JPH05277746A - 弾性体を用いた薄板の抵抗溶接方法及び該方法に使用されるワーク支持具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 薄板ワークの抵抗溶接において、溶接中に生
じる歪みを少なくするための溶接方法、及び、この溶接
に使用するワーク支持具の提供。 【構成】 ワーク支持具３０は、高さ調整自在な支持台
３４と、支持台３４の上面に設けられた弾性体３５とを
有し、抵抗溶接を行なう下部電極３２を貫通させて下部
電極３２を有する下部電極ホルダー３１に具えられてい
る。重ねられた板状の複数枚のワークＷ１，Ｗ２同士
は、弾性体３５の上に載せた後、上部電極３６と、下部
電極３２及び弾性体３５とで挟圧保持し、上部電極３６
と下部電極３２に電流を流すことによって溶接される。
弾性体３５は、溶接中、弾性によってワークＷ１，Ｗ２
を押圧し、ワーク同士の密着を保持し、溶接部Ｗ３に生
じる歪みを抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、薄板ワーク（以下、単
に「ワーク」と称する。）の抵抗溶接において、溶接中
に生じる歪みを少なくするための溶接方法、及び、この
溶接方法に使用するワーク支持具に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、航空機の機体軽量化のた
め、アルミ、ジュラルミン等の軽合金製薄板を複数枚重
ね合わせて抵抗溶接によって溶接し、フラップ、動翼等
に使用することが多い。抵抗溶接は、図１３に示すよう
に、重ねたワークＷ１，Ｗ２を上部電極２１と下部電極
２２で加圧挟持し、次いで加圧したままで通電してワー
ク同士を溶接するものである。従って、ワークの溶接部
（溶接される部分）Ｗ３は、ジュール熱によって加熱さ
れ、溶融し、次いで凝固して、接合される。

【０００３】

【発明が解決しようとする問題点】ところが、ワークの
板厚が極端に薄い（例えば、約０．３ミリ乃至０．４ミ
リ）場合は、上記のような単に上部電極と下部電極で２
枚重ねのワークを加圧挟持しながら溶接する方法である
と、次のような問題点を生じる。 (1) 溶接中の溶接部に歪みを生じ、その歪みがワークの
溶接部近傍に波及することがある。この時、ワークは、
溶接部を中心に、撓んだり、接合面が浮き上がったりす
る。この傾向は、ワークが薄くなるほど増大し、特に、
ワークに前工程で生じた加工歪みがあると顕著に現われ
る。 (2) 同じワークに何箇所も溶接する場合、溶接中に生じ
る溶接部の歪みは、次に溶接を行なう他の溶接部のワー
ク同士の接合面のなじみを悪くし、溶接不良の原因とな
り確実な溶接の妨げになる。接合面のなじみが悪いと、
具体的には、過大なワークの浮き上がり、過大なくぼ
み、不整または異形くぼみ、くぼみ近傍の電極傷、散
り、割れ、気孔、異形ナゲット等の変形、損傷等が発生
する。 (3) 溶接中に生じた溶接部の歪みは、溶接後も復元せ
ず、凹状又は凸状に残る。この場合、溶接部の歪みが溶
接部の周囲に波及又は累積して残り、溶接により組立た
ワーク、すなわち、溶接製品の一部又は全体が変形す
る。 (4) このような、溶接不良すなわち溶接部の溶接欠陥や
歪み及び溶接製品の変形は、表面平滑性、外観意匠性
（見た目のよさ）等の溶接品質をも低下させる。この品
質の低下は、溶接製品を用いる製品の機能や商品価値を
著しく低下させ、時には後工程の加工性や加工品質も低
下させる。 (5) 従って、品質の優れた溶接製品を製造するには、溶
接中に生じる溶接部の歪みをできるだけ生じないように
して、溶接不良を防止しなければならない。しかし、厳
密な溶接条件管理は、作業員の熟練した技量に頼らざる
をえず、解決方法が見出されていない。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、第１に、重ね
られた板状の複数枚のワークを弾性体の上に載せた後、
上部電極と、下部電極及び前記弾性体とで前記ワークを
挟圧保持し、前記上部電極と前記下部電極を通電して、
複数枚の前記ワーク同士を溶接する方法により、第２
に、高さ調整自在な支持台と、前記支持台の上面に設け
られた弾性体とを有し、抵抗溶接を行なう下部電極を貫
通させて前記下部電極を有する下部電極ホルダーに具え
られたワーク支持具により、前記の課題を解決した。

【０００５】

【作用】複数枚のワーク同士の抵抗溶接は、重ねられた
板状の複数枚のワークを弾性体の上に載せた後、上部電
極と、下部電極及び弾性体とでワークを挟圧保持し、上
部電極と下部電極を通電して行なわれる。弾性体は、溶
接中、弾性によってワークを押圧し、ワーク同士の密着
を保持し、溶接部に生じる歪みを抑制する。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。ワーク支持具３０は、軸状の下部電極３２を貫通
させ、下部電極３２と一体の下部電極ホルダー３１に着
脱自在に具えられている。ワーク支持具３０は、互いに
ねじ係合した調整ナット３３と、支持台３４と、支持台
３４の上面に設けられたゴム製（ショア硬度約４０〜８
０）の弾性体３５とで構成されている。支持台３４と弾
性体３５には、電極貫通孔３９，４０が形成されてい
る。下部電極３２と電極貫通孔３９，４０との間には、
隙間Ｓが形成されている。下部電極３２には、軸状の上
部電極３６が対向している。

