JPH115175A - 抵抗溶接方法及び該方法に用いる装置 - Google Patents
抵抗溶接方法及び該方法に用いる装置Info
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- JPH115175A JPH115175A JP9155255A JP15525597A JPH115175A JP H115175 A JPH115175 A JP H115175A JP 9155255 A JP9155255 A JP 9155255A JP 15525597 A JP15525597 A JP 15525597A JP H115175 A JPH115175 A JP H115175A
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- B23K20/02—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating by means of a press ; Diffusion bonding
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 溶接品質を常に安定させることができる抵抗
溶接装置を提供する。 【解決手段】 被溶接材の溶接部分を一対の電極１５
Ａ，１５Ｂで加圧し、溶接電流の通電による抵抗発熱を
利用して溶接部分を抵抗溶接するようにした抵抗溶接装
置１０において、溶接電流を供給する溶接トランス１７
と、溶接電流の通電時間を制御する溶接タイマ１９と、
溶接部分の溶接幅を測定する幅測定手段２１と、この幅
測定手段２１により測定された溶接幅より予め定められ
た溶接部分の基準溶接断面積に基づいて溶接部分の基準
溶接高さを逆算して求める演算手段２２と、溶接部分の
高さが基準溶接高さに達したか否かを検出する高さ検出
手段２４と、この高さ検出手段２４による溶接部分の基
準溶接高さの検出時に溶接タイマ１９を制御して溶接電
流の通電を停止させるインターフェース２０とを備えた
ことを特徴とする。
溶接装置を提供する。 【解決手段】 被溶接材の溶接部分を一対の電極１５
Ａ，１５Ｂで加圧し、溶接電流の通電による抵抗発熱を
利用して溶接部分を抵抗溶接するようにした抵抗溶接装
置１０において、溶接電流を供給する溶接トランス１７
と、溶接電流の通電時間を制御する溶接タイマ１９と、
溶接部分の溶接幅を測定する幅測定手段２１と、この幅
測定手段２１により測定された溶接幅より予め定められ
た溶接部分の基準溶接断面積に基づいて溶接部分の基準
溶接高さを逆算して求める演算手段２２と、溶接部分の
高さが基準溶接高さに達したか否かを検出する高さ検出
手段２４と、この高さ検出手段２４による溶接部分の基
準溶接高さの検出時に溶接タイマ１９を制御して溶接電
流の通電を停止させるインターフェース２０とを備えた
ことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば一方の電線
の撚られた複数の線材からなる芯線と他方の電線の撚ら
れた複数の線材からなる芯線同士を重ね合わせて一対の
電極間で加圧し、大電流の短時間通電による抵抗発熱を
利用して抵抗溶接する抵抗溶接方法（スポット溶接法等
の重ね抵抗溶接法）及び該方法に用いる装置に関する。
の撚られた複数の線材からなる芯線と他方の電線の撚ら
れた複数の線材からなる芯線同士を重ね合わせて一対の
電極間で加圧し、大電流の短時間通電による抵抗発熱を
利用して抵抗溶接する抵抗溶接方法（スポット溶接法等
の重ね抵抗溶接法）及び該方法に用いる装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の抵抗溶接装置として、図６
（ａ）に示す交流サイリスタ方式（電源開閉器としてサ
イリスタを用い、溶接電流をサイリスタなどの点弧位相
を変えて連続的に電流調整を行う方式）のものがある。
この抵抗溶接装置１は、被溶接材としての一対の絶縁被
覆電線３０，３０′（以下電線と称する）の各芯線３
１，３１′同士を重ね合わせて抵抗溶接するものであ
り、側面略コ字形で箱形の装置本体２を有している。こ
の装置本体２の中央には電線セット治具３が配置されて
いると共に、該装置本体２の上部前側にはエアシリンダ
４が取り付けられている。これら電線セット治具３とエ
アシリンダ４の下方には、上記各芯線３１，３１′の溶
接部分に溶接電流を流すと共に所定の加圧力をかける上
下一対の電極５Ａ，５Ｂが設けられている。
（ａ）に示す交流サイリスタ方式（電源開閉器としてサ
イリスタを用い、溶接電流をサイリスタなどの点弧位相
を変えて連続的に電流調整を行う方式）のものがある。
この抵抗溶接装置１は、被溶接材としての一対の絶縁被
覆電線３０，３０′（以下電線と称する）の各芯線３
１，３１′同士を重ね合わせて抵抗溶接するものであ
り、側面略コ字形で箱形の装置本体２を有している。こ
の装置本体２の中央には電線セット治具３が配置されて
いると共に、該装置本体２の上部前側にはエアシリンダ
４が取り付けられている。これら電線セット治具３とエ
アシリンダ４の下方には、上記各芯線３１，３１′の溶
接部分に溶接電流を流すと共に所定の加圧力をかける上
下一対の電極５Ａ，５Ｂが設けられている。
【０００３】上側の電極５Ａは電極ホルダ６を介して上
記エアシリンダ４のピストンロッド４ａに連結されて上
下方向に移動するようになっていると共に、溶接電流を
供給する溶接トランス（電源）７にオンス銅板８を介し
て接続されている。さらに、下側の電極５Ｂは装置本体
２の中央部に固定されていて上記溶接トランス７に接続
されている。さらに、この溶接トランス７は溶接電流の
電流値及び通電時間を設定する溶接タイマ９に接続され
ていて、該溶接タイマ９からの通電開始及び通電終了信
