JPH05253673A

JPH05253673A - ２つの溶接部品を電気溶接する方法

Info

Publication number: JPH05253673A
Application number: JP5001152A
Authority: JP
Inventors: Wolf Renner; レンネルヴォルフ
Original assignee: Newfrey LLC
Current assignee: Newfrey LLC
Priority date: 1992-01-07
Filing date: 1993-01-07
Publication date: 1993-10-05
Also published as: PL297323A1; DE4200199A1; US5349152A; CZ396192A3; EP0550977A1

Abstract

(57)【要約】【構成】本発明は、溶接点での酸化を抑制又は防止又は
排除するために、溶接点に電流を流し、かつ不活性ガス
又は保護ガスのような流体を用いることによって、２つ
の溶接部品を電気溶接する方法に関する。流体は、連続
穴を通って一方の溶接部品に供給され、溶接点の方に差
し向けられ、流体は穴から半径方向に溶接点上を吹き流
す。流体はアルゴン又は窒素のような不活性ガスでもよ
く、随意炭酸ガスと混合され、変形例として、流体は水
性液でもよく、水は溶接点の領域で蒸発する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶接用の金属の溶融プ
ールをつくるために溶接点に電流を流し、溶接点での酸
化を防止又は排除又は少なくとも抑制するために、ガス
のような流体を用いることによって、２つの溶接部品を
電気溶接する方法と、この方法を適用するための溶接部
品に関する。

【０００２】

【従来の技術】溶接点での酸化を防止又は排除するため
に、特定の流体又はガス、特に保護ガスを用いて、２つ
の部品を溶接することは、多くの公報に説明されてい
る。例えば、引抜アークをつくり、ガス流れがスタッド
のまわりに延びて、外側のガスの供給によって外部から
溶接点に差し向け、スタッドを加工品に溶接する装置に
関してDE-PS2933863号において言及されている。

【０００３】保護ガスも又、すでに抵抗溶接に用いられ
ている。EP出願0302333 号によれば、保護ガスは外部か
ら溶接点に吹きつけられる。公知の溶接処理によれば、
カバーに導入される供給ガス特に保護ガスの効果を強め
るために、溶接点はベル状のカバーによって覆われてい
る。導入されるガスはカバーとそれぞれの加工品の間の
開口部を通って流出するか、カバーの中に前もって入っ
ているエアを放出するかのいずれかである（DE-PS26478
45号及びDE-PS3149835号参照) 。しかし、この種のカバ
ーをそれぞれの加工品の表面に密閉した方法で置き、特
定の吸引器によって放出すべきエアを排出することは、
DE-OS2818896号からも又知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】特定のガス，特に保護
ガスを外部から供給するこの方法は、かなりのガス消費
をもたらし、カバーを用いないと、ガスも空気を溶接点
に渦巻かせ、このことは、ガスの相当な高い供給によっ
て補償されなければならない。カバーを用いると、ま
ず、カバーの内部を空気のないように流出しなければな
らず、このことは又溶接点への実際のガス消費を相当増
大させる。さらに、カバー内の空気のすべての残りを実
質的に流出するまで待つ必要があるので、この流出処理
は、溶接の開始を相当遅らせる。

【０００５】本発明の目的は、特定の流体，例えばガス
を溶接点に供給する効果が、時間と流体要求量に関して
改良するように、上記した種類の方法を提供することに
ある

【０００６】。

【課題を解決するための手段及び作用】本発明によれ
ば、溶接点での酸化を抑制又は防止又は排除するため
に、ガスのような流体を用いて、溶接点に電流を流すこ
とによって、２つの溶接部品を電気溶接する方法は、流
体が、一方の溶接部品の連続穴を通って供給され、溶接
点の方に差し向けられ、流体は連続穴から半径方向外方
に溶接点上を吹き流れることを特徴とする。

【０００７】通常、流体は不活性ガス又は保護ガスであ
るが、存在する酸化を排除する、従って還元する効果を
有するガスを用いるのが望ましい。ある状況では、溶接
点上を流れるときにガス化される流体を供給してもよ
い。内部流体供給という意味で、連続穴を通り溶接点の
方に差し向けられる流体の供給のために、流体は、溶接
点上に故意にかつ直接的に移送され、その溶接点では流
体が２つの溶接部品の間の狭い領域に存在する空気をす
ぐに直ちに変換し、そのために必要とする流体量は、溶
接部品の間の通常は制限された狭い空間に含まれる量だ
けである。次いで、この狭い空間内の流体のその後の流
れは、流体が溶接点上を半径方向外方に流れるので、外
部から溶接点までの空気の出入りを与える。この方法で
は、空気の進入の危険がわずかであることは明らかであ
る。さらに、充填と被覆に先立って空気を洗浄するため
に待つ必要がなく、流体の供給と同時に溶接点のラッピ
ング（wrapping) の効果が起こる。

