JPS63165077A - スタッド溶接の品質判定方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明はスタッド溶接に関するものであり、特にスタッ
ド溶接部の品質判定を高精度に行なうことができる方法
に係る。

（従来の技術） 母材に対しスタッドを溶接するに際して、このスタッド
が母材に欠陥なく確実に溶接されていることが必要であ
るが、溶接作業中に何等かの要因で溶接部に欠陥が生じ
、所謂欠陥継手となることがある。このため溶接後にこ
のスタッド溶接部の品質を調査して欠陥継手を明らかに
して、その対策を採ることが要求される。

従来のスタッド溶接部の品質を判定するには、溶接した
スタッドを、作業員が目視により外観検査するか、また
はハンマーにてスタッドを打撃して曲げ試験を行なうか
もしくは引張試験を行なうかして、その継手の品質を判
定していた。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、この従来方法では、いずれも溶接後の処理であ
り、しかも製品を破壊させて行なうものであるため、手
間がかかると同時に実用的でない問題点があった。また
人手に依存することから、精度的にも問題が多い。さら
に、スタッド溶接は、通常０．５〜１．０ｓｅｃの非常
に短時間に実施されることから、熟練した作業員でもス
タッド溶接工程の良否を判定しにくい。

本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので
、溶接事後の試験で継手を判定するのでなく、スタッド
溶接中にその作業が良好に行なわれているかどうかを判
定し得る方法を提供することを目的とする。

本発明者等は、スタッド溶接で同じ溶接条件（溶接電流
×アーク時間）でも溶接部品質がバラツク原因について
種々実験を行なった結果、不良継手となるものは、スタ
ッド溶接工程中のスタッド押し付けに問題があることを
知見した。即ち、スタッド押し込み量不足により溶接欠
陥が発生することが明らかとなった。

この押し込み量不足の原因は、アーク発生時のスパッタ
がシールド材とスタッドの間にはさまり、スムーズにス
タッドが押し込まれなかったり、あるいはスタッドの表
面形状が粗くシールド材との間で摩擦が多くスムーズに
動かないとか、シールド材とスタッド材との心がずれて
いてスタッド移動の抵抗になって円滑に動かないこと、
などが挙げられる。また、長尺のスタッド材や重量の重
いスタッド材などでは、スタッドの移動機構が偏心荷重
などにより、動きにくくなっており、押し付は力が不足
して押し込み量が不足することも考えられる。そしてこ
の押し込み量の不足は通常１〜２ｍｌ１１程度であり、
これを継手の外観検査で判定することは実際には困難で
ある。

（問題点を解決するための手段・作用）本発明の品質判
定方法は、このような点に鑑みてなされたもので、その
構成は下記の通りである。即ち、 母材にスタッドを溶接する方法において、スタッド溶接
中のスタッドの軸方向の移動量を検出し、その出力をモ
ニターすることによりスタッド溶接部の品質の判定を行
なうことを特徴とするスタッド溶接の品質判定方法であ
る。

本発明では、このようにスタッドの軸方向移動量を検出
し、これを常にモニタリングしているので、不良継手が
発生しても直ちにこれを正確に検知でき、その後の適正
な対策を講じることが可能になるのである。

（発明の実施態様） 以下本発明を図面に基いて説明する。

第１図は、本件出願人が開発した、長尺のスタッドを水
平に打設する場合に有効なスタッド溶接装置を用いて本
発明を実施した例を示すものである。図において、１は
母材１３に打設されるスタッドであり、該スタッド１は
ホルダ６にクランプされかつ先端をアークシールド２に
包囲されて母材１３に押し付けられる。前記ホルダ６は
、基台７の前後枠１２，１１にわたした軸８にそって移
動する移動台５上に固着され、該移動台５はエアーシリ
ンダ３を下部に取付けており、そのシリンダロッドが前
枠１２に装着されている。従って、エアーシリンダ３の
作動によりスタッド１は母材に対し押しつけ、あるいは
引上げ方向に移動する。また、移動台５にはポテンショ
メータ４も取付けられ、そのメータ軸は後枠１１に固定
され、移動台５の動きに応じて、該ポテンショメータ４
の抵抗値が変化し、それを電圧値として検出することに
よって、移動台５の動き量を検出する構成となっている
。

また、第２図は公知のスタッドガンに本発明を適用した
例であり、スタッド１はガン内の移動軸１４に取付けら
れている。該移動軸１４はマグネットコイルＩＯを励磁
することによって後方に、ある設定量（２〜３　［１１
１１１）だけ引き上げられ、設定時間後このマグネット
コイルをＯＦＦにすることにより、スプリング１５によ
って前方に押し込まれれる構造になっている。前記移動
軸１４の動きは、連結板！６を介してガン本体のハウジ
ング２３に固定されているポテンショメータ４の軸１７
に連動している。従って、移動軸１４の動き、即ちスタ
ッドの軸方向にそった動きの挙動はこのポテンショメー
タ４で検出される。なお、１８は溶接スタートスイッチ
である。

