JPWO2015099192A1 - 抵抗スポット溶接方法 - Google Patents
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Abstract
Description
「複数枚の金属板を重ね合わせた被溶接材を、一対の電極によって挟み、加圧しながら通電して接合する抵抗スポット溶接方法であって、
通電パターンを2段以上の多段ステップに分割して、溶接を実施するテスト溶接工程と本溶接工程とを有し、
前記テスト工程では、ステップ毎に、所定の電流値の定電流で通電を行い、適正なナゲットを形成する場合の電極間の電気特性から算出される、単位体積当たりの瞬時発熱量の時間変化および単位体積当たりの累積発熱量を目標値として記憶させ、
ついで、前記本溶接では、該テスト溶接で得られた単位体積当たりの瞬時発熱量の時間変化曲線を基準として溶接を開始し、
前記本溶接のいずれかのステップにおいて、単位体積当たりの瞬時発熱量の時間変化量が、基準である前記時間変化曲線から外れた場合に、その差を当該ステップの残りの通電時間内で補償するように通電量を制御して、本溶接の単位体積当たりの累積発熱量を、テスト溶接で予め求めた単位体積当たりの累積発熱量と一致させることを特徴とする抵抗スポット溶接方法。」を開発し、特許文献4において特許出願した。
(1)複数枚の金属板を重ね合わせた被溶接材を、一対の電極によって挟み、加圧しながら通電して接合する抵抗スポット溶接方法であって、
通電パターンを2段以上の多段ステップに分割して溶接を実施するテスト溶接工程と本溶接工程とを有し、
前記テスト溶接では、ステップ毎に異なる電流値の定電流で通電を行い、適正なナゲットを形成する場合の電極間の電気特性から算出される、単位体積当たりの瞬時発熱量の時間変化および単位体積当たりの累積発熱量を目標値として記憶させ、
ついで、前記本溶接では、該テスト溶接で得られた単位体積当たりの瞬時発熱量の時間変化曲線を基準として溶接を開始し、
前記本溶接のいずれかのステップにおいて、単位体積当たりの瞬時発熱量の時間変化量が、基準である前記時間変化曲線から外れた場合に、その差を当該ステップの残りの通電時間内で補償するように通電量を制御して、本溶接の単位体積当たりの累積発熱量を、テスト溶接で予め求めた単位体積当たりの累積発熱量と一致させ、
前記テスト溶接では、第1ステップの電流値をIa、第2ステップ以降の電流値をIxとしたとき、これらIa、Ixが、次式
0.3×Ix≦Ia<Ix
の関係を満足することを特徴とする抵抗スポット溶接方法。
・1段目溶接条件 加圧力F、通電時間T1、溶接電流値I1
・2段目溶接条件 加圧力F、通電時間T2(=T−T1)、溶接電流値I2
q=(V・I)/(S・t) −−− (1)
また、この柱状部分の電気抵抗Rは、次式(2)で求められる。
R=(r・t)/S −−− (2)
(2)式をSについて解いてこれを(1)式に代入すると、発熱量qは次式(3)
q=(V・I・R)/(r・t2)
=(V2)/(r・t2) −−− (3)
となる。
(1)特に大きなナゲット径を確保する必要がある場合(例えばナゲット径が4.5√t以上の場合)や、
(2)既溶接点が溶接点の直近に存在したり(例えば溶接点と既溶接点の間の距離が7mm以下の場合)、既溶接点が溶接点の周囲に多数存在する(例えば溶接点の周囲に既溶接点が3個以上存在する)場合
などには、溶接部の熱量パターンが、目標とする、テスト溶接における熱量パターンと異なるものとなり、時として電極近傍での発熱が過大となって散りが発生したり、満足のいく径のナゲットが得られない場合があったことは、前述したとおりである。
0.3×Ix≦Ia<Ix
の関係を満たすように制御する。第1ステップにおける電流値Iaが0.3×Ix未満では、本溶接で発熱量が低く、鋼板間の通電経路を確保することができず、第2ステップ以降で散りが発生する。一方、第1ステップの電流値IaがIx以上では、本溶接での単位体積当たりの累積発熱量が、テスト溶接で記憶させた単位体積当たりの累積発熱量(目標値)から大きく外れた際に、本溶接の第1ステップで散りが発生しやすくなる。
被溶接材として、厚みが1.6mmの鋼材(270MPa)を準備した。また、テスト溶接及び本溶接ともに、通電パターンを2段に分割して行うこととした。
被溶接材として厚みが1.6mmの鋼材(270MPa)に対して、溶接点の近傍(溶接点中央間隔:10mm)に予め既溶接点が存在する同じ条件で、定電流制御による抵抗スポット溶接を行った。溶接条件は、上記テスト溶接と同じ(1段目を加圧力:3.5kN、溶接電流:7.0kA、通電時間:5cyc、2段目を加圧力:3.5kN、溶接電流:9.0kA、通電時間:13cyc)とした。
以下の方法で、従来の1段適応制御溶接を行った。
次に、表1に示す2枚の薄鋼板を重ね合わせた板組み、溶接条件で抵抗スポット溶接を行い、溶接継手を作製した。なお、テスト溶接は、表1に示す条件で既溶接点のない状態で行った。本溶接は、表1に示す条件で行った。なお、表1中の「本溶接の制御方法」における「2段適応制御」は、上記実施例1に記載の本溶接の方法であり、「定電流制御」は、上記比較例1に記載の方法であり、「1段適応制御」は、上記比較例2に記載の本溶接の方法である。
Claims (2)
- 複数枚の金属板を重ね合わせた被溶接材を、一対の電極によって挟み、加圧しながら通電して接合する抵抗スポット溶接方法であって、
通電パターンを2段以上の多段ステップに分割して溶接を実施するテスト溶接工程と本溶接工程とを有し、
前記テスト溶接では、ステップ毎に異なる電流値の定電流で通電を行い、適正なナゲットを形成する場合の電極間の電気特性から算出される、単位体積当たりの瞬時発熱量の時間変化および単位体積当たりの累積発熱量を目標値として記憶させ、
ついで、前記本溶接では、該テスト溶接で得られた単位体積当たりの瞬時発熱量の時間変化曲線を基準として溶接を開始し、
前記本溶接のいずれかのステップにおいて、単位体積当たりの瞬時発熱量の時間変化量が、基準である前記時間変化曲線から外れた場合に、その差を当該ステップの残りの通電時間内で補償するように通電量を制御して、本溶接の単位体積当たりの累積発熱量を、テスト溶接で予め求めた単位体積当たりの累積発熱量と一致させ、
前記テスト溶接では、第1ステップの電流値をIa、第2ステップ以降の電流値をIxとしたとき、これらIa、Ixが、次式
0.3×Ix≦Ia<Ix
の関係を満足することを特徴とする抵抗スポット溶接方法。 - 前記第1ステップでは前記金属板間の通電経路を確保するため、また前記第2ステップ以降では所定のナゲット径を得るための通電を行うことを特徴とする請求項1に記載の抵抗スポット溶接方法。
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