JPH11309582A - スポット溶接法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 メッキ鋼板を被溶接物として抵抗溶接法によ
りスポット溶接する方法であって、電極チップの溶接繰
り返しによる経時的な変形、損傷を防ぎ被溶接物に対し
て、大きな溶接条件の変動を伴わず安定した溶接品質を
得るとともに、ナゲット径の変化を極めて少なくし、連
続溶接可能な打点数を増加させる抵抗スポット溶接法を
提供することを目的とする。 【解決手段】 偏平状Ｃｕワイヤ電極を一対のスポット
溶接用電極チップの先端面に設けたワイヤガイド溝に供
給し、順次寸動送給しながら常に新しいワイヤ電極面を
介してスポット溶接を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、メッキ鋼板の抵抗
溶接に適したもので、長時間、連続して打点できるスポ
ット溶接法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車などの燃料タンク用部材として
は、従来より溶融Ｐｂ−Ｓｎ合金メッキ鋼板が多く使用
されている。Ｐｂ−Ｓｎはハンダ材料として使用される
ように極めて溶接性に優れた材料であり、ワイヤ電極を
用いない抵抗溶接でも、それほど電極を汚染することな
く、時たま電極の表面を研削する程度で、溶接作業に大
きな問題は生じなかった。

【０００３】しかしながら、産業廃棄物の廃棄時の鉛公
害やアルコールを含む混合燃料におけるアルコールによ
る腐食で有害な鉛の大気汚染の問題が世界的にクローズ
アップされてきた。近年このような公害問題のないＡｌ
又はＡｌ−Ｓｉ系合金メッキ或は、これに樹脂被覆を施
した防錆鋼板が提案されている。

【０００４】ところで、抵抗スポット溶接において、電
極チップは （１）加圧力に対する機械的強度 （２）大電流を通電するための良導電性 （３）被溶接物から熱を吸収する ことが重要な役割である。

【０００５】スポット溶接の品質を決定する要素は、加
圧力、溶接電流、通電時間に加え通電路の電流密度を決
定する電極チップの先端形状である。しかしながら、電
極チップの先端部は、加圧と加熱によって変形し、溶接
打点数の増加にともなって被溶接物との接触面積が増え
る。この結果、単位面積当りの電流と加圧力は低下し、
最終的には溶接電流が不足し、所定のナゲット径が得ら
れなくなり、融合不良等の溶接欠陥が発生する。

【０００６】抵抗溶接用の電極チップとしては、図３の
従来例の１９にみる電極チップの形状が代表的であり、
従来から導電性に優れたクロム銅あるいはアルミ分散銅
等の銅合金製のものが一般的に使用されている。ところ
で、従来の銅合金製の電極チップが溶接によって受ける
変形、損傷は、メッキ鋼板を被溶接物とするときのＡｌ
やＳｎ、Ｚｎ等が銅合金製の電極チップの表面に移行し
て絶縁製の皮膜を析出生成するが、前記析出生成の変化
は、必ずしも時系列的に一定ではなく、溶接現場の経験
に基づいた管理を強要する結果となる。

【０００７】特に前述のＡｌ系メッキ鋼板を溶接する際
の大きな問題として、ＺｎやＰｂ−Ｓｎメッキ鋼板の抵
抗スポット溶接に比べ適正溶接条件範囲が狭いという問
題だけでなく、電極チップ表面へのＡｌ−Ｃｕ合金層の
付着により、電極チップの損傷ダメージが早く、電極寿
命を著しく短くしている。

