KR20200047603A - 스폿 용접 방법 - Google Patents

Abstract

판 두께가 가장 얇은 금속판을 최표면에 배치한 판 두께비가 5 이상인 판 세트라도, 전기 제어가 용이하고 콤팩트한 용접 장치를 사용하여, 박판/후판의 계면에 있어서, 날림의 발생을 억제하면서, 원하는 너깃 직경을 형성하여, 스폿 용접을 행할 수 있는 스폿 용접 방법을 제공한다. 판 두께가 가장 얇은 금속판을 최표면에 배치한 판 두께비가 5 이상인 판 세트를 준비하는 것, 제1 전극 팁을 가장 얇은 금속판이 배치된 측에 배치하고, 제2 전극 팁을 판 세트의 반대측에 배치하고, 절연체인 제1 가압 부재를 제1 전극 팁의 주위에 배치하는 것, 제2 전극 팁보다도 제1 전극 팁으로부터 판 세트에 가해지는 가압력이 작아지도록, 제1 및 제2 전극 팁 그리고 제1 가압 부재를 판 세트에 압박하여 가압력을 가하면서, 제1 및 제2 전극 팁 사이에 전류를 흘려서 판 세트의 용접을 행하는 것을 포함하는 스폿 용접 방법.

Description

스폿 용접 방법

본 개시는, 중첩시킨 복수의 금속판을 포함하는 판 세트에 저항 스폿 용접을 행하는 스폿 용접 방법에 관한 것이다.

자동차의 차체 조립이나 부품의 설치 등에 있어서, 중첩시킨 복수매의 금속판끼리의 접합에서는, 주로, 저항 스폿 용접이 사용되고 있다. 이 스폿 용접에서는, 선단부가 판 세트에 압박되는 한 쌍의 전극 팁이 사용된다.

스폿 용접에서는, 중첩시킨 복수매의 금속판의 양측으로부터, 금속판을 집듯이, 전극 팁을 압박하면서 통전하여, 용융 금속을 형성하고, 통전의 종료 후에 전극 팁에 의한 히트싱크나 금속판 자체로의 열전도에 의해, 용융 금속을 냉각 응고시켜, 금속판 사이에, 단면이 타원 형상의 용융 응고부(너깃)를 형성한다.

자동차 보디에서는, 근년, 경량화를 겨냥하여, 난용접 부위가 출현하고 있다. 그 대표예로서, 사이드 멤버라고 불리는 도어 주위의 외판의 박육화와 골격 부재인 B 필러의 레인포스 후육화에 의한, 박판/후판/후판의 3장 겹침 스폿 용접부이다. 본원에서는, 중첩시킨 복수매의 금속판 중, 두께가 가장 얇은 금속판을 박판, 그것보다 두께가 두꺼운 금속판을 후판이라고 부른다.

일본 특허 공개 제2011-11259호 공보 일본 특허 공개 제2012-66284호 공보 일본 특허 공개 제2006-55898호 공보

자동차 보디 등에서 볼 수 있는 박판/후판/후판의 3장 겹침 등의 스폿 용접에 있어서는, 두께가 가장 얇은 금속판은, 가공이 용이하기 때문에, 대체로 적층체의 최외측에 배치된다. 이 경우, 후판/후판의 계면은 용융되기 쉽지만, 박판/후판의 계면은 용융되기 어렵고 안정적으로 스폿 용접을 행하는 것이 어렵다.

스폿 용접에 있어서는, 수랭된 전극으로부터 가장 이격되어 있는 판 세트의 중심부로부터 용융이 개시되기 때문에, 박판/후판 계면은 용융되기 어렵다. 나아가, 박판은 대체로 연강이 사용되고 후판은 대체로 고장력 강이 사용되기 때문에, 이러한 조합의 판 세트를 사용하면, 박판과 전극 팁의 접촉 면적이 크고, 후판과 전극 팁의 접촉 면적은 작아지기 때문에, 박판측의 전류 밀도가 작아지고, 박판/후판 계면은 더욱 용융되기 어려워진다. 나아가, 연강쪽이 고장력 강보다도 전기 전도율이 높기 때문에, 발열하기 어렵고, 박판/후판 계면을 용융되는 것이 어렵다.

그 때문에, 일반적으로, 판 두께비의 상한이 4 내지 5 정도로 규정되어 있고, 이것이 설계 자유도를 저해하고 있는 요인의 하나로 되어 있다.

이러한 판 두께비가 큰 박판/후판의 판 세트의 스폿 용접을 행하기 위해서, 용접 전극에 있어서, 전극 팁 및 금속판을 가압하기 위한 가압 부재를 마련하는 기술(특허문헌 1, 2), 그리고 2단계의 가압력으로 가압 및 2단계의 전류값으로 통전하는 기술(특허문헌 3)이 제안되어 있다.

그러나, 특허문헌 1, 2에 있어서는, 박판/후판의 계면 및 후판/후판의 계면에 접촉 직경의 차를 마련하기 위해서, 전극 팁과 가압 로드 사이에 소정의 거리를 마련하는 것이 필요하고, 판 세트의 폭 방향으로 장치가 커지고, 좁은 개소, 예를 들어 10 내지 20mm 정도의 폭의 플랜지에 스폿 용접하는 것이 곤란하다. 또한, 전극 팁과 가압 로트는 전류의 극성이 다르기 때문에, 통전하기 위한 전기 제어도 복잡해진다. 특허문헌 3에 있어서도, 용접 중에 가압력 및 전류값을 변경할 필요가 있고, 스폿 용접 방법이 복잡해지고, 스폿 용접 장치의 구성도 복잡해진다.

따라서, 판 두께가 가장 얇은 금속판을 최표면에 배치한 판 두께비가 5 이상인 판 세트라도, 전기 제어가 용이하고 콤팩트한 용접 장치를 사용하여, 박판/후판의 계면에 있어서, 날림(expulsion)의 발생을 억제하면서, 원하는 너깃 직경을 형성하여, 스폿 용접을 행할 수 있는 스폿 용접 방법이 요망되고 있다.

본 개시의 요지로 하는 바는 이하와 같다.

(1) 판 두께비가 5 이상인 복수매의 금속판을 중첩시킨 판 세트에 저항 스폿 용접을 행하는 스폿 용접 방법이며,

판 두께가 가장 얇은 금속판을 최표면에 배치한 판 두께비가 5 이상인 판 세트를 준비하는 것,

제1 전극 팁 및 제2 전극 팁을, 상기 제1 전극 팁이 상기 가장 얇은 금속판이 배치된 측에 배치되도록, 상기 제2 전극 팁이 상기 판 세트의 반대측에 배치되도록, 상기 판 세트를 사이에 두고 대향하여 배치하는 것,

절연체인 제1 가압 부재를 제1 전극 팁의 주위에 배치하는 것,

상기 제1 전극 팁으로부터 상기 판 세트에 가해지는 가압력이, 상기 제2 전극 팁으로부터 상기 판 세트에 가해지는 가압력보다도 작아지도록, 상기 제1 전극 팁 및 상기 제1 가압 부재의 각 선단부, 그리고 상기 제2 전극 팁의 선단부를, 상기 판 세트에 압박하여 가압력을 가하는 것, 그리고

상기 제1 전극 팁 및 상기 제1 가압 부재의 각 선단부, 그리고 상기 제2 전극 팁의 선단부를 상기 판 세트에 압박하여 가압력을 가하면서, 상기 제1 전극 팁과 상기 제2 전극 팁 사이에 전류를 흘려서, 상기 판 세트의 용접을 행하는 것

을 포함하는, 스폿 용접 방법.

(2) 도전체인 제2 가압 부재를 상기 제2 전극 팁의 주위에 배치하는 것,

상기 제1 전극 팁으로부터 상기 판 세트에 가해지는 가압력이, 상기 제2 전극 팁으로부터 상기 판 세트에 가해지는 가압력보다도 작아지도록, 상기 제1 전극 팁 및 상기 제1 가압 부재의 각 선단부 그리고 상기 제2 전극 팁의 선단부를 상기 판 세트에 압박하여 가압력을 가하고 또한 상기 제2 가압 부재의 선단부를 상기 판 세트에 접촉시키거나 또는 압박하여 가압력을 가하는 것, 그리고

상기 제1 전극 팁 및 상기 제1 가압 부재의 각 선단부 그리고 상기 제2 전극 팁의 선단부를 상기 판 세트에 압박하여 가압력을 가하고 또한 상기 제2 가압 부재의 선단부를 상기 판 세트에 접촉시키면서 또는 압박하여 가압력을 가하면서, 상기 제1 전극 팁과 상기 제2 전극 팁 및 상기 제2 가압 부재 사이에 전류를 흘려서, 상기 판 세트의 용접을 행하는 것

을 포함하는, (1)에 기재된 스폿 용접 방법.

