KR101913479B1

KR101913479B1 - 스폿 용접용 전극 및 이를 사용한 용접 장치와 용접 방법

Info

Publication number: KR101913479B1
Application number: KR1020167007942A
Authority: KR
Inventors: 후미노리 와타나베; 도오루 오카다; 세이지 후루사코
Original assignee: 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤
Priority date: 2013-12-06
Filing date: 2014-12-05
Publication date: 2018-10-30
Also published as: US10668557B2; US20160271721A1; JP6327256B2; JPWO2015083835A1; KR20160045897A; CN105555458B; MX2016006346A; CN105555458A; WO2015083835A1

Abstract

본 발명에 관한 도넛 형상의 스폿 용접용 전극은, 전극 선단부(1)와 전극 지지부(2)를 갖고, 상기 전극 선단부(1)가 상기 전극 지지부(2)에 대해 가동으로 접촉되어 있음으로써, 도넛 형상 전극의 강판에의 추종성을 비약적으로 높이고, 도넛 형상의 접촉 통전부(14)의 전체면을 강판(50)에 접촉시킬 수 있으므로, 강판(50)이 경사져 있어도 높은 스폿 용접 조인트의 십자 인장 강도(CTS)를 확보한다.

Description

스폿 용접용 전극 및 이를 사용한 용접 장치와 용접 방법{ELECTRODE FOR SPOT WELDING, AND WELDING DEVICE AND WELDING METHOD EMPLOYING SAME}

본 발명은, 스폿 용접 장치에 관한 것이고, 특히, 저항 스폿 용접에 있어서, 안정된 외경을 갖는 용접부를 얻기 위한 장치에 관한 것이다.

스폿 용접이란, 2매의 피용접재를 중첩하여, 용접 개소에 상하로부터 원기둥 형상의 전극을 접촉시켜, 압력을 가하면서 전류를 흐르게 함으로써, 통전 경로의 저항에 의해 발생하는 줄 열을 이용해서 용접부(이하, 「너깃부」라고 함)를 형성하는 것이다.

최근, 차체의 안전 기준에의 대응과 환경 부하 저감이라고 하는 성능을 실현하기 위해 1500㎫ 이상의 인장 강도를 갖는 고강도 강판이 사용된다.

그러나, 예를 들어, 비특허문헌 1에는, 스폿 용접 조인트의 인장 전단 강도(TSS)는 강판의 강도에 수반하여 증가 경향을 나타내지만, 스폿 용접 조인트의 십자 인장 강도(CTS)는, 강판의 강도가 780㎫ 이상이 되면 저하되는 것이 보고되어 있고, 강판의 강도가 780㎫ 이상의 고강도 강판에 있어서의, 스폿 용접 조인트의 십자 인장 강도(CTS)를 향상시키는 것이 매우 중요한 과제이다.

본 발명에 관한 스폿 용접용 전극은, 피용접재로서는 강판에 한정될 필요는 없지만, 본 명세서에 있어서는, 피용접재를 강판으로서 설명한다.

스폿 용접 조인트의 십자 인장 강도(CTS)는 너깃부의 외주 길이가 커지면 향상되는 것이 알려져 있고, 너깃을 크게 하는 연구 개발이 이루어져 왔다. 그러나, 너깃을 크게 하고자 하면, 스폿 용접에 필요로 하는 전류도 커져, 결과적으로, 스폿 용접 장치를 크게 해야 한다고 하는 문제에 직면한다.

따라서, 적정한 크기의 스폿 용접 장치를 사용해서, 적정한 스폿 용접 조인트의 십자 인장 강도(CTS)를 실현하는 너깃부를 실현하기 위한 연구 개발이 이루어져 있다.

특허문헌 1에는, 너깃을 도넛 형상으로 하고, 면적은 바꾸지 않고 둘레 길이를 증가시킴으로써 스폿 용접 조인트의 십자 인장 강도(CTS)를 향상시키는 것을 목적으로 한 용접 전극이 개시되어 있다. 구체적으로는, 도넛 형상(링 형상)의 너깃부를 구축할 수 있도록, 전극 형상을 도넛 형상으로 하고, 그 중앙부가 강판에 접촉되지 않도록 원통 형상의 중공부를 설치한 스폿 용접용 전극을 개시하고 있다.

도 18에는 종래의 스폿 용접용 전극을 갖는 스폿 용접 장치의 개념도가, 도 19에는 종래의 스폿 용접용 전극의 개념도가 도시되어 있다.

도 18에 있어서, 부호 140은 종래의 스폿 용접 전극을 갖는 스폿 용접 장치이며, 부호 50은 강판, 부호 100은 종래의 스폿 용접 전극이다.

도 19에 있어서, 강판과 접촉 통전하는 접촉 통전 부분(104)이 갖는 접촉 통전면(105)은 예를 들어, 도넛 형상(원환 형상)의 돌기가 형성되어 있고, 당해 돌기가 강판에 접촉됨으로써 소위 도넛 형상의 너깃을 형성한다. 본 명세서에서는 도넛 형상의 접촉 통전부를 갖는 전극을 도넛 형상 전극이라고 부른다.

특허문헌 2에는, 너깃부가 적정하게 생성되어 있는 것을 판정함으로써, 스폿 용접의 품질을 관리하는 방법이 개시되어 있다. 특허문헌 2에는, 스폿 용접을 행하는 한 쌍의 용접 전극 중 적어도 한쪽의 용접 전극에, 전극면이 대략 볼록 곡면으로, 또한, 전극면 중심부에, 스폿 용접에 보다 양호하게 너깃이 형성된 경우에, 금속체 표면에 형성되는 용접 자국이 최심부에 도달하는 소정 깊이에 설정한 함몰부를 형성한 용접 전극을 사용해서 스폿 용접을 행하고, 용접 시의 저항값이 평형 상태로 된 것에 기초하여, 당해 스폿 용접부에 너깃이 적정하게 형성된 것을 판정한다고 기재되어 있다.

일본 특허 공개 제2010-131666호 공보 일본 특허 공개 제2007-253166호 공보 일본 특허 공개 제2010-247176호 공보

후루사코 세이지 외「자동차 바디의 접합 기술에 있어서의 최근의 과제와 그 대책 기술-전편」, 신일철 기보 2012년 제393, 69 페이지 내지 75 페이지

스폿 용접은, 이상적으로는, 대향하는 전극의 축(이하, 전극축이라고 함)이 강판에 대해 직교하는 것이 바람직하다. 이에 의해 강판의 양면에 접촉되는 전극의 위치가 일치하고, 이상적인 너깃이 얻어지기 때문이다. 그러나, 현실적으로는, 전극의 축에 대해 강판이 직교하는 것은 드물다.