号により上記エアシリンダ４の電磁弁４Ａが開閉される
ようになっている。尚、各電極５Ａ，５Ｂは、円柱状の
クロム銅体５ａと直方体状のタングステンチップ５ｂと
でそれぞれ構成されている。
記エアシリンダ４のピストンロッド４ａに連結されて上
下方向に移動するようになっていると共に、溶接電流を
供給する溶接トランス（電源）７にオンス銅板８を介し
て接続されている。さらに、下側の電極５Ｂは装置本体
２の中央部に固定されていて上記溶接トランス７に接続
されている。さらに、この溶接トランス７は溶接電流の
電流値及び通電時間を設定する溶接タイマ９に接続され
ていて、該溶接タイマ９からの通電開始及び通電終了信
号により上記エアシリンダ４の電磁弁４Ａが開閉される
ようになっている。尚、各電極５Ａ，５Ｂは、円柱状の
クロム銅体５ａと直方体状のタングステンチップ５ｂと
でそれぞれ構成されている。
【０００４】この交流サイリスタ方式の抵抗溶接装置１
を用いて、図７に示すように、一対の電線３０，３０′
の各芯線３１，３１′同士を重ね合わせて抵抗溶接する
工程を図８に示すフローチャートに従って説明する。ま
ず、一対の電極５Ａ，５Ｂ間に電線セット治具３を介し
て一対の電線３０，３０′の露出した各芯線３１，３
１′を挿入した後で起動入力スイッチ９Ａをオンする
と、溶接タイマ９が始動し（ステップＳ１）、図示しな
い圧縮エア源に接続された電磁弁４Ａが開いてエアシリ
ンダ４により上側の電極５Ａが下降する。そして、一対
の電極５Ａ，５Ｂ間の各芯線３１，３１′同士の初期加
圧が完了する（ステップＳ２）と、溶接トランス７より
溶接電流が一対の電極５Ａ，５Ｂ間に上下交互に流され
（ステップＳ３）、予め設定（固定）された通電時間ま
で溶接電流が流されて該溶接電流の通電による抵抗発熱
を利用し、各芯線３１，３１′同士を溶融させて抵抗溶
接した後通電を停止する（ステップＳ４）。次に、一対
の電極５Ａ，５Ｂ間の加圧状態を一定時間保持して冷却
する（ステップＳ５）。これらステップＳ２からステッ
プＳ５の動作は、溶接タイマ９のシーケンス制御により
自動的に行われる。その後、上記加圧状態を解除するこ
とにより抵抗溶接が終了する（ステップＳ６）。尚、こ
の類似技術は、特開平４−２２５８４号公報に開示され
ている。
を用いて、図７に示すように、一対の電線３０，３０′
の各芯線３１，３１′同士を重ね合わせて抵抗溶接する
工程を図８に示すフローチャートに従って説明する。ま
ず、一対の電極５Ａ，５Ｂ間に電線セット治具３を介し
て一対の電線３０，３０′の露出した各芯線３１，３
１′を挿入した後で起動入力スイッチ９Ａをオンする
と、溶接タイマ９が始動し（ステップＳ１）、図示しな
い圧縮エア源に接続された電磁弁４Ａが開いてエアシリ
ンダ４により上側の電極５Ａが下降する。そして、一対
の電極５Ａ，５Ｂ間の各芯線３１，３１′同士の初期加
圧が完了する（ステップＳ２）と、溶接トランス７より
溶接電流が一対の電極５Ａ，５Ｂ間に上下交互に流され
（ステップＳ３）、予め設定（固定）された通電時間ま
で溶接電流が流されて該溶接電流の通電による抵抗発熱
を利用し、各芯線３１，３１′同士を溶融させて抵抗溶
接した後通電を停止する（ステップＳ４）。次に、一対
の電極５Ａ，５Ｂ間の加圧状態を一定時間保持して冷却
する（ステップＳ５）。これらステップＳ２からステッ
プＳ５の動作は、溶接タイマ９のシーケンス制御により
自動的に行われる。その後、上記加圧状態を解除するこ
とにより抵抗溶接が終了する（ステップＳ６）。尚、こ
の類似技術は、特開平４−２２５８４号公報に開示され
ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の抵抗溶接装置１では、溶接トランス７と溶接タイマ
９による定電流制御のもとで溶接電流の通電時間が一定
時間に固定されているため、一対の電極５Ａ，５Ｂの二
次側抵抗値に変化が生じた場合に発熱量が同様に変化し
てしまい、撚られた複数の線材からなる各芯線３１，３
１′同士の溶接強度（固着力）等の溶接状態（溶接品
質）がバラツキ易かった。即ち、上記発熱量をＱとする
と該発熱量Ｑは、Ｑ＝Ｉ2 ・Ｒ・Ｔで表される。ここ
で、電流Ｉは一定、時間Ｔは一定で、抵抗Ｒが撚られた
複数の線材からなる各芯線３１，３１′の酸化抵抗によ
るバラツキやタングステン製等の各電極５Ａ，５Ｂの形
状変化による抵抗変化、各電極５Ａ，５Ｂの各タングス
テンチップ５ｂの接合面の酸化皮膜の状態又は各電極５
Ａ，５Ｂ間の加圧力のバラツキ等で変化するため、溶接
品質を安定させるのは難しかった。
来の抵抗溶接装置１では、溶接トランス７と溶接タイマ
９による定電流制御のもとで溶接電流の通電時間が一定
時間に固定されているため、一対の電極５Ａ，５Ｂの二
次側抵抗値に変化が生じた場合に発熱量が同様に変化し
てしまい、撚られた複数の線材からなる各芯線３１，３
１′同士の溶接強度（固着力）等の溶接状態（溶接品
質）がバラツキ易かった。即ち、上記発熱量をＱとする
と該発熱量Ｑは、Ｑ＝Ｉ2 ・Ｒ・Ｔで表される。ここ
で、電流Ｉは一定、時間Ｔは一定で、抵抗Ｒが撚られた
複数の線材からなる各芯線３１，３１′の酸化抵抗によ
るバラツキやタングステン製等の各電極５Ａ，５Ｂの形
状変化による抵抗変化、各電極５Ａ，５Ｂの各タングス
テンチップ５ｂの接合面の酸化皮膜の状態又は各電極５
Ａ，５Ｂ間の加圧力のバラツキ等で変化するため、溶接
品質を安定させるのは難しかった。
【０００６】そこで、本発明は、前記した課題を解決す
べくなされたものであり、溶接品質を高品質に常に安定
させることができる抵抗溶接方法及び該方法に用いる装
置を提供することを目的とする。
べくなされたものであり、溶接品質を高品質に常に安定
させることができる抵抗溶接方法及び該方法に用いる装
