JPS63192572A

JPS63192572A - 抵抗溶接方法及び装置

Info

Publication number: JPS63192572A
Application number: JP62308802A
Authority: JP
Inventors: ジアン・フオスタ、フアロウ
Original assignee: MEDA Inc
Current assignee: MEDA Inc
Priority date: 1986-12-08
Filing date: 1987-12-08
Publication date: 1988-08-09
Anticipated expiration: 2011-10-23
Also published as: CA1298625C; US4804819A; JP2547430B2; DE3741507C2; DE3741507A1

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、溶接ことに電磁結合した電源を使い溶接しよ
うとする材料をその中に誘導される電流又は磁気ヒステ
リシス或はこれ等の両方によって加熱する、抵抗溶接方
法及び構造物に関する。

抵抗溶接方法は一般に、点溶接部又は縫合せ溶接部を形
成し薄板金部品を互いに接合するのに使われる。従来の
抵抗溶接方法では、金属をその軟化して圧力により相互
に鍛造（ｆｏｒｇｅ）できる温度に加熱するように、通
常銅から成る電極を使い溶接継手に多量の電流を加える
。各部品を互いに鍛造する圧力は、従来溶接しようとす
る材料に電流を加える同じ溶接電極を介して加える。

従来の縫合せ溶接は、点溶接と同様にして行なわれてい
る。しかし縫合せ溶接では、各電極は通常、溶接を行な
う際に、溶接しようとする部品に沿って転動する車輪の
形状を持つ。従来の点溶接と縫合せ溶接又は連続溶接と
を行なう構造は、それぞれ第１図及び第２図に例示しで
ある。

従来金属を加熱するのに使う電流の電源は一般に、低電
圧出力の変圧器又は直流電源であった。

抵抗溶接に使う変圧器は通常、５０００アンペアないし
５０，０００アン被アの電流で２ボルトないし２０ボル
トの電圧を生ずる。

使用電流によって従来の抵抗溶接変圧器は、通常これ等
を構成するのに必要な鉄及び銅の量のために大形で重く
費用が比較的高くなっている。従来の抵抗溶接変圧器は
、通常数百ポンドの重量があるが、わずかに５０ポンド
の重量しかない一層小形の変圧器も若干の特定の用途で
活用するように作られている。多くの抵抗溶接変圧器は
水冷却を必要とする。

抵抗溶接に関連する別の問題は、変圧器（又は血流電源
）から溶接電極に電流を送ることである。

従来の正常な変圧器の寸法及び重量によって、変圧器を
溶接電極に近接して位置させることができないことが多
い。溶接電流を扱いエネルギー損失を最少に留めるには
、太いケーブルが必要である。これ等のケーブルは水で
冷却することが多い。

これ等のケーブルにより溶接装置にさらに費用が加わり
複雑さが増し、又これ等のケーブルは通常溶接装置の信
頼性の最も低い部品になる。

本発明による方法及び構造物によれば、従来の抵抗溶接
装置の費用が最高で信頼性が最低の部品、すなわち変圧
器及びケーブルの代りに、金属に電流を加える異なる方
法及び構造物を使用する。

本発明による構造物は、磁束集中鉄心のまわりに巻かれ
交流電気エネルギーの源に接続したコイルを備えている
。コイル、鉄心及び電気エネルギー源は、溶接により接
合しようとする材料の両側又はその一方の側だけに位置
させる。本発明構造物による磁束集中鉄心は、直線形で
互いに接合しようとする部材に直交して延びる又は磁束
集中鉄心に互いに接合しようとする部材に対し成る角度
を挾んでもよい。さらに本発明の異なる実施例では磁束
集中鉄心は、中央に延びる柱状部材を持つＵ字形又は杯
状にしてもよい。

本発明方法によれば接合しようとする金属は、コイルを
経て流れる電流により誘導される電流と磁気ヒステリシ
ス損とにより磁束集中鉄心に隣接する位置で加熱される
。互いに接合しようとする加熱した部材は、次いでこれ
に圧力を加えることにより互いに鍛造される。