전극 형상이 점 형상의 경우는, 강판과 전극축이 직교하지 않아도, 점 접촉한 전극간에 전기가 흐르므로, 너깃 형상은 대략 안정적으로 얻어진다. 그러나, 도넛 형상 전극의 경우, 전극 자체가 면적을 가지므로, 강판과 전극축이 직교하지 않으면, 소위 「편측 접촉」 상태로 된다. 이 경우, 강판 양면의 전극의 접촉 상태가 일정하지 않으므로, 결과적으로 너깃 형상이 안정되지 않는다.

통상, 강판은 다양한 형상이나 구부러짐을 갖고 있기 때문에, 반드시 전극축과 강판이 직교한다고는 할 수 없으므로, 도넛 형상 전극을 사용하면, 이와 같은 「편측 접촉」 상태는 빈번하게 발생한다. 그로 인해, 도넛 형상 전극을 사용해도, 적정한 도넛 형상 너깃이 얻어지지 않아, 충분한 십자 인장 강도(CTS)가 얻어지지 않는 경우가 많다.

전극에 대해 강판이 약간 기울어져 있는 경우라도 용접성을 높이는 기술로서 다점 동시 용접용의 전극 홀더에 진동 기구를 부가한 것이 개시되어 있다(특허문헌 3). 그러나, 전극 자체는 점 형상 전극이며 도넛 형상 전극은 아니다(특허문헌 3). 점 형상 전극이면, 강판과 점 접촉되므로, 점 형상 전극간에 통전하여 너깃이 불안정하게 되는 일이 없다.

한편, 도넛 형상 전극에서는, 전극 자체가 면 형상이므로 피용접재와의 접촉 상태가 일정하게 되지 않고, 너깃 형상이 불안정하게 된다. 예를 들어 특허문헌 3에 도넛 형상 전극을 적용했다고 해도, 다점 동시에 「편측 접촉」을 해소할 수는 없다.

또한, 도넛 형상 전극의 경우, 스폿 용접 시에 강판이 변형되고, 전극 중앙부의 오목형 함몰 부분에 접촉되는 경우가 있다. 이 경우, 도넛 형상 전극이면서 전극 중앙부에서도 통전하는 이상 통전이 발생하고, 도넛 형상의 너깃은 얻어지지 않는다.

즉, 안정된 도넛 형상의 너깃을 얻기 위해서는, 강판과 전극축이 직교하지 않는 것에 의한 「편측 접촉」과, 강판의 변형에 의한 중앙부의 이상 통전이 문제점이다.

본 발명은, 상기의 문제점을 해소하는 것을 과제로 한다.

즉, 도넛 형상 전극에 의한 스폿 용접에 있어서, 대향하는 한 쌍의 스폿 전극의 축(전극축)에 대해 강판이 직교하고 있지 않은 경우나, 강판이 평탄하지 않고 약간의 기울기나 구부러짐을 갖고 있는 경우에도, 높은 CTS값을 나타내는 너깃을 안정적으로 얻을 수 있는 것을 과제로 한다.

또한, 스폿 용접 시에 강판이 변형되어도 도넛 형상 전극 중앙부에서의 이상 통전이 없고, 안정된 너깃을 얻을 수 있는 스폿 용접용 전극을 얻는 것을 과제로 한다. 그리고, 인장 강도가 780㎫ 이상의 고강도 강판의 스폿 용접 조인트여도, 충분한 강도의 십자 인장 강도(CTS)를 확보하는 것을 목적으로 한다.

발명자들은, 예의 연구 개발의 결과, 도넛 형상 전극 자체에 가동 기구를 부가함으로써, 강판에의 추종성을 비약적으로 높이고, 도넛 형상의 접촉 통전부의 전체면을 강판에 접촉시킬 수 있는 것을 발견했다. 예를 들어, 전극을 전극 선단부와 전극 지지부로 구성하고, 전극 선단부를 전극 지지부에 대해 요동 가능하게 함으로써, 전극 선단부가 강판의 기울기에 따라서 도넛 전극의 전체면에서 강판에 접촉될 수 있다. 이때, 대향하는 2개의 전극의 각각의 접촉 통전부의 중심선(통전 중심선)은, 반드시 일치하지 않지만(도 7), 어느 정도의 어긋남이어도, 양호한 도넛 형상의 너깃이 얻어지는 것을 발견했다. 발명자들의 실험에서는, 전극축에 직교하는 기준면에 대해 강판이 20° 정도 경사져 있어도 안정적으로 도넛 형상 너깃을 얻을 수 있는 것을 확인했다. 또한, 강판이 20° 경사진 경우의 본 발명 전극에서의 CTS값은, 강판이 기울어져 있지 않은 경우의 통상 전극(점 형상 전극)에서의 CTS값보다도 높은 값을 확보할 수 있는 것을 확인했다. 또한, 접촉 통전부는 도넛 형상으로 한정되지 않고 폐곡선이어도 된다. 특히 볼록 다각형, 정다각형 형상의 폐곡선이어도 된다. 이하, 본 명세서에 있어서, 이들 폐곡선 형상을 총칭해서 도넛 형상으로서 설명한다.

또한 본 발명자들은, 예의 검토한 결과, 도넛 전극의 중심부에 절연재를 배치함으로써, 강판의 변형이 생겨도, 전극 중앙부에 피용접재가 접촉되지 않고 이상 통전을 방지할 수 있는 것을 발견했다.

본 발명은, 이들 지견을 기초로 이루어진 것이며, 그 요지는 이하와 같다.

(1)

도넛 형상의 접촉 통전부를 갖는 전극 선단부 및 전극 선단부를 지지하는 전극 지지부를 갖는 스폿 용접용 전극이며, 상기 전극 선단부가 상기 전극 지지부에 대해 가동으로 접촉되어 있는 것을 특징으로 하는 스폿 용접용 전극.

(2)

상기 전극 선단부가 상기 전극 지지부에 대해 요동 가능하게 접촉되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 (1)에 기재된 스폿 용접용 전극.

(3)

상기 전극 선단부와 상기 전극 지지부와의 접촉부를 구성하는 전극 선단부의 꼬리부와 전극 지지부의 머리부가 구관 형상인 것을 특징으로 하는 상기 (2)에 기재된 스폿 용접용 전극.