置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、一対
の電極間に被溶接材の溶接部分を加圧した状態で該溶接
部分に溶接電流を通電し、この溶接電流の通電による抵
抗発熱を利用して前記溶接部分を熱圧着させ、前記一対
の電極間の加圧下で前記溶接部分の抵抗溶接を行うよう
にした抵抗溶接方法において、前記溶接部分の溶接幅を
測定し、この測定された溶接幅より予め定められた溶接
部分の基準溶接断面積に基づいて前記溶接部分の基準溶
接高さを演算し、この演算された基準溶接高さに前記溶
接部分の高さが達するまで前記溶接電流の通電を行うこ
とを特徴とする。
の電極間に被溶接材の溶接部分を加圧した状態で該溶接
部分に溶接電流を通電し、この溶接電流の通電による抵
抗発熱を利用して前記溶接部分を熱圧着させ、前記一対
の電極間の加圧下で前記溶接部分の抵抗溶接を行うよう
にした抵抗溶接方法において、前記溶接部分の溶接幅を
測定し、この測定された溶接幅より予め定められた溶接
部分の基準溶接断面積に基づいて前記溶接部分の基準溶
接高さを演算し、この演算された基準溶接高さに前記溶
接部分の高さが達するまで前記溶接電流の通電を行うこ
とを特徴とする。
【０００８】この抵抗溶接方法では、電極の二次側抵抗
値のバラツキに応じて溶接電流の通電時間が調整されて
被溶接材の溶接部分の隙間がなくなる時点で溶接電流の
通電が停止される。これにより、電極の二次側抵抗値の
変化に影響されず、溶接品質が安定する。
値のバラツキに応じて溶接電流の通電時間が調整されて
被溶接材の溶接部分の隙間がなくなる時点で溶接電流の
通電が停止される。これにより、電極の二次側抵抗値の
変化に影響されず、溶接品質が安定する。
【０００９】請求項２の発明は、請求項１記載の抵抗溶
接方法であって、前記被溶接材として一対の電線の各芯
線を用い、この一方の電線の露出した芯線に他方の電線
の露出した芯線を抵抗溶接するようにしたことを特徴と
する。
接方法であって、前記被溶接材として一対の電線の各芯
線を用い、この一方の電線の露出した芯線に他方の電線
の露出した芯線を抵抗溶接するようにしたことを特徴と
する。
【００１０】この抵抗溶接方法では、各芯線の線間同士
の隙間がなくなって線間周囲が密に抵抗溶接される。こ
れにより、芯線の整列状態に関係せずに線間の固着力
（溶接強度）が安定する。
の隙間がなくなって線間周囲が密に抵抗溶接される。こ
れにより、芯線の整列状態に関係せずに線間の固着力
（溶接強度）が安定する。
【００１１】請求項３の発明は、被溶接材の溶接部分に
溶接電流を通電すると共に所定の加圧力をかける一対の
電極と、前記溶接電流の通電時間を制御する溶接タイマ
と、前記溶接電流を供給する溶接トランスとを備え、前
記被溶接材の溶接部分を前記一対の電極によって加圧
し、前記溶接電流の通電による抵抗発熱を利用して前記
溶接部分を抵抗溶接するようにした抵抗溶接装置におい
て、前記溶接部分の溶接幅を測定する幅測定手段と、こ
の幅測定手段により測定された溶接幅より予め定められ
た溶接部分の基準溶接断面積に基づいて前記溶接部分の
基準溶接高さを逆算して求める演算手段と、前記溶接部
分の高さが前記基準溶接高さに達したか否かを検出する
高さ検出手段と、この高さ検出手段による前記溶接部分
の前記基準溶接高さの検出時に前記溶接タイマを制御し
て前記溶接電流の通電を停止させるインターフェースと
を備えたことを特徴とする。
溶接電流を通電すると共に所定の加圧力をかける一対の
電極と、前記溶接電流の通電時間を制御する溶接タイマ
と、前記溶接電流を供給する溶接トランスとを備え、前
記被溶接材の溶接部分を前記一対の電極によって加圧
し、前記溶接電流の通電による抵抗発熱を利用して前記
溶接部分を抵抗溶接するようにした抵抗溶接装置におい
て、前記溶接部分の溶接幅を測定する幅測定手段と、こ
の幅測定手段により測定された溶接幅より予め定められ
た溶接部分の基準溶接断面積に基づいて前記溶接部分の
基準溶接高さを逆算して求める演算手段と、前記溶接部
分の高さが前記基準溶接高さに達したか否かを検出する
高さ検出手段と、この高さ検出手段による前記溶接部分
の前記基準溶接高さの検出時に前記溶接タイマを制御し
て前記溶接電流の通電を停止させるインターフェースと
を備えたことを特徴とする。
【００１２】この抵抗溶接装置では、被溶接材（溶接対
象）毎に溶接タイマにより溶接電流の通電時間が可変さ
れるので、電極の二次側抵抗値のバラツキに応じて発熱
量が可変され、溶接品質のバラツキがなくなって溶接品
質が向上する。また、溶接棒のような消耗資材を必要と
しないため、低コストであり、生産性がよい。
象）毎に溶接タイマにより溶接電流の通電時間が可変さ
れるので、電極の二次側抵抗値のバラツキに応じて発熱
量が可変され、溶接品質のバラツキがなくなって溶接品
質が向上する。また、溶接棒のような消耗資材を必要と
しないため、低コストであり、生産性がよい。
【００１３】請求項４の発明は、請求項３記載の抵抗溶
接装置であって、前記被溶接材として一対の電線の各芯
線を用い、この一方の電線の露出した芯線に他方の電線
の露出した芯線を抵抗溶接するようにしたことを特徴と
する。
接装置であって、前記被溶接材として一対の電線の各芯
線を用い、この一方の電線の露出した芯線に他方の電線
の露出した芯線を抵抗溶接するようにしたことを特徴と
する。
【００１４】この抵抗溶接装置では、各芯線の線間同士
が隙間なく密に溶接されるため、各芯線の整列状態に関
係せずに溶接強度が安定し、溶接品質が向上する。
が隙間なく密に溶接されるため、各芯線の整列状態に関
係せずに溶接強度が安定し、溶接品質が向上する。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
【００１６】図１（ａ）は本発明の一実施形態の抵抗溶
接装置を示す側面図、図１（ｂ）は抵抗溶接装置の要部
