JPS6048276B2 - 抵抗スポツト溶接用電極 - Google Patents

抵抗スポツト溶接用電極

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JPS6048276B2
JPS6048276B2 JP4783982A JP4783982A JPS6048276B2 JP S6048276 B2 JPS6048276 B2 JP S6048276B2 JP 4783982 A JP4783982 A JP 4783982A JP 4783982 A JP4783982 A JP 4783982A JP S6048276 B2 JPS6048276 B2 JP S6048276B2
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JP
Japan
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aluminum
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alloy
tip
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JP4783982A
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禎彦 杉山
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Sumitomo Light Metal Industries Ltd
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Sumitomo Light Metal Industries Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/02Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
    • B23K35/0205Non-consumable electrodes; C-electrodes

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Resistance Welding (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアルミニウム又はアルミニウム合金母材(以
下アルミニウム系母材という)用の抵抗スポット溶接用
電極に関する。
更に詳しくは、電極の先端にアルミニウム又はアルミニ
ウム合金により処理することにより、耐用性の高いアル
ミニウム系母材用の抵抗スポット溶接用電極に係るもの
である。 従来より、アルミニウム系母材あるいはその
他の金属母材の抵抗スポット溶接用電極の材料には、導
電率及び熱伝導率が高く、更に常温及び高温における機
械的強度が優れているものが要求される。
これらの要求に適合するものとして、Cr−Cu)Zr
−Cu)Zr−Cr−Cu合金等の単一材料が用いられ
てきた。これらの材料は高導電性を示し、又、Cr、Z
r等添加元素の銅生地中への析出強化に基因する高温強
度を具備する合金であるため電極の最適材料とされてい
るものである。しかしながら、生産性の向上に伴う苛酷
な使用条件下では、上記の材料からなる電極を用いても
なお溶接部の品質を維持するために、溶接中電極の先端
形状をしばしば修正したり、又耐用性に乏しいために早
期に交換しなければならず、このことが生産合理化一つ
の隘路となつている。特に、アルミ ニウム系母材の抵
抗スポット溶接に用いられる電極は軟鋼の抵抗スポット
溶接に用いられる電極な どに較べて寿命が短いことが
知られていた。即 ち、電極を溶接機に取り付け、アル
ミニウム系母材に対して連続的にスポット溶接を行うと
、打点数の増加と共に電極の先端に母材のアルミニウム
又はアルミニウム合金がピックアップされ、逆に母材の
スポット溶接表面に電極を銅あるいはその合金の成分が
ピックアップされる現象が生じて電極消耗し、溶接面の
外観を損い、溶接部の強度の品質にも好ましからざる影
響を及ぼすものであ る。更にアルミニウム系母材の抵
抗スポット溶接用電極の寿命は、一般に電極の材質、そ
の形状、母材の前処理の仕方、溶接機の種類、溶接条件
、電極の冷却能などによつて影響を受ける。又、良質な
スポット溶接部分であることを要求される用途例えば車
両や航空機の部材の抵抗スポット溶接では母材の前処理
を入念に行うと共に、電極の先端の形をととのえること
いわゆるドレッシング間J隔が管理され、従来は20点
前後の間隔で行われている。このドレッシング間隔が短
いことは結局、電極の寿命が短いこと言い変えれば耐用
性が低い ことを意味するもので、従来から母材の前処
理法、電極形状、材質と共に例えは電極先端部表面クに
Niメッキを施こすなどの種々の改善法が提案 されて
いるが、末だ満足する結果が得られていないのが現状で
ある。本発明者は以上のような事情に鑑み、アルミニウ
ム系母材の抵抗スポット溶接に適用される耐用性の高い
電極を得るべく種々検討の結果、公知の銅合金電極の先
端表面にアルミニウム又はアルミニウム合金の拡散層を
形状させた電極が、耐用性に優れ、これに伴つてドレッ
シング間隔も長くすることができ、れだけスポット溶接
における合理化が可能となるとの予想もつかない効果を
見い出し、本発明を完成した。
即ち、本発明の要指とするところは、先端にアJルミニ
ウム又はアルミニウム合金の拡散層を設けてなる抵抗ス
ポット溶接用電極にある。
以下、本発明を更に詳細に説明すると、本発明の電極の
基材としては、純銅、Cr−Cu系、Zr−Cu系、Z
r−Cr−Cu系といつた公知の銅又は銅合金から成形
したものが適用される。
次にアルミニウム又はアルミニウム合金の拡散層を形成
する方法として、例えば前処理として先端表面にアルミ
ニウム又はアルミニウム合金の被膜を形成してから拡散
層を形成する方法をとつた場合、該被膜層を形成させる
方法としては、前記電極を旋盤のチェックに固定してお
いて、回転させながら、その先端にアルミニウム又はア
ルミニウム合金を押圧する方法、電極表面をアルミニウ
ムメッキする方法などがあげられるが、前者の方法即ち
電極にアールミニウム又はアルミニウム合金を押圧して
