JPS58202980A - スタッド溶接法 - Google Patents
スタッド溶接法Info
- Publication number
- JPS58202980A JPS58202980A JP5291582A JP5291582A JPS58202980A JP S58202980 A JPS58202980 A JP S58202980A JP 5291582 A JP5291582 A JP 5291582A JP 5291582 A JP5291582 A JP 5291582A JP S58202980 A JPS58202980 A JP S58202980A
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- JP
- Japan
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- stud
- base metal
- welding
- stand
- rotating
- Prior art date
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- Granted
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/20—Stud welding
- B23K9/201—Stud welding of the extremity of a small piece on a great or large basis
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はスタッド溶接法及びスタンド溶接装置に関す
るものである。
るものである。
従来よりスタンド溶接法、特にアークスタンド溶接法は
、大型構造物にボルト等を溶植する方法として簡便であ
るために広範囲に用いられてはいるものの、その継手の
性能に対する信頼性は必ずしも高いものとはいえなかっ
た。その理由としてはまず、母材か溶融した後でスタン
ドを単に押しつけるだけであるため、溶融池表面にスラ
グや汚染物が存在する場合には、これらがスタンドと共
にそのまま押し込まれてしまい、溶接欠陥の発生原因と
なってしまうという点か挙けられる。またスタンドを押
しつけた後においても、母材とスタッドとの固相間に存
在する溶融金属層の幅が広いためにブローホール等の欠
陥を含んだり、あるいは凝固時の収縮量が大きくなって
割れが発生することがある、というのもその継手の信頼
性の低下を招く大きな原因となっている。
、大型構造物にボルト等を溶植する方法として簡便であ
るために広範囲に用いられてはいるものの、その継手の
性能に対する信頼性は必ずしも高いものとはいえなかっ
た。その理由としてはまず、母材か溶融した後でスタン
ドを単に押しつけるだけであるため、溶融池表面にスラ
グや汚染物が存在する場合には、これらがスタンドと共
にそのまま押し込まれてしまい、溶接欠陥の発生原因と
なってしまうという点か挙けられる。またスタンドを押
しつけた後においても、母材とスタッドとの固相間に存
在する溶融金属層の幅が広いためにブローホール等の欠
陥を含んだり、あるいは凝固時の収縮量が大きくなって
割れが発生することがある、というのもその継手の信頼
性の低下を招く大きな原因となっている。
本発明は上記に鑑みなされたもので、信頼性の高い溶接
継手の得られるスタンド溶接法と、この溶接法の実施に
好適なスタッド溶接装置とを提供しようとするものであ
る。
継手の得られるスタンド溶接法と、この溶接法の実施に
好適なスタッド溶接装置とを提供しようとするものであ
る。
以下に本発明の実施例を図面を参照しつつ詳述するが、
まず第１図ないし第３図に基づいて本発明のスタンド溶
接法について説明する。第１図（ａ）〜（ｄ）は本発明
の方法を経時的に示す説明図であって、まず最初に（ａ
）に示すように溶植しようとするスタッド（１）を溶植
針等のスタッドチャンク（２）に差し込み、耐熱陶管よ
り成るフェルール（３）でスタッド（１）の溶植端をか