の構成図、図２（ａ）は抵抗溶接装置により抵抗溶接さ
れる一対の電線を示す斜視図、図２（ｂ）は同抵抗溶接
時の一対の電極と一対の電線の各芯線との積層関係を示
す説明図である。
接装置を示す側面図、図１（ｂ）は抵抗溶接装置の要部
の構成図、図２（ａ）は抵抗溶接装置により抵抗溶接さ
れる一対の電線を示す斜視図、図２（ｂ）は同抵抗溶接
時の一対の電極と一対の電線の各芯線との積層関係を示
す説明図である。
【００１７】図１（ａ）に示す抵抗溶接装置１０は、交
流サイリスタ方式（電源開閉器としてサイリスタを用
い、溶接電流をサイリスタなどの点弧位相を変えて連続
的に電流調整を行う方式）のものであり、被溶接材とし
ての一対の電線３０，３０′の各芯線３１，３１′同士
を重ね合わせて抵抗溶接するものである。この抵抗溶接
装置１０は、側面略コ字形で箱形の装置本体１１を有し
ている。この装置本体１１の中央には電線セット治具１
２が配置されていると共に、該装置本体１１の上部前側
にはエアシリンダ（駆動手段）１３が取り付けられてい
る。これら電線セット治具１２とエアシリンダ１３の下
方には各芯線３１，３１′の溶接部分に溶接電流を流す
と共に所定の加圧力をかける上下一対の電極１５Ａ，１
５Ｂが設けられている。この各電極（電極チップ）１５
Ａ，１５Ｂは、円柱状のクロム銅体１５ａと直方体状の
タングステンチップ１５ｂとでそれぞれ構成されてい
る。
流サイリスタ方式（電源開閉器としてサイリスタを用
い、溶接電流をサイリスタなどの点弧位相を変えて連続
的に電流調整を行う方式）のものであり、被溶接材とし
ての一対の電線３０，３０′の各芯線３１，３１′同士
を重ね合わせて抵抗溶接するものである。この抵抗溶接
装置１０は、側面略コ字形で箱形の装置本体１１を有し
ている。この装置本体１１の中央には電線セット治具１
２が配置されていると共に、該装置本体１１の上部前側
にはエアシリンダ（駆動手段）１３が取り付けられてい
る。これら電線セット治具１２とエアシリンダ１３の下
方には各芯線３１，３１′の溶接部分に溶接電流を流す
と共に所定の加圧力をかける上下一対の電極１５Ａ，１
５Ｂが設けられている。この各電極（電極チップ）１５
Ａ，１５Ｂは、円柱状のクロム銅体１５ａと直方体状の
タングステンチップ１５ｂとでそれぞれ構成されてい
る。
【００１８】上側の電極１５Ａは電極ホルダ１６を介し
てエアシリンダ１３のピストンロッド１３ａに連結され
て上下方向に移動するようになっていると共に、溶接電
流を供給する溶接トランス（電源）１７にオンス銅板１
８を介して接続されている。また、下側の電極１５Ｂは
装置本体１１の中央部に固定されていて上記溶接トラン
ス１７に接続されている。さらに、溶接トランス１７に
は溶接電流の通電時間を制御する溶接タイマ１９が接続
されていて、該溶接タイマ１９には図示しないシーケン
ス制御回路等を備えたシーケンサ（インターフェース）
２０が接続されている。このシーケンサ２０からの通電
開始及び通電終了信号により上記エアシリンダ１３の電
磁弁１４が開閉されると共に、上記溶接タイマ１９が制
御（通電開始及び通電停止）されるようになっている。
尚、エアシリンダ１３のピストンロッド１３ａによる一
対の電極１５Ａ，１５Ｂ間の加圧力は例えば１００〜２
００ｋｇｆ前後に設定されている。また、溶接トランス
１７は低電圧（例えば２Ｖ程度）、大電流（例えば４０
００〜６０００Ａ）を得るために図示しない一次，二次
巻線等を有している。
てエアシリンダ１３のピストンロッド１３ａに連結され
て上下方向に移動するようになっていると共に、溶接電
流を供給する溶接トランス（電源）１７にオンス銅板１
８を介して接続されている。また、下側の電極１５Ｂは
装置本体１１の中央部に固定されていて上記溶接トラン
ス１７に接続されている。さらに、溶接トランス１７に
は溶接電流の通電時間を制御する溶接タイマ１９が接続
されていて、該溶接タイマ１９には図示しないシーケン
ス制御回路等を備えたシーケンサ（インターフェース）
２０が接続されている。このシーケンサ２０からの通電
開始及び通電終了信号により上記エアシリンダ１３の電
磁弁１４が開閉されると共に、上記溶接タイマ１９が制
御（通電開始及び通電停止）されるようになっている。
尚、エアシリンダ１３のピストンロッド１３ａによる一
対の電極１５Ａ，１５Ｂ間の加圧力は例えば１００〜２
００ｋｇｆ前後に設定されている。また、溶接トランス
１７は低電圧（例えば２Ｖ程度）、大電流（例えば４０
００〜６０００Ａ）を得るために図示しない一次，二次
巻線等を有している。
【００１９】図１（ａ）に示すように、電線セット治具
１２には各芯線３１，３１′の溶接部分の溶接幅Ｗを測
定する幅変位センサ（幅測定手段）２１が設けられてい
る。図３（ａ），（ｂ）に示すように、この幅変位セン
サ２１で測定された各芯線３１，３１′の溶接部分の溶
接幅Ｗより予め定められた溶接部分の基準溶接断面積Ｓ
に基づいて該溶接部分の基準溶接高さＨを逆算（Ｓ÷Ｗ
＝Ｈ）して求める図示しない演算回路等を備えた演算部
（演算手段）２２が上記シーケンサ２０に接続されてい
る。また、演算部２２には溶接電流の通電開始から通電
停止までの通電時間等を表示する表示器（表示手段）２
３が設けられている。さらに、電極ホルダ１６には、上
記溶接部分の高さＨ′が上記基準溶接高さＨに達したか
否かを検出する高さ変位センサ（高さ検出手段）２４が
設けられていて、この高さ変位センサ２４による上記溶
接部分の基準溶接高さＨの検出時にシーケンサ２０によ
り溶接タイマ１９を制御して溶接電流の通電を停止させ
るようになっている。
１２には各芯線３１，３１′の溶接部分の溶接幅Ｗを測
定する幅変位センサ（幅測定手段）２１が設けられてい
る。図３（ａ），（ｂ）に示すように、この幅変位セン
サ２１で測定された各芯線３１，３１′の溶接部分の溶
