JPH04284980A - スポット抵抗溶接法及びその溶接用電極 - Google Patents

スポット抵抗溶接法及びその溶接用電極

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JPH04284980A
JPH04284980A JP3336914A JP33691491A JPH04284980A JP H04284980 A JPH04284980 A JP H04284980A JP 3336914 A JP3336914 A JP 3336914A JP 33691491 A JP33691491 A JP 33691491A JP H04284980 A JPH04284980 A JP H04284980A
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JP
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welding
electrode
current
resistance
electrodes
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JP3336914A
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English (en)
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Pascal Gobez
パスカル・ゴベ
Eric Thieblemont
エリック・ティーブレモン
Mohamed Bouzekri
モハメド・ボーゼクリ
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Sollac SA
Original Assignee
Sollac SA
Lorraine de Laminage Continu SA SOLLAC
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Publication date
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    • 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
    • B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/24—Electric supply or control circuits therefor
    • B23K11/25—Monitoring devices
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Resistance Welding (AREA)
  • Manufacturing Of Electrical Connectors (AREA)

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】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はスポット抵抗溶接法（ｓ
ｐｏｔ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｗｅｌｄｉｎｇ　ｍｅ
ｔｈｏｄ）及びこの方法を実施するための溶接用電極に
関する。
【０００２】
【従来の技術】特に自動車産業や家庭用電気器具産業で
用いられる０．７ｍｍ乃至２．５ｍｍの薄い金属シート
は一般にはスポット抵抗溶接法によって溶接される。溶
接をするために、２個またはそれ以上の部品が２個の電
流取り入れエレメントの間で所定の力で押さえられる。 その電流取り入れエレメントは通常は銅又は銅合金でで
きた電極で構成される。
【０００３】溶接用電極に接触すると、溶接される前記
部品を通して一方の電極から他方の電極へ電流が流れる
。２個の電極間に挿入された被溶接部品でジュール効果
を通じて熱が発生し、特に、被溶接部品間の接触範囲の
接触抵抗が低いところで熱が発生する。接触面の範囲で
の被溶接部品の加熱は金属を溶かすことを可能にし、電
流が断たれた後に溶接点（ｗｅｌｄ　ｓｐｏｔ）を作り
、溶融コア（ｍｏｌｔｅｎ　ｃｏｒｅ）が凝固する。
【０００４】完全な溶接をするためには、２個の電極間
を流れる電流の強度が正確に計算されなければならない
。実際に、この強度が低すぎる場合には、被溶接部品の
加熱は金属を溶かすには、あるいは溶接点を作るのに要
求される溶融コアを作るには不十分である。また、電流
の強度が高すぎる場合には、被溶接部品の加熱は大きす
ぎ、溶融コアが焼ける可能性があり、それによって溶融
コアに酸化金属が現れ、結果としてそれが溶接点にも現
れるので、これはもはや所望の機構特性を有さない。
【０００５】スポット抵抗溶接装置における電流の強度
の制御は、電極に供給する第１の回路の電圧を変えるか
、第１の回路と第２の回路との間の巻き率を変えるか、
又は電気回路が提供されるサイリスタのオフファクター