(4)

상기 전극 선단부의 꼬리부와 상기 전극 지지부의 머리부의 곡률 반경 r이 4㎜ 이상 20㎜ 이하이며, 상기 전극 선단부의 꼬리부의 곡률 반경은 상기 전극 지지부 머리부의 곡률 반경의 -5％ 이상 +10％ 이하인 것을 특징으로 하는 상기 (3)에 기재된 스폿 용접용 전극.

(5)

상기 접촉 통전부 중 피용접재와 접촉하고 통전하는 접촉 통전면의 면적이 12㎟ 이상 70㎟ 이하이고, 상기 접촉 통전면의 전부를 포함하는 최소의 원의 직경 D가 8㎜ 이상 20㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 스폿 용접용 전극.

(6)

상기 접촉 통전부 중 피용접재와 접촉하고 통전하는 접촉 통전면이 0.3㎜ 이상 2.5㎜ 이하의 폭으로 원환, 타원환 또는 n각형(n≥3)인 폐곡선인 것을 특징으로 하는 (1) 내지 (5) 중 어느 하나에 기재된 스폿 용접용 전극.

(7)

상기 도넛 형상의 접촉 통전부의 중앙부에 절연체를 설치한 것을 특징으로 하는 상기 (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 기재된 스폿 용접용 전극.

혹은, 상기 선단부의 머리부의 접촉 통전면 이외의 부분에 절연물을 갖는 것을 특징으로 하는 (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 기재된 스폿 용접용 전극.

(8)

상기 전극 선단부 및 상기 전극 지지부에 사용되는 금속은, 구리 혹은 구리 합금인 것을 특징으로 하는 (1) 내지 (7) 중 어느 하나에 기재된 스폿 용접용 전극.

(9)

상기 전극 선단부 및 상기 전극 지지부를 서로 보유 지지하는 수단(이하, 「선단부 지지부 상호 보유 지지 수단」이라고 함)을 갖는 것을 특징으로 하는 (1) 내지 (8) 중 어느 하나에 기재된 스폿 용접용 전극.

(10)

상기 선단부 지지부 상호 보유 지지 수단이 스프링 걸이인 것을 특징으로 하는 (1) 내지 (9) 중 어느 하나에 기재된 스폿 용접용 전극.

(11)

적어도 2개의 강판을 스폿 용접하는 스폿 용접 장치이며, 스폿 용접용 전극 중 적어도 어느 한쪽을 (1) 내지 (10) 중 어느 하나에 기재된 스폿 용접용 전극을 갖는 것을 특징으로 하는 스폿 용접 장치.

(12)

적어도 2개의 강판을 스폿 용접하는 스폿 용접 방법이며, 스폿 용접용 전극 중 적어도 어느 한쪽을 (1) 내지 (11) 중 어느 하나에 기재된 스폿 용접용 전극을 사용하는 것을 특징으로 하는 스폿 용접 방법.

본 발명의 도넛 형상의 스폿 용접용 전극을 사용함으로써, 상하 한 쌍의 스폿 전극의 축에 대해 강판이 직교하지 않고 기울어져 있는 경우나, 강판이 평탄하지 않고 약간의 기울기나 구부러짐을 갖고 있는 경우라도, 스폿 용접용 전극과 강판이 면 접촉되어, 안정적으로 도넛 형상의 너깃을 얻을 수 있다. 이에 의해, 강판의 강도가 780㎫ 이상에 있어서의 소위 고강도 강판에 있어서의 스폿 용접 조인트의 십자 인장 강도(CTS)를 향상시킨다고 하는 현저한 효과를 발휘한다.

