制御装
置１１から表示装置１６に信号Ｅが送られて、そのとき
の溶（３屯の表示値が保持される。また、その表示値は
信号Ｆとして記録・印字装置１７に送られ、溶接毎のワ
ークの溶：Ｊ量が記録されるとともに、その値を必要に
応じて印字することが可能となる。したがって、作業者
は、表示装置１６での表示値を読み取るか、記録・印字
装置１７により溶１ｔｉを印字するかによって、ワーク
の溶け量を簡単且つ正確に知ることができる。そのため
、この構成では、溶接前後のワークの寸法を一々測定し
て溶け里を算出し、その良否を判定する必要はない。 なお、この実施例では、溶接終了後のワークの斜視図で
ある第５図に示すように、各ワークにそれぞれ円形断面
のパイプ１．２を用いたものとして説明したが、各ワー
クの断面形状はそれに限ったものではなく、第６図に示
すように第２ワークに角パイプ２゛を使用してもよく、
また、第７図に示すように両ワークとも角パイプビ、２
゛を使用したり、第８図に示すように、第１ワークに角

【図面の簡単な説明】

第１図から第８図は本発明の一実施例に係るＴ字型継手
の突き合わせ抵抗溶接方法を示し、第１図はこの方法の
実施に好適な溶接機の概略構成図、第２図は第１図の■
−Ｈ線断面図、第３図は第１図の■−■線断面図、第４
図は動作状態を示すタイムチャート、第５図から第８図
は溶接後のワークを示す斜視図、第９図から第１２図は
従来例に係るＴ字型継手の突き合わせ溶接方法を示し、
第９図はその方法を実施するための溶接機の概略構成図
、第１０図は第９図のＸ−Ｘ線断面図、第１１図は第９
図の刈−累線断面図、第１２図はその動作状態を示すタ
イムチャートである。 １・・第１ワーク、２・・・第２ワーク、３・第１電極
、４　・第２電極、５　左側電極、６　・右側電極、７
　・通電開閉器、８・・・トランス、９　人力電源、１
０・起動スイッチ、！ｌ・通電制御装置、１２　溶け全
測定計、１３・・測定部材、１４・・・アーム、１５−
溶け量設定装置、１６　・溶け量表示装置、１７　溶け
量記録・印字装置 パイプ１゛を使用して第２ワークに円形のペイプ２を使
用したりしてもよい。 また、本発明は」二足実施例に限定されるものではなく
、その他種々の態様で実施することが可能である。 例えば、溶け量表示装置１６において、表示値をゼロに
リセットするのに以下のような方法を用いてもよい。す
なわち、トランス８と電極３または４の間に）・ロイダ
ルコイルを設置Ｊ、このコイルにより溶接電流が流れた
ことを検出することにより、これと同期して表示値をゼ
ロにリセットするようにしてもよい。また、この溶接機
での加圧動作等を制御する制御装置の内部にタイマを設
のでおき、このタイマの時間設定により、各ワーク１２
の接触してから溶け量が増加し始めるまでの間に、溶け
迅のリセソ）・か行なわれるようにしてもよい。 」−述のいずれの溶（Ｊ量の制御方法においても、常に
溶接品質の安定したＴ字型継手を得ることができる。 手続補正書 平成 ２年１２月１４日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）、中空のパイプ状第１ワーク（１）の外周面に第
   ２ワーク（２）の端面を接合してＴ字型継手を構成する
   ための突き合わせ抵抗溶接方法において、上記第１ワー
   ク（１）の中空部内で上記第２ワーク（２）との接触部
   に裏から当接する第１電極（３）により該第１ワーク（
   １）を保持するとともに、上記第２ワーク（２）の外周
   面に食い込んで該第２ワーク（２）に係止する係止突起
   （６ａ）を備えた第２電極（４）により該第２ワーク（
   ２）を保持し、次いで、上記両電極（３、４）を相互に
   接近するように付勢した上で両電極（４、６）から両ワ
   ークへ通電し、 さらに、上記両電極（３、４）の接近量から上記両ワー
   ク（１、２）の溶け量を連続的に測定するとともに、そ
   の測定値が所望の溶け量に対して通電終了後の保持加圧
   時間内における溶け量の増加を考慮して予め設定された
   基準値に達した時点で通電を停止するようにしたことを
   特徴とするＴ字型継手の突き合わせ抵抗溶接方法。