互いに接合しようとする部材には所望に応じてコイル、
磁気鉄心又は別個の回転輪或はこれ等の全部を介して圧
力を加える。さらにこのようにして形成する溶接部は点
溶接部でもよいし連続縫合せ溶接部でもよい。

以下本発明による方法及び構造物の実施例を添付図面に
ついて詳細に説明する。

本発明構造物によれば、従来の方法により有効な点溶接
を行なうように第１図に示したケーブル（１６）、（１
８）により変圧器（１４）に接続した電極（１０）、（
１２）と、第２図に示すようにケーブル（２６）、（２
８）　Ｋより大形変圧器（２４）　Ｋ同様に接続した車
輪状電極（２ｏ）、（２２）とを備えた従来の構造物の
代りに、それぞれ強磁性板（３ｏ）、（３２）及び強磁
性板（３４）、（３６）の点溶接と連続溶接又は縫合せ
溶接のために、本発明により点抵抗溶接又は連続縫合せ
抵抗溶接を行なうように有効に結合した交流変圧器源を
利用する第３図、第４図、第５図及び第６図の抵抗溶接
構造物を使う。

第３図に示すように各別のコイル（３８）、（４ｏ）を
直線形の磁束集中鉄心（４２）、（４４）のまわりに巻
付ける。磁束集中鉄心（４２）、（４４）ハ第３図に示
すように点溶接しようとする強磁性シート（４６）、（
４８）の互いに対向する側に延びている。

各コイル（３８）、（４０）は第３図に示すように交流
電気エネルギー源すなわち交流電源（５ｏ）、（５２）
に接続しである。或は両コイル（３８）、（４ｏ）は本
発明による同じ交流電気エネルギー源に接続してもよい
。

交流電源（５０）、（５２）の最適の電圧レベル及び周
波数は互いに異なる材料の種類及び厚さに伴って変る。

又最適の電圧及び周波数は、溶接する金属が温度が上昇
し特性を変えるに伴い変化する。

しかし磁束集中鉄心（４２）、（４４）の寸法を小さく
保つには、できるだけ高い周波数を使わなければならな
い。たとえば厚さが約４インチの鋼板を点溶接するには
、直線形で直径が約４インチの強磁性鉄心の場合に１０
　、０００ヘルツの周波数が望ましい。

本発明方法によれば、各コイル（３８）、（４０）を経
て同相の交流電流を通し２個のコイル（３８）、（４０
）により生ずる磁界が相互に強めあうようにすることに
より、金属シー）（４６）、（４８）の平面に直交する
交番磁界によって、この交番磁界の最も強い部分のまわ
りに円周方向にこの金属内に電流を誘導する。この作用
は、別のコイルに電流を誘導するコイルの代りに、溶接
しようとする金属加工品に電流を誘導することを除いて
変圧器と大体同様である。

金属中に誘導する電流は、この金属を圧力のもとに鍛造
することのできる温度に加熱するのに使う。

鍛造圧力に耐えるようにしたコイルを経て又は磁束集中
鉄心を経て圧力を加えることができる。

鉄又は鋼のような鉄系金属を溶接するときは、磁気ヒス
テリシス損によって加工品が幾分付加的に加熱される。

この付加的な熱は、磁界の最も集中した区域で最高にな
る。

コイルに加える交流は、この交流に応答して強さ及び方
向をつねに変える磁界を生ずる。磁心は、生ずる磁束を
集中してこの磁束を溶接しようとする区域の中心に送出
すように作用する。各コイルに加える電流の周波数及び
振幅は、金属が加熱し特性を変えるに伴って変化する。

第３図に示した構造物を使うと前記した方法に従って溶
接しようとするシート（４６）、（４８）は、従来の重
い溶接変圧器、太いケーブル及び電極を使わないで相互
に溶接することができる。

