JPS61155836A - スポツト溶接結合の試験方法および試験装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明はスポット溶接結合の試験方法および試験装置に
関する。

従来の技術 濡々な機械設定でのスポット溶接装置のための電極の寿
命は、電極耐久性試験を用いて測定される。この場合特
に調査されるのは、どの−ような機械設定において、ま
たどのような周辺条件において、電極の機械的および熱
的負荷が最も少なく。

従ってその使用が最も経済的であるかということである
。

最も応用される方法は純マニュアルな電極耐久性実験で
ある。この場合薄板パネルの上に溶接点が形成され、そ
の間に規則的間隔をおいて個別試料が作成され、自由な
剪断引張試験を受ける。この時それぞれの試料につき確
定された一定の最低強度を下回る場合、これにより実験
は終了する。

それまでに形成された溶接点の数がカウントされ、電極
耐久性（寿命］として選択した溶接パラメータを考慮し
て記録される。

この方法で使用される手動の試料送りは１品質に不利に
働くことが有り得る。というのも異なる点間隔により分
路が各溶接で様々であり、このｋめ導入された熱量およ
びこれに伴い電極の熱負荷も常に変化するためである。

個別試料の作成はその他一定したサイクル時間を可能と
せず、従って生じる休止により電極の著しい冷却が生じ
る。

回路中の異なる温度のため、実験における関係は実際の
それと同一ではない。このような欠点を避けるため、自
動薄板送りを備える機械を使用することが既に公知であ
る。この機械は可変行程の間欠送りユニット（種々な点
間隔を作るためンと設定可能なサイクル時間を含んでお
り、このため一方では電極耐久性への影響が捕捉され、
他方においては均等な材料送りが可能となる。ただし必
要な個別試料の作成のため、ここで実験が中断されなけ
ればならず、これに伴う実験結果の不利を甘受しなけれ
ばならない。

スポット溶接結合の試験には、以下に示すように１種々
な破壊試験が公知である。

−繰り返し衝撃試験（Ｄａｎｅｒｓｃｈｗｉｎｇｅｒｓ
ｕｃｈ）−金°属組織学的調査（ｍｅｔａｌｌｏｇｒａ
ｐｈｉｓｃｈｅ　Ｕｎｔｅｒｓｕｃｈｕｎｇ　） 一剪断引張試験（Ｓｃｈｅｒｚｕｇｖｅｒｓｕｃｈ）−
頭部引張試験（Ｋｏｐｆｚｕｇｖｅｒｓｕｃｈ）−ねし
り試験（Ｔｏｒｓｉｏｎｓｖｅｒｓｕｃｈ）−剥がし・
展開・たがね打ち試験（Ｓｃｈ舊１−＋　Ａｂｒｏ　ｌ
　１−ｕｎｄ　Ｍｅｊβｅｌｖｅｒｓｕｃｈ）実用のた
めには剥がし試験がスポット溶接結合の判定に適してお
り、その他の上記の試験方法に反して個別試料を必要と
しないことが明らかと・なったが、この個別試料の作成
と試験は高い技術的および時間的消費を必要とするもの
である。剥がし試験においては概ね個別スポット溶接ま
たはシリーズスポット溶接が簡単な試験ユニットで、ま
たは直接対象において、一定の測定値を捕捉することな
く破壊まで負荷される。破壊の種類とちぎれた溶接塊ま
たは剪断した面の大きさは、結合の品質判定の補助とな
る。

発明が解決しようとする問題点 剥がし試験の実施の際に−特に深絞り可能な薄板の場合
−最初に試験した溶接点が外れて薄板の耳が生じるが、
その耳がその溶接点のところではかれないことが生じ得
る。さらに進行するとこれにより、耳がそのまま延びて
、薄板材料が次の溶接点の両側で裂け、このため測定結
果が溶接点の強度に関してではなく、使用した薄板材料
の強度に関す るものとなる。この現象は特に薄い板、特に厚さｔｍｍ
以下の板に観察される。しかしこの°薄板強度（肉厚）
はスポット溶接結合にとって−たとえば自動車建造にお
いて−極めて重要である。

実験が示したように、薄板の望ましくない剥が。

れは、溶接点の間隔の変化により、または適応した引き
離し速度により、必ずしも防止することはできない。

以上の問題点を第６図に基づいて、より具体的に説明す
る。すなわち、第６図において、（９）は２枚の薄板帯
（Ｌ（２３）を結合すべくスポット溶接環よ秩列状に形
成された溶接点である。今１両薄板帯α（２３）を剥が
してゆくと、最初の溶接点（９）が外れるが、その際に
耳αηが生じる。剥離を継続しても、この耳ｌはちぎれ
ることなく延びてゆき、従って１次の溶接点（９）の両
側で薄板帯αＱが裂ける。この結果。