（ＯＦＦ　ｆａｃｔｏｒ）を制御することによってなさ
れる。通常、電流はサイリスタのオフファクターを増加
又は減少することによって制御され、これによって電気
回路の実効強度を、それぞれ、減少又は増加る。
【０００６】公知のように、完全な溶接を得るように電
極に供給する電流の強度はある数のパラメータに依存し
ていて、それらは、第１の電極とその対応する部品との
間の接触の抵抗、第１の部品の抵抗、２個の部品間の接
触の抵抗、第２の部品の抵抗、第２の電極とその対応す
る部品との間の接触の抵抗、溶接時間、及び２個の電極
間に加えられる力、である。
【０００７】最適の溶接をするためには、溶接時間及び
他のパラメータが与えられ、完全な溶融コアを形成する
のに要求される電流を調整するために、２個の金属シー
ト間の接触抵抗を完全に知ることが必要である。そのた
めに、多くの溶接を開始する前に一連の試験がなされ、
連続する試行錯誤を通じた該試験は溶接のための理想的
パラメータの決定を可能とする。
【０００８】しかしながら、接触抵抗は一定ではなく、
時間にわたって変化する。実際に、それらは幾つかの理
由で減少する。ある数の溶接点を作ると、溶接用電極は
摩損して接触面が増加し、部品と電極との間の接触抵抗
を減少し、そして溶接中、加熱及び金属の溶解の進行に
よって部品の粗さは減少し、従って部品間の接触面は増
加しそれらの接触抵抗は減少する。そのうえ、溶接中、
電極間の圧力は変化し、これが部品と電極との間の接触
抵抗を変化させる。
【０００９】従って、好適な溶接を得るためには、溶接
電流の強度を調整するために、溶接中に接触抵抗を測定
することが必要である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題及び手段】従って本発明
の目的は、溶接中に電極間の電流の強度が調整される溶
接方法を提案することである。
【００１１】本発明の主題は少なくとも２個の金属部品
のスポット抵抗溶接の方法であり、その方法では特にサ
イリスタを備える回路による高い強度の電気溶接電流が
供給される２個の電極間で前記部品は押しつけられ、こ
の方法は溶接中に、高い強度の電流が流れるときに電極
間での全体の抵抗が決定されることと、各電極とその接
触している部品との接触抵抗が決定されることと、前記
部品間の接触抵抗が全体の抵抗と各部品の抵抗及び部品
・電極接触抵抗の和との差によって計算されることと、
電気溶接電流の実際の強度が決定されることと、一定の
最適の強度の電気溶接電流を維持するために前記部品に
対する多種の溶接パラメータが調整されることと、を特
徴とする。
【００１２】本発明の他の特徴によると、部品・電極接
触抵抗は回路のサイリスタがオフのときに対応する電極
と接触する部品に流れ、そして前記第１の部分から電気
的に絶縁された対応する電極の第２の部分へ現れる低い
強度の直流電流の各溶接用電極の第１の部分への通過に
よって決定され、対応する部品との接触抵抗を決定する
ために各電極の２つの部分の端子間の電圧は測定され、
電気溶接電流の半サイクル毎に低い強度の直流電流が電
極に供給される。
【００１３】また本発明の目的は本方法を実施するため
の溶接用電極であり、それは互いに電気的に絶縁された
２つの分離した部分を備えることを特徴とし、第１の中
央の部分は電気的絶縁体によって囲まれ、該絶縁体は第
２の同心の部分に覆われている。
【００１４】電極の第１の部分は電気回路の端子に接続
され、電気回路の他の端子は前記電極の第２の部分に接
続される。
【００１５】本発明の特徴と利点は例と共に与えられる
以下の説明と、添付の図面とを参照にして明らかになる
。
【００１６】
【実施例】図１では、溶接される２個の金属部品がそれ
ぞれ１と２で表され、該部品は２個の電極３と４との間
で力Ｆをもって互いに押しつけられ、該電極では巻線５
を通して供給される高い強度の電気溶接電流が流れる。 電極３及び４と被溶接部品１及び２の接するところで、
電流は前記部品を通じて一方の電極から他方の電極に流
れ、ジュール効果によって熱を発生し、２個の部品１と
２との間の面の電流が流れる範囲に溶融コア６を形成し
、電流を切って冷却した後に溶接点を形成する。
【００１７】図２で表されている溶接用電極３又は４は
銅又は銅ベースの合金でできており、該合金は例えばジ
ルコニウム０．１％、クロム１％、銅９８．９％ででき
ている。この電極３又は４は、第１の部分と同心である
第２の部分９に被われた電気的絶縁体８によって囲まれ
た第１中央円筒形部分７からなる。溶接用電極３の第１
の部分７は電気回路１０の端子１０ａに接続され、該回
路の他の端子１０ｂは前記電極の第２の部分９に接続さ
れる。溶接用電極４についても同様である。
【００１８】回路１０は公知の形式の電気回路であり、
各電極３又は４に低い強度の直流ｉを送る。
【００１９】図２では、電気溶接回路は図で表されてい
る。
【００２０】オームの法則、Ｕ＝ＲＩ、に従うと、Ｕ＝
電極３と４の端子の両端の電圧、ＲＧ＝電極３と４の端
子の両端の全体の抵抗、Ｉ＝溶接電流の強度、である。
【００２１】測定を通じて電圧Ｕを知り、溶接電流の強
度Ｉは電極３と４の端子の両端の抵抗ＲＧに依存してい
る。
【００２２】ここで、電極３と４の端子の両端のこの抵
