JPS5964181A - アプセツト溶接方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は突合せ抵抗溶接法の内、沿接工程中、フラッシ
ュの発生を伴わないアプセット溶接方法に関する。

一般に、突合せ抵抗溶接法の中でもアプセット溶接と呼
ばれる溶接法は、フラッシュ溶接と異なり、溶接工程中
フラッシュの発生を伴わないもので、互いに溶接すべき
被溶接物を固定台と移動台にそれぞれクランプして、移
動台を固定台方向に向けて前進移動させ、被溶接物の突
合せ端面を互いに突き合せて、一定の加圧力を作用せし
めつつ、溶接電流を通電して被溶接物の固有抵抗及び突
合せ面に於ける接触抵抗等によるジュール熱によって溶
接部を適切な温度（溶融点に達する前の温度）に力るま
で加熱し、その後加圧力を急激に増加させてアブセット
工程に転じ、溶接部に大きな塑性流動を生せしめて溶接
する。

その後溶接電流を遮断して、加圧力を保持した状態で被
溶接物の冷却を待ち、一定時間経過後にクランプを解除
して溶接工程を終了するものである。

ところで、この種のアプセット溶接法において、加熱工
程からアブセット工程に転じるタイミングは極めて重要
であって、とのアブセット工程に転じるタイミングが適
正値より早ければ、加熱不足となって溶接不良を生じ、
また適正値より遅けＪｌば溶接部の温度が上昇し過ぎて
部分部か弱くなるなど、溶接品質上問題となる。

従来はアプセットに転じるタイミングを検出するために
タイマやリミットスイッチを設けて、移動台がその移動
を開始した時点を基準として、予め設定される一定時間
、或いは一定距離を移動した時点で加熱工程からアブセ
ット工程に切換えるようにしてａた。しかし、作業者が
被溶接物を固定台及び移動台にクランプする際には被溶
接物の対向する突合せ面の間隔にばらつきを生じたり、
被溶接物の突合せ端面の状態、つまり突合せ端面の形状
、凹凸の度合、表面粗き等が必ずしも一定でないため、
溶接開始０［１のクランプ時の被溶接物の突合ぜ而、の
状態はばらつくことになる。したがって、従来のように
、クラップ時において、時間的あるいは距離的な原点を
設けて溶接する方法では、加熱工程におけく、必ずしも
適正なタイミングでアブセット工程に切換えられない問
題があった。

第１図は標準的なアプセット溶接法における溶接工程の
時間的変化をグラフ化したもので、曲線（１）は移動台
の変位を、曲線（ＩＩ）は溶接電流の変化を、捷た曲線
（ＩＱは加圧力の変化をそれぞｈ表わしている。図中Ｐ
。は被溶接物をクランプした移動台の移動開始前の位置
、ＰＩは移動台を固定台方向に向、けて移動を開始し、
被溶接物の双方の突合せ端面が互いに当接して移動台が
停止した時点での位置、Ｐ２は溶接電流の通電を開始し
た時点に於ける移動台の位置、ｐａｉＪ被溶接物９突合
せ端面に凹凸が存在し、局部的に当接した部分に溶接電
流が集中的に流れて、その部分が軟化し、均一な当りに
なるまで移動台が移動した位置、ｒ’ｓ＋ｌｄ加熱工程
からアブセット工程に切換える時点での移動台の位置、
Ｐｓ２は溶接電流を遮断する時点での移動台の位置、Ｐ
ｇ３は移動台が装置のストッパに当接して停止する位置
、もしくは被溶接物の圧縮に伴う反作用と加、；１１） 圧′とがバランスして移動台の移動が停止した位置をそ
れぞ１１表わしている。

今仮に、移動台が移動を開始する点Ｐ。を基準として、
この位置からｌａ　分の距離を移動した時点でアブセッ
ト工程に転じるものとした場合、被溶接物をクランプす
るクランプ位置にばらつきを生じると、ＰｏからＰｌに
至る距離Ａ’ＯＩが不確定となるため、溶接電流の通電
を開始する点Ｐ２からアブセット工程に転じるＰｓｌま
での距頗１が変動して加熱時間にばらつきを生じる結果
となる。

