JPH049283A

JPH049283A - 溶接部の品質モニタ方法

Info

Publication number: JPH049283A
Application number: JP10952490A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Kashiba; 良裕加柴; Masaru Okada; 勝岡田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1990-04-25
Filing date: 1990-04-25
Publication date: 1992-01-14

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、主に電子部品などを実装するパラレルギャ
ップ溶接方法等の抵抗溶接における溶接部の品質モニタ
方法に関するものである。

［従来の技術］第６図は、例えば「アビオの技術Ｊ　　（１９８２゜Ｖ
ｏｌ、１．日本アビオニクス社発行）に記載されている
。パラレルギャップ溶接による金属箔とリード線の接合
方法を示したものであり、図において、１はリード線、
２は絶縁被膜、３は絶縁被膜２に被われた金属箔、４は
受は台、５，６は溶接電流を流すための一対の電極、７
は出力回路が電極５，６に接続された定電圧溶接電源で
ある。

従来のパラレルギャップ溶接方法は上記のように構成さ
れており、電極５，６間の電圧が予め設定された値とな
るように電極５，６間の電圧を定電圧溶接電源７にフィ
ードバックし、出力電流をコントロールすることにより
、安定した接合が行えるように設計されている。第６図
に示した。被接合材として例えばフレキシブルプリント
配線板のように絶縁被覆された金属箔３に例えばコノヘ
ールのようなリード線１を溶接する場合では、電流を電
極５からリード線１を通して銅など発熱しにくい金属に
よって形成された電極６に流すことによってリード線１
をジュール発熱させ、この熱を用いて絶縁被膜２を剥離
すると同時にリード線１と金属箔３を接合している。

また別の例であるｒＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｌ
ｌｌｔｒａｔｈｉｎＳｉｌｉｃｏｎ　５ｏｌａｒ　Ｃｅ
１ｌ　　Ａｓｓｅｍｂｌｙ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｊ
（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　ＰＶＳＥＣ−１）によ
れば、太陽電池と銀リード線の接合方法が述べられてい
るが、前述の場合と発熱場所が異なっており、この場合
ではモリブテン類の電極が発熱し、この発熱を被接合材
としてのリード線や太陽電池に伝えて接合を行っている
。ここでは、電極温度が７００’Ｃ以上となった場合に
接合強さが十分となると述べられており、電極の温度と
接合強さは正の相関関係を有していることが示されてい
る。

［発明が解決しようとする課題］しかるに、上記のような電極の発熱を用いて接合を行う
パラレルギャップ溶接方法では、電極５，６間の電圧は
一定に保たれているものの、電極５，６とリード線１間
の接触抵抗が大きいと電流は少なくなり、反対に接触抵
抗が小さいと電流は多くなる。その結果、接合部の到達
温度は変動し、溶接結果にもばらつきが生じ、これは外
観判別しすらいため、実用上問題があった。また、たと
え同じ電流が流れたとしても、リード線１や金属箔３の
形状の違いや接触状況の違いにより接合部の到達温度に
差が生じ、溶接結果にばらつきが生じた。また、上記問
題を解決するために、電極温度を計測した場合において
は、電極５，６の加熱不足・過大の判定はつくものの、
この溶接方法が前述したように基本的に電極５，６から
の熱伝達により接合を達成しているため、電極５，６か
らリード線１．金属箔３への熱伝達がバラついた場合は
電極温度の測定のみでは接合部の温度を推定することは
不可能であった。

この発明はかかる問題を解決するためになされたもので
、電流のばらつきはもとより、電極と被接合材間の接触
抵抗のばらつき、被接合材自体の形状のばらつきなどに
より、接合部の加熱状態。

すなわち接合結果にばらつきが生じた場合においても、
その良否を間違いなく正確に判定できる方法を提供する
ことを目的とする。

［課題を解決するための手段］本発明に係る溶接部の品質モニタ方法は、被接合材に一
対の電極を当接させて通電し、電極の発熱を被接合材に
熱伝達することによって被接合材同士を接合する溶接方
法において、通電中の電流値及び一対の電極の少なくと
も一方から検呂した電極温度のそれぞれの値が、予め設
定した基準値内にあるか否かに監視することによって接
合部への投入熱量を推定し、接合品質を判定するもので
ある。