接幅Ｗより予め定められた溶接部分の基準溶接断面積Ｓ
に基づいて該溶接部分の基準溶接高さＨを逆算（Ｓ÷Ｗ
＝Ｈ）して求める図示しない演算回路等を備えた演算部
（演算手段）２２が上記シーケンサ２０に接続されてい
る。また、演算部２２には溶接電流の通電開始から通電
停止までの通電時間等を表示する表示器（表示手段）２
３が設けられている。さらに、電極ホルダ１６には、上
記溶接部分の高さＨ′が上記基準溶接高さＨに達したか
否かを検出する高さ変位センサ（高さ検出手段）２４が
設けられていて、この高さ変位センサ２４による上記溶
接部分の基準溶接高さＨの検出時にシーケンサ２０によ
り溶接タイマ１９を制御して溶接電流の通電を停止させ
るようになっている。
【００２０】幅変位センサ２１は前後方向に移動する接
触測定子２１ａを備えていて、該接触測定子２１ａの移
動距離により各芯線３１，３１′の溶接部分の溶接幅Ｗ
を測定するものである。また、表示器２３は図示しない
液晶パネル等を備えていて、該液晶パネルに溶接電流の
通電開始から通電停止までの通電時間等の情報が表示さ
れるようになっている。さらに、高さ変位センサ２４は
上下方向に移動すると共に電線セット治具１２の基準板
部１２ａに当接する接触測定子２４ａを備えていて、該
接触測定子２４ａの移動距離により各芯線３１，３１′
の溶接部分の高さＨ′が基準溶接高さＨに達したか否か
が検出されるようになっている。
触測定子２１ａを備えていて、該接触測定子２１ａの移
動距離により各芯線３１，３１′の溶接部分の溶接幅Ｗ
を測定するものである。また、表示器２３は図示しない
液晶パネル等を備えていて、該液晶パネルに溶接電流の
通電開始から通電停止までの通電時間等の情報が表示さ
れるようになっている。さらに、高さ変位センサ２４は
上下方向に移動すると共に電線セット治具１２の基準板
部１２ａに当接する接触測定子２４ａを備えていて、該
接触測定子２４ａの移動距離により各芯線３１，３１′
の溶接部分の高さＨ′が基準溶接高さＨに達したか否か
が検出されるようになっている。
【００２１】以上実施形態の交流サイリスタ方式の抵抗
溶接装置１０を用いて、一対の電線３０，３０′の撚ら
れた複数の線材からなる各芯線３１，３１′同士を重ね
合わせて抵抗溶接する工程を図４に示すフローチャート
によって説明する。まず、図２（ｂ）に示すように、電
線セット治具１２に一対の電線３０，３０′の露出した
各芯線３１，３１′を上下重ね合わせてセットした後で
該各芯線３１，３１′の溶接部分の溶接幅Ｗを幅変位セ
ンサ２１で測定し（ステップＳ１１）、この測定された
溶接幅Ｗより予め定められた各芯線３１，３１′の溶接
部分の基準溶接断面積Ｓに基づいて該溶接部分の基準溶
接高さＨを演算部２２で演算する（ステップＳ１２）
と、シーケンサ２０が溶接スタート入力の指示を出す
（ステップＳ１３）。これにより、溶接タイマ１９が始
動する（ステップＳ１４）と共に、図示しない圧縮エア
源に接続された電磁弁１４が開いて上側の電極１５Ａが
下降する。この一対の電極１５Ａ，１５Ｂ間の各芯線３
１，３１′同士の初期加圧が完了する（ステップＳ１
５）と、溶接トランス１７より溶接電流が一対の電極１
５Ａ，１５Ｂ間に上下交互に流され（ステップＳ１
６）、上記溶接電流の通電による抵抗発熱を利用し、各
芯線３１，３１′同士を熱圧着（又は拡散接合）させて
抵抗溶接する。
溶接装置１０を用いて、一対の電線３０，３０′の撚ら
れた複数の線材からなる各芯線３１，３１′同士を重ね
合わせて抵抗溶接する工程を図４に示すフローチャート
によって説明する。まず、図２（ｂ）に示すように、電
線セット治具１２に一対の電線３０，３０′の露出した
各芯線３１，３１′を上下重ね合わせてセットした後で
該各芯線３１，３１′の溶接部分の溶接幅Ｗを幅変位セ
ンサ２１で測定し（ステップＳ１１）、この測定された
溶接幅Ｗより予め定められた各芯線３１，３１′の溶接
部分の基準溶接断面積Ｓに基づいて該溶接部分の基準溶
接高さＨを演算部２２で演算する（ステップＳ１２）
と、シーケンサ２０が溶接スタート入力の指示を出す
（ステップＳ１３）。これにより、溶接タイマ１９が始
動する（ステップＳ１４）と共に、図示しない圧縮エア
源に接続された電磁弁１４が開いて上側の電極１５Ａが
下降する。この一対の電極１５Ａ，１５Ｂ間の各芯線３
１，３１′同士の初期加圧が完了する（ステップＳ１
５）と、溶接トランス１７より溶接電流が一対の電極１
５Ａ，１５Ｂ間に上下交互に流され（ステップＳ１
６）、上記溶接電流の通電による抵抗発熱を利用し、各
芯線３１，３１′同士を熱圧着（又は拡散接合）させて
抵抗溶接する。
【００２２】そして、高さ変位センサ２４が各芯線３
１，３１′の溶接部分の高さＨ′が基準溶接高さＨに達
したこと（Ｈ′＝Ｈ）を検出する（ステップＳ１７）
と、シーケンサ２０が溶接タイマ１９を介して上記溶接
電流の通電を停止させる（ステップＳ１８）。即ち、高
さ変位センサ２４が各芯線３１，３１′の溶接部分の高
さＨ′が基準溶接高さＨに達するのを検出するまで溶接
電流を流し続けて各芯線３１，３１′同士を抵抗溶接さ
せる。この溶接電流の通電開始から通電停止までの通電
時間は表示器２３に図５（ｂ）に示すように表示され、
また、この表示器２３には通電時間が適正範囲か否か等
が表示される。次に、一対の電極１５Ａ，１５Ｂ間の加
圧状態を一定時間保持して冷却し（ステップＳ１９）、
その後、上記加圧状態を解除することにより抵抗溶接が
終了する（ステップＳ２０）。
１，３１′の溶接部分の高さＨ′が基準溶接高さＨに達
したこと（Ｈ′＝Ｈ）を検出する（ステップＳ１７）
と、シーケンサ２０が溶接タイマ１９を介して上記溶接
電流の通電を停止させる（ステップＳ１８）。即ち、高
さ変位センサ２４が各芯線３１，３１′の溶接部分の高
さＨ′が基準溶接高さＨに達するのを検出するまで溶接