つまり、被溶接物間の相対距離が正規の値より短い状態
で被溶接物をクランプした場合、ｌ！０１が短くなって
加熱工程の距離が大となるので加熱期間が長くなり、溶
接部の温度が上昇し過ぎてスパッタを発生する。また逆
に被溶接物間の相対距離が正規の値より長い状態で被溶
接物をクランプした場合は、１１！０１が長くなって７
ＪＩｌ熱工程の距離が短くなるめで、加熱時１７４３力
；短くなり、加熱不足で溶接不良を生じる。

一方、被溶接物の突合せ端面に凹凸が存在する場合、ま
ず局部的に当接している部分に溶接電流が集中的に流れ
てその部分が軟化するため、通電の初期に於いて、移動
台が図中Ｊｏ２で示す距離だけ移動するが、その移動量
ｅｏ２は突合せ端面の状態によってさまざまであり、ま
た突合せ端面が平滑で最初から均一な当りが得られる場
合は」二記移動量１ｏ２は零に近い。このことは被溶接
物の突合せ部の形状、つまり尖鋭状であるか否かによっ
ても言える訳で、このように被溶接物の突合せ端面の状
態によって、溶接電流の通電初期に於ける移動台の移動
量が異なるため、［ｉｆｉ述の被溶接物のクランプ位置
のばらつきと同様、加熱時間に誤差を生じ、溶接不良或
いはスパッタの発生原因となっていた。

不発Ｆ！１１ｔＪ、このような事情に鑑みて力さねたも
のであって、その目的とするところは被溶接物のクラン
プ位置や、突合せ端面の状態等によって影響を受けるこ
となく　、’ｍに適切なタイミングでアブセット工程に
転じることができるアプセット濱接方法を提供すること
にある。

」−４目的を達成すべく本発明は以下の如く構成したこ
とを特徴とする。すなわち、移動台の移動量を検出して
アブセット工程に切換えるものであるか、移動台の移動
域を検出するＪｄ−準点を溶接電流の通電初期に於いて
発生する移動台の初期移動が収する時点での移動台の位
置とし、該移動台がこの基準点から予め設定される移動
量を移動した時点でアブセット工程に切換えるようにし
たことにより、被溶接物のクランノ°位置や、被溶接物
の突合せ端面の状態等に影９＋７を受けず、當に適切な
タイミングてアブセ・ノドＪｌユ程に切換えることがで
きるも（）である。

以下、本発明を第２図に示す実施例に基づいて説明する
。

図中１−は一方の被溶接物２人をクランプする１・＋４
定台、３は他方の被溶接物２Ｂをクランプする移動台で
あり、この移動台３を思に動シ１ノンタ゛４によって固
定台］−力方向進３燻駆動できるようにしている。

また駆動シリンダ４には油ＩＥ源５からの油圧か油圧制
御弁６及びアプセット弁７を介して（Ｂ給斜するように
なっており、通常は油圧制御１弁Ｇによって移動台ろの
進退移動に必要ｆｉ　？ｌ１１圧力・弁６は駆動シリン
ダ４に供給する油圧喰と７１Ｖ＋圧の供給方向を切換え
る機能を有［７、移動台ｊ翳重カ回路８から出力される
励磁電流に従ってｆｆ動するものである。

斗た−１．４移動台駆動回路８はンーケンス市１ｊ省１
１回路１０から出力される一定の制御子）１１頁ＫＶ仁
つ−Ｃイ）勢び」するものて、この実施例ではアブセッ
ト工稈以降を除く溶接工程に於いて、破汗千接ｑ勿に作
用する加圧力が時間の経過と共に第１図に曲線（１１０
で示す如く変化するよう７１１１圧市１１徊１弁６を制
御するとともに、１溶接工程力・糸冬了したＢ青７点て
移動台３を所定の後退位置１で戻すべ（ンＩＩ］圧制御
弁６を制御する。

ところで、移動台３の移動量は該移動台３にラックギヤ
１１を取着し、このラックギヤ１１に歯合するピニオン
ギヤ１２をパルスゼネレータ１３の回転軸に取着して、
パルスゼネレータ１３が出力するパルス信号をカウンタ
１４でカウントして検出するようにしている。