(3) 상기 제1 전극 팁의 동체부와 상기 제1 가압 부재의 평균 간격은 0.5mm 이하인, (1) 또는 (2)에 기재된 스폿 용접 방법.

(4) 상기 제2 전극 팁의 동체부와 상기 제2 가압 부재의 평균 간격은 0.5mm 이하인, (2)에 기재된 스폿 용접 방법.

(5) 상기 제1 전극 팁과 상기 제2 전극 팁을 가압력을 제로로 하여 상기 판 세트에 접촉시켰을 때에

(상기 제1 전극 팁과 상기 제2 전극 팁의 전극 간 거리)≤(상기 판 세트를 구성하는 각 금속판의 합계 두께×1.1배)

가 성립되는 경우에, 상기 제2 가압 부재의 가압력을 0.43kN 이하로 낮추는, (2) 또는 (4)에 기재된 스폿 용접 방법.

본 개시의 스폿 용접 방법에 의하면, 판 두께가 가장 얇은 금속판을 최표면에 배치한 판 두께비가 5 이상인 판 세트라도, 전기 제어가 용이하고 콤팩트한 용접 장치를 사용하여, 박판/후판의 계면에 있어서, 날림의 발생을 억제하면서, 원하는 너깃 직경을 형성하여, 스폿 용접을 행할 수 있다.

도 1은, 본 개시의 스폿 용접 방법에 사용할 수 있는 용접 장치의 일례를 나타내는 단면 모식도이다.
도 2는, 본 개시의 스폿 용접 방법에 사용할 수 있는 용접 장치의 일례를 나타내는 단면 모식도이다.
도 3은, 가압 부재의 선단부를 판 세트에 압박하여, 전극 팁의 선단부를 판 세트로부터 이격된 위치에 배치했을 때의, 양태를 나타내는 단면 모식도이다.
도 4는, 전극 팁의 선단부 및 가압 부재의 선단부를 판 세트에 압박했을 때의 양태를 나타내는 단면 모식도이다.
도 5는, 제1 전극 팁과 제2 전극 팁 사이에서 통전했을 때의, 전류의 흐름을 나타내는 단면 모식도이다.
도 6은, 제1 전극 팁과 제2 전극 팁 및 제2 가압 부재 사이에서 통전했을 때의, 전류의 흐름을 나타내는 단면 모식도이다.
도 7은, 너깃 직경의 측정 방법을 설명하는 모식도이다.
도 8은, 제2 구동 장치로서 공기압 실린더를 사용한 경우의 본 개시의 용접 장치의 일례의 단면 모식도이다.
도 9는, 도 8의 용접 장치의 가압 부재를 이동시켰을 때의 단면 모식도이다.
도 10은, 실시예에서 스폿 용접을 행한 판 세트의 단면 사진이다.
도 11은, 스폿 용접한 플랜지를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 12는, 제1 전극 팁 및 제2 전극 팁 그리고 제1 가압 부재 및 제2 가압 부재로 판 세트를 가압할 때의 양태의 일례를 나타내는 단면 모식도이다.
도 13은, 후판/후판 사이의 대향하는 양단부에 스페이서를 배치함으로써, 후판/후판 사이에 판 틈이 있는 상태를 모의적으로 형성한 상태를 나타내는 단면 모식도이다.
도 14는, 실시예 4 내지 9 및 비교예 3 내지 4에 있어서의 전극 및 가압 부재의 평균 간격과 적정 전류 범위의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 15는, 실시예 2 및 10 내지 14 그리고 비교예 5 내지 10에 있어서의 전극 및 가압 부재의 평균 간격과 적정 전류 범위의 관계를 나타내는 그래프이다.

본 개시는, 판 두께비가 5 이상인 복수매의 금속판을 중첩시킨 판 세트에 저항 스폿 용접을 행하는 스폿 용접 방법이며, 판 두께가 가장 얇은 금속판을 최표면에 배치한 판 두께비가 5 이상인 판 세트를 준비하는 것, 제1 전극 팁 및 제2 전극 팁을, 상기 제1 전극 팁이 상기 가장 얇은 금속판이 배치된 측에 배치되도록, 상기 제2 전극 팁이 상기 판 세트의 반대측에 배치되도록, 상기 판 세트를 사이에 두고 대향하여 배치하는 것, 절연체인 제1 가압 부재를 제1 전극 팁의 주위에 배치하는 것, 상기 제1 전극 팁으로부터 상기 판 세트에 가해지는 가압력이, 상기 제2 전극 팁으로부터 상기 판 세트에 가해지는 가압력보다도 작아지도록, 상기 제1 전극 팁 및 상기 제1 가압 부재의 각 선단부, 그리고 상기 제2 전극 팁의 선단부를, 상기 판 세트에 압박하여 가압력을 가하는 것, 그리고 상기 제1 전극 팁 및 상기 제1 가압 부재의 각 선단부, 그리고 상기 제2 전극 팁의 선단부를 상기 판 세트에 압박하여 가압력을 가하면서, 상기 제1 전극 팁과 상기 제2 전극 팁 사이에 전류를 흘려서, 상기 판 세트의 용접을 행하는 것을 포함하는, 스폿 용접 방법을 대상으로 한다.

도 12에, 제1 전극 팁 및 제2 전극 팁 그리고 제1 가압 부재 및 제2 가압 부재로 판 세트를 가압할 때의 양태의 일례를 나타내는 단면 모식도를 나타낸다.

도 12에 도시하는 바와 같이, 제1 전극 팁(2a)으로부터 판 세트(16)에 가해지는 가압력을 F1, 제1 가압 부재(3a)로부터 판 세트(16)에 가해지는 가압력을 F2, 제2 전극 팁(2b)으로부터 판 세트(16)에 가해지는 가압력을 F3 및 제2 가압 부재(3b)로부터 판 세트(16)에 가해지는 가압력을 F4로 한다.

본 개시의 스폿 용접 방법에 의하면, 박판측의 전극 팁의 가압력 F1을, 후판측의 전극 팁의 가압력 F3보다도 작게 할 수 있고, 종래보다도 박판측의 전극 팁의 전류값을 크게 할 수 있으므로, 판 두께비가 5 이상인 판 세트를 스폿 용접하는 경우에도, 날림의 발생을 억제하고 또한 원하는 너깃 직경을 형성하는 적정 전류 범위를 넓게 확보하는 것이 가능하게 된다.

예를 들어, 박판(15a)측의 전극 팁 가압력 F1을 2.5kN 및 그 주위의 절연체 가압 부재의 가압력 F2를 1.5kN으로 하고, 후판(15c)측의 전극 팁의 가압력 F3을 4.0kN으로 할 수 있다. 이와 같이, 박판측의 전극 팁 주위의 가압 부재를 사용하여, 박판측의 전극 팁의 가압력 F1을 작게, 후판측의 전극 팁의 가압력 F3을 크게 함으로써, 박판의 변형을 작게 하고, 전극과의 접촉 면적을 작게 통전 직경을 좁게 할 수 있으므로, 박판측의 전류 밀도는 커지고 발열하기 쉬워진다.

본 개시의 방법에 의하면 또한, 전극 팁과 가압 부재를 근접시켜서 배치할 수 있기 때문에, 본 개시의 방법을 행하기 위한 장치가 콤팩트해지고, 좁은 개소, 예를 들어 도 11에 도시하는 바와 같은 10 내지 20mm 정도의 폭의 플랜지에도, 스폿 용접을 용이하게 행할 수 있다. 나아가, 전극 팁과 가압 부재를 근접시켜서 배치함으로써, 적정 전류 범위를 보다 크게 할 수도 있다. 도 11은, 스폿 용접한 플랜지를 모식적으로 나타내는 사시도이다. 또한, 전류값을 일정 또한 통전 방향도 일정할 수 있기 때문에, 전류의 극성 제어나 다단계의 전류 전환도 불필요하다. 나아가, 스폿 용접 중에 판 세트로의 가압력을 변경할 필요는 없고 일정 가압으로 행할 수 있다.