こむと共に母材（４）の表面にいったん押しつける。次
いで一庫材（４）とスタンド（１）との間に通電を開始
し、それと同時にスタンド（１）を母材（４）表面から
れずかに引き離して、第１図（ｂ）に示すようにフェル
ール（３）の内部においてスタンド（１）端部と母材（
４）表面との間にアークを発生させ、スタンド（１）端
部と母材（４）表面との双方を溶融させる。
まず第１図ないし第３図に基づいて本発明のスタンド溶
接法について説明する。第１図（ａ）〜（ｄ）は本発明
の方法を経時的に示す説明図であって、まず最初に（ａ
）に示すように溶植しようとするスタッド（１）を溶植
針等のスタッドチャンク（２）に差し込み、耐熱陶管よ
り成るフェルール（３）でスタッド（１）の溶植端をか
こむと共に母材（４）の表面にいったん押しつける。次
いで一庫材（４）とスタンド（１）との間に通電を開始
し、それと同時にスタンド（１）を母材（４）表面から
れずかに引き離して、第１図（ｂ）に示すようにフェル
ール（３）の内部においてスタンド（１）端部と母材（
４）表面との間にアークを発生させ、スタンド（１）端
部と母材（４）表面との双方を溶融させる。
所定時間アークを継続させた後、通電を停止すると共に
、第１図（Ｃ）のようにスタッドチャック（２）を回転
させつつ押し出し、スタッド（１）を回転させながらそ
の端部を母材（４）の溶融池に押しつける。そして最後
にスタンドチャック（２）を引き抜き、フェルール（３
）を壊して取り除き、溶接作業を完了する（第１図（ｄ
）参照）。
、第１図（Ｃ）のようにスタッドチャック（２）を回転
させつつ押し出し、スタッド（１）を回転させながらそ
の端部を母材（４）の溶融池に押しつける。そして最後
にスタンドチャック（２）を引き抜き、フェルール（３
）を壊して取り除き、溶接作業を完了する（第１図（ｄ
）参照）。
なお上記はアークスタッド溶接法を用いた実施例である
が、本発明においてはこの他、蓄勢煮衝撃式）溶接法、
抵抗溶接法等を用いることももちろん可能である。
が、本発明においてはこの他、蓄勢煮衝撃式）溶接法、
抵抗溶接法等を用いることももちろん可能である。
このように本発明のスタッド溶接法においては、スタッ
ド（１）端部を母材１４）の溶融池に押しつける際に、
従来のように単に押しつけるのではなく、回転をさせつ
つ押しつけるという特徴を有している。
ド（１）端部を母材１４）の溶融池に押しつける際に、
従来のように単に押しつけるのではなく、回転をさせつ
つ押しつけるという特徴を有している。
従来の方法によれは溶融金拠は、第２図（ａ）に示すよ
うに中央部から径方向外方へと単に押し出されるだけで
あり、ま１こ同図（ｂ）のように溶融金属層（５）も厚
（ならざるを得ないのに対し１本発明方法によれば第３
図（ａ）に示すように、溶融金端がスタッド（１）の下
降によって外方へと押し出されるのに加え、溶融金楓に
はスタッドｆｉｌの回転による遠心力か作用するため外
周部へと活発に流動し、その結果スタッド（１）と母材
１４）との未溶融の同相間の溶融金属領域が著しく狭く
なり、第３図（ｂ）に示すような固相接合に近い継手が
得られることになる。なお第２図（ｂ）と第３図（ｂ）
とにおける（６）及び（７）はそれぞれスタッド＋ＩＬ
ＩＩｌ！Ｉ及び母材１４）側の熱影響部を示している。
うに中央部から径方向外方へと単に押し出されるだけで
あり、ま１こ同図（ｂ）のように溶融金属層（５）も厚
（ならざるを得ないのに対し１本発明方法によれば第３
図（ａ）に示すように、溶融金端がスタッド（１）の下
降によって外方へと押し出されるのに加え、溶融金楓に
はスタッドｆｉｌの回転による遠心力か作用するため外
周部へと活発に流動し、その結果スタッド（１）と母材
１４）との未溶融の同相間の溶融金属領域が著しく狭く
なり、第３図（ｂ）に示すような固相接合に近い継手が
得られることになる。なお第２図（ｂ）と第３図（ｂ）
とにおける（６）及び（７）はそれぞれスタッド＋ＩＬ
ＩＩｌ！Ｉ及び母材１４）側の熱影響部を示している。
また上記に加え、溶融池表面にスラグや汚染物が存在す
る場合にでも、スタッド（１）の回転によって汚染物等