また上記カウンタ１４はシーケンス制御回路１０から出
力す１する起動信号を受けてカウント動作を開始するも
ので、上記起動信号か出力きれるタイミングは、移動台
３か前進移動を開始した時点から第１図に示す一定時間
Ｌ２を経１１４シた時点、つまり溶接電流の通電が開始
さノ１１、ネノｌ溶接物の突合せ端面に存在する凹凸部
か軟化して均一な当りＫｆｉす、移動台３の初期移動か
収まる時点であり、この時間１２に於ける移動台３の位
置を基準点ＰＳＯとして、この基準点Ｐｓｏかもの移動
台３の移動量を上記パルスゼネレータ１３とカウンタ１
４とによって検出するようにしている。

尚、上記時間ｔ２は経験的に求められる値である。また
上記カウンタ１４はシーケンス制御回路１０から出力き
れる起動信号を受けた時点、或いは１溶接工程が終了し
て次の溶接工程に移行する時点でそのカウント値かりセ
ットされるＯところで、」二足カウンタ１４の出力は第
１及び第２の比較器１５及び１６に供給きれて、そＪｌ
それ８１￥１及び第２のプリセット回路１７及びＬ８Ｋ
Ｔめ設定されるプリセット値と比較される。すなわち、
第１の比較器１５に於いては上記カウンタ１４の出力か
第１のプリセット回路１　’？に設定きれるプリセット
値と等しくなった時点て、アブセント起動回路１９及び
溶接電流制御回路２０に制御信号を出力し、アプセット
弁′？を開放するとともに後述するサイリスタＳ１、Ｓ
２の位相角を制御して第１図に示す如く、溶接電流を１
２から１３に切換える。

まだ第２の比較器１６に於いては、」二記カウンタ１４
の出力か第２のプリセット回路１８に設定されるプリセ
ット値と等しくなったＩＮＳ　、ａで溶接電流制御回路
２０に制御イ言−号をｆＢ　７１　して溶接電流を遮断
する。尚、第１及び第２のプリセット回路１７及び１８
には、それぞれ移動台３が基準点Ｐｓｏからアブセット
工程に転じる■“ｓｌまで移動する移動量Ｊ１に相当す
る値及び移動台３が基準点ＰＳｏから溶接電流を遮断す
る１・ｓ２まで移動する移動部１２に相当する値が設定
さノする。

一方、固定台ｌ及び移動台３には溶接トランス２１０２
次巻線２１ａの各一端が接続きれ、またこの溶接トラン
ス２１の１次巻線２１．１１はサイリスタＳ１及びＳ２
の逆並列接続回路を介して電源に接続さ′７する。

捷だ上記各サイリスタＳ１及びＳ２の各ゲートには前記
溶接電流制御回路２０から出力σれる位相制御信号が供
給されるようになつＣおり、被溶接物に供給Ｇｈ、る溶
接電流は、シーケンス制御回路１０及び第１．舘２の比
較器１５．１６から出力さ牙する制御信号に従って第１
図の曲線用）で示さシする如く制御される。

このような構成によれば、被溶接物２Ａ及び２Ｂを固定
台１及び移動台３にそれぞれクランプして、油圧制御弁
６を介して１駆動シリンダ４１ に所定の油圧を上絵すると、移動台３は固定台］、力方
向前進を開始し、まず被溶接物２Ａ、２Ｂの突合ぜ端面
か互いに当接して停止するＰｌの位置まで移動する。

次にシーケンス制御回路１０に設定される制御手順に従
って時開ｔ１経過後に溶接電流の通電を開始すると、局
部的に接触している部分に溶接電流かＩ１よ中してその
部分か軟化し、移動台３υ−１Ｐ、からＰ、に変位する
。つづいて、時間【２経過後ニア−ケンス制御回路］−
〇からカウンター４に起動信号が出力され、カウンター
４のカウント値かりセットヒ１すると同時にパルスセネ
レータ１３から出力さ牙するパルス信号のカウント動作
を開始する。

この間、被溶接物２Ａ、２Ｂに第１図に示す如く所定の
溶接電流と加圧力か作用するが、この実施例では時間１
３を経過する時点でシーケンス制御回路１０から出力さ
れる制御信号に従って溶接電流を１１からＩ２に切換え
ると共に、カロ圧力をＦｌからＦ２に切換える。