본 개시의 방법에 의하면 또한, 전극 팁 및 가압 부재만 변경하면, 종래의 용접 장치를 사용할 수 있다.

적정 전류 범위란, 기준 직경의 너깃이 형성되는 최소의 전류값으로부터, 날림의 발생을 수반하지 않고 기준 직경 이상의 너깃이 형성되는 최대의 전류값까지의 전류값 범위를 말한다. 적정 전류 범위는, 후술하는 판 틈의 유무나 그 크기에 따라 다르지만, 바람직하게는 1.5kA 이상, 보다 바람직하게는 1.8kA 이상, 더욱 바람직하게는 1.9kA 이상이다. 기준 직경이란 4√t(t는, 가장 얇은 금속판의 판 두께)와 같다. 기준 직경은, 기준 너깃 직경이라고도 한다. 또한, 후술과 같이, 판 틈이 있는 쪽 또는 판 틈이 커지는 쪽이, 적정 전류 범위가 보다 좁아진다.

본 개시의 스폿 용접 방법에서는, 도 12에 예시한 바와 같이, 피용접 부재로서, 판 두께가 가장 얇은 금속판(15a)이 최표면에 배치되도록 중첩시킨 판 두께비가 5 이상인 판 세트를 준비한다. 판 두께비란, 판 세트를 구성하는 각 금속판의 합계 두께를, 가장 얇은 금속판의 두께로 나눈 값이고, 다음 식:

판 두께비=(판 세트를 구성하는 각 금속판의 합계 두께)/(가장 얇은 금속판의 두께)

로 표시된다.

복수매의 금속판은, 2매 이상의 금속판을 포함하고, 접합하는 구조 부품의 형태에 따라, 3장 이상의 금속판으로 할 수 있다.

본 개시의 스폿 용접 방법은, 판 두께가 가장 얇은 금속판이 최표면에 배치되도록 중첩시킨 3장의 금속판의 용접에, 특히 적합하게 사용할 수 있다.

각 금속판은, 특별히 한정되는 것은 아니고, 여러가지 성분 조성의 강판이어도 되고, 또는 강판 이외의 알루미늄, 스테인리스 등의 금속 부재여도 된다.

바람직하게는, 판 두께가 가장 얇은 금속판(박판)은 270MPa 이하의 연강, 그 이외의 금속판(후판)은 590MPa 이상, 980MPa 이상, 1180MPa 이상, 혹은 1480Mpa 이상의 고장력 강이다. 본 개시의 방법은, 상기 조합의 판 세트의 스폿 용접에, 적합하게 사용할 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 방법에 의하면, 0.75mm 두께로 270MPa의 합금화 용융 아연 도금 강판, 1.6mm 두께로 590MPa의 합금화 용융 아연 도금 강판 및 2.3mm 두께로 590MPa의 합금화 용융 아연 도금 강판을 중첩시킨 판 두께비가 6.2인 판 세트를 스폿 용접하는 경우에도, 날림의 발생을 억제하면서, 원하는 너깃 직경을 형성하는 적정 전류 범위를 넓게 확보할 수 있다.

제2 가압 부재의 유무에 관계없이, 판 두께비가 5 이상인 한, 각 금속판의 판 두께는, 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 0.5 내지 3.2mm 또는 0.7 내지 2.8mm일 수 있다. 바람직하게는, 판 두께가 가장 얇은 금속판의 두께가 0.7 내지 1.0mm 또는 0.7 내지 0.9mm이고, 그 이외의 금속판의 두께가 1.6 내지 2.3mm 또는 1.8 내지 2.2mm이다. 복수매의 금속판을 포함하는 판 세트의 두께(판 세트 전체의 두께)도, 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 1.0 내지 7.0mm, 2.0 내지 6.0mm 또는 2.4 내지 5.0mm로 할 수 있다.

본 개시의 스폿 용접 방법에 의하면, 제2 가압 부재의 유무에 관계없이, 판 두께비가 5 이상, 바람직하게는 6 이상, 보다 바람직하게는 7 이상의 판 세트를 스폿 용접할 수 있다. 판 두께비의 상한을 특별히 정할 필요는 없지만, 판 두께비의 상한은 예를 들어, 20, 15 또는 10으로 해도 된다. 본 개시의 스폿 용접 방법에 의하면, 박판측의 전극 팁의 가압력 F1을 작게, 후판측의 전극 팁의 가압력 F3을 크게 함으로써, 박판측의 전류 밀도를 높일 수 있어, 너깃 직경의 위치를 박판측으로 시프트할 수 있고, 상기 범위의 큰 후판비를 갖는 판 세트를 스폿 용접할 수 있다.

금속판은, 양면 또는 편면에 도금 등의 표면 처리 피막을 형성한 것이어도, 표면 처리 피막을 형성하지 않은 것이어도 된다. 금속판은, 적어도 일부에 판상부를 갖고, 당해 판상부가 서로 적층하도록 하는 부분을 갖는 것이면 되고, 전체가 판상이 아니어도 되고, 예를 들어 형강 등이어도 된다. 복수매의 금속판은, 각각의 금속판으로 구성되는 것에 한정되지 않고, 1매의 금속판을 관상 등의 소정의 형상으로 성형한 것을 중첩시킨 것이어도 된다.

도 12 또는 도 1에 예시한 바와 같이, 제1 전극 팁(2a)은, 가장 얇은 금속판(15a)이 배치된 측에 배치되도록, 제2 전극 팁(2b)은, 판 세트의 반대측에 배치되도록, 대향하여 배치된다. 즉, 제1 전극 팁 및 제2 전극 팁은, 판 두께비가 5 이상인 복수매의 금속판을 중첩시킨 판 세트를 사이에 끼울 수 있도록, 대향하여 배치된다.

도 12 또는 도 1에 예시한 바와 같이, 제1 전극 팁(2a) 및 제2 전극 팁(2b)을, 전극 팁의 축 방향으로 구동 및 임의의 위치에 정지시킬 수 있고, 제1 전극 팁(2a)의 선단부(2a2) 및 제2 전극 팁(2b)의 선단부(2b2)를 판 세트에 압박하여, 판 세트를 사이에 끼울 수 있다. 전극 팁은, 가압 부재에 대하여 상대적으로 이동될 수 있다.

제1 전극 팁 및 제2 전극 팁에는, 소정의 전류값 및 사이클 수로 전류를 흘릴 수 있다. 전극 팁에 의한 판 세트에 대한 통전은, 판 세트에 포함되는 금속판의 강도 및 두께에 따라서 바꿀 수 있고, 예를 들어 통전 시간 5 내지 50 사이클(전원 주파수 50Hz)로 4 내지 15kA의 전류를 흘릴 수 있다.

전극 팁은, 특별히 한정되는 것은 아니고, 공지된 것을 사용할 수 있지만, 바람직하게는 Cu, Cu-Cr 합금, 또는 알루미나 분산 Cu제이다. 전극 팁은, 바람직하게는 2 내지 16mm의 원기둥 형상을 갖는 동체부 및 선단 직경이 6 내지 8mm인 DR형(돔 반경형), CF형(원추·평면형), CR형(원추·반경형), DF형(돔·평면형) 또는 D형의 선단 형상을 갖는 선단부를 갖는다. 도 12의 예시에 있어서는, 제1 전극 팁(2a)은, 동체부(2a1) 및 선단부(2a2)를 갖고, 제2 전극 팁(2b)은, 동체부(2b1) 및 선단부(2b2)를 갖는다. 전극 팁은, 바람직하게는 가압 방향에 대하여 수직 방향의 단면이 원형의 형상을 갖는다.