抗ＲＧを以下のように分解する。
【００２３】Ｒ１：部品１・電極３の接触抵抗、Ｒ２：
部品１の抵抗、 Ｒ３：部品１・部品２の接触抵抗、 Ｒ４：部品２の抵抗、 Ｒ５：部品２・電極４の接触抵抗。
【００２４】部品１と２の各基本的抵抗Ｒ２とＲ４は、
前記部品の幾何学的特徴の関数として計算できる。他方
、接触抵抗Ｒ１、Ｒ３及びＲ５は未知であり溶接中に変
化する。
【００２５】本発明に従った溶接法は、最適の溶接強度
を得て溶接中に溶接パラメータを変化して一定の強度を
維持するために、接触抵抗Ｒ１及びＲ５を決定し、そし
てＲ３を計算することを可能にする。このために、４つ
のステップが企てられる。
【００２６】第１のステップでは、所望の溶接に対応す
る高い強度の溶接電流Ｉが電極３と４に流れる。強度Ｉ
の電流が流れる間に、巻線５の電圧Ｕを知り、電極３と
４との間の全体の抵抗ＲＧがオームの法則を使って決定
される。
【００２７】第２のステップでは、溶接回路のサイリス
タ（図示されていない）がオフになったときに、溶接電
流の半サイクル毎に、低い強度の直流電流ｉが電極３の
第１の部分７を通過して電極３と接触する部品１に流れ
、前記第１の部分７と電気的に絶縁されたこの電極３の
第２の部分９に現れる。
【００２８】図３では、低い強度の電流ｉがとる経路が
破線で示されている。オームの法則に従って、強度ｉを
知り、電極３の２つの部分７と９の端子の両端の電圧が
測定され、そして部品１・電極３の接触抵抗Ｒ１が決定
される。類似のプロセスが電極４に関してなされ、部品
２・電極４の抵抗Ｒ５が決定される。
【００２９】第３のステップでは、２つの部品１と２の
間の接触抵抗Ｒ３は、以下のように計算される。
【００３０】 Ｒ３＝ＲＧ−Ｒ１−Ｒ２−Ｒ４−Ｒ５ 終わりに、最後のステップでは、溶接のパラメータ、即
ち電極１と２の端子の両端の電圧、又は溶接時間、又は
前記電極の圧力のうちの何れか、は一定の溶接強度Ｉを
維持するように調整される。
【図面の簡単な説明】
【図１】２個の部品のスポット抵抗溶接の図である。
【図２】本発明による１つの溶接用電極の断面図である
。
【図３】図３は１つの電気溶接回路の図である。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　少なくとも２個の金属部品のスポット
    抵抗溶接の方法であって、該方法では特にサイリスタを
    備える回路による高い強度の電気溶接電流が供給される
    ２個の電極間で前記部品は押しつけられ、この方法は、
    溶接中に、高い強度の電流が流れるときに、前記電極間
    での全体の抵抗が決定されることと、前記各電極とその
    接触している前記部品との接触抵抗が決定されることと
    、前記部品間の接触抵抗が全体の抵抗と前記各部品の抵
    抗及び前記部品・電極接触抵抗の和との差によって計算
    されることと、電気溶接電流の実際の強度が決定される
    ことと、一定の最適の強度の電気溶接電流を維持するた
    めに前記部品に対する多種の溶接パラメータが調整され
    ることと、を特徴とするスポット抵抗溶接法。
  2. 【請求項２】　　前記部品・電極接触抵抗は、前記回路
    のサイリスタがオフのときに、対応する前記電極に接触
    する前記部品に流れ、前記第１の部分から電気的に絶縁
    された対応する電極の第２の部分へ現れる低い強度の直
    流電流の前記各溶接用電極の第１の部分への通過によっ
    て決定されることを特徴とする請求項１に記載の溶接法
    。
  3. 【請求項３】　　対応する前記部品との接触抵抗を決定
    するために、前記各電極の前記２つの部分の端子の両端
    の電圧が測定されることを特徴とする請求項２に記載の
    溶接法。
  4. 【請求項４】　　電気溶接電流の半サイクル毎に低い強
    度の直流電流が前記電極に供給されることを特徴とする
    請求項２に記載の溶接法。
  5. 【請求項５】　　互いに電気的に絶縁された２つの分離
    した部分を備え、第１の中央の部分は電気的絶縁体によ
    って囲まれ、該絶縁体は第２の同心の部分に覆われてい
    ることを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載の何れ
    の方法をも実施するための溶接用電極。
  6. 【請求項６】　　前記電極の第１の部分は電気回路の端
    子に接続され、該電気回路の他の端子は前記電極の第２
    の部分に接続される請求項５に記載の溶接用電極。
JP3336914A 1990-12-19 1991-12-19 スポット抵抗溶接法及びその溶接用電極 Pending JPH04284980A (ja)

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AT (1) ATE103518T1 (ja)
CA (1) CA2055746A1 (ja)
DE (1) DE69101542T2 (ja)
FR (1) FR2670698B1 (ja)

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