JPS622917B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、スポツト溶接等重ね抵抗溶接におけ
る溶接ナゲツト制御のための電極チツプ間抵抗又
は電圧の評価方法およびその装置に関するもので
ある。

近年、スポツト溶接等のナゲツト品質の監視な
いしは制御のために電極チツプ間の溶接通電時に
おける電圧降下を測定し、ナゲツト生成に伴うチ
ツプ間電圧の変化、又はその値を溶接電流で処理
してチツプ間抵抗の変化として掴える方式が多数
発表されている。

これらチツプ間抵抗又は電圧の変化の形態は第
２図ａに示されるようになる。

即ち、溶接通電の極く初期においてチツプ先端
やワーク間等の接触抵抗が消えると、ワーク（導
鋼板が主体）の温度上昇によりチツプ間抵抗は増
加する。次にワーク間に溶接ナゲツトが生成する
とその部分のワーク間抵抗が減少するため、ナゲ
ツトの生育に伴いチツプ間抵抗は減少し、曲線は
局部的な最大値を持つことになる。

この局部的最大値、即ち第２図ａのイmaxと同
曲線イとの間の抵抗（又は電圧）の差(a)の値又は
(a)を含む三角形の面積Σ｛(イ)max−(イ)｝の値は前
述した理由からナゲツトの面積と相関があり、ナ
ゲツト大きさの監視ないしは制御のパラメータと
して実用されている。

しかし、ナゲツト面積との相関特性に関し、第
２図ａの(a)の値、即ち(イ)max−(イ)の値をそのまま
使用すると不具合が生ずることが判明して来た。
それは、第２図ａのパターンが得られる溶接条件
のもとで溶接電流値を除々に減少してゆくと、や
がていくら通電時間を延長しても溶接ナゲツトが
生成しなくなる状態が発生する。

これは溶接電流とワーク接触部抵抗とによるジ
ユール発熱量と水冷電極チツプやワーク横方向へ
の熱伝導放散量とがバランスするためであること
は古くから知られている。

しかし、問題はこのときのチツプ間抵抗（又は
電圧）の変化の状態である。第２図ｂはspc、1.0
mmｔ×２枚重ね状態におけるこの状態の特性曲線
を示す。

溶接電流が小さいため発生時期がおそく、且つ
第２図ａに比して変化量は小さくなるが、やはり
局部的最大値ロmaxが存在し、丁度小さなナゲツ
トが生成したのと類似したパターンを示してい
る。

このときのワーク間接合部の様子は、spc板の
場合は白変部が発生し、強力な電極チツプ間の加
圧力のため板同志が軽く圧接された状態になつて
いる。

即ち、ナゲツトは生成していないため、いわゆ
る溶接強さはほとんどないが、電極チツプ間の抵
抗（又は電圧）としては前述した局部的最大値以
降通電時間と供に除々に減少してゆく特性をもつ
ている。

第１図はスポツト溶接のナゲツト部断面を示す
が、適正な溶接電流によりナゲツトが生成してい
る状態においても、その周辺のいわゆるコロナボ
ンド部や更にその外周部は電流密度が低くなり前
述した溶接強度には無効であるが、電極チツプ間
抵抗（又は電圧）の減少には影響を与える部分が
存在している。又、溶接電流が少ない条件のもと
では、第２図ｂの(ロ)max−(ロ)の無効分は第２図ａ
の(イ)max−(イ)の制御量に対し無視できない値とな
ることは実験的に確かめられている。

本発明はこのチツプ間抵抗（又は電圧）減少分
の評価に関する欠点を改善し、ナゲツトの監視な
いしは制御に関する不合理性を一挙に解消する方
式を提供するものである。

第２図ｃは本発明の概念を示すもので、第２図
ａの(イ)max−(イ)に含まれる第２図ｂの(ロ)max−(ロ)
の無効分を差引き、第２図ｃの曲線ロとイの間の
抵抗（又は電圧）の偏差分又はその積分値等をナ
ゲツト面積、即ち溶接強さに対する有効量として
取扱うことを特長とした方式である。