【０００７】ワークＷ１，Ｗ２を溶接する前に、弾性体
３５の高さを、試験片（図示省略）を用いて溶接不良を
防止できる高さに調整ナット３３を回転させて設定す
る。この時、弾性体３５は、下部電極３２と略々面一、
若しくは、下部電極３２より高く調整される。

【０００８】ワークＷ１，Ｗ２を溶接する場合、弾性体
３５にワークＷ１，Ｗ２を重ねた状態で載せた後、上部
電極３６を下降させ、上部電極３６と下部電極３２及び
弾性体３５とでワークＷ１，Ｗ２を挟持する。ワークＷ
１，Ｗ２を挟持した状態で両電極３６，３２に電流を流
すと、溶接部Ｗ３は、ジュール熱によって加熱され、溶
融し、次いで凝固して、接合される。このとき、溶接し
た溶接部Ｗ３の外観を見て、溶接部Ｗ３に残る歪み、或
いは、くぼみの変形、ワークＷ１，Ｗ２の浮上り等があ
る場合、調整ナット３３を回転させ、弾性体３５の高さ
の再調整を行なう。

【０００９】溶接中のワークＷ１，Ｗ２は、上部電極３
６と、弾性体３５及び下部電極３２とに挟圧され、溶接
部Ｗ３を中心にしてワーク同士の接合面に密着域Ｗ４を
形成する。この密着域Ｗ４は、弾性体３５による溶接部
近傍のワークＷ１，Ｗ２の支持と弾性体３５の弾性作用
により、従来と比較して密着面積や密着性が向上する。
加熱と冷却により、この密着域Ｗ４に生じる歪みは、弾
性体３５に吸収され一部は溶接部Ｗ３の近傍に分散され
る。

【００１０】又、弾性体３５は、広範囲なワークＷ１，
Ｗ２の支持によりワークＷ１，Ｗ２の傾きを修正して溶
接部Ｗ３の歪みの片寄りを軽減することができる。すな
わち、ワークＷ１，Ｗ２は弾性体３５によって支えら
れ、図１０に示すように傾いた状態で溶接されるような
ことがない。もし、傾いたまま溶接されると、上部、下
部電極３６，３２とワークＷ１，Ｗ２とが互いに片当り
し、図１１に示すように、本来の溶接部Ｗ３と比較して
溶接される位置がＷ５，Ｗ６で示す局部に片寄り、歪み
が生じる原因となる。具体的には、電極３６，３２に接
触したワークＷ１，Ｗ２の表面に凹みぎみの歪みが生
じ、その裏側のワークＷ１，Ｗ２の表面に突出ぎみの歪
みが生じる。

【００１１】ワークＷ１，Ｗ２は、溶接部Ｗ３から離れ
るほど温度が低くなり、熱の影響が少なくなるので、ワ
ークの溶接中の歪みは小さくなる。このため、弾性体３
５の形状は次のようになっている。図２に示すように、
弾性体３５には、複数の先細の突片３７が８本略々等間
隔に電極貫通孔４０を中心にして放射状に形成されてい
る。突片３７は、先端に近づくほど断面積が減少してお
り弾性を漸減させている。従って、各突片３７は、溶接
時に、接触しているワークＷ２を弾力によって押さえ、
溶接中の歪みを抑制することができ、溶接中に生じる溶
接部Ｗ３と溶接部周辺とに生じる歪みが軽減される。溶
接中に弾性体３５がワークＷ１，Ｗ２を押圧する力と、
ワークＷ１，Ｗ２との反力の分布状況は、図１２に示す
ようになっている。又、突片３７を先細にしていること
から、溶接熱は逃げ易くなっている。

【００１２】突片３７の付け根には溝３８が８つ略々等
間隔に電極貫通孔４０を中心に放射状に形成されてい
る。溝３８は突片３７が撓んだとき、隣の突片３７同士
が基部で干渉するのを少なくするために形成されてい
る。なお、ワークＷ１，Ｗ２の前工程で加工歪みが生
じ、ワークが変形している場合は、ワーク支持具３０全
体を隙間Ｓ分だけ水平方向（図１において左右方向）に
移動させ、且つ、回転させて、弾性体３５の突片３７を
加工歪みに対向させてから、溶接を行なう。