電流を流し続けて各芯線３１，３１′同士を抵抗溶接さ
せる。この溶接電流の通電開始から通電停止までの通電
時間は表示器２３に図５（ｂ）に示すように表示され、
また、この表示器２３には通電時間が適正範囲か否か等
が表示される。次に、一対の電極１５Ａ，１５Ｂ間の加
圧状態を一定時間保持して冷却し（ステップＳ１９）、
その後、上記加圧状態を解除することにより抵抗溶接が
終了する（ステップＳ２０）。
【００２３】例えば、一対の電線３０，３０′の各芯線
３１，３１′の溶接部分の溶接幅ＷがＷ＝２．５ｍｍ、
基準溶接断面積ＳがＳ＝７．５ｍｍ2 、基準溶接高さＨ
がＨ＝３．０ｍｍ、溶接部分の溶接前の高さＨ′がＨ′
＝５．０ｍｍ、一対の電極１５ａ，１５ｂの加圧力が１
５０ｋｇｆ、溶接電流が４０００Ａで、上記各芯線３
１，３１′の溶接部分の高さＨ′が基準溶接高さＨにな
るまで溶接電流の通電を行った場合の実験データを図５
（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す。これにより、各芯線３
１，３１′の抵抗溶接された溶接部分は図３（ｂ）に示
すように線間同士の隙間がなくなって線間同士の周囲が
密に接続溶接された状態（各芯線３１，３１′間の隙間
率がゼロの状態）となり、各芯線３１，３１′の整列状
態に関係せずに溶接強度（線間同士の固着力）は図５
（ｃ）に示すように安定する。これは、定電流制御のも
とで溶接電流の通電時間を一定時間に固定した従来の場
合の実験データである図５（ｄ）と比較すれば明らかで
ある。
３１，３１′の溶接部分の溶接幅ＷがＷ＝２．５ｍｍ、
基準溶接断面積ＳがＳ＝７．５ｍｍ2 、基準溶接高さＨ
がＨ＝３．０ｍｍ、溶接部分の溶接前の高さＨ′がＨ′
＝５．０ｍｍ、一対の電極１５ａ，１５ｂの加圧力が１
５０ｋｇｆ、溶接電流が４０００Ａで、上記各芯線３
１，３１′の溶接部分の高さＨ′が基準溶接高さＨにな
るまで溶接電流の通電を行った場合の実験データを図５
（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す。これにより、各芯線３
１，３１′の抵抗溶接された溶接部分は図３（ｂ）に示
すように線間同士の隙間がなくなって線間同士の周囲が
密に接続溶接された状態（各芯線３１，３１′間の隙間
率がゼロの状態）となり、各芯線３１，３１′の整列状
態に関係せずに溶接強度（線間同士の固着力）は図５
（ｃ）に示すように安定する。これは、定電流制御のも
とで溶接電流の通電時間を一定時間に固定した従来の場
合の実験データである図５（ｄ）と比較すれば明らかで
ある。
【００２４】このように、各芯線３１，３１′の溶接部
分の溶接幅Ｗを幅変位センサ２１で測定し、この測定さ
れた溶接幅Ｗより予め定められた溶接部分の基準溶接断
面積Ｓに基づいて上記溶接部分の基準溶接高さＨを演算
し、この演算された基準溶接高さＨに溶接部分の高さ
Ｈ′が達する（各芯線３１，３１′の線間同士の隙間が
なくなる時点）まで溶接電流の通電を行って各芯線３
１，３１′の溶接部分を抵抗溶接するようにしたので、
即ち、定電流制御のもとで各芯線３１，３１′の溶接対
象毎に溶接電流の通電時間を可変するようにしたので、
一対の電極１５Ａ，１５Ｂの二次側抵抗値のバラツキ
（各芯線３１，３１′の溶接部分の酸化抵抗によるバラ
ツキやタングステン製等の各電極１５Ａ，１５Ｂの形状
変化による抵抗変化、各電極１５Ａ，１５Ｂの各タング
ステンチップ１５ｂの接合面の酸化皮膜の状態又は各電
極１５Ａ，１５Ｂ間の加圧力のバラツキ等）に応じて発
熱量を可変させることができ、溶接品質のバラツキをな
くして溶接品質を安定させることができる。その結果、
品質保証としての抜き取り検査による破壊検査の実施が
不要となり、一対の電線３０，３０′の各芯線３１，３
１′の抵抗溶接した溶接部分の全数検査が非破壊検査に
て可能となる。
分の溶接幅Ｗを幅変位センサ２１で測定し、この測定さ
れた溶接幅Ｗより予め定められた溶接部分の基準溶接断
面積Ｓに基づいて上記溶接部分の基準溶接高さＨを演算
し、この演算された基準溶接高さＨに溶接部分の高さ
Ｈ′が達する（各芯線３１，３１′の線間同士の隙間が
なくなる時点）まで溶接電流の通電を行って各芯線３
１，３１′の溶接部分を抵抗溶接するようにしたので、
即ち、定電流制御のもとで各芯線３１，３１′の溶接対
象毎に溶接電流の通電時間を可変するようにしたので、
一対の電極１５Ａ，１５Ｂの二次側抵抗値のバラツキ
（各芯線３１，３１′の溶接部分の酸化抵抗によるバラ
ツキやタングステン製等の各電極１５Ａ，１５Ｂの形状
変化による抵抗変化、各電極１５Ａ，１５Ｂの各タング
ステンチップ１５ｂの接合面の酸化皮膜の状態又は各電
極１５Ａ，１５Ｂ間の加圧力のバラツキ等）に応じて発
熱量を可変させることができ、溶接品質のバラツキをな
くして溶接品質を安定させることができる。その結果、
品質保証としての抜き取り検査による破壊検査の実施が
不要となり、一対の電線３０，３０′の各芯線３１，３
１′の抵抗溶接した溶接部分の全数検査が非破壊検査に
て可能となる。
【００２５】尚、前記実施形態によれば、一対の電極の
上側の電極を駆動させる手段としてエアシリンダを用い
たが、油圧シリンダ等の他のアクチュエータを電極の駆
動手段としてもよい。また、幅測定手段及び高さ検出手
段は機械式のセンサを用いたが、反射型や透過型の光セ
ンサ等を用いてもよい。さらに、溶接対象毎に溶接部分
の溶接幅と基準溶接断面積及び基準溶接高さはそれぞれ
異なるものである。さらにまた、抵抗溶接以外の超音波
溶接等にも応用できることは勿論である。
上側の電極を駆動させる手段としてエアシリンダを用い
たが、油圧シリンダ等の他のアクチュエータを電極の駆
動手段としてもよい。また、幅測定手段及び高さ検出手
段は機械式のセンサを用いたが、反射型や透過型の光セ