また、本発明の別の発明に係る溶接部の品質モニタ方法
は、通電中の電流値及び一対の電極の少なくとも一方か
ら検出した電極温度によって算出した電極の発熱量と上
記電極温度の関係を予め求め、この関係から適正条件範
囲を設定することによって接合部への投入熱量を推定し
、接合品質を判定するものである。

「作用］本発明においては、溶接時の計測データを組み合わせて
用いて接合部への投入熱量を推定するため、接合結果の
良否を間違いなく正確に判定できる。

すなわち、第１の発明では、電流値と電極温度から接合
部への投入熱量を推定して接合品質を判定するので、簡
単な方法で正確に判定することができ、また、第２の発
明では、電極での発熱量を求め、これと電極温度との関
係より接合部への投入熱量を推定して接合品質を判定す
るので、上記第１の発明よりも正確な判定が可能となる
。

［実施例］以下、本発明を図に示す実施例によって詳細に説明する
。

第１図はこの発明の一実施例を示す構成図であり１図中
１〜７は前記従来方法と同−又は相当部分である。図に
おいて、８は溶接電流を検出するための例えばシャント
などの電流検出器、９゜１０はそれぞれ電極５，６の温
度を検出するための例えば熱電対などの温度検出器、１
１は上記電流検出器８と温度検出器９，１０からの信号
を入力し予め設定した基準電流範囲や基準温度範囲。

基準温度差などを用いて接合結果の良否を判定する判定
回路であり１例えばデータプロセッサなどを用いて構成
される。

以下、一対のモリブデン電極（発熱部の形状は２Ｘ０．
２５Ｘ０．７５ｍｍ）両方からの温度を検出した場合の
銀同士の接合例に関して説明する。

銀同士の接合を行った場合の接合中における電流と電極
温度の関係の一例を第２図に示す。図中、１２は適正電
流値、１３は適正電極温度、１４．１５はそれぞれ電極
からリード線１への熱伝達が悪い場合の電流値及び電極
温度である。銀同士の接合においては、通常の場合、電
極温度が４００°Ｃ程度で接合強さは飽和し、それ以上
の過大熱は被接合物のダメージを増加させるだけである
。図中において、電流値１２，１４はほぼ同一であるが
、電極温度１５は適正電極温度１３よりも高い温度を示
している。このように、同一電流にもかかわらず電極温
度が適正温度よりも高い場合は、電極からリード線への
熱伝達が電極の片当たりやリード線の位置ずれなどによ
って妨げられていることを示しており、接合部の温度は
逆に低下し、その結果、接合強度が低下することが明ら
かとなった。すなわち、電極温度と接合強さの関係を第
３図に示すが、図中白丸で示す点は電極温度が低下する
と接合強さも低下し、これらの点は一本の線でうまく整
理できる。一方、黒丸はこの線からずれており、電極温
度が高くても接合強さが低くなる場合が生じる。図中１
０５Ａの黒丸は片当たりであり、１２ＯＡの黒丸はリー
ドずれであることが判明した。なお、リードずれの場合
は左右電極の熱伝達のバランスのずれのため、電極５，
６間に温度差が発生することも明らかとなった。

さらに、同図において同一電圧条件であるにもかかわら
ず電流値及び電極温度が広い範囲で変動しているが、両
者の値が低い場合は電極の汚れに伴う接触抵抗の増加に
より発熱が低下していることを示している。

上記のような種々の現象を判定する方法をわかりやすく
説明するためのフローチャートが第４図である。同図に
おいては、予め設定された±８％程度の範囲を有する基
準電流、基準温度、基準温度差と検出値とを比較するこ
とによって、接合部への熱の投入状態を推定し、接合状
態の判定が可能となる。