도 12 또는 도 1에 예시한 바와 같이, 절연체인 제1 가압 부재(3a)를, 제1 전극 팁(2a)의 주위에 배치한다. 제1 가압 부재는, 전극 팁의 축 방향으로 구동 및 임의의 위치에 정지시킬 수 있고, 제1 가압 부재의 선단부를, 판 세트에 압박하여 가압력 F2를 가할 수 있다. 절연체인 제1 가압 부재의 재질은, 내열성을 갖고, 판 세트를 가압할 수 있는 소정의 기계적 특성을 겸비하는 것이라면, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 바람직하게는 수지, 보다 바람직하게는 엔지니어링 플라스틱, 더욱 바람직하게는 방향 수지족 폴리에테르케톤 수지(PEEK) 또는 폴리아미드 수지이다.

제1 가압 부재의 형상은, 바람직하게는, 제1 전극 팁을 중심으로 하여 점대칭인 원통 형상, 원통 형상의 일부가 누락되어 있지만 대부분이 제1 전극 팁을 중심으로 하여 점대칭인 원통 형상을 갖는 부분 원통 형상, 또는 제1 전극 팁을 중심으로 하여 점대칭 또는 선대칭인, 각의 수가 5 이상인 정다각형의 통 형상이고, 보다 바람직하게는, 상기 원통 형상 또는 상기 부분 원통 형상이고, 더욱 바람직하게는 상기 원통 형상이다. 제1 가압 부재는, 상기 형상을 가짐으로써, 제1 전극 팁의 주위에 배치 가능하고, 또한 제1 전극 팁을 중심으로 하여 점대칭 또는 선대칭으로 판 세트를 가압하여, 제1 전극 팁의 가압력을 균일하게 경감할 수 있다. 제1 가압 부위의 가압하는 영역이, 제1 전극 팁의 주위의 40％ 이상, 50％ 이상 또는 75％ 이상으로 되는 형상으로 해도 된다. 또한, 필요가 있으면, 이 영역을, 제1 전극 팁 주위의 전체 둘레 즉 100％로 되는 형상으로 해도 된다.

제1 가압 부재는, 바람직하게는 가압 방향에 있어서 내경이 일정하다. 이에 의해, 전극 팁과 가압 부재를 간섭시키지 않고 별개로 상대적으로 이동시킬 수 있다. 이렇게 이동시키기 위해서, 제1 가압 부재는 원통형의 형상으로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 제1 전극 팁의 금속판과의 맞닿음면의 외주로부터 제1 가압 부재의 내경까지 거리(간격)는, 5mm 초과 또는 6mm 초과이다.

제1 가압 부재의 내경은, 동작 가능한 범위에서, 제1 전극 팁의 직경에 가까운 것이 바람직하다. 제1 전극 팁(2a)의 동체부와 제1 가압 부재의 평균 간격은, 바람직하게는 0.5mm 이하, 보다 바람직하게는 0.3mm 이하, 더욱 바람직하게는 0.2mm 이하, 더욱 보다 바람직하게는 0.1mm 이하이다. 제1 전극 팁의 동체부와 제1 가압 부재의 평균 간격이란, 도 12에 나타내는 제1 전극 팁(2a)의 동체부(2a1)의 외경과 제1 가압 부재(3a)의 내경 사이의, 가압 방향에 대하여 수직 방향에 있어서의 평균 간격 D1이다. 제1 전극 팁의 동체부와 제1 가압 부재의 평균 간격이 상기 범위 내에 있음으로써, 적정 전류 범위를 보다 크게 할 수도 있다. 절연체인 제1 가압 부재는, 제1 전극 팁과 접촉하고 있어도 되고, 접촉하고 있지 않아도 된다.

제1 가압 부재(3a)의, 가압 방향에 대하여 수직 방향에 있어서의 두께(두께)는, 예를 들어 1 내지 7mm 또는 1 내지 5mm일 수 있다. 제1 가압 부재는, 외경의 상한이 30mm, 25mm 또는 20mm이고, 외경의 하한이 10mm 또는 15mm인 원통체여도 된다. 제1 가압 부재의 외경의 하한은, 제1 전극 팁의 외경이다.

제1 전극 팁으로부터 판 세트에 가해지는 가압력 F1이, 제2 전극 팁으로부터 판 세트에 가해지는 가압력 F3보다도 작아지도록, 제1 전극 팁 및 제1 가압 부재의 각 선단부, 그리고 제2 전극 팁의 선단부를, 판 세트에 압박하여 가압력을 가한다.

제1 전극 팁 및 제1 가압 부재로부터 판 세트에 가해지는 가압력 F1, F2의 합계와, 제2 전극 팁으로부터 판 세트에 가해지는 가압력 F3은 동등하므로, 제1 가압 부재로부터 판 세트에 가압력 F2가 가해지면, 제1 전극 팁으로부터 판 세트에 가해지는 가압력 F1을 그만큼 작게 할 수 있다. 이에 의해, 제1 전극 팁으로부터 판 세트에 가해지는 가압력 F1을, 제2 전극 팁으로부터 판 세트에 가해지는 가압력 F3보다도 작게 할 수 있다.

바람직하게는, 제1 전극 팁으로부터 판 세트에 가해지는 가압력 F1: 제2 전극 팁으로부터 판 세트에 가해지는 가압력 F3의 비율은(10 내지 95): 100이다. 즉, 제2 가압 부재의 유무에 관계없이, 가압력 F1은 가압력 F3의 10 내지 95％로 하는 것이 바람직하다. 가압력 F3에 대한 가압력 F1의 비율의 상한을 90％, 85％, 80％ 또는 70％로 해도 된다. 가압력 F3에 대한 가압력 F1의 비율의 하한을 20％, 30％ 또는 40％로 해도 된다. 보다 바람직하게는, 제1 전극 팁으로부터 판 세트에 가해지는 가압력 F1은, 제2 전극 팁으로부터 판 세트에 가해지는 가압력 F3보다 1.5 내지 2.5kN 작다. 이렇게 제1 전극 팁으로부터 판 세트에 가해지는 가압력 F1이 제2 전극 팁으로부터 판 세트에 가해지는 가압력 F3보다도 작은 쪽, 제1 가압 부재로부터 판 세트에 가압력 F2가 가해지고, 판 세트를 집어서 가압되는 가압력의 균형을 잡는다.

제1 가압 부재로부터 판 세트에 가해지는 가압력 F2는, 판 세트에 포함되는 금속판의 강도 및 두께에 따라서 바꿀 수 있고, 예를 들어 0.0 내지 6.0kN 또는 1.5 내지 4.5kN일 수 있다.

제2 전극 팁으로부터 판 세트에 가해지는 가압력 F3은, 판 세트에 포함되는 금속판의 강도 및 두께에 따라서 바꿀 수 있고, 예를 들어 0.0 내지 6.0kN 또는 1.5 내지 4.5kN일 수 있다.

본 개시의 스폿 용접 방법은, 바람직하게는 도전체인 제2 가압 부재를 상기 제2 전극 팁의 주위에 배치하는 것, 상기 제1 전극 팁으로부터 상기 판 세트에 가해지는 가압력 F1이, 상기 제2 전극 팁으로부터 상기 판 세트에 가해지는 가압력 F3보다도 작아지도록, 상기 제1 전극 팁 및 상기 제1 가압 부재의 각 선단부 그리고 상기 제2 전극 팁의 선단부를 상기 판 세트에 압박하여 가압력 F1, F2, F3을 가하고 또한 상기 제2 가압 부재의 선단부를 상기 판 세트에 접촉시키거나 또는 압박하여 가압력 F4를 가하는 것, 그리고 상기 제1 전극 팁 및 상기 제1 가압 부재의 각 선단부 그리고 상기 제2 전극 팁의 선단부를 상기 판 세트에 압박하여 가압력 F1, F2, F3을 가하고 또한 상기 제2 가압 부재의 선단부를 상기 판 세트에 접촉시키면서 또는 압박하여 가압력 F4를 가하면서, 상기 제1 전극 팁과 상기 제2 전극 팁 및 상기 제2 가압 부재 사이에 전류를 흘려서, 상기 판 세트의 용접을 행하는 것을 포함한다.