第４図に示した本発明の実施例ではコイル（５８）、（
６０）をまわりに巻付けた直線の磁束集中鉄心（５４）
、（５６）ｔｄ、矢印（６６）により第４図に示すよう
に溶接しようとする板（６２）、（６４）の運動方向に
向かい傾けである。又各コイル（５８）、（６０）は第
４図に示すように交流電源（６８）、（７０に固定しで
ある。又各コイル（５８）、（６０）を経て交流を通ず
ると、板（６２）、（６４）内に電流及び磁気ヒステリ
７ス損を誘導して各板（６２人（６４）カ磁束集中コイ
ル（５４）、（５６）のそばを矢印（６６）の方向に進
む際に板（６２）、（６４）を加熱する。

第４図に示した実施例では次いで加熱された板（６２Ｌ
（６４）に図示のように抑圧用輪状部材（７２）　、（
７４）の間で鍛造圧力を加える。

本発明方法により溶接を行なう第４図に示した構造物は
、このようにして連続溶接すなわち縫合せ溶接を行なう
。

さらに第５図に示すように磁束集中鉄心（７６）、（７
８）は、Ｕ字形の形状を持ち、交流電源（８０）、（８
２）からコイル（８４）、（８６）に流れる電流により
生ずる磁束を加工品（９２）、（９４）の各別の区域（
８８）、（９０）に集中して、互いに間隔を置いた２つ
の同時点溶接部が本発明方法により生成できるようにす
る。

第６図に示すような磁束集中鉄心（９４）は一般に、外
部中空円筒形部分（９６）と端部壁（９８）とコイル（
１０２）を壕わりに巻付けた中央柱状部材（１（１））
とを持つ杯状である。交流電源（１０４）からの交流電
流はこのようにして、磁束集中鉄心（９４）の外部円筒
形部分に金属板（１０６）　、（ｔｏ８）　　を経て接
続した中央柱状部材（１００）から磁束径路を生じて点
溶接しようとする区域で同様に金属板（１０６）、（１
（１３））を加熱する。

磁束集中鉄心（９４）は、溶接しようとする金属の反対
側に利用できる空間のない場合にとくに有利である。磁
界加工品に直交して集中する状態に保持することは単一
のコイルでは比較的むずかしいので、磁束集中鉄心（９
４）では若干の効率低下を伴うのはもちろんである。し
かし金属板（１０６）、（１０８）の互いに対向する側
の杯状の鉄心を持つ２個のコイルは第３図に例示した簡
略化した直線形鉄心より一層有効である。

本発明方法によれば、本発明構造物及び方法によって溶
接電流が加工品内に伝導されないで誘導されるから、溶
接する金属の表面抵抗率は重要でない。このことは、耐
食性を持つように処理した鋼を溶接するときは極めて重
要である。その理由は、耐食性の極めてよい被覆の多く
は導電性を持たないからである。前もって塗料を塗布し
た金属の溶接も又この抵抗溶接法を使ってできる。