도 1은 본 발명에 관한 스폿 용접용 전극의 일 형태를 나타내는 개념도이다. 접촉 통전부가 분할 원환 형상이며, 전극 선단부 꼬리부가 오목형의 구관인 경우이다. 도 1의 (a-1)은 전극 선단부를 접촉 통전부측으로부터 부감한 도면이다. 도 1의 (a-2)는 전극 선단부의 전극축을 따른 단면도이며, 도 1의 (a-1)의 A-A의 단면도이다. 도 1의 (b)는 전극 지지부를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명에 관한 스폿 용접용 전극의 일 형태를 나타내는 개념도이다. 접촉 통전부가 호 형상이며, 전극 선단부 꼬리부가 볼록형의 구관인 경우이다. 도 2의 (a-1)은 전극 선단부를 접촉 통전부측으로부터 부감한 도면이다. 도 2의 (a-2)는 전극 선단부의 전극축을 따른 단면도이며, 도 2의 (a-1)의 B-B의 단면도이다. 도 2의 (b)는 전극 지지부를 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명에 관한 스폿 용접용 전극의 일 형태를 나타내는 개념도이다. 접촉 통전부가 호 형상이며, 전극 선단부 꼬리부가 반구보다 큰 오목형의 구관인 경우이다. 도 3의 (a-1), 도 3의 (a-2), 도 3의 (b)의 설명은, 도 1에 준한다.
도 4는 본 발명에 관한 스폿 용접용 전극의 일 형태를 나타내는 개념도이다. 접촉 통전부가 호 형상이며, 전극 선단부 꼬리부가 반구보다 큰 볼록형의 구관인 경우이다. 도 4의 (a-1), 도 4의 (a-2), 도 4의 (b)의 설명은, 도 2에 준한다.
도 5는 본 발명에 관한 스폿 용접용 전극이며, 스프링 보유 지지 기구를 갖는 스폿 용접용 전극의 일 형태를 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명에 관한 스폿 용접용 전극이며, 스프링 보유 지지 기구를 갖는 스폿 용접용 전극의 일 형태를 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명에 관한 스폿 용접용 전극에서 경사진 강판을 끼움 지지했을 때의 개념을 도시하는 도면이다.
도 8은 본 발명에 관한 스폿 용접용 전극의 일 형태를 나타내는 개념도이다. 접촉 통전부가 원환 형상이며, 전극 선단부 꼬리부가 오목형의 구관인 경우이다. 도 8의 (a-1), 도 8의 (a-2), 도 8의 (b)의 설명은, 도 1에 준한다.
도 9는 본 발명에 관한 스폿 용접용 전극의 일 형태를 나타내는 개념도이다. 접촉 통전부가 원환 형상이며, 전극 선단부 꼬리부가 볼록형의 구관인 경우이다. 도 9의 (a-1), 도 9의 (a-2), 도 9의 (b)의 설명은, 도 1에 준한다.
도 10은 본 발명에 관한 스폿 용접용 전극의 일 형태를 나타내는 개념도이다. 접촉 통전부가 육각 형상이며, 전극 선단부 꼬리부가 오목형의 구관인 경우이다. 도 10의 (a-1), 도 10의 (a-2), 도 10의 (b)의 설명은, 도 1에 준한다.
도 11은 본 발명에 관한 스폿 용접용 전극의 일 형태를 나타내는 개념도이다. 접촉 통전부가 육각 형상이며, 전극 선단부 꼬리부가 오목형의 구관인 경우이다. 도 11의 (a-1), 도 11의 (a-2), 도 11의 (b)의 설명은, 도 1에 준한다.
도 12는 본 발명에 관한 스폿 용접용 전극의 일 형태를 나타내는 개념도이다. 접촉 통전부가 분리 원환 형상이며, 전극 선단부 꼬리부가 오목형의 구관인 경우이다. 도 12의 (a-1), 도 12의 (a-2), 도 12의 (b)의 설명은, 도 1에 준한다.
도 13은 본 발명에 관한 스폿 용접용 전극의 일 형태를 나타내는 개념도이다. 접촉 통전부가 분리 원환 형상이며, 전극 선단부 꼬리부가 오목형의 구관인 경우이다. 도 13의 (a-1), 도 13의 (a-2), 도 13의 (b)의 설명은, 도 1에 준한다.
도 14는 본 발명에 관한 스폿 용접용 전극을 장비하는 장치의 개념을 설명하는 도면이다. 도 14의 (a)에는, 도 1에 도시하는 스폿 용접용 전극을 상하에 있어서 장비하는 경우를 기재하고, 도 14의 (b)에는, 도 1에 도시하는 스폿 용접용 전극을 한쪽에 있어서 장비하고, 다른 쪽은 종래의 스폿 용접용 전극을 장비하는 경우를 설명하고 있다.
도 15는 본 발명에 관한 스폿 용접용 전극을 장비하는 장치의 개념을 설명하는 도면이다. 도 15의 (a)에는, 도 2에 도시하는 스폿 용접용 전극을 상하에 있어서 장비하는 경우를 기재하고, 도 15의 (b)에는, 도 2에 도시하는 스폿 용접용 전극을 한쪽에 있어서 장비하고, 다른 쪽은 종래의 스폿 용접용 전극을 장비하는 경우를 설명하고 있다.
도 16은 본 발명에 관한 스폿 용접용 전극을 사용하는 예를 설명하는 도면이다. 도 16의 (a)에는, 도 1에 도시하는 스폿 용접용 전극을 상하에 있어서 사용하는 경우를 기재하고, 도 16의 (b)에는, 도 1에 도시하는 스폿 용접용 전극을 한쪽에 있어서 사용하고, 다른 쪽은 종래의 스폿 용접용 전극을 사용하는 경우를 설명하고 있다.
도 17은 본 발명에 관한 스폿 용접용 전극을 사용하는 예를 설명하는 도면이다. 도 17의 (a)에는, 도 2에 도시하는 스폿 용접용 전극을 상하에 있어서 사용하는 경우를 기재하고, 도 17의 (b)에는, 도 2에 도시하는 스폿 용접용 전극을 한쪽에 있어서 사용하고, 다른 쪽은 종래의 스폿 용접용 전극을 사용하는 경우를 설명하고 있다.
도 18은 종래의 스폿 용접용 전극을 사용한 스폿 용접 장치의 개념을 설명하는 도면이다.
도 19는 종래의 스폿 용접용 전극의 개념을 설명하는 도면이다. 도 19의 (a)에는, 종래의 스폿 용접용 전극을 머리부에서 보았을 때의 도면을, 도 19의 (b)에는, 도 19의 (a)의 K-K 단면을 기재한 것이다.
도 20은 강판의 경사각과 스폿 용접 후의 CTS값의 관계를 도시한 도면이다.

본 발명의 상세에 대해서 이하에 설명한다. 전술한 바와 같이, 본 명세서에 있어서는, 피용접재를 강판으로서 설명한다.

본 발명에 관한 스폿 용접용 전극은, 전극 선단부와 그것을 지지하는 전극 지지부를 갖는다.

전극 선단부의 일단부에는, 강판에 접촉해서 전기를 통전시키기 위한 접촉 통전부를 갖는다. 본 발명에 관한 전극의 접촉 통전부는, 도넛 형상 너깃을 얻기 위해 도넛 형상의 형상을 하고 있다. 여기서 도넛 형상이란, 0이 아닌 폭을 갖는 연속인 폐곡선 또는 폐곡선 상에 존재하는 복수의 0이 아닌 폭을 갖는 원호나 선분군을 가리킨다. 물론, 원호가 연속된 원환 형상(전체 원주), 동일 원 상에 존재하는 복수의 원호군(분리 원환이라고도 함), 타원 형상 및 다각형(특히 볼록 다각형이 바람직함)을 포함한다. 단, 폐곡선 상에 존재하는 복수의 0이 아닌 폭을 갖는 원호나 선분으로 분할되어 있는 경우는, 분할수가 많지 않은 쪽이 바람직하고, 구체적으로는 분할수는 4 이하가 바람직하다.

전극 지지부는 전극 홀더에 지지되고, 전극 지지부의 축이 스폿 용접 전극의 축(전극축)과 일치한다. 스폿 용접 전극은, 강판을 한 쌍의 전극이 대향해서 끼워넣고 양쪽 전극간에 통전해서 가열하므로, 통상, 한 쌍의 대향하는 전극축은 일치한다.

전극 선단부는 전극 지지부의 일단부에 지지되면서, 전극 지지부에 대해 가동인 구조로 되어 있다. 전극 선단부가 가동이란, 전극축과 직교하는 면(기준면)에 대해 강판이 경사져 있어도, 전극 선단부가 강판에 따라서 추종할 수 있도록 움직이는 것을 말한다. 이에 의해, 접촉 통전부의 전체면이 강판에 접촉될 수 있다. 경사진 강판에 추종할 수 있는 구조이면, 그 구조는 특별히 한정되지 않는다.

특히 전극축을 중심으로 전극 선단부를 요동할 수 있는 구조이면, 전극 선단부는 전극축을 중심으로 회전 가동할 수 있어, 기준면에 대해 경사진 강판이어도 추종하는 것이 가능하게 된다.

