JPH0372388B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はスタツド溶接に関するものであり、特
にスタツド溶接部の品質判定を高精度に行なうこ
とができる方法に係る。

（従来の技術） 母材に対しスタツドを溶接するに際して、この
スタツドが母材に欠陥なく確実に溶接されている
ことが必要であるが、溶接作業中に何等かの要因
で溶接部に欠陥が生じ、所謂欠陥継手となること
がある。このため溶接後のこのスタツド溶接部の
品質を調査して欠陥継手を明らかにして、その対
策を採ることが要求される。

従来のスタツド溶接部の品質を判定するには、
溶接したスタツドを、作業員が目視により外観検
査するか、またはハンマーにてスタツドを打撃し
て曲げ試験を行なうかもしくは引張試験を行なう
かして、その継手の品質を判定していた。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、この従来方法では、いずれも溶接後の
処理であり、しかも製品を破確壊させて行なうも
のであるため、手間がかかると同時に実用的でな
い問題点があつた。また人手に依存することか
ら、精度的にも問題が多い。さらに、スタツド溶
接は、通常0.5〜1.0secの非常に短時間に実施され
ることから、熟練した作業員でもスタツド溶接工
程の良否を判定しにくい。

本発明は上記の問題点を解決するためになされ
たもので、溶接事後の試験で継手を判定するので
なく、スタツド溶接中にその作業が良好に行なわ
れているかどうかを判定し得る方法を提供するこ
とを目的とする。

本発明者等は、スタツド溶接で同じ溶接条件
（溶接電流×アーク時間）でも溶接部品質判定が
バラツク原因について種々実験を行なつた結果、
不良継手となるものは、スタツド溶接工程中のス
タツド押し付けに問題があることを知見した。即
ち、スタツド押し込み量不足により溶接欠陥が発
生することが明らかとなつた。

この押し込み量不足の原因は、アーク発生時の
スパツタがシールド材とスタツドの間にはさま
り、スムーズにスタツドが押し込まれなかつた
り、あるいはスタツドの表面形状が粗くシールド
材との間で摩擦が多くスムーズに動かないとか、
シールド材とスタツド材との心がずれていてスタ
ツド移動の抵抗になつて円滑に動かないこと、な
どが挙げられる。また、長尺のスタツド材や重量
の重いスタツド材などでは、スタツドの移動機構
が偏心荷重などにより、動きにくくなつており、
押し付け力が不足して押し込み量が不足すること
も考えられる。そしてこの押し込み量の不足は通
常１〜２mm程度であり、これを継手の外観検査で
判定することは実際には困難である。

（問題点を解決するための手段・作用） 本発明の品質判定方法は、このような点に鑑み
てなされたもので、その構成は下記の通りであ
る。即ち、 母材にスタツドを溶接する方法において、スタ
ツド溶接中のスタツドの軸方向の移動量を検出
し、スタツド溶接工程の全工程におけるスタツド
の移動量を判定し、少なくともスタツド押し込み
工程でのスタツドの移動量を標準値と比較するこ
とによりスタツド溶接部の品質の判定を行なうこ
とを特徴とするスタツド溶接の品質判定方法であ
る。

本発明では、このようにスタツドの軸方向移動
量を検出し、これを常にモニタリングしているの
で、不良継手が発生しても直ちにこれを正確に検
知でき、その後の適正な対策を講じることが可能
になるのである。

（発明の実施態様） 以下本発明を図面に基いて説明する。

第１図は、本件出願人が開発した、長尺のスタ
ツドを水平に打設する場合に有効なスタツド溶接
装置を用いて本発明を実施した例を示すものであ
る。図において、１は母材１３に打設されるスタ
ツドであり、該スタツド１はホルダ６にクランプ
されかつ先端をアークシぶルド２に包囲されて母
材１３に押し付けられる。前記ホルダ６は、基台
７の前後枠１２，１１にわたした軸８にそつて移
動する移動台５上に固着され、該移動台５はエア
ーシリンダ３を下部に取付けており、そのシリン
ダロツドが前枠１２に装着されている。従つて、
エアーシリンダ３の作動によりスタツド１は母材
に対し押しつけ、あるいは引上げ方向に移動す
る。また、移動台５にはポテンシヨメータ４も取
付けられ、そのメータ軸は後枠１１に固定され、
移動台５の動きに応じて、該ポテンシヨメータ４
の抵抗値が変化し、それを電圧値として検出する
ことによつて、移動台５の動き量を検出する構成
となつている。