また、本発明の別の発明に係る方法においては、電極で
の発熱量を計算することによって接合状態を判定する。

すなわち、第５図に示すように、条件管理が十分行われ
た場合は、発熱量（発熱部の温度から求めた抵抗値と電
流値の２乗と通電時間の積分値）と電極温度は良好な相
関関係Ｑ（０）を有していることがわかったため、この
方法においてはＱ（θ）から適正条件範囲を設定し、接
合の良否を判定する。従って、第１図の判定回路１１へ
の入力が関数Ｑ（θ）となる。

関数Ｑ（θ）は直線又は曲線により近似されるが、第５
図の例では二次曲線で近似し、Ｑ（θ）＝１．１３Ｘ１
０−’θ２＋２．ｌＸｌ０〜２０＋４．６Ｘ１０−２で
あり、±５％程度の適正条件範囲を設定している。発生
する現象は前記方法と同一であるが、この方法において
は通電時間全体の発熱量を求めるため前記方法より正確
な判定が可能となるという特徴がある。第５図に発熱量
と電極温度から判定できる接合状態を示すが、例えば適
正条件範囲の右下の結果が得られた場合は片当たりが生
じていると判定される。

なお１本発明における電流検出器、温度検出器は上述の
実施例に限定されるものではなく、その目的に応じて適
宜変形し得るものであることはいうまでもない。

また、温度検出器は一対の電極両方から検出したほうが
好ましいが、片方の電極から検出した場合においても、
リード線の位置ずれなど左右電極部の状態のばらつきの
判定以外はほぼ同様の判定が可能となる。

また、接合の良否の判定条件範囲も接合品質の要求基準
に応じて適宜変化し得るものである。

また、接合状態の判定結果に基づき溶接電源７を制御す
ることにより、より良い接合状態を得ることが可能とな
る。

［発明の効果］以上のように、この発明によれば、通電中の電流値及び
一対の電極の少なくとも一方から検出した電極温度のそ
れぞれの値が、予め設定した基準値内にあるか否かを監
視することによって接合部への投入熱量を推定し、接合
品質を判定するようにしたので、安価でかつ簡単な方法
で接合品質を正確に判定することが可能となる。

また、本発明の別の発明によれば、通電中の電流値及び
一対の電極の少なくとも一方から検出した電極温度によ
って算呂した電極の発熱量と上記電極温度の関係を予め
求め、この関係から適正条件範囲を設定することによっ
て接合部への投入熱量を推定し、接合品質を判定するよ
うにしたので、接合品質をより正確に判定することが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す構成図、第２図は接
合中における電流と電極温度の関係の一例を示す図、第
３図は電極温度と接合強さの関係を示す図、第４図は上
記実施例の動作を示すフローチャート、第５図はこの発
明の他の発明の実施例を示す発熱量と電極温度の関係を
示す図、第６図は従来の方法を示す構成図である。１はリード線（被接合材）、３は金属箔（被接合材）、
５．６は電極−７は定電圧溶接電源、８は電流検出器、
９，１０は温度検出器、１１は判定回路。なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。代理人　　大　岩　　増　雄（ほか２名）４５°引帳強
さ電１（訴にミ孟）１う：（°Ｃ）図手続補正書（自発）平成　２年８　イ９　日１、事件の表示特願平２−１０９５２４号３、補正をする者事件との関係

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被接合材に一対の電極を当接させて通電し、電極
の発熱を被接合材に熱伝達することによって被接合材同
士を接合する溶接方法において、通電中の電流値及び一
対の電極の少なくとも一方から検出した電極温度のそれ
ぞれの値が、予め設定した基準値内にあるか否かを監視
することによって接合部への投入熱量を推定し、接合品
質を判定することを特徴とする溶接部の品質モニタ方法
。
（２）被接合材に一対の電極を当接させて通電し、電極
の発熱を被接合材に熱伝達することによって被接合材同
士を接合する溶接方法において、通電中の電流値及び一
対の電極の少なくとも一方から検出した電極温度によっ
て算出した電極の発熱量と上記電極温度の関係を予め求
め、この関係から適正条件範囲を設定することによって
接合部への投入熱量を推定し、接合品質を判定すること
を特徴とする溶接部の品質モニタ方法。