又、第３図は、本発明の一実施例を電気ブロツ
ク図として示したもので、図のイ，イmax，ロ，
ロmax及びａ，ｂ，ｃ等の符号は第２図に示した
符号と一致している。

溶接通電に対応したチツプ間抵抗又は電圧イは
チツプ間抵抗（電圧）検出回路１により測定、整
形され、次段イmax検出・保持回路２によりその
局部的最大値イmaxが検出されその値は保持され
る。

一方、イと同一条件で溶接ナゲツトが生成され
ない状態での最大の溶接電流を流通したときのチ
ツプ間抵抗又は電圧ロは前もつて測定記憶され、
そのロmax以降のパターンに相当する電圧信号
は、第３図のパターン電圧信号回路３によりイ
max検出と同時に発信を開始する。

第３図の(イ)max−(イ)演算回路４と(ロ)max−(ロ)演
算回路５は時間的に全く同期して、夫々の通電時
間に対応した(イ)max−(イ)及び(ロ)max−(ロ)を演算
し、夫々函数電圧ａ及びｂとして次段(a)−(b)演算
回路６の(c)＝(a)−(b)演算器に入力を与える。この
演算結果(c)はナゲツト面積生育に関する有効量と
して次段の溶接ナゲツト制御部７に供給される。

この制御は、例えばイmaxの値に対する(c)の値
の割合いが所定の一定値になるように通電時間を
調節したり、或いは第２図ｃにおけるイmax，ロ
およびイが形作る三角形に似た部分の面積が所定
の一定値になるように通電時間を調節したりして
所定の溶接強さを持つたナゲツトの生成を制御す
ることになる。

本発明の制御方法又は制御装置を採用すること
により、従来の偏差量(イ)max−(イ)、又はその積分
値Σ｛(イ)max−(イ)｝等無効分を含んだチツプ間抵
抗、又は電圧の変化を測定量とする誤差の多い制
御に代り、真にナゲツトの生育に関係のある有効
分のみを取扱うことになり、高い精度の適応制御
を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、スポツト溶接のナゲツト部断面、第
２図は、チツプ間抵抗（又は電圧）の変化を示す
グラフ、第３図は本発明の実施例を示す電気ブロ
ツク図である。 １…チツプ間抵抗（電圧）検出回路、２…(イ)
max検出保持回路、３…パターン電圧信号回路、
４…(イ)max−(イ)演算回路、５…(ロ)max−(ロ)演算回
路、６…(a)−(b)演算回路、７…溶接ナゲツト制御
部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 通常の溶接通電を行つた状態で通電時間に対
   する電極チツプ間の抵抗（又は電圧）の変化曲線
   を測定し、該曲線の局部的最大値からの減少量を
   溶接ナゲツトの制御パラメータとして使用するに
   際し、同一条件で、溶接ナゲツトが生成されない
   範囲内での最大溶接電流を流通した状態で同様の
   電極チツプ間の抵抗（又は電圧）の変化曲線をあ
   らかじめ測定しておき、両曲線の局部的最大値を
   重ね合せた状態にて両曲線の抵抗値（又は電圧
   値）に関する差分をもつて上記局部的最大値から
   の減少量として規定することを特徴とした重ね抵
   抗溶接におけるナゲツトの制御方法。 ２ 溶接通電に対応する電極チツプ間の抵抗（又
   は電圧）の変化曲線イを検出するための測定回
   路、およびその局部的最大値イmax、を検出し、
   その値を保持する回路、前記イと同一条件で、溶
   接ナゲツトが生成されない範囲内での最大溶接電
   流を流通した状態における該電極チツプ間の抵抗
   （又は電圧）の変化曲線のうち、その局部的最大
   値ロmax、以降のパターンと同等の函数電圧信号
   ロの発信回路とを備え、変化曲線イが局部的最大
   値イmax点に到達すると同時に、通電時間に対応
   して (a)＝(イ)max−(イ) (b)＝(ロ)max−(ロ) (c)＝(a)−(b) を遂次演算し、この(c)をもつて電極チツプ間の抵
   抗（又は電圧）における局部的最大値からの減少
   量として取扱うことを特徴とした重ね抵抗溶接に
   おけるナゲツトの制御装置。