ンサ等を用いてもよい。さらに、溶接対象毎に溶接部分
の溶接幅と基準溶接断面積及び基準溶接高さはそれぞれ
異なるものである。さらにまた、抵抗溶接以外の超音波
溶接等にも応用できることは勿論である。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、電極の二次側抵抗値のバラツキに応じて溶接電
流の通電時間を調整して被溶接材の溶接部分の隙間がな
くなった時点で溶接電流の通電を停止するようにしたの
で、電極の二次側抵抗値の変化に影響されずに、溶接品
質を安定させて一定にすることができる。
よれば、電極の二次側抵抗値のバラツキに応じて溶接電
流の通電時間を調整して被溶接材の溶接部分の隙間がな
くなった時点で溶接電流の通電を停止するようにしたの
で、電極の二次側抵抗値の変化に影響されずに、溶接品
質を安定させて一定にすることができる。
【００２７】請求項２の発明によれば、各芯線の線間同
士の隙間を減少させて線間周囲を密に溶接できるため、
芯線の整列状態に関係せずに線間の固着力を安定させる
ことができる。
士の隙間を減少させて線間周囲を密に溶接できるため、
芯線の整列状態に関係せずに線間の固着力を安定させる
ことができる。
【００２８】請求項３の発明によれば、溶接対象毎に溶
接タイマにより溶接電流の通電時間が可変されるので、
電極の二次側抵抗値のバラツキに応じて発熱量を可変す
ることができ、溶接品質のバラツキを少なくして該溶接
品質を向上させることができる。
接タイマにより溶接電流の通電時間が可変されるので、
電極の二次側抵抗値のバラツキに応じて発熱量を可変す
ることができ、溶接品質のバラツキを少なくして該溶接
品質を向上させることができる。
【００２９】請求項４の発明によれば、各芯線の線間同
士を隙間なく密に溶接できるため、各芯線の整列状態に
関係せずに溶接強度を安定させることができ、溶接品質
を向上させることができる。
士を隙間なく密に溶接できるため、各芯線の整列状態に
関係せずに溶接強度を安定させることができ、溶接品質
を向上させることができる。
【図１】（ａ）は本発明の一実施形態の抵抗溶接装置を
示す側面図、（ｂ）は同抵抗溶接装置の要部の構成図で
ある。
示す側面図、（ｂ）は同抵抗溶接装置の要部の構成図で
ある。
【図２】（ａ）は上記抵抗溶接装置により抵抗溶接され
る一対の電線の各芯線を示す斜視図、（ｂ）は同抵抗溶
接時の一対の電極と一対の電線の各芯線との積層関係を
示す説明図である。
る一対の電線の各芯線を示す斜視図、（ｂ）は同抵抗溶
接時の一対の電極と一対の電線の各芯線との積層関係を
示す説明図である。
【図３】（ａ）は上記一対の電線の各芯線の溶接前の状
態を示す説明図、（ｂ）は同各芯線の溶接後の状態とな
る基準溶接断面積を示す説明図である。
態を示す説明図、（ｂ）は同各芯線の溶接後の状態とな
る基準溶接断面積を示す説明図である。
【図４】上記抵抗溶接装置による一対の電線の各芯線の
抵抗溶接を順を追って説明するためのフローチャートで
ある。
抵抗溶接を順を追って説明するためのフローチャートで
ある。
【図５】（ａ）は上記抵抗溶接装置による各芯線の線間
同士の隙間がなくなった溶接状態における溶接部分の沈
み込み量（Ｈ′−Ｈ）の変位（電圧波形Ｖ）と時間（例
えばサンプリング周波数５００Ｈｚのとき２ｍｓｅｃ／
１Ｐｏｉｎｔ）の関係を示す特性図、（ｂ）は同溶接状
態における一対の電極のチップ間抵抗（ｍΩ）と通電時
間（サイクル）の関係を示す特性図、（ｃ）は同抵抗溶
接装置による溶接電流の通電時間を変位させた場合の各
芯線の線間同士の固着力（ｋｇｆ）と溶接部分の沈み込
み量の変位（Ｖ）の関係を示す特性図、（ｄ）は従来の
抵抗溶接装置による溶接電流の通電時間を固定させた場
合の各芯線の線間同士の固着力（ｋｇｆ）と溶接部分の
沈み込み量の変位（Ｖ）の関係を示す特性図である。
同士の隙間がなくなった溶接状態における溶接部分の沈
み込み量（Ｈ′−Ｈ）の変位（電圧波形Ｖ）と時間（例
えばサンプリング周波数５００Ｈｚのとき２ｍｓｅｃ／
１Ｐｏｉｎｔ）の関係を示す特性図、（ｂ）は同溶接状
態における一対の電極のチップ間抵抗（ｍΩ）と通電時
間（サイクル）の関係を示す特性図、（ｃ）は同抵抗溶
接装置による溶接電流の通電時間を変位させた場合の各
芯線の線間同士の固着力（ｋｇｆ）と溶接部分の沈み込
み量の変位（Ｖ）の関係を示す特性図、（ｄ）は従来の
抵抗溶接装置による溶接電流の通電時間を固定させた場
合の各芯線の線間同士の固着力（ｋｇｆ）と溶接部分の
沈み込み量の変位（Ｖ）の関係を示す特性図である。
【図６】（ａ）は従来例の抵抗溶接装置の側面図、
（ｂ）は同抵抗溶接装置の要部の構成図である。
（ｂ）は同抵抗溶接装置の要部の構成図である。
【図７】上記従来例の抵抗溶接装置の一対の電極間にお
いて一対の電線の各芯線を溶接する際の説明図である。
いて一対の電線の各芯線を溶接する際の説明図である。
【図８】上記従来例の抵抗溶接装置による一対の電線の
各芯線の抵抗溶接を順を追って説明するためのフローチ
ャートである。
各芯線の抵抗溶接を順を追って説明するためのフローチ
ャートである。
１０ 抵抗溶接装置 １５ａ，１５ｂ 一対の電極 １７ 溶接トランス １９ 溶接タイマ ２０ シーケンサ（インターフェース） ２１ 幅変位センサ（幅測定手段） ２２ 演算部（演算手段） ２４ 高さ変位センサ（高さ検出手段） ３０，３０′ 一対の電線 ３１，３１′ 芯線（被溶接材） Ｗ 溶接幅 Ｓ 基準溶接断面積 Ｈ 基準溶接高さ Ｈ′ 溶接部分の高さ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｂ２３Ｋ 11/24 ４００ Ｂ２３Ｋ 11/24 ４００
Claims (4)
- 【請求項１】 一対の電極間に被溶接材の溶接部分を加
