JPH0523857A - 溶接用座付きスタツドボルト - Google Patents
溶接用座付きスタツドボルトInfo
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- JPH0523857A JPH0523857A JP26557191A JP26557191A JPH0523857A JP H0523857 A JPH0523857 A JP H0523857A JP 26557191 A JP26557191 A JP 26557191A JP 26557191 A JP26557191 A JP 26557191A JP H0523857 A JPH0523857 A JP H0523857A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】座付きスタッドボルトを鋼板にスタッド溶接ま
たはパーカッション溶接する際、鋼板が薄い場合でも鋼
板の溶け落ちやスタッドの加熱不足などのない、安定し
た溶接を行なわせる。 【構成】スタッド溶接用の座付きスタッドボルト１０の
スタッドベース１１に、その中心から半径方向に延びる
堤状突起１３を設けた。 【効果】アークによる加熱が堤状突起１３に集中するた
めに少ない熱量で済む。そのため薄板とスタッドとの熱
平衡が容易になり、効率良く均質に溶接できる。
たはパーカッション溶接する際、鋼板が薄い場合でも鋼
板の溶け落ちやスタッドの加熱不足などのない、安定し
た溶接を行なわせる。 【構成】スタッド溶接用の座付きスタッドボルト１０の
スタッドベース１１に、その中心から半径方向に延びる
堤状突起１３を設けた。 【効果】アークによる加熱が堤状突起１３に集中するた
めに少ない熱量で済む。そのため薄板とスタッドとの熱
平衡が容易になり、効率良く均質に溶接できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は鋼板などに溶植（スタ
ッド溶接）して用いられるスタッドボルト、特に自動車
に多く使用される座付きスタッドボルトに関するもの
で、その目的は溶接品質ならびに作業効率の向上にあ
る。
ッド溶接）して用いられるスタッドボルト、特に自動車
に多く使用される座付きスタッドボルトに関するもの
で、その目的は溶接品質ならびに作業効率の向上にあ
る。
【０００２】
【従来の技術】スタッド溶接は、ボルトやピンなどの植
え込み作業を穿孔，タップ立てなどの機械加工によらず
に短時間に溶植する方法で、造船，橋梁などの大型構造
物から自動車に至るまで幅広く適用されている。
え込み作業を穿孔，タップ立てなどの機械加工によらず
に短時間に溶植する方法で、造船，橋梁などの大型構造
物から自動車に至るまで幅広く適用されている。
【０００３】このスタッド溶接の概略は図２に示す通り
で、スタッド１０の溶接側の端部（スタッドベース１
１）を母材２０の所定の位置に接触させてその周囲をア
ークシールド３０で保護し、次にスタッドと母材をそれ
ぞれ溶接電源に接続して通電しつつスタッドを僅かに離
せば、先ず両者の最も近い部位（スタッドに突起があ
ればその先端）からパイロットアークが発生して相対す
る全面に波及し、その約６０００℃の高熱で相互の溶接
面が適当に溶融したときスタッドを押し付けて溶着させ
る訳である。
で、スタッド１０の溶接側の端部（スタッドベース１
１）を母材２０の所定の位置に接触させてその周囲をア
ークシールド３０で保護し、次にスタッドと母材をそれ
ぞれ溶接電源に接続して通電しつつスタッドを僅かに離
せば、先ず両者の最も近い部位（スタッドに突起があ
ればその先端）からパイロットアークが発生して相対す
る全面に波及し、その約６０００℃の高熱で相互の溶接
面が適当に溶融したときスタッドを押し付けて溶着させ
る訳である。
【０００４】図３および図４はスタッドベースの形状を
例示したもので、一般用のスタッドボルトでは図３のよ
うに溶接面が平面のものと円錐面のものが多く、自動車
用の座付きスタッドボルトでは、図４に示すような球面