예를 들어, 전극 선단부와 전극 지지부의 접촉 부분인 전극 선단부의 꼬리부와 전극 지지부의 머리부가, 서로 끼워 맞추는 구관 형상이면 된다. 예를 들어, 도 1에 도시하는 바와 같이, 전극 선단부의 꼬리부가 오목형의 구관 형상이며, 전극 지지부의 머리부가 볼록형의 구관 형상이며, 서로 끼워 맞추어, 미끄럼 이동할 수 있는 구조이면 된다. 이 구조이면, 전극 선단부는 전극 지지부의 머리부를 형성하는 구관의 곡률 중심을 중심으로, 모든 방향으로 요동하는 것이 가능하게 되고, 기준면에 대해 경사진 강판에 추종하는 것이 가능하게 된다. 도 2 내지 도 4는, 그 응용예이다.

도 7에, 도 1에서 도시한 스폿 용접용 전극을 대향시켜, 기준면에 대해 경사진 강판을 전극으로 끼운 상태를 나타낸다. 전극 선단부는 강판 기울기 θ에 추종하여 전극축에 대해 θ만큼 요동하고, 전극 선단부의 일단부에 있는 접촉 통전부 전방면이 강판에 접촉되어 있다. 이때, 도 7로부터도 명백해진 바와 같이, 대향하는 전극의 접촉 통전부의 중심선(통전 중심선)은 일치하지 않는다. 이로 인해, 강판의 경사각 θ에 의해 너깃 형성의 안정성이 변화된다. 본 발명자들은 강판의 경사각과 너깃 형성의 안정성에 대해서 실험에 의해 조사했다.

도 20에, 본 발명에 관한 스폿 용접용 전극, 종래의 도넛 형상 전극, 종래의 점 형상 전극을 사용해서 강판의 경사각과 너깃 형성의 안정성을 조사한 결과를 나타낸다. 본 발명에 관한 전극은 표 2의 No.5를 사용했다. 종래의 도넛 형상 전극은 표 2의 No.2를 사용했다. 종래의 점 전극은, 일반적으로 시판되고 있는 전극이다. 너깃 형성의 안정성 지표는 스폿 용접 후의 CTS값으로 했다.

도 20으로부터도 명백해진 바와 같이, 강판 경사가 없는(θ=0) 경우 도넛 형상 전극으로 함으로써, 종래의 점 전극에 대해 CTS값은 약 1.8배로 되고, 도넛 형상의 효과가 검증되었다. 그러나, 강판 경사가 증가함에 따라, 도넛 형상 전극이 편측 접촉 상태가 되어 점 접촉으로 되므로, 급격하게 CTS값은 저하되고, 5° 정도의 경사로 종래의 점 형상 전극과 동등하게 되었다.

이에 반해, 본 발명에 관한 전극은, 5° 정도로는 강판 경사의 영향은 거의 없다. 강판 경사가 증가함에 따라, 통전 중심의 어긋남이 증대하므로 CTS값은 저하된다. 그러나, 그 저하는 약간이며, 강판 경사각이 20°(θ=20°)이어도 약 17％ 저하되는 것에 지나지 않고, 점 형상 전극이나 종래의 도넛 형상 전극에 비해 약 5배의 CTS값이 얻어졌다.

여기서 본 발명에 관한 전극의 기하학적인 관계를 검증한다.

대향하는 접촉 통전부의 중심선간 거리(통전 중심 어긋남)를 L, 접촉 통전부(도넛 형상)의 반경을 A, 전극 선단부의 최소 두께(구관부의 정점과 접촉 통전부의 선단 부분과의 거리)를 h, 강판 판 두께를 t, 전극 지지부의 머리부의 구관의 곡률 반경을 a로 한다. 스폿 용접하는 강판은 동일 두께이며 2매 겹침 용접으로 한다. 이 경우, 기하학적으로 이하의 관계가 성립된다.

L=(2a+2h+2t)tanθ

강판에 투영되는 표리의 접촉 통전부가 적어도 겹치지 않으면 너깃 형성이 불안정하게 된다. 따라서, 이하의 관계가 필요하다.

2A>L

즉, 너깃 형성시키기 위해서는 이하의 관계를 충족시킬 필요가 있다.

A>(a+h+t)tanθ

예를 들어, 실험에서 사용한 표 2 No.5의 전극은, a=8㎜, h=3㎜, A=6㎜, t=2.6㎜의 경우, tanθ<0.44가 된다. 즉 θ <23.8°이면, 너깃 형성은 안정되고, 높은 CTS가 얻어지는 것을 알 수 있다.

상기와 같이 전극이나 강판 두께 등의 형상적 조건에 따라 다르지만, 본 발명에 관한 스폿 용접 전극이면, 적어도 강판 경사각 10° 정도까지이면, 너깃 형성이 안정되고, 게다가 넓은 둘레 길이의 너깃이 얻어지므로 높은 CTS값을 확보할 수 있는 것을 알 수 있었다.

다음에 스폿 용접 중의 강판 변형에 의한 이상 통전의 억제책에 대해서 설명한다.

본 발명에 관한 전극을 사용했다고 해도, 강판 판 두께가 얇아짐에 따라, 스폿 용접 시의 강판 변형은 피할 수 없다. 그로 인해, 도넛 형상의 접촉 통전부의 중앙부(오목형 함몰부)에 접촉하기 쉬워진다. 또한, 도넛 형상의 접촉 통전부의 직경이 증대하면 더욱 접촉하기 쉬워진다. 도넛 형상의 접촉 통전부의 중앙부에서 강판이 접촉되고 중앙부에서도 통전하게 되면(이상 통전), 너깃 형성이 안정되지 않아 CTS값의 저하에 연결된다. 사실, 박강판의 스폿 용접 실험 중에도, 수％의 발생 확률로 상술한 이상 통전이 발생했다. 이 이상 통전은 스폿 용접의 신뢰성을 저하시킨다. 따라서, 본 발명자들은 도넛 형상의 접촉 통전부의 중앙부(오목형 함몰 부분)에 절연체를 배치하고, 예를 들어 강판이 변형되었다고 해도 통전이 발생하지 않는 구조로 함으로써, 이 문제를 해결했다. 여기서, 절연체와는 내부 저효율이 10⁵/Ωｍ 이상의 재료가 좋다. 10⁵/Ωm 미만이면, 스폿 용접으로 사용하는 전압에서는 절연 파괴가 발생하여 통전될 우려가 있기 때문이다. 절연체의 두께는 0.1㎜ 이상이 좋다. 두께가 0.1㎜ 미만에서는, 용접 시의 열에 의한 손모로 절연물이 소실될 우려가 있기 때문이다.

다음에, 본 발명에 관한 전극에 대해서, 실시 형태의 예를 사용해서 설명한다.

[제1 실시 형태]

본 발명의 제1 실시 형태는, 전극 선단부와 전극 지지부를 갖는 금속제의 용접용 전극이며, 전극 선단부의 꼬리부가 오목형인 것이다.