도 12 또는 도 1에 예시한 바와 같이, 박판(15a)측에 절연체의 가압 부재(3a) 및 후판(15c)측에 도전성의 가압 부재(3b)를 사용함으로써, 박판(15a)에 접하는 전극 팁(2a)의 가압력 F1을 작게, 후판(15c)에 접하는 전극 팁(2b)의 가압력 F3을 크게 하고, 또한 박판(15a)에 접하는 전극 팁(2a)으로부터 박판(15a)에 통전하는 통전 직경을 좁게 하고, 또한 후판(15c)에 통전하는 통전 직경을 넓게 할 수 있으므로, 박판(15a)측의 전류 밀도를 보다 크게 할 수 있다.

예를 들어, 박판(15a)측의 전극 팁(2a)의 가압력 F1을 2.5kN 및 그 주위의 절연체의 가압 부재(3a)의 가압력 F2를 1.5kN으로 하고, 후판(15c)측의 전극 팁(2b)의 가압력 F3을 3.9kN 및 그 주위의 가압 부재(3b)의 가압력 F4를 0.1kN으로 할 수 있다.

도 12에 예시한 바와 같이, 제2 가압 부재의 선단부를 압박하여 가압력 F4를 가하는 경우도, 제1 전극 팁으로부터 판 세트에 가해지는 가압력 F1이 제2 전극 팁으로부터 판 세트에 가해지는 가압력 F3보다도 작아지도록, 제1 전극 팁 및 제1 가압 부재의 각 선단부, 그리고 제2 전극 팁 및 제2 가압 부재의 각 선단부를, 판 세트에 압박하여 가압력을 가한다.

제2 가압 부재의 선단부를, 가압력을 실질적으로 제로로 하여 판 세트에 접촉시키거나, 또는 압박하여 가압력 F4를 가하면서, 제2 가압 부재로부터도 판 세트를 통전 가열할 수 있다. 제2 전극 팁에 가하여 제2 가압 부재로부터도 판 세트를 통전 가열함으로써, 판 두께비가 5 이상인 복수매의 금속판을 중첩시킨 판 세트를 스폿 용접하는 경우에도, 날림을 발생시키지 않고 원하는 너깃 직경을 보다 안정되게 형성할 수 있다. 후판측에 도전성의 가압 부재를 사용함으로써, 후판측의 전류 밀도를 낮출 수 있고, 너깃 직경의 위치를 박판측으로 시프트할 수 있고, 판 두께비가 5 이상, 바람직하게는 6 이상, 보다 바람직하게는 7 이상의 큰 후판비를 갖는 판 세트를 스폿 용접할 수 있다.

제2 가압 부재에 의한 판 세트에 대한 통전은, 판 세트에 포함되는 금속판의 강도 및 두께에 따라서 바꿀 수 있고, 예를 들어 통전 시간 5 내지 50 사이클(전원 주파수 50Hz)로 4 내지 15kA의 전류를 흘릴 수 있다.

도전체인 제2 가압 부재의 재질은, 내열성을 갖고, 판 세트에 접촉할 수 있거나 또는 판 세트를 가압할 수 있는 소정의 기계적 특성을 겸비하는 것이면, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 바람직하게는 Cu, Cu-Cr 합금 또는 알루미나 분산 Cu제이다. 제2 전극 팁과 제2 가압 부재란, 재질이 달라도 되지만, 동일한 재질인 것이 바람직하다.

제2 가압 부재는, 전극 팁의 축 방향으로 구동 및 임의의 위치에 정지시킬 수 있고, 제2 가압 부재의 선단부를, 판 세트에 압박하여 가압력 F4를 가할 수 있다.

제2 가압 부재의 형상은, 바람직하게는 제2 전극 팁을 중심으로 하여 점대칭인 원통 형상, 원통 형상의 일부가 누락되어 있지만 대부분이 제2 전극 팁을 중심으로 하여 점대칭인 원통 형상을 갖는 부분 원통 형상 또는 제2 전극 팁을 중심으로 하여 점대칭 또는 선대칭인, 각의 수가 5 이상인 정다각형의 통 형상이고, 보다 바람직하게는, 상기 원통 형상 또는 상기 부분 원통 형상이고, 더욱 바람직하게는 상기 원통 형상이다. 제2 가압 부재는, 상기 형상을 가짐으로써, 제2 전극 팁의 주위에 배치 가능하고, 또한 제2 전극 팁을 중심으로 하여 점대칭 또는 선대칭으로 판 세트에 접촉하거나 또는 판 세트를 가압하여, 후판(15c)에 통전하는 통전 직경을 제2 전극 팁을 중심으로 하여 보다 균일하게 넓게 하여, 후판측의 전류 밀도를 낮출 수 있다. 제2 가압 부위의 가압하는 영역이, 제2 전극 팁의 주위의 40％ 이상, 50％ 이상 또는 75％ 이상으로 되는 형상으로 해도 된다. 또한, 필요가 있으면, 이 영역을, 제2 전극 팁의 주위의 전체 둘레 즉 100％로 되는 형상으로 해도 된다.

제2 가압 부재는, 바람직하게는 가압 방향에 있어서 내경이 일정하다. 이에 의해, 전극 팁과 가압 부재를 간섭시키지 않고 별개로 상대적으로 이동시킬 수 있다. 이렇게 이동시키기 위해서, 제2 가압 부재는 원통형의 형상으로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 제2 전극 팁의 금속판과의 맞닿음면의 외주로부터 제2 가압 부재의 내경까지 거리(간격)는, 5mm 초과 또는 6mm 초과이다.

제2 가압 부재의 내경은, 동작 가능한 범위에서, 제2 전극 팁의 직경에 가까운 것이 바람직하다. 제2 전극 팁의 동체부와 제2 가압 부재의 평균 간격은, 바람직하게는 0.5mm 이하, 보다 바람직하게는 0.3mm 이하, 더욱 바람직하게는 0.2mm 이하, 더욱 보다 바람직하게는 0.1mm 이하이다. 제2 전극 팁의 동체부와 제2 가압 부재의 평균 간격은, 도 12에 나타내는 제2 전극 팁의 동체부(2b1)의 외경과 제1 가압 부재(3b)의 내경 사이의, 가압 방향에 대하여 수직 방향에 있어서의 평균 간격 D2이다. 제2 전극 팁의 동체부와 제2 가압 부재의 평균 간격이 상기 범위 내에 있음으로써, 적정 전류 범위를 보다 크게 할 수도 있다.

제2 가압 부재(3b)의, 가압 방향에 대하여 수직 방향에 있어서의 두께(살 두께)는, 예를 들어 1 내지 7mm 또는 1 내지 5mm일 수 있다. 제2 가압 부재는, 외경의 상한이 30mm, 25mm 또는 20mm이고, 외경의 하한이 10mm 또는 15mm인 원통체여도 된다. 제2 가압 부재의 외경의 하한은 제2 전극 팁의 외경이다.

제1 전극 팁의 동체부와 제1 가압 부재의 평균 간격과, 제2 전극 팁의 동체부와 제2 가압 부재의 평균 간격은, 각각 별개로 설정할 수 있다.

제2 가압 부재로부터 판 세트에 가해지는 가압력 F4는, 예를 들어 0.0 내지 6.0kN 또는 1.5 내지 4.5kN일 수 있다. 판 세트를 구성하는 금속판은, 프레스 가공 시에 발생하는 스프링백 등에 의해 휨 등 변형되는 경우가 있고, 그 경우, 중첩시킨 판 세트 사이에 틈(판 틈이라고도 함)이 존재하는 경우가 있다. 금속판이 변형되어 있으면, 중첩시킨 판 세트 사이에 간극이 존재하는 만큼, 판 세트를 구성하는 각 금속판의 합계 두께보다도, 판 세트의 두께가 커진다. 비교적 유연한 박판과 후판 사이보다도, 비교적 딱딱한 후판과 후판 사이에 간극이 존재하기 쉽다. 판 세트를 구성하는 각 금속판의 합계 두께보다도 판 세트의 두께가 큰 경우에는, 중첩시킨 판 세트 사이에 간극이 존재하게 되지만, 중첩시킨 판 세트 사이에 간극이 없는 경우 또는 간극이 있어도 작은 경우에는, 제2 가압 부재의 가압력 F4를 작게 해도, 제1 전극 팁의 가압력 F1, 제1 가압 부재의 가압력 F2 및 제2 전극 팁의 가압력 F3을 판 세트에 가함으로써, 용접 개소에 있어서 판 세트를 구성하는 각 금속판끼리를 접촉시킬 수 있다. 그 때문에, 중첩시킨 판 세트 사이에 간극이 없는 경우 또는 간극이 있어도 작은 경우에는, 날림의 발생 방지를 할 수 있는 범위에서, 제2 가압 부재의 가압력 F4를 작게 하여, 제2 전극 팁에 가압을 집중시켜서 제2 전극 팁과 후판의 접촉 면적을 크게 하는 것이 바람직하다.