の膜が破れて外周部に押し出されることになるので、溶
接欠陥か発生することもない。し１こかってこの方法に
よれば信頼性のきわめて高い溶接継手を得ることかでき
る。
る場合にでも、スタッド（１）の回転によって汚染物等
の膜が破れて外周部に押し出されることになるので、溶
接欠陥か発生することもない。し１こかってこの方法に
よれば信頼性のきわめて高い溶接継手を得ることかでき
る。
次に上記スタッド溶接法を実施するのに好適なスタッド
溶接装置について第４図ないし第７図により説明する。
溶接装置について第４図ないし第７図により説明する。
こり発明のスタット溶接装置は、スタッド端部と母材表
面とを加熱浴融するための加熱機構と、前記の加熱溶融
時間を制御するための制御機構と、スレッド端部を母材
溶融池に押しつける溶植機構とを有し、前記溶植機構に
、スタッド端部を母材溶融池に押しつける際にスタット
を回転させるスタット回転手段を設けたことを特徴とす
るものであるが、このうち加熱機構は垂下特性の直流ま
たは交流のアーク溶接電源あるいは抵抗加熱機構や著勢
式（衝撃式）加熱機構として公知のスタッド溶接装置に
用いられているものと同一であり、また制御機構も公知
のものであるため、ここでは詳しく説明しないし、また
その図示も省略する□ ます、溶植針、溶植ヘッド等の溶植機構のうち。
面とを加熱浴融するための加熱機構と、前記の加熱溶融
時間を制御するための制御機構と、スレッド端部を母材
溶融池に押しつける溶植機構とを有し、前記溶植機構に
、スタッド端部を母材溶融池に押しつける際にスタット
を回転させるスタット回転手段を設けたことを特徴とす
るものであるが、このうち加熱機構は垂下特性の直流ま
たは交流のアーク溶接電源あるいは抵抗加熱機構や著勢
式（衝撃式）加熱機構として公知のスタッド溶接装置に
用いられているものと同一であり、また制御機構も公知
のものであるため、ここでは詳しく説明しないし、また
その図示も省略する□ ます、溶植針、溶植ヘッド等の溶植機構のうち。
特にスタッド回転手段の第１の実施例を第４図ないし第
６図に示す。図において、（１０）は上下方向の移動と
回転運動とをし得る７°ツシユロツドであって、その下
端にはスタッドチャック（２）が取着され。
６図に示す。図において、（１０）は上下方向の移動と
回転運動とをし得る７°ツシユロツドであって、その下
端にはスタッドチャック（２）が取着され。
このスタッドチャック（２）に溶植しようとするスタッ
ド（１）か差し込まれ保持されている。１ツシユロツド
（１０）の上端には径方向外方へフランジ状に延びる座
板（１１）が形成されて′おり、この座板（１１）と溶
植機構本体（図示せず）に固定されている基板（１２）
との間にはスプリング（１３１が配設されている。第４
図及び第５図に示すのは、ブツシュロッド（１０１が引
き上けられ、スプリング１ｍによって下方へと押圧され
ている状態であり、図示しないス゛トッパによって下方
へと移動しないよう保持されている。（］９はグツンユ
ロツド（１０）の周囲に配設されたスタッド回転手段で
あって、これは溶植機構本体（図示せず）に上下動可能
に取着された支持ケース（１６）と、支持ケース０６）
に回転自在に支持されると共に支持ケース（１６）の側
面に取着されたモータ（１ηによりペル） ＋１８１を
介して回転される回転摩擦板（１９）とより成るもので
、ブツシュロッド（１０）はこの回転手段（１５）の中
央部を通って上下方向に延びている。この場合、支持ケ
ース（１６）は、下方へ向う力が作用した場合には下方
へと移動し、またこの力が除去された場合には上方の元
位置に復帰し得るように常にＥ方に付勢された状態で溶
植機本体（図示せず）に取り付けられているものとする
。
ド（１）か差し込まれ保持されている。１ツシユロツド
（１０）の上端には径方向外方へフランジ状に延びる座
板（１１）が形成されて′おり、この座板（１１）と溶
植機構本体（図示せず）に固定されている基板（１２）
との間にはスプリング（１３１が配設されている。第４
図及び第５図に示すのは、ブツシュロッド（１０１が引
き上けられ、スプリング１ｍによって下方へと押圧され