のものが好まれている。
例示したもので、一般用のスタッドボルトでは図３のよ
うに溶接面が平面のものと円錐面のものが多く、自動車
用の座付きスタッドボルトでは、図４に示すような球面
のものが好まれている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】然るに、自動車のパネ
ルは厚さ０．５〜１．６ｍｍ程度の薄板なので溶接条件
の設定や加熱量の制御が難しく、図４のような従来のス
タッドボルトでは加熱過度のためのパネルの溶け落ち
や、逆に加熱不足による溶接不良を生じ易く、また、溶
接強度のバラツキが大きいなどの問題があった。
ルは厚さ０．５〜１．６ｍｍ程度の薄板なので溶接条件
の設定や加熱量の制御が難しく、図４のような従来のス
タッドボルトでは加熱過度のためのパネルの溶け落ち
や、逆に加熱不足による溶接不良を生じ易く、また、溶
接強度のバラツキが大きいなどの問題があった。
【０００６】この様な不具合について、本発明者は種々
検討の結果、次の二点がその主因であるとの推論に達し
た。
検討の結果、次の二点がその主因であるとの推論に達し
た。
【０００７】その一つは熱エネルギーの不均衡に基づく
もので、即ち従来のスタッドボルトではスタッドベース
の溶接面が凹凸のない平面または球面なのでその全面が
溶接に与かる。従って、この大きな面積ないし質量を基
準に溶接条件（負荷電力等）を決めるとパネル側は過熱
による溶け落ちを生じ易く、一方、パネル側を基準にし
た場合はスタッドベース側の熱量が不足し溶接不良を生
じるものである。
もので、即ち従来のスタッドボルトではスタッドベース
の溶接面が凹凸のない平面または球面なのでその全面が
溶接に与かる。従って、この大きな面積ないし質量を基
準に溶接条件（負荷電力等）を決めるとパネル側は過熱
による溶け落ちを生じ易く、一方、パネル側を基準にし
た場合はスタッドベース側の熱量が不足し溶接不良を生
じるものである。
【０００８】他の一つは溶接部位への不純物の抱き込み
に基づくもので、即ち自動車用鋼板には通常亜鉛メッキ
が，スタッドボルトには銅メッキが施されているが、何
れもアークによる高熱で瞬間的に蒸発する。そして、両
部材の溶接に際してこれらの金属蒸気や雰囲気ガスが抱
き込まれた場合は接合面に残留して巣を作り、それが溶
接強度を劣化させるものと考えられる。
に基づくもので、即ち自動車用鋼板には通常亜鉛メッキ
が，スタッドボルトには銅メッキが施されているが、何
れもアークによる高熱で瞬間的に蒸発する。そして、両
部材の溶接に際してこれらの金属蒸気や雰囲気ガスが抱
き込まれた場合は接合面に残留して巣を作り、それが溶
接強度を劣化させるものと考えられる。
【０００９】その一例を図９に示す。この図は従来のス
タッドボルトの溶接部位を切断してその断面を撮影した
写真から作成したもので、両部材の接合面の中央から右
寄りにかけて接合不良箇所（残留した気泡の跡）が認め
られる。
タッドボルトの溶接部位を切断してその断面を撮影した
写真から作成したもので、両部材の接合面の中央から右
寄りにかけて接合不良箇所（残留した気泡の跡）が認め
られる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、スタッドベー
スの溶接面に図１および図５に例示したような堤状の突
起１３を設け、アークによる加熱をこの突起部に集中
し、相手部材のパネルとの溶接を主としてこの突起部で
行なわせることをその骨子とするものである。
スの溶接面に図１および図５に例示したような堤状の突
起１３を設け、アークによる加熱をこの突起部に集中
し、相手部材のパネルとの溶接を主としてこの突起部で
行なわせることをその骨子とするものである。
【００１１】この様にすると、スタッドベースの加熱の
対象が従来の全面から突起部１３に減少するためパネル
側との熱平衡を取り易い。また加熱された突起部が軟化
したパネル側に楔状に嵌入して溶着するため、平坦な面
同士が衝接する従来の場合と異なり雰囲気ガスなどが溶