판 세트 사이에 간극이 없는 경우 또는 간극이 있어도 작은 경우란, 용접 전에 제1 전극 팁과 제2 전극 팁을 모두 가압력을 실질적으로 제로로 하여 판 세트에 접촉시켰을 때에, (제1 전극 팁과 제2 전극 팁의 전극 간 거리)≤(판 세트를 구성하는 각 금속판의 합계 두께×1.1배)가 성립되는 상태를 가리킨다.

제1 전극 팁과 제2 전극 팁을 모두 가압력을 실질적으로 제로로 하여 판 세트에 접촉시켰을 때에 (제1 전극 팁과 제2 전극 팁의 전극 간 거리)≤(판 세트를 구성하는 각 금속판의 합계 두께×1.1배)가 성립되는 경우, 제2 가압 부재의 가압력 F4를, 바람직하게는 0.43kN 이하, 보다 바람직하게는 0.10kN 이하, 더욱 바람직하게는 0.00kN으로 내린다. 또는, 제2 가압 부재의 가압력 F4를, 제2 전극 팁의 가압력 F3과 제2 가압 부재의 가압력 F4의 합계의 40％ 이하, 30％ 이하, 20％ 이하 또는 10％ 이하로 해도 된다.

한편으로, 중첩시킨 판 세트 사이에 큰 간극이 있는 경우에는, 제2 가압 부재로부터 판 세트에 가해지는 가압력 F4를, 0.43kN 초과로 하는 것이 바람직하다. 판 세트의 사이에 큰 간극이 있는 경우, 용접 전에 제1 전극 팁과 제2 전극 팁을 가압력을 실질적으로 제로로 하여 판 세트에 접촉시켰을 때의 제1 전극 팁과 제2 전극 팁의 전극 간 거리가, 판 세트를 구성하는 각 금속판의 합계 두께의 1.1배 초과이고, 바람직하게는 1.5배 이하, 보다 바람직하게는 1.4배 이하, 더욱 바람직하게는 1.3배 이하, 더욱 보다 바람직하게는 1.2배 이하의 범위 내에 있다.

도전체인 제2 가압 부재는, 제2 전극 팁과 접촉하고 있어도 되고, 접촉하고 있지 않아도 된다. 제2 전극 팁 및 제2 가압 부재는, 제1 전극 팁이 접속되어 있는 전원에 접속하고, 전류를 분류하여 전극 팁의 전류를 저감시킬 수 있다. 전류는, 제2 전극 팁 및 제2 가압 부재의 재질 및 단면적에 따라서 분류한다.

바람직하게는, 제1 가압 부재 및 제2 가압 부재의 각 선단부를 판 세트에 압박하여 가압력 F2, F4를 가하고, 이어서 제1 전극 팁 및 제2 전극 팁의 각 선단부를 판 세트에 압박하여 가압력 F1, F3을 가한다. 이에 의해, 스폿 용접의 택트 타임을 저감할 수 있다.

본 개시의 방법에 사용할 수 있는 스폿 용접 장치의 구성 일례에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다.

도 1에, 복수매의 금속판을 포함하는 판 세트에 스폿 용접을 행할 때의, 스폿 용접 장치의 구성 일례를 나타내는 단면 모식도를 나타낸다.

도 1에 기재된 용접장치는, 선단부가 판 세트(16)에 압박되는 제1 전극 팁(2a) 및 제2 전극 팁(2b)(이하, 한 쌍의 전극 팁이라고도 함), 제1 전극 팁(2a)의 주위에 배치되고, 선단부가 판 세트(16)에 압박되는 절연체인 제1 가압 부재(3a), 한 쌍의 전극 팁에 접속된 전원(17), 한 쌍의 전극 팁에 접속된 제1 구동 기구(18), 제1 가압 부재(3a)에 접속된 제2 구동 기구(19), 그리고 제1 구동 기구(18) 및 제2 구동 기구(19)에 접속된 가압력 제어부(20)를 구비한다.

전원(17)은, 전극 팁에, 소정의 전류값 및 사이클 수로 전류를 흘릴 수 있다. 전극 팁에 의한 판 세트에 대한 통전은, 판 세트에 포함되는 금속판의 강도 및 두께에 따라서 바꿀 수 있고, 예를 들어 통전 시간 5 내지 50 사이클(전원 주파수 50Hz)로 4 내지 15kA의 전류를 흘릴 수 있다.

제1 구동 기구(18)는, 한 쌍의 전극 팁을 전극 팁의 축 방향으로 구동 및 임의의 위치에 정지시키고, 또한 한 쌍의 전극 팁을 판 세트(16)에 압박하는 가압력을 부여할 수 있다. 제2 구동 기구(19)는, 제1 가압 부재(3a)를 전극 팁의 축 방향으로 구동 및 임의의 위치에 정지시키고, 또한 제1 가압 부재(3a)를 판 세트(16)에 압박하는 가압력을 부여할 수 있다.

제1 구동 기구 및 제2 구동 기구는 독립적으로, 바람직하게는 공기압 실린더, 유압 실린더, 스프링, 볼 나사, 전동 실린더, 액추에이터, 기어 구동 또는 랙 피니언이고, 보다 바람직하게는 공기압 실린더, 유압 실린더 또는 전동 실린더이다. 실제의 시공 환경 등에 따라, 상기 구동 기구로부터 선택하면 된다.

공기압 실린더는, 공기가 누설되어도 다른 것을 더럽히는 일이 없어, 메인터넌스가 용이하다. 유압 실린더는, 열에 강하고, 큰 파워를 얻을 수 있다. 전동 실린더는, 배관이 불필요하고, 고정밀도의 제어가 가능하다.

가압력 제어부(20)는, 제1 구동 기구(18)에 의해 부여되는 가압력 및 제2 구동 기구(19)에 의해 부여되는 가압력을, 독립적으로 제어한다. 가압력 제어부(20)는, 제1 전극 팁(2a) 및 제1 가압 부재(3a)로부터 가해지는 가압력과, 제2 전극 팁(2a)으로부터 가해지는 가압력이 동일해지도록, 각각의 가압력을 제어한다.

한 쌍의 전극 팁에 접속된 제1 구동 기구(18)는, 한 쌍으로 별개로 구성되어도 되고, 일체로 구성되어도 된다.

한 쌍의 전극 팁 및 제1 가압 부재(3a)로, 양측으로부터 복수매의 금속판을 포함하는 판 세트(16)를 집는다. 도 1에서는, 3장의 금속판(15a, 15b, 15c)의 판 세트(16)를 집는 양태를 예시하고 있다. 금속판(15a)은, 3장의 금속판 중 판 두께가 가장 얇고, 3장의 금속판(15a, 15b, 15c)의 판 세트의 판 두께비는 5 이상이다.

도 2에 기재된 용접 장치는, 선단부가 판 세트(16)에 압박되는 제1 전극 팁(2a) 및 제2 전극 팁(2b)(이하, 한 쌍의 전극 팁이라고도 함), 제1 전극 팁(2a)의 주위에 배치되고, 선단부가 판 세트(16)에 압박되는 절연체인 제1 가압 부재(3a), 제2 전극 팁(2b)의 주위에 배치되고, 선단부가 판 세트(16)에 압박되는 도전체인 제2 가압 부재(3b), 한 쌍의 전극 팁에 접속된 전원(17), 한 쌍의 전극 팁에 접속된 제1 구동 기구(18), 제1 가압 부재(3a) 및 제2 가압 부재(3b)에 접속된 제2 구동 기구(19), 그리고 제1 구동 기구(18) 및 제2 구동 기구(19)에 접속된 가압력 제어부(20)를 구비한다.