かくして被溶接物２Ａ、２Ｂの加熱が進行し、溶接部が
軟化するに従って移動台３が前進移動し、カウンタ］４
０カウント値がｉｌのプリセット回路１７に設定してい
る移動量ｅ１ニ相当する値と等しくなった時点で、第１
の比較器１５からアプセット起動回路１９及び溶接電流
制御回路２０に制御信号が出力びれ、加圧力をＦ２がら
Ｆ３に切換えると同時に溶接電流をＩ２がらＩ３に切換
えてアブセット工程に転じる。

そして、移動台３が急速にｒＪｉｉ進し、ノノウンタ１
４のカウント値が第２のプリセット回路１１　Ｂに設定
している移動量１２に相当する値と等しくなった時点で
第２の比較器１６から溶接電流制御回路２０に制御信２
号が出刃され溶接電流を遮断する。

その後、被溶接物２Ａ　、２Ｂの冷却か始まる加圧力と
がバランスして移動台３の移動が停止し、一定の加圧保
持時間が経過した時点でクランプを解除して溶接工程を
終了する。

以」―のように、この発り］は被溶接物をクランプして
いる移動台の移動…−を検出して加熱工程からアブセッ
ト工程に転しるようにしたものであるか、移動台の移動
量を検出する基準点を被溶接物に通電を開始した直後に
於ける移動台の初期移動か収捷る時点での移動台の位置
とし、この２（ｊ　１ｆｌｔ一点から予め設定ヒ牙］る
移動量を移動した時点でアブセット工程に転しるように
したものであるため、被溶接物のクランプ位置や、被溶
接物の突合せ端面の形状、或いは凹凸状態、表面粗σ等
による影響を受けず、溶接不良のない品Ｊ＋７（の揃っ
た溶接を実施することができる。

捷たこの実施例ではアブセット工程に転しるタイミング
だけでなく、溶接電流を遮断するタイミンクをもアプセ
ット］二程への切換えと同様、移動台が−に第４７＠点
から予め設定び牙する移動用な移動した時点で溶接電流
を遮断するようにしているため、被溶接物のクラップ位
置や突合せ端面の状態等によって影響を受けず、溶接電
流を常に適切なタイミングで遮断することがてき、溶接
部の加熱不足或いは加熱過度になる虞牙１がない。

因みに、加熱不足になｉｌば溶接不良を生じ、また加熱
過度になれば溶接１■；が軟化し過ぎて所定の加工力が
得られず加圧不足となって、溶接部に於ける結晶粒が粗
大化する等、冶金的な不具合を生じる。

尚、本実施例では移動台３の移動華を検出する手段とし
てパルスゼネレータ上７）とカウンタ１４を組合せたも
のにしているが、必すしもこのようなものに限らず、ポ
テンショメータ或いは差動トランス等を使用することも
てきる。

また溶接電流及び加圧力を制御する手段も第２図に示さ
シするものに限らず、本発明の、１ル旨を逸脱しない範
囲で種々に変形できるものである。

また本実施例では、溶接電流の通電を開始した直後の移
動台の初期移動が収まる時点を経験的に求め、移動台の
移動を開始した時点から一ルスセネレーク或いはタコゼ
ネレーク等によって検出するようにし、溶接電流の通電
を開始した直後で、移動台の移動速度が零になるのを検
出して、この時点での移動台の位置を基準点として設定
するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図１ｆ−１溶接工程に於ける移動台の変位及び溶接
電流、加圧力の変化を示すクラフ、第２図Ｇ１本発１月
を実施するための装置の一例を示すブロック図である。 。 コ・・固定台、’２　Ａ　、　２　Ｂ・・被溶接物７）
・・移動台

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 互いに溶接すべき被溶接物を固定台と移動台にそれぞれ
   クランプして、移動台を固定台方向に移動を開始し、双
   方の被溶接物を互いに当接加圧し、かつ溶接電流を通電
   した直後の移動台の初期移動が収まる時点での移動台の
   位置を基準点として、該移動台がこの基準点から予め設
   定される移動量を移動した時点でアブセット工程に切換
   えるようにしたことを特徴とするアプセット溶接方法。