接面に閉じ込められる虞れが殆どない。従って、これら
が相俟って薄板ヘのスタッド溶接における従来の問題点
を解消し、品質の安定した溶接を可能にするものであ
る。
対象が従来の全面から突起部１３に減少するためパネル
側との熱平衡を取り易い。また加熱された突起部が軟化
したパネル側に楔状に嵌入して溶着するため、平坦な面
同士が衝接する従来の場合と異なり雰囲気ガスなどが溶
接面に閉じ込められる虞れが殆どない。従って、これら
が相俟って薄板ヘのスタッド溶接における従来の問題点
を解消し、品質の安定した溶接を可能にするものであ
る。
【００１２】
実施例１：図１に示す形状のネジの呼びがＭ６，長さ２
０ｍｍで座１２の直径が１３ｍｍ，スタッドベース１１
の直径９ｍｍの座付きスタッドボルトを対象として、そ
のスタッドベースの溶接面に、図の如く中心から半径方
向に伸びる３本の堤状突起１３を設け、銅メッキを施し
た試料（試料１）を作製した。この堤状突起は幅２ｍ
ｍ，高さ１．７ｍｍで、その上端面は３Ｒの曲面に形成
してある。このようにすると、上端面が平坦または角張
っている場合に比べ、より良好なアークを得ることがで
きる。なお、座１２より上のネジ部の形状は本発明の本
質に関係がないので、この図では簡略化されている。
０ｍｍで座１２の直径が１３ｍｍ，スタッドベース１１
の直径９ｍｍの座付きスタッドボルトを対象として、そ
のスタッドベースの溶接面に、図の如く中心から半径方
向に伸びる３本の堤状突起１３を設け、銅メッキを施し
た試料（試料１）を作製した。この堤状突起は幅２ｍ
ｍ，高さ１．７ｍｍで、その上端面は３Ｒの曲面に形成
してある。このようにすると、上端面が平坦または角張
っている場合に比べ、より良好なアークを得ることがで
きる。なお、座１２より上のネジ部の形状は本発明の本
質に関係がないので、この図では簡略化されている。
【００１３】次に、この試料１を板厚０．８ｍｍの亜鉛
メッキ鋼板に、アルゴン８０％と炭酸ガス２０％の混合
ガスをシールドガスに用いてスタッド溶接した後、溶接
強度を測定して堤状突起１３の無い従来品の場合と比較
した。
メッキ鋼板に、アルゴン８０％と炭酸ガス２０％の混合
ガスをシールドガスに用いてスタッド溶接した後、溶接
強度を測定して堤状突起１３の無い従来品の場合と比較
した。
【００１４】この溶接品における溶接強度の規格は引っ
張り強さ３７５ｋｇ以上，トルク強さ１．７６ｋｇ・ｃ
ｍ以上であり、従来品の試験結果は試料数各１０００本
で引っ張り強さ３５０〜５６０ｋｇ（平均４２０ｋ
ｇ），トルク強さ１．８８〜２．１６ｋｇ・ｃｍ（平均
２．０２ｋｇ・ｃｍ）であった。また、溶け落ちなどの
外観不良品および規格値以下の強度不良品を合わせた不
良率は０．６％であった。なお従来品の場合の溶接条件
は電圧２７Ｖ，電流１２００Ａ，通電時間６５ｍｓであ
る。
張り強さ３７５ｋｇ以上，トルク強さ１．７６ｋｇ・ｃ
ｍ以上であり、従来品の試験結果は試料数各１０００本
で引っ張り強さ３５０〜５６０ｋｇ（平均４２０ｋ
ｇ），トルク強さ１．８８〜２．１６ｋｇ・ｃｍ（平均
２．０２ｋｇ・ｃｍ）であった。また、溶け落ちなどの
外観不良品および規格値以下の強度不良品を合わせた不
良率は０．６％であった。なお従来品の場合の溶接条件
は電圧２７Ｖ，電流１２００Ａ，通電時間６５ｍｓであ
る。
【００１５】これに対して、本発明の試料１の場合は電
圧２５Ｖ，電流１０００Ａ，通電時間６５ｍｓの溶接条
件で引っ張り強さ４１０〜５２０ｋｇ（平均４７０ｋ
ｇ），トルク強さ２．００〜２．２２ｋｇ・ｃｍ（平均
２．１１ｋｇ・ｃｍ）の結果が得られ、従来品の場合よ
り少ない消費電力量で平均値，バラツキとも従来品の場
合より向上し、不良率も、試料１０００本中の不良は皆
無であった。
圧２５Ｖ，電流１０００Ａ，通電時間６５ｍｓの溶接条
件で引っ張り強さ４１０〜５２０ｋｇ（平均４７０ｋ
ｇ），トルク強さ２．００〜２．２２ｋｇ・ｃｍ（平均
２．１１ｋｇ・ｃｍ）の結果が得られ、従来品の場合よ
り少ない消費電力量で平均値，バラツキとも従来品の場
合より向上し、不良率も、試料１０００本中の不良は皆