【００１３】弾性体には、図２に示す形状の他に、次の
ような形状の弾性体がある。図３に示す弾性体１３５
は、８つの各突片１３７の先端が切除された形状になっ
ている。この弾性体１３５にも、電極貫通孔１４０と、
８つの溝１３８とが形成されている。図４に示す弾性体
２３５は、電極貫通孔２４０と、８つの突片２３７が形
成されている。しかし、溝は形成されていない。図５に
示す弾性体３３５は、電極貫通孔３４０と、先端が切除
された８つの突片３３７が形成されている。この弾性体
３３５も溝が形成されていない。図６に示す弾性体４３
５は、電極貫通孔４４０のみ形成され、突片と溝は形成
されていない。従って、弾性体４３５は形状がリング状
になっている。弾性体３５，１３５，２３５，３３５，
４３５の外径は、総て略々同径である。又、溝３８，１
３８の形状はＵ字状の他に、図７、図８、図９に示す溝
２３８，３３８，４３８のように、方形状、Ｖ字状、Ｙ
字状であってもよい。

【００１４】

【発明の効果】請求項１の抵抗溶接方法によって、或い
は、請求項２の抵抗溶接用ワーク支持具を用いて板状の
ワークの溶接を行なうと、溶接中に生じる溶接部の歪み
を弾性体によって抑制することができるため、薄板のワ
ークであっても、ワークに変形を生じさせることなく、
確実に溶接を行なうことができる。又、歪みを抑制する
ことができることによって、従来行なわれていた溶接不
良の手直し修正工程、或いは形状矯正工程が不要にな
り、溶接工程の生産性を向上させることができる。さら
に、ワークに変形を生じさせることなく溶接を行なうこ
とができることによって、その後の他の工程の加工及び
組立を正確に行なうことができるようになる。又、ワー
クに変形を生じさせることなく溶接を行なうことができ
ることによって、溶接されたワーク、或いは、この溶接
されたワークを使用する商品の品質や商品価値を高める
ことができる。請求項３のように、弾性体に先細状の複
数の突片を具えると、溶接部から離れるほど温度が低く
なり、ワークの歪みが少なくなる傾向に合わせた弾力で
ワークを支持することができ、ワークに不必要な弾力を
与えることを防止することができる。又、突片が先細状
になっていると、溶接熱を逃がすことができ、不要な溶
融がなくなり、溶接部の異形くぼみ、電極傷等の発生を
防止することができる。請求項４のように、弾性体の突
片間に溝を形成すると、溶接の歪みによって、ある突片
が撓んでも、隣の突片にその撓みが伝わらないため、各
突片に対応する歪みを確実に抑制することができる。そ
して、請求項５のように、弾性体の形状がリング状であ
ると、溶接部の大きな歪みを弾性体全体で確実に抑制す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の抵抗溶接用ワーク支持具を下部電極に
装着した状態の図であり、下部電極の長手方向に沿った
断面図である。

【図２】弾性体の斜視図である。

【図３】他の弾性体の斜視図である。

【図４】他の弾性体の斜視図である。

【図５】他の弾性体の斜視図である。

【図６】他の弾性体の斜視図である。

【図７】他の形状の溝の正面図である。

【図８】他の形状の溝の正面図である。

【図９】他の形状の溝の正面図である。

【図１０】ワークを斜めの状態で溶接したときの状態図
である。

【図１１】ワークを斜めの状態で溶接したときの溶接部
の平面図である。

【図１２】ワーク支持具を用いて溶接しているときのワ
ークに加わる力の分布状態を示す図である。

【図１３】本発明のワーク支持具使用しないで、ワーク
を抵抗溶接する場合の状態図である。

【符号の説明】

Ｗ１，Ｗ２ ワーク ３０ ワーク支持具 ３１ 下部電極ホルダー ３２ 下部電極 ３４ 支持台 ３５，１３５，２３５，３３５，４３５， 弾性体 ３６ 上部電極 ３７，１３７，２３７，３３７ 突片 ３８，１３８，２３８，３３８，４３８ 溝 ４０，１４０，２４０，３４０，４４０ 電極貫通孔

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重ねられた板状の複数枚のワークを弾性
   体の上に載せた後、上部電極と、下部電極及び前記弾性
   体とで前記ワークを挟圧保持し、前記上部電極と前記下
   部電極を通電して、複数枚の前記ワーク同士を溶接する
   ことを特徴とする、抵抗溶接方法。
2. 【請求項２】 高さ調整自在な支持台と、前記支持台の
   上面に設けられた弾性体とを有し、抵抗溶接を行なう下
   部電極を貫通させて前記下部電極を有する下部電極ホル
   ダーに具えられたことを特徴とする、抵抗溶接用ワーク
   支持具。
3. 【請求項３】 前記弾性体は、前記下部電極が貫通する
   電極貫通孔と、前記電極貫通孔を中心に放射状に形成さ
   れた先細状の複数の突片とを具えている、請求項２記載
   の抵抗溶接用ワーク支持具。
4. 【請求項４】 前記弾性体は、前記電極貫通孔を中心に
   放射状に形成された溝を前記突片間に有する、請求項３
   記載の抵抗溶接用ワーク支持具。
5. 【請求項５】 前記弾性体は、形状がリング状である、
   請求項２記載の抵抗溶接用ワーク支持具。