【０００８】また一方では、溶接の繰り返しによる時系
列的な溶接電流密度の低下を補正すべく、予め設定され
た打点数毎に溶接電流を予め設定された電流値に上昇さ
せるステップアップ機能を有する、ステップアップ機能
付スポット溶接用制御装置が使用されることがある。
が、打点数及び溶接電流の上昇値の設定によっては、ス
テップアップ条件の変更前後でナゲット径に大きな変化
か観られたり、ときには打点部よりの散りが増加するな
ど、溶接品質のバラツキの原因ともなりかねないという
問題を抱えていた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような従
来の欠点を解決して、電極チップの溶接繰り返しによる
経時的な変形、損傷を防ぎ被溶接物に対して、大きな溶
接条件の変動を伴わず安定した溶接品質を得るととも
に、連続溶接可能な打点数を増加させる。特にＡｌ系メ
ッキ鋼板の溶接に使用した場合にＡｌが電極の表面に移
行するのを偏平状Ｃｕワイヤ電極を一対のスポット溶接
用電極チップの先端面に設けたワイヤガイド溝に供給
し、順次寸動送給しながら常に新しいワイヤ電極面を介
してスポット溶接を行うので、ナゲット径の変化も極め
て少ない抵抗スポット溶接法を提供する目的で完成され
たものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題は、ワイヤ成形
圧延ロールと、ワイヤ張力制御用アキュムレータを伴っ
たワイヤ供給装置から繰り出される偏平状Ｃｕワイヤ電
極を一対のスポット溶接用電極チップの先端面に設けた
ワイヤガイド溝に供給し、順次寸動送給しながら常に新
しいワイヤ電極面を介してスポット溶接を行うことによ
って解決することができる。

【００１１】また上記の課題は、丸棒状のＣｕワイヤを
偏平状に成形圧延し、連続して一定ピッチで寸動送給で
きるフィーダと、電極が開閉してもワイヤ電極がたるむ
ことなく、常に一定の張力を制御できるアキュムレータ
と、溶接後の使用済みワイヤ電極を排出するワイヤ電極
引出しロールとで構成したワイヤ電極供給排出装置によ
って解決することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいてさらに詳細に説明する。図１は本発明に係る
スポット溶接装置の全体を示す正面図であり、図２は本
発明の要部を示す電極部分の拡大図である。

【００１３】図２において、（ａ）は本発明のワイヤガ
イド溝付電極チップとワイヤ電極を示す実施例のスポッ
ト溶接機の要部正面図である。また（ｂ）は上記スポッ
ト溶接機の要部を示す横断面図であり、３はワイヤガイ
ド溝付電極チップ、４はワイヤ電極、５は電極チップホ
ルダそして、２０は被溶接物である。ワイヤガイド溝の
形状は本実施例ではＵ字形の偏平形状としているが、Ｖ
字形やＷ字形などとしてもよい。要は電極チップガイド
溝とその溝内に受容される消耗ワイヤ電極との接触面が
上記ワイヤ電極の断面周囲長の５０％を越えていること
が望ましい。

【００１４】次に、図１は本発明の実施例のスポット溶
接装置の全体正面図であり、１はワイヤ電極供給排出装
置、２はスポット溶接機であり、３乃至５は図２で説明
した通りである。さらに、ワイヤ電極供給排出装置部に
ついて説明すると、１０はフィーダ、１１は成形圧延ロ
ール、１２はアキュームレータ、１３はダンサーロー
ル、１４はワイヤ電極引出しロール、１５はワイヤ電極
収納リール、１６は入側案内ガイドロール、そして１７
はワイヤガイドロールである。

【００１５】第一の発明である、ワイヤ成形圧延ロール
と、ワイヤ張力制御用アキュムレータを伴ったワイヤ供
給装置から繰り出される偏平状Ｃｕワイヤ電極を一対の
スポット溶接用電極チップの先端面に設けたワイヤガイ
ド溝に供給し、順次寸動送給しながら常に新しいワイヤ
電極面を介してメッキ鋼板のスポット溶接を行うスポッ
ト溶接法と第二の発明である、丸棒状のＣｕワイヤを偏
平状に成形圧延し、連続して一定ピッチで寸動送給でき
るフィーダと、電極が開閉してもワイヤ電極がたるむこ
となく、常に一定の張力を制御できるアキュムレータ
と、溶接後の使用済みワイヤ電極を排出するワイヤ電極
引出しロールとで構成したワイヤ電極供給排出装置は、
図１のスポット溶接機２とワイヤ電極供給排出装置１の
構成ではじめて実現できる。