도 1 및 도 3에는, 전극 선단부의 꼬리부가 오목형의 스폿 용접용 전극이 기재되어 있다.

도 1에는 전극 선단부의 꼬리부(13)와 전극 지지부의 머리부(23)가 기계적으로 접촉되고, 미끄럼 이동면이 반구보다 작은 구관 형상인 전극 선단부의 꼬리부 오목형의 스폿 용접용 전극이 기재되어 있다. 도 3에는 전극 선단부의 꼬리부(13)와 전극 지지부의 머리부(23)가 기계적으로 접촉되어 미끄럼 이동면이 반구보다 큰 구관 형상인 전극 선단부의 꼬리부가 오목형의 스폿 용접용 전극이 기재되어 있고, 그 상위점은 전극 선단부의 꼬리부(13)와 전극 지지부의 머리부(23)가 기계적으로 접촉되는 미끄럼 이동 면적만이다.

따라서, 중복된 설명을 피하기 위해, 이하에서는, 도 1에 따라서 설명한다.

<지지부>

도 1의 (b)에는, 전극 지지부가 기재되어 있고, 부호 23이 전극 지지부의 머리부, 부호 22가 지지부의 꼬리부이다.

(a) 형태 및 기능

전극 지지부의 머리부(23)의 기능은, 전극 선단부(1)를 전극 선단부의 꼬리부(13)로부터 지지하는 것이다.

전극 지지부(2)의 형태는, 소위 탄환 형상의 형태를 갖고 있다. 전극 지지부의 머리부는 곡률 반경이 4 내지 20㎜의 볼록형의 구관 형상(도면에서는 반구 형상)을 갖고, 그 다른 부분은 원통 형상이다.

전극 지지부의 머리부(23)가 전극 선단부(1)의 꼬리부(13)에 접촉되어, 지지한다.

전극 지지부의 머리부(23)의 곡률 반경이 4 내지 20㎜의 볼록 형상인 이유는, 곡률 반경이 4㎜ 미만이면, 1) 전극 지지부의 머리부(23)와 전극 선단부의 꼬리부(13)가 전기적으로 접촉되는 영역이 좁아져 용착될 우려가 있고, 2) 전극 지지부의 머리부(23)와 전극 선단부의 꼬리부(13)가 전극 압박에 의한 하중에 견딜 수 없기 때문이다. 또한, 곡률 반경이 20㎜ 초과이면, 전극 선단부(1)의 변위가 커져, 전극 선단부(1)의 변위의 제어가 곤란하게 되기 때문이다.

도시는 하고 있지 않지만, 전극 지지부의 꼬리부(22)는 외부 전원에 연결되어 있다.

(b) 금속 재질

전극 지지부를 구성하는 금속의 재질은, 전기 전도율이 높고, 또한, 고강도인 것이 요구되므로, 순Cu 또는 Cu 합금이 바람직하다. Cu-Cr 합금도 바람직한 일 형태이다.

<선단부>

(a) 형태 및 기능

전극 선단부의 머리부(11)에는 접촉 통전부(14)를 갖고, 여기에서 강판에 전류를 공급한다. 접촉 통전부(14) 중 강판과 접촉하고 통전하는 부분을 접촉 통전면(15)이라고 한다.

전극 선단부의 꼬리부(13)는 전극 지지부의 머리부(23)에 의해 지지되고, 또한, 전극 지지부(2)로부터 전류를 공급받는다.

전극 선단부의 꼬리부(13)는 지지부(2)의 전극 지지부의 머리부(23)가 갖는 곡률 반경의 -5％ 내지 +10％의 곡률 반경의 함몰부를 갖고 있다. 곡률 반경이 10％ 초과이면 전극 선단부의 꼬리부(13)와 전극 지지부의 머리부(23)가 전기적으로 접촉되는 영역이 작아져 전류 집중에 의해 용착되어 버릴 우려가 있다. 한편, -5％ 미만이면 전극 선단부의 꼬리부(13)와 전극 지지부의 머리부(23)가 그 중심에 있어서 접촉 저항이 커져, 전류가 흐르기 어려워지기 때문이다.

대향하는 스폿 전극의 전극축이 어긋나 있는 경우라도, 전극 선단부가 전극 지지부의 머리부(23) 위를 미끄럼 이동함으로써, 접촉 통전면이 강판에 대해 빠짐없이 접촉될 수 있다.

이와 같이 하여, 접촉 통전면(15)으로부터 공급된 전류에 의해, 강판에는 외주의 긴 너깃이 안정적으로 형성된다.

(b) 금속 재질

전극 선단부(1)를 구성하는 금속의 재질은, 전기 전도율이 높고, 또한, 고강도인 것이 요구되므로, 순Cu나, Cu 합금이 바람직하다. Cu-Cr 합금은, 바람직한 일 형태이다.

<접촉 통전면 등>

(a) 형상

전극 선단부의 머리부(11)에 위치하는 접촉 통전부(14)의 접촉 통전면의 면적의 합계(이하 접소 통전면의 면적이라고 함) S는 12㎟ 이상 70㎟ 이하이면 된다.

접촉 통전면의 면적이 12㎟ 미만이면 접촉 통전 부분의 전류 밀도가 높아져 발열에 의한 전극의 손모가 심하게 된다. 한편, 70㎟ 초과로 되면, 전류 밀도가 저하되어 용융에 필요한 발열 밀도(강재 단위 체적당의 발열량)가 얻어지지 않게 되기 때문이다.

접촉 통전면의 면적은 바람직하게는, 20㎟ 이상 60㎟ 이하이고, 더욱 바람직하게는, 30㎟ 이상 40㎟ 이하로 하면 된다.

접촉 통전면(15)의 형상은, 도 8에 도시하는 바와 같은 원 또는 타원, 혹은, 도 10에 도시하는 바와 같은 n각형(n≥3)과 같은 폐곡선인 것이 바람직하다.

(b) 최소 포함 원의 직경

모든 접촉 통전면을 포함하는 최소의 원(이하, 「최소 포함 원」이라고 함)의 직경 D가 중요한 요소이다.

도 1은 접촉 통전부(14)가 섬 형상으로 점재하는 케이스이다. 점선(16)으로 그려진 원이 최소 포함 원이며, 최소 포함 원의 직경 D가, 8㎜ 이상 20㎜ 이하이면 된다.

최소 포함 원의 직경이 8㎜ 이하이면, 충분한 크기의 너깃을 구성할 수 없다. 한편, 20㎜ 초과로 되면, 강판의 용접 면적이 커져 버려 비효율로 된다.