【０００８】溶接点での流体効果を強めることは、特
に、流体が溶接点の中央に移送されると促進できる。こ
のことは、流体流れの実質的に半径方向に対照的な放出
と、従って、溶接点の対応した均一な吹き流しをもたら
す。本方法を溶接スタッドの溶接に用いると、流体は、
引抜アークの点弧の間、溶接スタッドの中央を通って溶
接点に移送される。

【０００９】本方法が抵抗溶接への適用を含むとすれ
ば、流体は電流が流れている間、一方の溶接部品の流れ
溝を通って溶接点上に移送される。抵抗溶接の間、溶接
点は互いに接触するので、溶接スタッドの溶接の上に述
べた場合では、流れ溝は、流体が内部から２つの溶接部
品の間の接触点での溶接点のまわりに均一に流れること
を確保する。

【００１０】用いる流体は、アルゴン，窒素，ヘリウム
のような不活性ガスであり、その選択は、溶接される材
料の性質によって、及び選ばれた溶接条件によって、あ
る範囲まで決められる。溶接アルミニウムシートの時、
アルゴンと炭酸ガスの混合物を用いて良好な結果を得る
ことができる。ある用途のために、流体は水性液であ
り、その水は溶接点の領域で蒸発する。

【００１１】本方法の用途に特に適する溶接スタッド
は、穴が同軸状に貫通するように設計される。比較的小
さな穴径、すなわち最大約1.5mm までの直径を有する穴
で十分である。本発明による方法は、点弧先端部を備え
た溶接スタッドと、円錐形の溶接面を備えた溶接スタッ
ドの両方の溶接に適用できる。最初の場合では、穴は点
弧先端部を同軸状に貫通するので、菅状の点弧先端部は
直立したままである。後者の場合では、通常は、穴は円
錐形の溶接面の先端部で終わっている。

【００１２】抵抗溶接を適用するとき、穴あき溶接部品
の溶接面には、溶接点上に流体を移送する流れ溝を設け
ることが好ましい。流れ溝を作るために、溶接面にはい
くつかの突出部を設け、その間隔が流れ溝を形成するよ
うにすることができる。本発明をより理解するために、
今、好ましい実施例を、添付図面に関する例によって、
より詳細に説明する。

【００１３】

【実施例】図１はシャンク２を備えた溶接スタッド１，
溶接フランジ３，円錐形の溶接面４を示す。シャンク２
は溶接具（図示せず）の菅状チャック５によって保持
される。保護ガス（protective gas) すなわち不活性ガ
スが、矢印によって示すように、チャック５の内部６に
供給される。チャック５を、アークを点弧するために、
一溶接部品として作用するプレート７の方に、溶接スタ
ッド１と一緒に公知の方法で移動し、チャック５を図１
で示す位置に引き下げ、放射した線によって示したアー
クが円錐形の溶接面４とプレート７の間に点弧する。次
いで、溶接スタッド１に面するプレート７の表面と円錐
形の溶接面４は、通常の方法で溶けはじめ、チャック５
を再びプレートの方に移動し、溶接面４を備えた溶接ス
タッド１はプレート７の溶融プールに浸り、かくして溶
接接合部をつくる。

【００１４】溶接スタッド１には溶接スタッド１を同軸
状に貫通し、円錐形の溶接面４の先端部９で終わる連続
穴８を設けている。これは、内部６に供給された保護ガ
スの移送用密閉流路をつくり、従って、保護ガスは先端
部９で流出し、穴８の半径方向にプレート７の溶接点上
にわたり散り、かくしてプレート上を吹き流れる。この
方法で供給された保護ガスだけは、溶接面４とプレート
７の間の領域の制限空間を充填しなければならないの
で、保護ガスの内部６への供給に切り換わった後、影響
するところが大きい時間の遅延が起こることなく、保護
ガスがプレート７の溶接点に実質的に急に分散される。
このことは、アークの点弧の直前に保護ガスのに切り換
え、保護ガスが溶接面４とプレート７の間の空間からエ
アを排除して、この空間を完全に充填する（矢印参照）
ことができることを意味する。かくして、保護ガスは溶
接点での酸化を防止又は抑制する役割を果たす。所望な
らば、溶接スタッド１の溶融プールへの突っ込みの直前
に、ガスの供給停止に切り換えてもよい。

【００１５】本発明の方法を、われわれのヨーロッパ特
許出願92306877.9で示すようなアルミニウムシートの溶
接に適用するとき、二酸化炭素と混合したアルゴンを用
いるとき、成功した溶接を得ることができる。図２は、
溶接先端部１０を設け、連続穴８を有する溶接スタッド
を示す。連続穴８が溶接スタッド１１の中で同軸状にあ
るので、連続穴８は溶接先端部１０に終わっているか
ら、溶接先端部１０は連続穴８によって貫通されたリン
グのように形成される。溶接スタッド１１は、図１に示
すのと同じ方法でチャックに挿入され、特定のガスを供
給する。