圧した状態で該溶接部分に溶接電流を通電し、この溶接
電流の通電による抵抗発熱を利用して前記溶接部分を熱
圧着させ、前記一対の電極間の加圧下で前記溶接部分の
抵抗溶接を行うようにした抵抗溶接方法において、 前記溶接部分の溶接幅を測定し、この測定された溶接幅
より予め定められた溶接部分の基準溶接断面積に基づい
て前記溶接部分の基準溶接高さを演算し、この演算され
た基準溶接高さに前記溶接部分の高さが達するまで前記
溶接電流の通電を行うことを特徴とする抵抗溶接方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の抵抗溶接方法であって、 前記被溶接材として一対の電線の各芯線を用い、この一
方の電線の露出した芯線に他方の電線の露出した芯線を
抵抗溶接するようにしたことを特徴とする抵抗溶接方
法。 - 【請求項３】 被溶接材の溶接部分に溶接電流を通電す
ると共に所定の加圧力をかける一対の電極と、前記溶接
電流の通電時間を制御する溶接タイマと、前記溶接電流
を供給する溶接トランスとを備え、前記被溶接材の溶接
部分を前記一対の電極によって加圧し、前記溶接電流の
通電による抵抗発熱を利用して前記溶接部分を抵抗溶接
するようにした抵抗溶接装置において、 前記溶接部分の溶接幅を測定する幅測定手段と、この幅
測定手段により測定された溶接幅より予め定められた溶
接部分の基準溶接断面積に基づいて前記溶接部分の基準
溶接高さを逆算して求める演算手段と、前記溶接部分の
高さが前記基準溶接高さに達したか否かを検出する高さ
検出手段と、この高さ検出手段による前記溶接部分の前
記基準溶接高さの検出時に前記溶接タイマを制御して前
記溶接電流の通電を停止させるインターフェースとを備
えたことを特徴とする抵抗溶接装置。 - 【請求項４】 請求項３記載の抵抗溶接装置であって、 前記被溶接材として一対の電線の各芯線を用い、この一
方の電線の露出した芯線に他方の電線の露出した芯線を
抵抗溶接するようにしたことを特徴とする抵抗溶接装
置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15525597A JP3540126B2 (ja) | 1997-06-12 | 1997-06-12 | 抵抗溶接方法及び該方法に用いる装置 |
| US09/095,880 US5973287A (en) | 1997-06-12 | 1998-06-11 | Resistance welding method and apparatus used in the method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15525597A JP3540126B2 (ja) | 1997-06-12 | 1997-06-12 | 抵抗溶接方法及び該方法に用いる装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH115175A true JPH115175A (ja) | 1999-01-12 |
| JP3540126B2 JP3540126B2 (ja) | 2004-07-07 |
Family
ID=15601930
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15525597A Expired - Fee Related JP3540126B2 (ja) | 1997-06-12 | 1997-06-12 | 抵抗溶接方法及び該方法に用いる装置 |
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|---|---|
| US (1) | US5973287A (ja) |
| JP (1) | JP3540126B2 (ja) |
Cited By (5)
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|---|---|---|---|---|
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| JP2014147964A (ja) * | 2013-02-04 | 2014-08-21 | Nippon Avionics Co Ltd | 溶接装置 |
| JP2015039713A (ja) * | 2013-08-22 | 2015-03-02 | 日本アビオニクス株式会社 | 溶接装置 |
| JP2016150378A (ja) * | 2015-02-19 | 2016-08-22 | 矢崎総業株式会社 | 熱圧着装置 |
| KR20190114107A (ko) | 2018-03-29 | 2019-10-10 | 주식회사 엘지화학 | 원통형 배터리 저항 용접 장치 및 이를 이용한 원통형 배터리 저항 용접 방법, 그리고 이를 통해 제작된 원통형 배터리 |
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| JP4064828B2 (ja) * | 2003-01-15 | 2008-03-19 | 矢崎総業株式会社 | 溶接部の評価方法 |
| DE102017112947A1 (de) * | 2017-06-13 | 2018-12-13 | Te Connectivity Germany Gmbh | Elektrischer Hochstromverbinder sowie Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Hochstromverbinders |
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