최소 포함 원의 직경은, 바람직하게는, 10㎜ 이상 16㎜ 이하, 더욱 바람직하게는, 12㎜ 이상 15㎜ 이하로 하면 된다.

(c) 절연물

접촉 통전면(15)이 폐곡선을 그리는 경우에는, 폐곡선의 내측에 갖는 공간은, 공기 이외에, 세라믹스 등의 내열성이 높은 절연체를 갖고 있으면 된다. 절연체를 가짐으로써, 스폿 용접 시의 강판의 변형에 의해, 폐곡선 내측(중앙부라고도 함)의 오목부에 강판이 접촉되어, 이상 통전이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 중앙부에 절연체를 가짐으로써, 접촉 통전면(15)과 중앙부가 동일 높이로 되고, 접촉 통전면(15)이 강판에 접촉될 때의 충격이 완화된다. 도 8의 전극을 예로서, 접촉 통전부(14)의 내부에 절연체(32)를 배치한 예를 나타낸다.

<보유 지지용 스프링>

도 5는 보유 지지용의 스프링을 장비한 본 발명에 관한 스폿 용접용 전극을 설명하는 도면이다.

도 5에 있어서, 부호 19는 전극 선단부 보유 지지용 스프링 걸이이며, 부호 29는 전극 지지부 보유 지지용 스프링 걸이이며, 부호 39는 보유 지지용 스프링이다.

도 5에 도시하는 바와 같이, 보유 지지용 스프링(39)에 의해, 전극 선단부(1)를 전극 지지부(2)에 가압할 수 있다.

[제2 실시 형태]

본 발명의 제2 실시 형태는, 전극 선단부와 전극 지지부를 갖는 금속제의 용접용 전극이며, 전극 선단부의 꼬리부 볼록형의 것이다.

도 2 및 도 4에는 전극 선단부의 꼬리부 오목형의 스폿 용접용 전극이 기재되어 있다.

도 2의 전극은 전극 선단부의 꼬리부가 오목형으로 되어 있는 것이 도 1의 전극과는 다르지만, 그 이외의 요건이나 실질적인 기능은, 도 1의 전극과 동일하다. 마찬가지로 도 4의 전극은 전극 선단부의 꼬리부가 오목형으로 되어 있는 것이 도 3의 전극과는 다르지만, 그 이외의 요건이나 실질적 기능은 도 4의 전극과 동일하다.

여기서는, 중복된 설명을 피하지만, 제1 실시 형태의 전극과 제2 실시 형태의 전극은, 실질적으로 동일한 기능을 갖는다.

<스폿 용접 장치>

도 14는 제1 실시 형태의 전극을, 도 15는 제2 실시 형태의 전극을 사용한 스폿 용접 장치의 개념도이다.

도 14의 (a)나 도 15의 (a)와 같이, 대향하는 전극의 양쪽 모두에 본 발명에 관한 전극을 적용하는 경우와, 도 14의 (b)나 도 15의 (b)와 같이, 한쪽에만 적용하는 경우가 있다.

전극 홀더 자체가 변형되고, 대향하는 2개의 전극축이 사교된 경우에도, 한쪽의 전극에 본 발명에 관한 전극을 적용함으로써, 양쪽 전극이 강판에 적정하게 접촉될 수 있다.

도 14, 도 15에 도시하는 바와 같이, 본 발명에 관한 스폿 용접용 전극을 대향하는 2개의 전극 중 적어도 1개에 사용함으로써, 도넛 형상 전극이어도 안정된 너깃을 얻을 수 있다.

[스폿 용접 방법]

도 16은 제1 실시 형태의 전극을, 도 17은 제2 실시 형태의 전극을 사용한 스폿 용접 방법의 개념도이다.

도 16의 (a)나 도 17의 (a)와 같이, 대향하는 전극의 양쪽 모두에 본 발명에 관한 전극을 적용하는 경우와, 도 16의 (b)나 도 17의 (b)와 같이, 한쪽에만 적용하는 경우가 있다.

도 16, 도 17에 도시하는 바와 같이, 본 발명에 관한 스폿 용접용 전극을 대향하는 2개의 전극 중 적어도 1개에 사용함으로써, 도넛 형상 전극이어도 안정된 너깃을 얻을 수 있다.

<실시예>

표 1, 표 2에 나타내는 조건에서 스폿 용접을 실시했다.

비교에 있어서는, 강판 경사각을 0°, 5°, 10° 및 20°로 변경하고, CTS를 계측했다. CTS는, JIS Z 3137(1999년)에 따라서, 시험했다.

강판 경사각이란, 본 발명의 전극을 사용한 경우에는 도 7에 도시하는 바와 같이, 전극축(대향하는 전극의 중심축)에 직교인 평면과 강판과 이루는 각도 θ를 말한다.

접촉 통전부는 도넛 형상(도 8, 도 9에 도시하는 원환 형상)을 베이스로 하고, 분리 원환(도 12, 도 13에 도시하는 바와 같이 원환을 분할한 형상), 6각환(도 10, 도 11에 도시하는 6각형 형상)으로 했다.

No.1, No.2는 비교예이다. 종래의 스폿 용접용 전극에서, 점 형상 전극(접촉 통전부가 원반 형상)을 No.1로, 도넛 형상(원환 형상) 전극을 No.2로 했다.

No.3 내지 No.9, No.14 내지 No.29, No.34, No.35의 본 발명예 내지 비교예로서, 도 8에 기재된 접촉 통전면이 도넛 형상(원환 형상)으로 전극 선단부의 꼬리부가 오목형(제1 실시 형태)인 본 발명의 스폿 용접용 전극을 사용했다.

또한, No.34, No.35의 본 발명예에 있어서는, 접촉 통전면(15)을 선단부(1)를 바로 위에서 보았을 때의 형상이 폐곡면을 그리는 경우이며, 폐곡면의 내측에 갖는 공간에 절연체를 갖는 것으로 했다.

No.34의 본 발명예의 경우에는, 운모를 장비하고, No.35의 본 발명예의 경우에는 질화규소를 장비했다.

실시예에 사용한 강판, 용접 조건을 표 1에 나타낸다. 또한, 실시예에 사용한 전극의 제원을 표 2에 나타낸다.

실시 결과를 표 3에 나타낸다.