ている状態であり、図示しないス゛トッパによって下方
へと移動しないよう保持されている。（］９はグツンユ
ロツド（１０）の周囲に配設されたスタッド回転手段で
あって、これは溶植機構本体（図示せず）に上下動可能
に取着された支持ケース（１６）と、支持ケース０６）
に回転自在に支持されると共に支持ケース（１６）の側
面に取着されたモータ（１ηによりペル） ＋１８１を
介して回転される回転摩擦板（１９）とより成るもので
、ブツシュロッド（１０）はこの回転手段（１５）の中
央部を通って上下方向に延びている。この場合、支持ケ
ース（１６）は、下方へ向う力が作用した場合には下方
へと移動し、またこの力が除去された場合には上方の元
位置に復帰し得るように常にＥ方に付勢された状態で溶
植機本体（図示せず）に取り付けられているものとする
。
そして第４図及び第５図のように７°ツシユロツド（１
０）が引き上げられた状態で、第１図（ｂ）のようにス
タッド（１）端部と母材１４）表面との間にアークを発
生あせ７双方、溶融、せ、がＪ′ン。際ニー＊＋１７）
’Ｒ１：よって回転摩擦板（１９）を回転させておく。
０）が引き上げられた状態で、第１図（ｂ）のようにス
タッド（１）端部と母材１４）表面との間にアークを発
生あせ７双方、溶融、せ、がＪ′ン。際ニー＊＋１７）
’Ｒ１：よって回転摩擦板（１９）を回転させておく。
なおこの場合、ブツシュロッド（１０）そのものは伺ら
回転作用を受けず回転摩１ｔｉ９）のるが回転する。次
いで通電を停止すると共に１図示しないストッパを解除
してスズリンク（１３）の力によって１ツシユロツド（
１０）を下方へ移動させ、また同時にモータ（ｌりの駆
動も停止する。ブツシュロッド（１０）が下降すると、
第６図に示すように、ブツシュロッド（１０）上端に設
けた座板（１１）下面と回転摩擦板（１９１上面とが接
触することになるが、この状態においても回転摩擦板（
１９はそれ自身及びモータ（１ηの慣性によっである程
度回転運動を続けているため、アークシュロツド（１０
）そのものも回転運動を始めることになる。、そしてそ
の後、さらに必要量だけアークシュロツド（１０）及び
それと共に回転手段（１５）全体を下降させることによ
って、第１１Ｖ（Ｃ）に示すようにスタッド（１）を回
転させながら母材（４）溶融池に押しつけて溶植を行な
う。
回転作用を受けず回転摩１ｔｉ９）のるが回転する。次
いで通電を停止すると共に１図示しないストッパを解除
してスズリンク（１３）の力によって１ツシユロツド（
１０）を下方へ移動させ、また同時にモータ（ｌりの駆
動も停止する。ブツシュロッド（１０）が下降すると、
第６図に示すように、ブツシュロッド（１０）上端に設
けた座板（１１）下面と回転摩擦板（１９１上面とが接
触することになるが、この状態においても回転摩擦板（
１９はそれ自身及びモータ（１ηの慣性によっである程
度回転運動を続けているため、アークシュロツド（１０
）そのものも回転運動を始めることになる。、そしてそ
の後、さらに必要量だけアークシュロツド（１０）及び
それと共に回転手段（１５）全体を下降させることによ
って、第１１Ｖ（Ｃ）に示すようにスタッド（１）を回
転させながら母材（４）溶融池に押しつけて溶植を行な
う。
なお上記実施例において、ブツシュロッド（１αの座板
［１１が回転摩擦板（１９）に接触した後、ざらにズッ
ンユロツド（１ωを下方に必要量だけ移動し得るよう１
３オｓｏ＋□、、、、工、、ア３、ａｏ、、ｔ−ｍｓ＋
＊ヵ□□ １□する材料で形成し、この材料の弾性
変形を利用することによっても行なえ、この場合にはス
タッド回転手段（１５）全体を溶植機構本体（図示せず
）に１−不動可能に取着する必要はない。
［１１が回転摩擦板（１９）に接触した後、ざらにズッ
ンユロツド（１ωを下方に必要量だけ移動し得るよう１
３オｓｏ＋□、、、、工、、ア３、ａｏ、、ｔ−ｍｓ＋
＊ヵ□□ １□する材料で形成し、この材料の弾性
変形を利用することによっても行なえ、この場合にはス
タッド回転手段（１５）全体を溶植機構本体（図示せず
）に１−不動可能に取着する必要はない。
第７図にはスタッド回転手段の他の実施例を示すか、こ