【００１６】詳しくは、ワイヤを供給するワイヤ電極収
納リール１５、入側案内ガイドロール１６、ワイヤを一
定ピッチで寸動送給できるフィーダ１０、丸棒状のＣｕ
ワイヤを偏平状に成形する圧延ロール１１、電極部に一
定のワイヤ張力を得るアキュムレータ１２、ダンサーロ
ール１３、偏平されたワイヤ電極４をワイヤガイド溝付
電極チップ３に案内し、排出するワイヤガイドロール１
７、及びワイヤ電極引出しロール１４でＣｕワイヤ電極
４の始端工程から終端工程を構成している。上記構成の
ワイヤ電極供給排出装置１と、さらに、偏平状ワイヤ電
極４がワイヤガイド付電極チップ３の先端表面部に安定
して沿うようなガイド溝をもったスポット溶接機２から
成る。

【００１７】

【発明の効果】以上のように、本発明第一の方法によれ
ば、メッキ鋼板を抵抗スポット溶接するに際して、電極
チップ先端部が加圧、加熱により変形損傷し、且つ、被
溶接物の被覆金属と電極材料との合金生成による通電不
良を生じさせず、常に安定した溶接条件で高品質な溶接
部が得られるという効果を奏する。さらに、ワイヤ電極
は、常に新しい電極面を介してスポット溶接を行うこと
により、溶接の繰り返しによる時系列的な溶接電流密度
の低下を補正すべく、予め設定された打点数毎に溶接電
流を予め設定された電流値に上昇させるステップアップ
機能を有する、ステップアップ機能付スポット溶接用制
御装置を使用することもなく、簡素な機能のみより成る
スポット溶接用制御装置で良いので、コウトダウンとな
る。またさらに、チップドレス作業がなくなり、したが
って、上記作業に必要なチップドレッサやチップドレス
にかかる作業時間が不要となるという卓越した効果を奏
する。

【００１８】また、本発明の第二の装置によれば、丸棒
状のＣｕワイヤを偏平状に成形圧延し、連続して一定ピ
ッチで寸動送給できるフィーダと、電極が開閉してもワ
イヤ電極がたるむことなく、常に一定の張力を制御でき
るアキュムレータの作用により、安定したスポット溶接
が行えるという効果を奏する。さらに加えて、よりスム
ーズに溶接後の使用済みワイヤ電極を排出するという効
果をも奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るスポット溶接装置の全体正面図
である。

【図２】 本発明に係るスポット溶接法の電極部分の拡
大図である。

【図３】 従来例のスポット溶接用電極要部の拡大図で
ある。

【符合の説明】

１．ワイヤ電極供給排出装置 ２．スポット溶接機 ３．ワイヤガイド溝付電極チップ ４．ワイヤ電極 ５．電極チップホルダ １０．フィーダ １１．成形圧延ロール １２．アキュームレータ １３．ダンサーロール １４．ワイヤ電極引出しロール １５．ワイヤ電極収納リール １６．入側案内ガイドロール １７．ワイヤガイドロール １９．電極チップ ２０．被溶接物

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 メッキ鋼板を被溶接物として抵抗溶接法
   によりスポット溶接する方法であって、ワイヤ成形圧延
   ロールと、ワイヤ張力制御用アキュムレータを伴ったワ
   イヤ電極供給装置から繰り出される偏平状Ｃｕワイヤ電
   極を一対のスポット溶接用電極チップの先端面に設けた
   ワイヤガイド溝に供給し、順次寸動送給しながら常に新
   しいワイヤ電極面を介してスポット溶接を行うことを特
   徴とするスポット溶接法。
2. 【請求項２】 請求項１記載のスポット溶接法に使用す
   るワイヤ電極供給排出装置であって、丸棒状のＣｕワイ
   ヤを偏平状に成形圧延し、連続して一定ピッチで寸動送
   給できるフィーダと、スポット溶接用電極が開閉しても
   ワイヤ電極がたるむことなく、常に一定の張力を制御で
   きるアキュムレータと、溶接後の使用済みワイヤ電極を
   排出するワイヤ電極引出しロールとで構成したことを特
   徴とするワイヤ電極供給排出装置。