以上本発明をその実施例について詳細に説明したが本発
明はなおその精神を逸脱しないで種種の変化変型を行う
ことができるのはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の抵抗点溶接構造物の斜視図、第２図は従
来の連続又は縫合せ抵抗溶接構造物の斜視図、第３図は
本発明方法を実施するように本発明により構成した電磁
結合電源を使う抵抗溶接構造物の斜視図、第４図は本発
明方法により連続溶接を行なう電磁結合電源を利用する
本発明により構成した連続抵抗溶接構造物の側面図、第
５図は本発明によ、り構成した電磁結合電源を備えた変
型による抵抗溶接構造物の側面図、第６図は電磁結合電
源を利用する本発明抵抗溶接構造物の別の実施例の縦断
面図である。３８．４（１３）５８．６０・・・コイル、４２．４４
．５４．５６・・・鉄心、４６．４８．６２．６４・・
・導電性材料、５０．５２．６８．７０・・・電源、７
２．７４・・・押圧用輪状部材図面の浄書（内容に変更
なし）手続補正書（方式）１、事件の表示　　　　昭和６２年特許願第３０８８０
２号２、発明の名称　　　　　　抵抗溶接方法及び構造
物３、補正をする者　　　事件との関係　　特許出願人
メダ、インコーパレイテイド（昭和６３年２月２３日発送）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）（イ）互いに隣接する導電性材料を、誘導電流及
びヒステリシス損の少なくとも一方によつて加熱するこ
とと、（ロ）前記加熱した導電性材料に圧力を加えこれ
等の材料を互いに鍛造することとから成る、抵抗溶接方
法。
（２）前記導電性各材料を両側から加熱する特許請求の
範囲第（１）項記載の抵抗溶接方法。
（３）前記抵抗溶接として点溶接を行なう特許請求の範
囲第（１）項記載の抵抗溶接方法。
（４）前記抵抗溶接として連続の縫合せ溶接を行なう特
許請求の範囲第（１）項記載の抵抗溶接方法。
（５）前記導電性材料の付近においてコイルに交流電気
信号を加えることにより、前記導電性材料に電流を誘導
する特許請求の範囲第（１）項記載の抵抗溶接方法。
（６）前記コイル内に位置させた磁束集中鉄心により前
記コイルからの磁束を集中する特許請求の範囲第（５）
項記載の抵抗溶接方法。
（７）前記交流電気信号の周波数を変えることをさらに
包含する特許請求の範囲第（１）項記載の抵抗溶接方法
。
（８）（イ）溶接部の区域に磁界を集中する磁束集中鉄
心のまわりに巻付けたコイルにより生ずる誘導電流及び
磁気ヒステリシス損と、前記コイル内の交流電流とによ
り、互いに溶接しようとする部材を加熱することと、（
ロ）この加熱した磁性材料に圧力を加えこの磁性材料を
互いに鍛造することから成る、強磁性部材を互いに溶接
する強磁性部材溶接方法。
（９）形成される前記溶接部が点溶接部である特許請求
の範囲第（８）項記載の強磁性部材溶接方法。
（１０）形成される溶接部が、縫合せ溶接部である特許
請求の範囲第（８）項記載の強磁性部材溶接方法。
（１１）（イ）コイルと、（ロ）このコイルに接続され
、このコイルに隣接して位置させた導電性材料を、この
導電性材料内の誘導電流及びヒステリシス損の少なくと
も一方によつて加熱する交流電気エネルギー源と、（ハ
）前記加熱した導電性材料に圧力を加える手段とを包含
する、抵抗溶接構造物。
（１２）前記導電性材料に磁束を集中させるように、前
記コイルに作動的に協働させた磁束集中鉄心をさらに備
えた特許請求の範囲第（１１）項記載の抵抗溶接構造物
。
（１３）前記最初のコイル及び磁束集中鉄心に対し前記
導電性材料の反対側の他のコイル及び磁束集中鉄心をさ
らに備えた特許請求の範囲第（１２）項記載の抵抗溶接
構造物。
（１４）前記導電性材料の互いに対向する側の前記コイ
ル及び磁束集中鉄心が、一致する創成軸線を持ち、実質
的に前記導電性材料に直交するようにした特許請求の範
囲第（１３）項記載の抵抗溶接構造物。
（１５）前記加熱した導電性材料に圧力を加える手段が
、前記コイル自体及び磁束集中鉄心自体の少くとも一方
である特許請求の範囲第（１３）項記載の抵抗溶接構造
物。
（１６）前記コイル及び磁束集中鉄心を、前記導電性材
料の互いに対向する側において、この導電性材料に或る
角度をなして位置させ、前記加熱した導電性材料に圧力
を加える手段を、互いに対向する車輪状部材により構成
し、前記抵抗溶接構造物が連続溶接機である特許請求の
範囲第（１３）項記載の抵抗溶接構造物。
（１７）前記磁束集中鉄心をＵ字形にし、これ等のＵ字
形の磁束集中鉄心の端部が、前記導電性材料を経て相互
に対向することにより、この導電性材料に同時に２個所
の溶接部を形成することができるようにした特許請求の
範囲第（１３）項記載の抵抗溶接構造物。
（１８）前記磁束集中鉄心を、円筒形にし、前記磁束集
中鉄心に、端部壁及び中央柱状部材を設け、この中央柱
状部材のまわりにコイルを巻付けた特許請求の範囲第（
１２）項記載の抵抗溶接構造物。