無であった。
【００１６】また印加電力の減少に伴いスタッドを把持
するコレットの消耗も減少し、その結果、従来は３００
０打点に一回の割でコレットを交換していたのが、本発
明品では６０００打点に一回で済むようになり、作業効
率が著しく向上した。
するコレットの消耗も減少し、その結果、従来は３００
０打点に一回の割でコレットを交換していたのが、本発
明品では６０００打点に一回で済むようになり、作業効
率が著しく向上した。
【００１７】なお、堤状突起１３の先端に図８の如く膨
大部を設けると、トルク強さを更に向上させることがで
きる。
大部を設けると、トルク強さを更に向上させることがで
きる。
【００１８】実施例２：実施例１と同じスタッドボルト
を対象として、そのスタッドベース１１の溶接面の外縁
に、図５の如く円周方向に断続する堤状突起１５（幅２
ｍｍ，高さ１．７ｍｍ，上端面は３Ｒの曲面）を設けた
試料（試料２）を作製した。なお実施例１の如く銅メッ
キを施してあることは、全ての実施例に共通している。
を対象として、そのスタッドベース１１の溶接面の外縁
に、図５の如く円周方向に断続する堤状突起１５（幅２
ｍｍ，高さ１．７ｍｍ，上端面は３Ｒの曲面）を設けた
試料（試料２）を作製した。なお実施例１の如く銅メッ
キを施してあることは、全ての実施例に共通している。
【００１９】この図５の形状のものと図１のそれとの得
失については、引っ張りおよび剪断強さは（それぞれの
堤状突起１５，１３の面積に大差がなければ）ほぼ同等
で、トルク強さは前者（図５）が優り、後述の掃気性の
点では後者が有利である。
失については、引っ張りおよび剪断強さは（それぞれの
堤状突起１５，１３の面積に大差がなければ）ほぼ同等
で、トルク強さは前者（図５）が優り、後述の掃気性の
点では後者が有利である。
【００２０】実施例３：実施例１での試料を対象とし
て、図６の如くそのスタッドベースの溶接面の中心の位
置で堤状突起１３の上に、堤状突起１３より０．７ｍｍ
高い柱状突起１４を設けた試料（試料３）を作製した。
て、図６の如くそのスタッドベースの溶接面の中心の位
置で堤状突起１３の上に、堤状突起１３より０．７ｍｍ
高い柱状突起１４を設けた試料（試料３）を作製した。
【００２１】実施例４：実施例２での試料を対象とし
て、図７の如くそのスタッドベースの溶接面の中心に、
周囲の堤状突起１５より約０．７ｍｍ高い柱状突起１４
を設けた試料（試料４）を作製した。
て、図７の如くそのスタッドベースの溶接面の中心に、
周囲の堤状突起１５より約０．７ｍｍ高い柱状突起１４
を設けた試料（試料４）を作製した。
【００２２】この実施例３および４に係るスタッドボル
トは実施例１の如き通常のスタッド溶接に供することも
できるが、コンデンサーに蓄えた大電力を瞬時に印加す
る、所謂パーカッション溶接法により適している。即ち
パーカッション溶接によれば中心の柱状突起１４は爆発
的に蒸発し、その爆風でメッキ金属の蒸気などが掃気さ
れて溶接面が清浄になる結果、更に良好な溶接品質が得
られるためである。
トは実施例１の如き通常のスタッド溶接に供することも
できるが、コンデンサーに蓄えた大電力を瞬時に印加す
る、所謂パーカッション溶接法により適している。即ち
パーカッション溶接によれば中心の柱状突起１４は爆発
的に蒸発し、その爆風でメッキ金属の蒸気などが掃気さ
れて溶接面が清浄になる結果、更に良好な溶接品質が得
られるためである。
【００２３】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によればス
タッドベースに設ける凹凸形状のために母材側との熱平
衡および溶接面の清浄化が容易になり、その結果、溶接
品質が著しく向上する。しかも、この凹凸形状（突起１
３〜１５）は鍛造などの手段で従来形状の場合と同一の
工数・費用で成形できる上に、従来より少ない消費電力
で済み、作業効率も向上するなど、その実施による利益
は極めて大きい。
タッドベースに設ける凹凸形状のために母材側との熱平