第２番目以後の溶接点く９）の位置では溶接の結合強度
ではなく、薄板帯材料自体の強度しか得ることができな
い。

第６図においては第６図に示した実験経過がＸ−Ｙ記録
器に再現されている。これから明らかとなるように、最
初の溶接点（９）についての剥がし力（座標に記入）が
なお明確に測定することができる。これはピーク四で示
されている。続く点の位置は輪郭としてピークは識別で
きるが、しかし溶接点強度と溶接電極の作業許容能力〔
何回の溶接点形成で所要の溶接点強度が得られなくなる
かが判定できないから〕に関して検査することはできな
い。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために１本発明は２枚の薄板帯を
列状に形成した溶接点に相互に結合し。

続いて肉薄板帯を剥がすことにより溶接点の強度を試験
する方法であって１両薄板帯を剥がすのに先立って、送
り方向からみて各々の溶接点の後方に各１つの孔を薄板
帯に形成することを特徴とするスポット溶接結合の試験
方法を提供するものである。

作用 以上の構成によれば、穿孔により、番孔の位［にて薄板
帯から生じる耳がちぎれ、従って次の溶接点の試卿が可
能となる働きがある。本発明に従う方法により、溶接点
の長い列の連続試験を行い。

各溶接点に関する報告が得られるという大きな利点があ
る。この報告はたとえばＸ−Ｙ記録器により記録するこ
とができるため、各個別溶接点に関して必要な剥がし力
が記録される。

穿孔の種類と大きさは実験において容易に調査すること
ができる。ナゲツト（溶接点）直径の約７５％の孔直径
により優れた結果が得られた。

薄板帯の穿孔はそれぞれ溶接点を形成した後に行うのが
適切であることが明らかとなったが、これは逆の順序で
は溶接の間に避は難い分路が生じ。

これは特に穿孔により生じるまくれによる。必要な孔は
型抜きにより特に経済的に作ることができる。

本発明の方法を実施するための試験装置は特許請求の範
囲第３項に記載したとおりである。

この装置により電極耐久性試験を全自動で行うことがで
きる。仁の場合２枚の薄板帯がたとえば空圧作動する間
欠送りユニットを用いてコイルから繰り出され、続いて
溶接され穿孔される。電気モータが薄板帯のその後の輸
送を受は持つこと・ができる。試験ユニットにおいて薄
板帯は剥がし原理に従って分離され、続いて 一廃棄物除去を改善するため−　ギロチンシャーにより
破砕される。

薄板帯の送り／輸送のための制御に関しては。

多くの駆動装置および制御装置が可能である。

適切な処理が講じられれば、各個別溶接点の剥がし力を
記録および／または評価することが直ちに可能となる。

従ってたとえば溶接点の試験の際に現れるトルクがトル
ク測定軸により受は取られ。

計算機で回転角を通うて積分することができる。

このようにして計算された値は、予備実験（測定］にお
いて計算された溶接点強度のための最低値と比較される
。この最低値を下回ると自動的に電極耐久性試験の即時
中断または機械設定の対応する変更を伴う。Ｘ−Ｙ記録
器を通じてすべての数値、が簡単な方法で記録できる。

本発明の別の特徴によれば、加速された重量体を早く制
動するためのブレーキが装備さ“れているならば、コイ
ル（重量体）から繰り出された薄板帯の送りに制御され
た駆動装置を使用することができる。

実施例 以下１本発明の実施例を第１図ないし第４図に基づき説
明する。

第１図は本発明の原理を示しており、同図において、（
２３）は薄板帯で、これら両薄板帯（２３）はスポット
溶接により列状に形成された溶接点（ホ）により相互に
結合されている。各々の溶接点四のすぐ後方には各１つ
の孔（ハ）が形成されている。肉薄板帯峙を剥離してゆ
くと、溶接点善の外れが生ずるが、この際に生ずる耳α
ηは強度低下した孔四の位置でちぎれる。実験により、
この孔曽の直径は、薄板帯−の肉厚が１ｍｍの場合に、
ナゲツト（＠接点）直径の約７５％で充分であることが
判った。

第４図によるカー行程グラフではピークａ場が溶接点の
外れを表し、ｅυは残る耳＠のちぎれの際に生じるカピ
ークを示している。

第５図は自動電極耐久性試験に必要である装置構成を表
す。２枚の積層薄板帯−が空圧作動の間欠送りユニット
（７）によりコイル（財）から繰り出され、続いてスポ
ット溶接装置四により溶接され、型抜き器０ηにより穿
孔される。間欠送りユニット（７）は停止相の間に、溶
接点形成と孔形成とが同時に行なわれるように制御され
ている。溶接点四の配置は前後−列に並んで行われ、孔
ａＪ１９（第１図）の配置は各々の溶接点（７）に対し
輸送方向後方に各１つの孔が続くように行われる。