【００１６】図３は、溶接点に電流を流し、従って、溶
接点を加熱する抵抗溶接と組み合わせた。本発明による
方法の利用を示す。一方の溶接部品はプレート１３に溶
接すべき断面で示したナット１２からなる。ナット１２
をプレート１３に押圧し、図示しない方法で取り付けら
れた図示の溶接具の圧力部品１４が、ナット１２を押圧
する。圧力部品１４とプレート１３が電流源に接続され
ている。

【００１７】ナット１２のまわりに形成される接触点を
プレート１３上につくるために、ナット１２には、図４
に示す突出部１５を設けている。図４はプレート１３の
側部から見たときのナット１２を示す。空間１７はナッ
ト１２の穴１６から外方に半径方向に延びる。保護ガス
が穴１６に供給されるとき、保護ガスは流れ溝として作
用する空間１７を通過し、従って、溶接すべきプレート
１３の表面上を吹き流れる。突出部１５とプレート１３
の回避できない凹凸のために、空間１７に加えて２つの
溶接部品１２，１３の間に狭い間隙が形成されるので、
プレートを溶接すべきならば、穴１６に導かれる保護ガ
スが、実質的にプレート１３の全表面を吹き流れる。穴
１６の保護ガスのうねり（surge)は、実質的にすぐに、
プレート１３のそれぞれの表面に相応した保護ガスの充
満をもたらす。比較的小さな領域に制限されたナット１
２とプレート１３との間の接触のために、抵抗溶接に利
用されるこれら２つの溶接部品の間に電気抵抗が生じ
る。この抵抗はナット１２とプレート１３の間の接触点
に相応した加熱をもたらすので、それぞれ材料の溶融が
起こり、接触点での２つの溶接部品の溶融が続いて起こ
る。

【００１８】図３による実施例では、保護ガスが圧力部
品１４の中央溝１８を通って、ナット１２の穴１６に供
給される。この供給方法は、原則として、図１に示すも
のに相応する。

【図面の簡単な説明】

【図１】円錐形の溶接面を備え、同軸状にガスを供給さ
れる、プレートに溶接すべき溶接スタッドを示す。

【図２】点弧先端部と同軸穴とを備えた溶接スタッドの
断面を示す。

【図３】突出部を備え、抵抗溶接によってプレートに溶
接すべき一溶接部品を形成するナットを示す。

【図４】１５の溶接面側部からみたときの図３のナット
を示す。

【符号の説明】

１…溶接スタッド、２…シャンク、３…溶接フランジ、４…円錐形の溶接面、５…チャック、６…内部、７…プレート、８…連続穴

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶接点での酸化を抑制又は防止又は排除す
るために、ガスのような流体を用いて、溶接点に電流を
流すことによって、２つの溶接部品（１，１２；７，１
３）を電気溶接する方法において、流体は、一方の溶接部品（１，１２）の連続穴（８，１
６）を通って供給され、溶接点の方に向けられ、流体は
連続穴（８，１６）から半径方向外方に溶接点上を吹き
流れることを特徴とする方法。
【請求項２】流体は、溶接点の中央に移送される請求項
１記載の方法。
【請求項３】流体は、アークの点弧の間、溶接スタッド
（１）の中央を通って溶接点に移送される、溶接スタッ
ド（１）を溶接する請求項１又は請求項２記載の方法。
【請求項４】流体は、抵抗溶接処理に電流を供給してい
る間、一溶接部品（１２）に設けられた流れ溝（１７）
に沿って溶接点に移送される請求項１又は請求項２記載
の方法。
【請求項５】連続穴（８）は、溶接スタッド（１）を同
軸状に通ることを特徴とする請求項３による方法に適用
するための溶接スタッド。
【請求項６】連続穴（８）は、最大約1.5mm までの直径
を有する請求項５記載の溶接スタッド。
【請求項７】連続穴（８）は、点弧先端部（１０）を同
軸状に通る請求項５又は請求項６記載の溶接スタッド。
【請求項８】連続穴（８）は、円錐形の溶接面（４）の
先端部で終わる請求項５又は請求項６記載の溶接スタッ
ド。
【請求項９】穴あき溶接部品（１２）の溶接面には、溶
接点上にガスを移送するために、穴（１６）から出る流
れ溝（１７）を設け、抵抗溶接によって請求項４による
方法を適用するための穴あき溶接部品。
【請求項１０】流れ溝（１７）は、溶接面に配置された
いくつかの突出部の間の空間によって形成される請求項
９記載の溶接部品。
【請求項１１】流体は、不活性ガス又は保護ガスである
請求項１乃至請求項４，請求項１０のいずれか一つの方
法。
【請求項１２】不活性ガスは、アルゴン又は窒素を有す
る請求項１１記載の方法。
【請求項１３】不活性ガスは、炭酸ガスで混合されたア
ルゴンを有する請求項１２記載の方法。
【請求項１４】流体は、存在する酸化を排除し、従って
還元効果を有するガスである請求項１乃至請求項４のい
ずれか記載の方法。
【請求項１５】流体は、溶接点上を流れるときにガス化
される液体として供給される請求項１乃至請求項４のい
ずれか記載の方法。