第３図は、第１図及び第２図のポテンショメータ４によ
るスタッド１の移動量の検出要領と、該メータ出力に基
いて記録計にて表示した電流波形及びスタッド移動量を
経時的に示したものである。第３図（イ）（ロ）（Ａ）
によりスタッド溶接工程を説明すると、第３図（イ）は
スタッドとポテンショメータの接続図であり、（ロ）は
溶接電流波形、（Ａ）はスタッドの軸方向の動きを測定
した記録である。まず溶接スタートによりスタッド先端
の電極子１９よりアークが発生し、溶接電流か流れる（
工程■）。この時点よりＴ１時時間区タッドは引き上げ
られ（工程■）、次いで本アークが発生しこれが設定時
間持続しく工程■）、溶接電流が低電流に切り替る時点
から１２時間後、スタッドは力Ｐにより押し付けられ（
工程、■）、スタッド溶接が終了する（工程■）。

これらの各工程を第３図（八）に示す如く、スタッドの
軸方向の移動量を前述した装置を用いてモニタリングす
ることにより、スタッド溶接部の品質が判定できる。例
えば、スタッド押し込み量が鎖線ｄ、、ｄ２のような挙
動を示す時には、標準の押し込み量適正値ｄ。と比較し
て押し込み量が不足しており、不良継手と判定する。不
良と判定した場合は、スタッド溶接を再度実施すること
になる。

標準の押し込み量は、スタッドの材質および溶接条件に
より、前もって実験し、適正値を決めておく。

第４図は、上記したモニタリング機構を実際のスタッド
ガン（第２図の装置）に接続した例を示すものである。

溶接電源２０は溶接ガン２２に接続し、またガン２２の
ポテンショメータ４は適宜のモニタリング装置２１に接
続している。スイッチＩ８を押すことにより、溶接電源
内の制御回路により前述の■〜■の各工程がシーケンス
通りに動き溶接を終了する。モニタリング装置２１はポ
テンショメータ４からの情報を、例えばペンレコーダの
如きものでアナログ１として直接記録しても良いし、あ
るいはマイクロコンピュータを利用してディジタル値と
して溶接終了後プロッタに打ち出すようにしても良い。

また、第３図に示すように、スタッド溶接の全工程を記
録しても良いし、また少なくとも押し付は量何ｆｆ１ｌ
１１と表示することもできる。

（発明の効果） 以上詳細に述べたように、本発明方法によればスタッド
溶接中の各工程が積度良く記録され、短時間で実施され
るスタッド溶接継手の良、不良の判定が迅速かつ確実に
行なえる。また、このモニタリングデータは工事完了後
の品質保証記録として利用可能であり、従来、溶接後の
抜き取り試験でハンマーによる打り手段や外観検査ニ頼
っティたスタッド溶接の検査は、誤判定の゛ない極めて
能率的なものとなり、その産業上の効果は非常に大きい
。

【図面の簡単な説明】

第１図はエアーシリンダにより駆動されるスタッド溶接
装置に取付けたスタッド移動量検出装置を示した断面図
、第２図はマグネットコイルとスプリングにより駆動さ
れる公知のスタッドガンに取付けたスタッド移動量検出
装置を示した断面図、第３図（イ）　（０）　（八）は
スタッド溶接工程をスタッド移動量検出装置により検出
するためのスタッド先端詳細図とモニタリング説明図、
第４図は実際のモニタリング装置の接続例を示す概略図
である。 １・・・スタッド、２・・・アークシールド、３・・・
エアーシリンダ、４・・・ポテンショメータ、５・・・
移動台、６・・・ホルダ、７・・・基台、８・・・軸、
９・・・ストッパ、１０−・・マグネットコイル、１１
．１２−・・側板、１３・−母材、１４−・・移動軸、
　１５−・・スプリング、１６−・・連結板、１７・・
・軸、１８−・・スタートスイッチ、１９・・・電極子
、２０−・・溶接電源、２１・・・モニタリング装置、
２２・・・溶接ガン、２３−・・ハウジング。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 母材にスタッドを溶接する方法において、スタッド溶接
   中のスタッドの軸方向の移動量を検出し、その出力をモ
   ニターすることによりスタッド溶接部の品質の判定を行
   なうことを特徴とするスタッド溶接の品質判定方法。