型抜き器ｃＩ珍の後方には電気モータ（至）が配置され
ており、薄板帯（２３）をさらＧζ輸送する役割を果た
もこの電気モータ（至）により作動される試験ユニット
（２）において薄板帯−は剥がし原理により分離され、
問題の少ない廃棄、物除去のため後続するギロチンシャ
ー（ロ）で破砕される。

溶接点の試験の際に現れるトルクはトルク測定軸（至）
により捕捉され、計算機において回転角を通じて積分さ
れる。計算された値は予備実験（測定）において計算さ
れた溶接点強度のための最低値と比較される。この最低
値を下回ると、自、動的に電極耐久性試験が即時中断さ
れる。

第６図には試験ユニット（至）の剥がし原理が詳細に示
されている。薄板帯（至）が溶接および型抜きされ、間
欠送りユニット（２）を離れた後、２つの転換ローラＩ
的の間に導かれ、これによりそれぞれの薄板帯−が反対
方向に転換され、その際に剥がれが現れる。別の２つの
転換ローラー（ロ）を用いた再度の転換により、また駆
動ローラーと押さえローラ同により、薄板帯−はその本
来の水平位置に集められる。

間欠送りユニット（７）によっては比較的僅かな力を生
じることしかできず、必要な剥がし力を生じることはで
きないため、間欠送りユニット（至）を試験ユニット（
７）の後に置き、これにより薄板送りも剥がしも引き受
ける可能性はあり得ない。従って剥がし過程には別の駆
動ｆ２誼が必要であり、しかも薄板帯□□□が均等にま
た同期して移動することが重要である。なぜならば、さ
もないと剥がしが行われる場所が無制御に変化し、従っ
て測定値の歪曲を無しとしないためである。実施例によ
れば。

薄板帯Ｑがローラー旬により圧縮され、その際に駆動ロ
ーラーによる摩擦と形態に頼る力伝達が可能となること
により、間欠送りユニット（７）別の送りが作られる。

発明の効果 以上述べたごとく、本発明によれば、スポット溶接によ
り結合された薄板帯を剥離する際に生じる耳が、各々の
溶接点に続く各１つの孔の位置にてちぎれるようにしで
あるので、各溶接点の結合強度を正確、に測定すること
ができ、従って例えばスポット溶接装置における電極の
耐久性を確実に評価することができるという効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による剥がし方法を示す斜視図。 第２図は同剥がし方法における力の変化を示すグラフ、
第３図は本発明の一実施例に係る試験システムを示す概
略構成図、第４図は同装置における試験ユニットを示す
概略構成図、第５図は従来の剥がし方法を示す斜視図、
＠６図は従来の剥がし方法における力の変化を示すグラ
フであ゛る。 （ト）・一孔、Ｑη・・・耳、■・・・溶接点、嗜・・
・薄板帯、ｅｌＲ・・・間欠送すユニット、Ｃａ・・・
コイル、四−・スポット溶接装置、Ｃ（１）　・・・型
抜き器、＠−・・電気モータ、（２）・・・。 試験ユニット、（ロ）・・・ギロチンシャー、Ｃｌｌ−
・トルク測定軸

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、２枚の薄板帯を列状に形成した溶接点により相互に
   結合し、続いて両薄板帯を剥がすことにより溶接点の強
   度を試験する方法であって、両薄板帯を剥がすのに先立
   って、送り方向からみて各々の溶接点の後方に各１つの
   孔を薄板帯に形成することを特徴とするスポット溶接結
   合の試験方法。 ２、孔の形成をそれぞれの溶接点形成よりも後に行なう
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の試験方
   法。 ３、積層された２枚の薄板帯（２３）を間欠点に移動さ
   せる間欠送りユニット（２５）と、該間欠送りユニット
   （２５）が停止相にある間に、薄板帯（２３）に列状配
   置に溶接点（２０）を形成することにより薄板帯（２３
   ）を相互に結合させるスポット溶接装置（２９）と、間
   欠送りユニット（２６）が停止相にある間に、送り方向
   からみて各々の溶接点（２０）の後方に各１つの孔（１
   ５）を形成する型抜き器（３１）と、間欠送りユニット
   （２５）が送り運動相にある間に、これと同期して作動
   し、溶接点（２０）形成及び孔（１５）形成の施こされ
   た薄板帯（２３）を剥離させ、その際の溶接点強度を測
   定する試験ユニット（３５）とを備えることを特徴とす
   るスポット溶接結合の試験装置。 ４、間欠送りユニットが、薄板帯（２３）を繰り出すコ
   イル（２７）のための駆動装置により兼用されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載の試験装置
   。