평가에 있어서, No.1의 통상 사용되는 점 형상 전극에서 강판 경사각 0°일 때의 CTS[kN]=7.1을 Base로 하고, 이에 대한 증감을 Base비[％]로 했다. 또한, 각 시험 전극에 있어서, 경사각 0°일 때의 CTS값과 경사각 5°, 10°, 20°일 때의 각 CTS값과의 비를 「CTS비(％)」로 했다. CTS비가 60％ 이상이면 합격(○)으로 하고, 그 이외는 불합격(×)으로서 평가했다.

<본 발명예의 경우>

No.4 내지 8, 11, 12, 15 내지 17, 20 내지 24, 26 내지 35는 본 발명예이다.

표 3에 의하면, 본 발명의 스폿 전극(전극 선단부의 꼬리부 오목부형)을 적용하면, 강판 경사각이 20° 정도이어도, CTS의 열화를 방지할 수 있는 것이 확인되었다.

<비교예의 경우>

No.1, 2, 3, 9, 10, 13, 14, 18, 19, 25는 비교예이다.

표 3에 의하면, No.14 및 18은 미끄럼 이동부가 용착되어 용접할 수 없고, No.19는 접촉 부분이 용손되어 용접할 수 없고, No.25는 너깃을 형성할 수 없었다.

또한, 용접할 수 있었던 경우라도, 경사각이 20° 정도가 되면, CTS가 베이스에 대해 크게 열화되는 것이 확인되었다.

또한, 이들 결과를 그래프로 한 것이 도 20이다.

전술했지만, 도 20에서도 명백해진 바와 같이, 강판 경사가 없는(θ=0) 경우 도넛 형상 전극으로 함으로써, 종래의 점 전극에 대해 CTS값은 약 1.8배로 되고, 도넛 형상의 효과가 검증되었다. 그러나, 강판 경사가 증가함에 따라, 도넛 형상 전극이 편측 접촉 상태가 되어 점 접촉으로 되므로, 급격하게 CTS값은 저하되고, 5° 정도의 경사로 종래의 점 형상 전극과 동등하게 되었다.

이에 반해, 본 발명에 관한 전극은, 5° 정도로는 강판 경사의 영향은 거의 없다. 강판 경사가 증가함에 따라, 통전 중심 어긋남이 증대하므로 CTS값은 저하된다. 그러나, 그 저하는 약간이며, 강판 경사각이 20°(θ=20°)이어도 약 17％ 저하되는 것에 지나지 않고, 점 형상 전극이나 종래의 도넛 형상 전극에 비해 약 5배의 CTS값이 얻어졌다.

이상, 본 발명에 대해서 설명했지만, 본 발명은 상기한 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 요건을 만족하면, 그 효과를 얻을 수 있다.

본 발명은, 종래부터 실시되어 있는 스폿 용접 전극에 이용할 수 있다. 그로 인해, 다액의 설비 투자를 필요로 하지 않고, 종래 장치에 적용함으로써 그 효과를 향수할 수 있다.

1 : 전극 선단부
2 : 전극 지지부
11 : 전극 선단부의 머리부
13 : 전극 선단부의 꼬리부
14 : 접촉 통전부
15 : 접촉 통전면
16 : 최소 포함 원
19 : 전극 선단부 보유 지지용 스프링 걸이
22 : 전극 지지부의 꼬리부
23 : 전극 지지부의 머리부
29 : 지지부 보유 지지용 스프링 걸이
31 : 전극축
32 : 절연체
39 : 보유 지지용 스프링
50 : 강판(피용접재)
100 : 종래의 스폿 용접용 전극
101 : 종래의 스폿 용접용 전극의 머리부
102 : 종래의 스폿 용접용 전극의 꼬리부
104 : 종래의 스폿 용접용 전극의 접촉 통전부
105 : 종래의 스폿 용접용 전극의 접촉 통전면
131 : 종래의 스폿 용접용 전극의 중심축
140 : 종래의 스폿 용접 장치

Claims

도넛 형상의 접촉 통전부를 갖는 전극 선단부 및 전극 선단부를 지지하는 전극 지지부를 갖는 스폿 용접용 전극이며, 상기 전극 선단부가 상기 전극 지지부에 대해 가동으로 접촉되고, 상기 도넛 형상의 접촉 통전부의 중앙부에 절연체를 설치하고 있는 것을 특징으로 하는 스폿 용접용 전극.
제1항에 있어서,
상기 전극 선단부가 상기 전극 지지부에 대해 요동 가능하게 접촉되어 있는 것을 특징으로 하는 스폿 용접용 전극.
제2항에 있어서,
상기 전극 선단부와 상기 전극 지지부와의 접촉부를 구성하는 전극 선단부의 꼬리부와 전극 지지부의 머리부가 구관 형상인 것을 특징으로 하는 스폿 용접용 전극.
제3항에 있어서,
상기 전극 선단부의 꼬리부와 상기 전극 지지부의 머리부의 곡률 반경 r이 4㎜ 이상 20㎜ 이하이며, 상기 전극 선단부의 꼬리부의 곡률 반경은 상기 전극 지지부의 머리부의 곡률 반경의 -5％ 이상 +10％ 이하인 것을 특징으로 하는 스폿 용접용 전극.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 접촉 통전부 중 피용접재와 접촉하고 통전하는 접촉 통전면의 면적이 12㎟ 이상 70㎟ 이하이고, 상기 접촉 통전면의 전부를 포함하는 최소의 원의 직경 D가 8㎜ 이상 20㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 스폿 용접용 전극.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 접촉 통전부 중 피용접재와 접촉하고 통전하는 접촉 통전면이 0.3㎜ 이상 2.5㎜ 이하의 폭으로 원환, 타원환 또는 n각형(n≥3)인 폐곡선인 것을 특징으로 하는 스폿 용접용 전극.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전극 선단부 및 상기 전극 지지부에 사용되는 금속은, 구리 혹은 구리 합금인 것을 특징으로 하는 스폿 용접용 전극.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전극 선단부 및 상기 전극 지지부를 서로 보유 지지하는 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 스폿 용접용 전극.
제8항에 있어서,
상기 전극 선단부 및 상기 전극 지지부를 서로 보유 지지하는 수단이 스프링 걸이인 것을 특징으로 하는 스폿 용접용 전극.
적어도 2개의 강판을 스폿 용접하는 스폿 용접 장치이며, 스폿 용접용 전극 중 적어도 어느 한쪽을 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 스폿 용접용 전극을 갖는 것을 특징으로 하는 스폿 용접 장치.
적어도 2개의 강판을 스폿 용접하는 스폿 용접 방법이며, 스폿 용접용 전극 중 적어도 어느 한쪽을 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 스폿 용접용 전극을 사용하는 것을 특징으로 하는 스폿 용접 방법.
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