제1 구동 기구(18)는, 한 쌍의 전극 팁을 전극 팁의 축 방향으로 구동 및 임의의 위치에 정지시키고, 또한 한 쌍의 전극 팁을 판 세트(16)에 압박하는 가압력을 부여할 수 있다. 제2 구동 기구(19)는, 제1 가압 부재(3a) 및 제2 가압 부재(3b)를 전극 팁의 축 방향으로 구동 및 임의의 위치에 정지시키고, 또한 제1 가압 부재(3a) 및 제2 가압 부재(3b)를 판 세트(16)에 압박하는 가압력을 부여할 수 있다.

가압력 제어부(20)는, 제1 구동 기구(18)에 의해 부여되는 가압력 및 제2 구동 기구(19)에 의해 부여되는 가압력을, 독립적으로 제어한다. 가압력 제어부(20)는, 제1 전극 팁(1a) 및 제1 가압 부재(3a)로부터 가해지는 가압력과, 제2 전극 팁(2a) 및 제2 가압 부재(3b)로부터 가해지는 가압력이 동일해지도록, 각각의 가압력을 제어한다.

한 쌍의 전극 팁에 접속된 제1 구동 기구(18)는, 한 쌍으로 별개로 구성되어도 되고, 일체로 구성되어도 된다.

한 쌍의 전극 팁 그리고 제1 가압 부재(3a) 및 제2 가압 부재(3b)로, 도 1과 마찬가지로, 양측으로부터 복수매의 금속판을 포함하는 판 세트(16)를 집는다.

스폿 용접을 행할 때, 한 쌍의 전극 팁의 선단부를 판 세트(16)에 압박한다. 그 때, 전극 팁의 선단부와 가압 부재의 선단부를, 동시에 또는 다른 타이밍에 판 세트(16)에 압박해도 된다. 도 2를 예로서 설명하면 한 쌍의 전극 팁 선단부 그리고 제1 가압 부재(3a) 및 제2 가압 부재(3b)(이하, 한 쌍의 가압 부재라고도 함)의 선단부를 동시에 판 세트(16)에 압박해도 되고, 한 쌍의 가압 부재의 선단부를 판 세트(16)에 압박하고, 이어서 한 쌍의 전극 팁의 선단부를 판 세트(16)에 압박해도 되고, 또는 한 쌍의 전극 팁 선단부를 판 세트(16)에 압박하고, 이어서 한 쌍의 가압 부재의 선단부를 판 세트(16)에 압박해도 된다.

바람직하게는, 도 3에 도시한 바와 같이, 스폿 용접을 행하기 전에 있어서는, 한 쌍의 가압 부재의 선단부를 판 세트(16)에 압박하고, 한 쌍의 전극 팁 선단부를, 판 세트(16)로부터 이격된 위치에 배치한다. 도 3은, 한 쌍의 가압 부재의 선단부를 판 세트(16)에 압박하고, 한 쌍의 전극 팁 선단부를, 판 세트(16)로부터 이격된 위치에 배치했을 때의 양태를 나타내는 단면 모식도이다. 한 쌍의 가압 부재의 선단부를 판 세트(16)에 압박하고, 한 쌍의 전극 팁 선단부를, 판 세트(16)로부터 이격된 위치에 배치할 때, 한 쌍의 전극 팁 선단부를, 예를 들어 0 내지 5mm 또는 1 내지 3mm, 판 세트로부터 이격된 위치에 배치해도 된다.

도 3에 도시한 바와 같이, 한 쌍의 가압 부재의 선단부를 판 세트(16)에 압박하고, 한 쌍의 전극 팁 선단부를, 판 세트(16)로부터 이격된 위치에 배치하고 나서, 이어서 한 쌍의 전극 팁을 한 쌍의 가압 부재에 대하여 상대적으로 이동시키고, 도 4에 도시한 바와 같이, 한 쌍의 전극 팁을 금속판(15)에 접촉시킬 수 있다. 도 4는, 한 쌍의 전극 팁 선단부 및 한 쌍의 가압 부재의 선단부를 판 세트(16)에 압박했을 때의 양태를 나타내는 단면 모식도이다.

도 3에 있어서, 한 쌍의 전극 팁을 판 세트(16)에 접촉시키기 전에 한 쌍의 가압 부재로 판 세트(16)를 원하는 가압력으로 가압해 둘 수 있으므로, 도 4에 있어서, 한 쌍의 전극 팁을 판 세트(16)에 접촉시킴과 동시에 전류를 흘릴 수 있어, 스폿 용접의 택트 타임을 단축할 수 있다. 도 3 및 도 4에 있어서도, 스폿 용접 장치는, 전원(17) 및 가압력 제어부(20)를 구비하지만, 도시하지 않았다.

도 4에 실선 화살표로 나타낸 바와 같이, 제1 전극 팁(2a)과 제2 전극 팁(2b) 및 제2 가압 부재(3b) 사이에서 통전하여, 금속판(15a)/금속판(15b)/금속판(15c)의 중첩면에 용융 금속을 형성할 수 있다.

도 4에 도시한 바와 같이, 제1 전극 팁 및 제2 전극 팁을 판 세트(16)에 압박하고, 또한 제1 가압 부재를 판 세트(16)에 압박하고, 제2 가압 부재를 판 세트(16)에 접촉시키거나 압박한 상태에서, 제1 전극 팁(2a)과 제2 전극 팁(2b) 및 제2 가압 부재(3b) 사이에서 통전하여, 금속판(15a)/금속판(15b)/금속판(15c)의 중첩면에 용융 금속을 형성할 수 있다. 제1 전극 팁으로부터 판 세트에 가해지는 가압력이, 제2 전극 팁으로부터 판 세트에 가해지는 가압력보다도 작아지도록, 제1 가압 부재(3a)로부터 가압력을 가하고, 또한, 제1 전극 팁(2a)과 제2 전극 팁(2b) 및 제2 가압 부재(3b) 사이에서 통전하기 때문에, 금속판(15a)/금속판(15b)의 계면에 있어서의 전류 밀도를 크게 할 수 있고, 판 두께비가 5 이상인 판 세트를 스폿 용접하는 경우에도, 날림의 발생을 억제하면서, 원하는 너깃 직경을 형성하는 적정 전류 범위를 넓게 확보하는 것이 가능하게 된다. 제1 전극 팁으로부터 판 세트에 가해지는 가압력이 제2 전극 팁으로부터 판 세트에 가해지는 가압력보다도 작아지는 범위 또한 날림을 발생시키지 않는 범위에서, 제2 가압 부재의 가압력은, 판 세트에 포함되는 금속판의 강도나 두께에 따라, 크게 해도 되고, 제로로 해도 된다.

통전 종료 후에, 한 쌍의 전극 팁을 냉각하는 것에 의한 히트싱크나, 판 세트(16)의 용접부 주위로의 열전도에 의해, 용융 금속을 급속하게 냉각하여 응고시켜, 금속판(15a)/금속판(15b)/금속판(15c) 사이에, 단면이 타원 형상의 너깃을 형성할 수 있다. 너깃 형성 후, 전극 팁 및 가압 부재를 금속판으로부터 이격시켜, 용접 장치를 용접 대기 시의 상태로 되돌릴 수 있다.

도 5에, 제1 전극 팁과 제2 전극 팁 사이에서 통전했을 때의, 전류의 흐름을 나타내는 단면 모식도, 도 6에, 제1 전극 팁과 제2 전극 팁 및 제2 가압 부재 사이에서 통전했을 때의, 전류의 흐름을 나타내는 단면 모식도를 나타낸다.

도 5에서는, 화살표로 나타낸 바와 같이 제1 전극 팁과 제2 전극 팁 사이에서만 전류가 흐르지만, 도 6에서는, 화살표로 나타낸 바와 같이 도전체의 제2 가압 부재를 판 세트(16)에 접촉시키고 있기 때문에, 제1 전극 팁과 제2 전극 팁 및 제2 가압 부재 사이에서 통전할 수 있다. 그 때문에, 박판(15a)/후판(15b)의 계면에, 보다 안정되게 너깃을 형성할 수 있다.