れはダッシュロッド（１０）の周囲に筒状ガイド部材（
２０）を配設し、ブツシュロッド１１０１からは側方へ
係合部材（２１）を突設すると共に筒状ガイド部材（２
０）には螺旋状のカイト溝間を形成し、ガイド溝（η内
に係合部材２１＋先端を係合させて成るものであって、
筒状ガイド部材舛は溶植機本体（図示せず）に固定され
ているものとする。この実施例では、ダッシュロッド（
ＩＱＩかスフ−リンク（１３の力によって下降する際に
係合部材（２１＋先端がカイト溝ｎに案内されるので、
ブツシュロッド（１０）は下降すると共に回転すること
にもなり、スタッド（１）を回転させなから母材（４）
溶融池に押しつけることができる。
れはダッシュロッド（１０）の周囲に筒状ガイド部材（
２０）を配設し、ブツシュロッド１１０１からは側方へ
係合部材（２１）を突設すると共に筒状ガイド部材（２
０）には螺旋状のカイト溝間を形成し、ガイド溝（η内
に係合部材２１＋先端を係合させて成るものであって、
筒状ガイド部材舛は溶植機本体（図示せず）に固定され
ているものとする。この実施例では、ダッシュロッド（
ＩＱＩかスフ−リンク（１３の力によって下降する際に
係合部材（２１＋先端がカイト溝ｎに案内されるので、
ブツシュロッド（１０）は下降すると共に回転すること
にもなり、スタッド（１）を回転させなから母材（４）
溶融池に押しつけることができる。
以上に本発明のスタッド溶接法及びスタッド溶接装置の
実施例を説明したが、このように本発明はスタッド端部
を回転させながら母材溶融池に押しつけることを特徴と
するものであり、本発明によれば溶接部にスラグ等の介
在することがなく、しかも固相接合に近い継手を得るこ
とができる。
実施例を説明したが、このように本発明はスタッド端部
を回転させながら母材溶融池に押しつけることを特徴と
するものであり、本発明によれば溶接部にスラグ等の介
在することがなく、しかも固相接合に近い継手を得るこ
とができる。
そのため曲げ試験、トルク試験等による継手の試験結果
は、バラツキのないきわめて安定したものとなる。まγ
こそれに加えて、従来の方法では直径の大きなスタッド
は溶融金属の流動性の問題等によって溶接が困難であっ
たが、本発明の方法ではスフ−リンク等による加圧力が
一定であっても溶融金属は遠心力により外部へ押し出さ
れ易くなるため、より大きな直径のスタッドでも溶植す
ることが可能となる。
は、バラツキのないきわめて安定したものとなる。まγ
こそれに加えて、従来の方法では直径の大きなスタッド
は溶融金属の流動性の問題等によって溶接が困難であっ
たが、本発明の方法ではスフ−リンク等による加圧力が
一定であっても溶融金属は遠心力により外部へ押し出さ
れ易くなるため、より大きな直径のスタッドでも溶植す
ることが可能となる。
第１図（ａ）（ｂ）（Ｃ１（ｄ）は本発明のスタッド溶
接法の一例を経時的に示す説明図、第２図（ａ）（ｂ）
は従来法での溶融金属の流れと溶植部断面の肉眼組織と
を示す説明図、第３図（ａ）（ｂ）は本発明方法で−の
溶融金属の流れと溶植部断面の肉眼組織とを示す説明図
、第４図ないし第６図は本発明のスタッド溶接装置の溶
植機構のうち特にスタッド回転手段の実施例を示す図で
第４図は斜視図、第５図及び第６図は作動状態を示す説
明図、第７図はスタッド回転手段の他の実施例を示す斜
視図である。 （１）・・・スタッド １４）・・・母材 （１５）・・・スタッド回転手段 第４図
接法の一例を経時的に示す説明図、第２図（ａ）（ｂ）
は従来法での溶融金属の流れと溶植部断面の肉眼組織と
を示す説明図、第３図（ａ）（ｂ）は本発明方法で−の
溶融金属の流れと溶植部断面の肉眼組織とを示す説明図
、第４図ないし第６図は本発明のスタッド溶接装置の溶
植機構のうち特にスタッド回転手段の実施例を示す図で
第４図は斜視図、第５図及び第６図は作動状態を示す説
明図、第７図はスタッド回転手段の他の実施例を示す斜
視図である。 （１）・・・スタッド １４）・・・母材 （１５）・・・スタッド回転手段 第４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １スタッド端部と母材表面とを加熱溶融し、スタンド端