また、第２図は公知のスタツドガンに本発明を
適用した例であり、スタツド１はガン内の移動軸
１４に取付けられている。該移動軸１４はマグネ
ツトコイル１０を励磁することによつて後方に、
ある設定量（２〜３mm）だけ引き上げられ、設定
時間後このマグネツトコイルをOFFにすること
により、スプリング１５によつて前方に押し込ま
れれる構造になつている。前記移動軸１４の動き
は、連結板１６を介してガン本体のハウジング２
３に固定されているポテンシヨメータ４の軸１７
に連動している。従つて、移動軸１４の動き、即
ちスタツドの軸方向にそつた動きの挙動はこのポ
テンシヨメータ４で検出される。なお、１８は溶
接スタートスイツチである。

第３図は、第１図及び第２図のポテンシヨメー
タ４によるスタツド１の移動量の検出要領と、該
メータ出力に基いて記録計にて表示した電波波形
及びスタツド移動量を経時的に示したものであ
る。第３図イ，ロ，ハによりスタツド溶接工程を
説明すると、第３図イはスタツドとポテンシヨメ
ータの接続図であり、ロは溶接電流波形、ハはス
タツドの軸方向の動きを測定した記録である。ま
ず溶接スタートによりスタツド先端の電極子１９
よりアークが発生し、溶接電流が流れる（工程
）。この時点よりT₁時間後スタツドは引き上げ
られ（工程）、次いで本アークが発生しこれが
設定時間持続し（工程）、溶接電流が低電流に
切り替る時点からT₂時間後、スタツドは力Ｐに
より押し付けられ（工程）、スタツド溶接が終
了する（工程）。

これらの各工程を第３図ハに示す如く、スタツ
ドの軸方向の移動量を前述した装置を用いてモニ
タリングすることにより、スタツド溶接部の品質
が判定できる。例えば、スタツド押し込み量が鎖
線d₁，d₂のような挙動を示す時には、標準の押し
込み量適正値d₀と比較して押し込み量が不足して
おり、不良継手と判定する。不良と判定した場合
は、スタツド溶接を再度実施することになる。標
準の押し込み量は、スタツドの材質および溶接条
件により、前もつて実験し、適正値を決めてお
く。

第４図は、上記したモニタリング機構を実際の
スタツドガン（第２図の装置）に接続した例を示
すものである。溶接電源２０は溶接ガン２２に接
続し、またガン２２のポテンシヨメータ４は適宜
のモニタリング装置２１に接続している。スイツ
チ１８を押すことにより、溶接電源内の制御回路
により前述の〜の各工程がシーケンス通りに
動き溶接を終了する。モニタリング装置２１はポ
テンシヨメータ４からの情報を、例えばペンレコ
ーダの如きものでアナログ量として直接記録して
も良いし、あるいはマイクロコンピユータを利用
してデイジタル値として溶接終了後プロツタに打
ち出すようにしても良い。また、第３図に示すよ
うに、スタツド溶接の全工程を記録しても良い
し、また少なくとも押し付け量何mmと表示するこ
ともできる。

（発明の効果） 以上詳細に述べたように、本発明方法によれば
スタツド溶接中の各工程が精度良く記録され、少
なくともスタツド押し込み工程でのスタツドの移
動量を標準値と比較することによりスタツド溶接
部の品質の判定を行い、短時間で実施されるスタ
ツド溶接継手の良、不良の判定が迅速かつ確実に
行なえる。また、このモニタリングデータは工事
完了後の品質保証記録として利用可能であり、従
来、溶接後の抜き取り試験でハンマーによる打撃
手段や外観検査に頼つていたスタツド溶接の検査
は、誤判定のない極めて能率的なものとなり、そ
の産業上の効果は非常に大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図はエアーシリンダにより駆動されるスタ
ツド溶接装置に取付けたスタツド移動量検出装置
を示した断面図、第２図はマグネツトコイルとス
プリングにより駆動される公知のスタツドガンに
取付けたスタツド移動量検出装置を示した断面
図、第３図イ，ロ，ハはスタツド溶接工程をスタ
ツド移動量検出装置により検出するためのスタツ
ド先端詳細図とモニタリング説明図、第４図は実
際のモニタリング装置の接続例を示す概略図であ
る。 １…スタツド、２…アークシールド、３…エア
ーシリンダ、４…ポテンシヨメータ、５…移動
台、６…ホルダ、７…基台、８…軸、９…ストツ
パ、１０…マグネツトコイル、１１，１２…側
板、１３…母材、１４…移動軸、１５…スプリン
グ、１６…連結板、１７…軸、１８…スタートス
イツチ、１９…電極子、２０…溶接電源、２１…
モニタリング装置、２２…溶接ガン、２３…ハウ
ジング。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 母材にスタツドを溶接する方法において、ス
   タツド溶接中のスタツドの軸方向の移動量を検出
   し、スタツド溶接工程の全工程におけるスタツド
   の移動量を測定し、少なくともスタツド押し込み
   工程でのスタツドの移動量を標準値と比較するこ
   とによりスタツド溶接部の品質の判定を行うこと
   を特徴とするスタツド溶接の品質判定方法。