、電極先端の生地の銅色が見えなくなるまで、押圧して
万遍なくアルミニウム又はアルミニウム合金の被膜層を
形成させる方法が最も簡単である。次いで上記の被覆層
からアルミニウム又はアルミニウーム合金を電極中に拡
散さるには、一般的に真空あるいは非酸化性ガス中で2
50〜500℃、0.5〜3時間好ましくは350〜5
40℃、1〜2時間熱処理することによりなされる。こ
の際、温度が低すぎると拡散に時間を要し、高すぎると
電極そのものの強!j”度が低下する。従つて、Cr−
Cu)Zr−Cr−Cu合金のような熱処理型の合金で
、既に焼戻を行なつ フたものでは、その拡散処理は少
なくともそれら合 !金の再結晶開始温度(例えば各々
Cr−Cu合金で約500℃、Zr−Cr−Cu合金で
約550℃)より低いっ1温度、即ちこれらの合金の焼
戻温度近傍(例えは各々Cr−Cu合金で450℃程度
、Zr−Cr−Cu合金で475℃程度)で行なうのが
望ましい。j又、焼入のみを行なつた合金ではアルミニ
ウム1またはアルミニウム合金の被覆後、焼戻温度近傍
で適当時間、例えば2〜3時間の拡散処理を行なえば、
焼戻のみの処理を省略することができる。この結果、電
極先端表面からの内部へアルミニウム又はアルミニウム
合金が拡散する。この場合熱処理後のアルミニウム又は
アルミニウム合金の被覆層はその全てが電極中に拡散し
てしまつて消滅している場合もあれば、残存している場
合もある。本発明は以上述べたように、銅、Cr−Cu
系、Zr−Cr−Cu系などからなる公知の電極成形品
の先端に、アルミニウム又はアルミニウム合金の被覆層
を設け、次いで熱処理によりアルミニウム又はアルミニ
ウム合金を電極内部に拡散させることにより拡散層を設
けてなる抵抗スポット接接の電極を提供するものである
即ち、以上のようなアルミニウム又はアルミニウム合金
の拡散層を有する構成により、後記実施例に示すように
、耐用性に優れ、母材及び電極が相互にピックアップし
合うことがなく、ドレッシング間隔が長いという利点が
あり、引張せん断強度等も従来法より低下することがな
く、しかも従来の溶接作業時と全く同様な条件下でアル
ミニウム系母材のスポット溶接作業を行うことができる
。次に実施例により具体的に説明する。
実施例1 Cr−Cu(クロム銅)系の公知の合金を成形して得ら
れた長さ61.5TWL)直径257WL)水冷穴(直
径1277!771)の先端と電極先端との距離がm−
、先端R面が250−のR型電極を旋盤のチャックに固
定し、電極を回転させながら電極先端に純アルミニウム
板(純度99.99%)を押し当てて摺動加圧し、先端
表面全体を生地が見えなくなるまでアルミニウム膜で被
覆した。
この時アルミニウム膜の厚さは10〜15μであつた。
次に上記の先端がアルミニウムで被覆された電極1対を
真空中(10−゜T0rr程度で450℃、1時間加熱
し、電極先端を被覆しているアルミニウムを電極内部に
拡散させた。
この時、電極先端表面には僅かにアルミニウムの色調が
残つている程度であつた。次に上記実施例1で得られた
電極を使用して耐用試験を行つた。
耐用試験 母材として板厚377!771)幅125m771)長
さ500−RwLのJISH4OOOのA5O83P−
0合金を用い、前処理として、その表面を5%苛性ソー
ダ溶液(60℃)に浸漬し、取り出し、水洗し、15%
硝酸(室温)に浸漬し、取り出し、水洗し、乾燥後、直
径0.15=の・ステンレス鋼ワイヤを多数植設させた
電動ブラシて電極の当り面及び合わせ面の研磨を行つた
尚、ここで上記のようにワイヤブラシによる研磨の前に
苛性ソーダ処理を行つたのは、実験室的に研磨を容易に
短時間で行いうるように配慮したも,ので、苛性ソーダ
処理を省略しうることは言うまでもない。このようにし
て得られた母材を2枚重ね合わせて一組とし、実施例1
て得られた電極1対を使用し、溶接条件として溶接機:
三相低周波式(定格容量150KVA)、スクイズおよ
びフオージ圧:2500k9、溶接圧:1200k9、
スクイズタイムニ40サイクル、フオージデイレイタイ
ムニ8サイクル、ヒート電流:96500A)デイケイ
電流:40000A)ヒートタイムニ4サイクル、デイ
ケイタイムニ10.サイクル、クールタイムニ3サイク
ル、ホールドタイムニ40サイクルにて、3077Z7
71間隔で連続的に1399点の溶接を行つた。
この間、上記と同じ母材を使用し同様に前処理を行つた
幅5C)77!m)長さ150一の短冊形試験片により
JISZ3l36’”スポット溶接継手の引張せん断試
験方法’’に準じて重ね代50一で、30点毎に試験片
を準備し引張せん断試験を行い、又試験後の引張せん断
試験片あるいは電極から各々の材料のピックアップ量を
観察、測定した。同時に何らの処理もしていない従来品
の電極を比較例として同様な試験を行つた。その結果を
第1表に示す。ここにおいてAは母材が電極に付着して
ピックアップされた最初の溶接点数のカウント、Bは母
材の溶接部にピックアップして付着した銅を硝酸に溶解
させ、これに発色液を加えて吸光光度計により測定され
た銅の量、Cは溶接点数30点毎に溶接部における引張
せん断強度を表わす。以上、第1表の結果から明らかな
ように、本発明の電極の方が従来品の電極よりも耐用性
に優れており、又、ドレッシング間隔を従来よりも長く
できることが判つた。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 先端にアルミニウム又はアルミニウム合金の拡散層
    を設けてなる抵抗スポット溶接用電極。
JP4783982A 1982-03-25 1982-03-25 抵抗スポツト溶接用電極 Expired JPS6048276B2 (ja)

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JP4783982A JPS6048276B2 (ja) 1982-03-25 1982-03-25 抵抗スポツト溶接用電極

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JPS58163586A JPS58163586A (ja) 1983-09-28
JPS6048276B2 true JPS6048276B2 (ja) 1985-10-26

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