部を母材溶融池に押しつけることによりスタッドを溶植
するスタッド溶接法において、前記スタッド端部を母材
溶融池に押しつける際にスタッドを回転させることを特
徴とするスタンド溶接法。 ２スタンド端部と母材表面とを加熱溶融するための加熱
機構と、前記の加熱溶融時間を制御するための制御機構
と、スタッド端部を母材溶融池に押しつける溶植機構と
を有するスタッド溶接装置において、前記溶植機構に、
スタンド端部を母材溶融池に押しつける際にスタッドを
回転させるスタンド回転手段を設けたことを特徴とする
スタッド溶接装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5291582A JPS58202980A (ja) | 1982-03-31 | 1982-03-31 | スタッド溶接法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5291582A JPS58202980A (ja) | 1982-03-31 | 1982-03-31 | スタッド溶接法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58202980A true JPS58202980A (ja) | 1983-11-26 |
| JPH0245552B2 JPH0245552B2 (ja) | 1990-10-09 |
Family
ID=12928120
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5291582A Granted JPS58202980A (ja) | 1982-03-31 | 1982-03-31 | スタッド溶接法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58202980A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5393164A (en) * | 1991-08-02 | 1995-02-28 | Emhart Inc. | Arc welded joint between a carrier and a component rigidly connected to it |
| EP1060822A2 (de) * | 1999-06-16 | 2000-12-20 | Udo Prof. Dr. Franz | Verfahren zum Anschweissen von Schweisselementen an ein Werkstück |
| JP2006272428A (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Japan Drive-It Co Ltd | スタッド溶接ガン |
| CN103753029A (zh) * | 2013-12-23 | 2014-04-30 | 江苏烁石焊接科技有限公司 | 一种摩擦清理均化下的电弧金属螺柱焊接方法及装置 |
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| JPS4829028U (ja) * | 1971-08-11 | 1973-04-10 | ||
| JPS5285953A (en) * | 1976-01-12 | 1977-07-16 | Trw Inc | Process and equipment for welding stud to workpiece |
-
1982
- 1982-03-31 JP JP5291582A patent/JPS58202980A/ja active Granted
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| JPH0245552B2 (ja) | 1990-10-09 |
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