衡および溶接面の清浄化が容易になり、その結果、溶接
品質が著しく向上する。しかも、この凹凸形状（突起１
３〜１５）は鍛造などの手段で従来形状の場合と同一の
工数・費用で成形できる上に、従来より少ない消費電力
で済み、作業効率も向上するなど、その実施による利益
は極めて大きい。
【図１】本発明に係るスタッドボルトの、一実施例を説
明する図面である。
明する図面である。
【図２】スタッド溶接法の概略を説明する図面である。
【図３】一般的なスタッドボルトの形状を例示する図面
である。
である。
【図４】従来の自動車用座付きスタッドボルトの形状を
示す図面である。
示す図面である。
【図５】本発明に係るスタッドボルトの、他の実施例を
説明する図面である。
説明する図面である。
【図６】本発明に係るスタッドボルトの、他の実施例を
説明する図面である。
説明する図面である。
【図７】本発明に係るスタッドボルトの、他の実施例を
説明する図面である。
説明する図面である。
【図８】本発明に係るスタッドボルトの、他の実施態様
を説明する図面である。
を説明する図面である。
【図９】従来のスタッド溶接で接合面に気泡が残留した
状態の断面図である。
状態の断面図である。
１０ スタッド
１１ スタッドベース
１２ 座
１３ 堤状突起
１４ 柱状突起
１５ 堤状突起
２０ 母材（パネルなど）
３０ アークシールド
Claims (6)
- 【請求項１】 スタッドベース１１の溶接面に、中心か
ら半径方向に延びる堤状突起１３を備えることを特徴と
する、溶接用座付きスタッドボルト。 - 【請求項２】 スタッドベース１１の溶接面に、中心か
ら半径方向に延びる堤状突起１３を備え、且つこの突起
より高い柱状突起１４を中心に備えることを特徴とす
る、溶接用座付きスタッドボルト。 - 【請求項３】 スタッドベース１１の溶接面の外縁に、
円周方向に断続する堤状突起１５を備えることを特徴と
する、溶接用座付きスタッドボルト。 - 【請求項４】 スタッドベース１１の溶接面の中心には
柱状の突起１４を、溶接面の外縁には円周方向に断続す
る堤状突起１５を備えることを特徴とする、溶接用座付
きスタッドボルト。 - 【請求項５】 請求項１，請求項２，請求項３または請
求項４に記載の座付きスタッドボルトを用いるスタッド
溶接方法。 - 【請求項６】 請求項２または請求項４に記載の座付き
スタッドボルトを用いるパーカッション溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26557191A JPH0523857A (ja) | 1991-07-12 | 1991-07-12 | 溶接用座付きスタツドボルト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26557191A JPH0523857A (ja) | 1991-07-12 | 1991-07-12 | 溶接用座付きスタツドボルト |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0523857A true JPH0523857A (ja) | 1993-02-02 |
Family
ID=17418967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26557191A Pending JPH0523857A (ja) | 1991-07-12 | 1991-07-12 | 溶接用座付きスタツドボルト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0523857A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1991
- 1991-07-12 JP JP26557191A patent/JPH0523857A/ja active Pending
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