너깃 직경의 확인 방법은, 도 7에 나타내는 바와 같이 하였다. 도 7은, 스폿 용접을 행한 판 세트의 스폿 용접부 중심을 절단하고, 메우기 연마한 후에, 메탈플로우 에칭을 실시한 단면의 확대 사진이다. 너깃은 도 7의 용융 응고한 부분이고, 박판과 후판 계면의 너깃 직경은 파선 화살표로, 후판과 후판 계면의 너깃 직경은 실선 화살표로 각각 나타낸다.

도 8에, 제2 구동 기구로서 공기압 실린더를 사용한 경우의 본 개시 스폿 용접 방법에 사용할 수 있는 용접 장치의 일례의 단면 모식도를 나타낸다. 제1 구동 기구는 바람직하게는 공기압 실린더이지만, 유압 실린더, 전동 실린더 등이어도 된다. 도 8에서는, 제1 구동 기구는 생략하지만, 제1 구동 기구가 공기압 실린더인 경우, 도 8에 예시하는 제2 구동 기구의 공기압 실린더와 마찬가지의 구성을 가져도 된다.

제1 전극 팁(2a)은 막대 형상의 섕크(1)에 설치되어 있다. 섕크(1)는, 스폿 용접 건에 장착된 홀더(도시하지 않음)에 조립되어 있다. 제1 가압 부재(3a)는, 제1 전극 팁(2a)의 주위에 배치되어 있다. 전원 및 가압력 제어부는 도시하고 있지 않다.

가압 부재를 제외하고 용접 장치는 한 쌍의 전극 팁을 구비하고, 중첩시킨 복수매의 금속판을 사이에 두고 대향 배치시켜서 사용하는 것이지만, 대향 배치되는 두 용접 장치의 기본 구성은 동일하기 때문에, 이하, 한쪽 용접 장치에 대하여 설명한다. 제2 가압 부재를 사용하지 않는 경우 및 사용하는 경우도 실질적으로 동일하다.

섕크(1) 및 제1 전극 팁(2a)은, 공기압 실린더(4)에 대하여 상대적으로 이동 할 수 있다. 섕크(1)는, Cu -1질량％ Cr제의 나사 어댑터(12)와, 너트(13)에 의해, 공기압 실린더(4)에 고정되어 있다.

제2 구동 기구인 공기압 실린더(4)는, 섕크(1)가 삽입되는 대략 원통형의 실린더 하우징(5)과, 실린더 하우징(5)을 막는 원 형상의 로드 커버(6)와, 실린더 하우징(5) 내를 섕크(1)의 축선 방향으로 이동하는 피스톤 로드(7)를 갖는다. 피스톤 로드(7)는, 원통형이고 섕크(1)가 삽입되는 로드부(7a)와, 해당 로트부(7a)의 외주에 형성된 링부(7b)를 갖고, SUS304 등으로 형성되어 있다.

실린더 하우징(5)은, 피스톤 로드(7)의 링부(7b)에 대하여, 피스톤 로드(7)에 가압 부재(3)가 설치된 측(이하, 「내측」이라고 함)과, 로드 커버(6)측(이하, 「외측」이라고 함)에, 피스톤 로드(7)를 이동시키기 위한 공기를 공급·배출하는 포트(8, 9a)를 갖는다. 실린더 하우징(5)은, SUS304 등으로 형성되어 있다.

로드 커버(6)는, 피스톤 로드(7)의 이동 범위를 제한하는 하측 커버(6a)와, 피스톤 로드(7)의 로드부(7a)의 외측의 공기를 공급·배출하는 포트(9b)를 갖는 상측 커버(6b)를 갖고, SUS304 등으로 형성되어 있다. 하측 커버(6a)와 상측 커버(6b)는, 캡너트(10)에 의해 고정되어 있다.

실린더 하우징(5), 피스톤 로드(7), 하측 커버(6a)에는, 각각, O링(11a, 11b, 11c)이 마련되어 있고, 피스톤 로드(7)의 링부(7b)에 대하여 내측과 외측 사이의 압축 공기 이동을 억제하고, 포트(8)와, 포트(9a, 9b)를 통해, 압축 공기를 공급·배출함으로써, 피스톤 로드(7) 및 그 선단에 접속된 가압 부재(3)를 이동 및 정지시킬 수 있다.

스폿 용접 시의 전류의 흐름에 대해서, 도 7을 사용하여 설명한다. 전극 팁(2)에는, 스폿 용접할 때에 섕크(1)를 통해 실선 화살표로 나타낸 바와 같이 전류가 흐른다. 이에 의해, 금속판의 용접 개소가 가열되어, 너깃이 형성된다.

전류의 방향(화살표의 방향)은 특별히 한정되는 것은 아니고, 역방향이어도 된다.

도 9에, 도 8의 용접 장치의 제1 가압 부재(3a)를 외측으로 이동시켰을 때의 단면 모식도를 나타낸다.

제1 가압 부재(3a)는, 포트(8)와, 포트(9a, 9b)를 통해, 압축 공기를 공급·배출함으로써, 피스톤 로드(7)를 통해 이동한다. 도 9에 도시하는 바와 같이, 피스톤 로드(7)는, 내측 커버(6a)에 의해 제한되는 위치까지, 압축 공기에 의해 이동시켜져, 정지하고 있다.

섕크의 재질은 전극 팁을 보유 지지하고, 전극 팁으로부터 판 세트에 가압력을 가할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 Cu-Cr 합금제 등으로, 그 내부에 냉각용 파이프를 구비할 수 있다. 홀더는, 섕크(1)를 조립할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 Cu-Cr 합금제 등으로, 그 내부에 냉각용 파이프를 구비할 수 있다.

실시예

(실시예 1)

0.75mm 두께이고 270MPa인 합금화 용융 아연 도금 강판(박판), 1.6mm 두께이고 590MPa인 합금화 용융 아연 도금 강판(후판) 및 2.3mm 두께이고 590MPa인 합금화 용융 아연 도금 강판(후판)을 중첩하여, 판 세트를 구성하는 각 금속판의 합계 두께가 4.65mm이고, 판 두께비가 6.2인 판 세트를 준비하였다. 강판의 종횡 치수는 30mm×100mm였다.

제1 전극 팁 및 제2 전극 팁으로서 DR형 선단 40R, 선단 직경 6mm의 Cu-1％ Cr 합금으로 된 직경 13.0mm의 전극 팁을 준비하였다. 제1 전극 팁의 주위에 배치하기 위한 제1 가압 부재로서, 내경 13.2mm, 외경 16.0mm의 원통 형상의 절연체(MC 나일론(등록 상표)(엔지니어링 플라스틱))을 준비하였다.

제1 전극 팁 및 제2 전극 팁을, 제1 전극 팁이 박판측에 배치되도록, 제2 전극 팁이 판 세트의 반대측(후판측)에 배치되도록, 판 세트를 사이에 두고 대향하여 배치하였다.

제1 전극 팁의 주위에 제1 가압 부재를 배치하였다. 제1 전극 팁의 동체부와 제1 가압 부재의 평균 간격은 0.10mm였다. 스프링을 사용하여, 박판측에서는, 제1 가압 부재의 가압력 F2를 0.86kN, 제1 전극 팁의 가압력 F1을 3.06kN으로 하고, 후판측에서는, 제2 전극 팁만으로 하고, 제2 전극 팁의 가압력 F3을 3.92kN으로 하였다. 상기 가압력을 가하면서, 전류값을 변경하면서 단 통전 31cyc(0.62초간 통전)로 스폿 용접을 행하였다. 용접 전에 제1 전극 팁과 제2 전극 팁을 가압력을 제로로 하여 판 세트에 접촉시켰을 때의 제1 전극 팁과 제2 전극 팁의 전극 간 거리는, 판 세트를 구성하는 각 금속판의 합계 두께×1.1배 이하였다. 얻어진 적정 전류 범위는 3.0kA였다. 상기 전극 간 거리는, 용접 전에 제1 전극 팁과 제2 전극 팁을 가압력을 실질적으로 제로로 하여 판 세트에 접촉시켰을 때의 제1 전극 팁의 선단과 제2 전극 팁의 선단 사이의 거리를 측정함으로써 얻었다.

(실시예 2)

보다 가혹한 조건을 평가하기 위해서, 후판/후판 사이에 판 틈이 존재하는 경우를 모의한 조건에서도 실험을 행하였다. 구체적으로는, 도 13에 도시하는 바와 같이, 후판/후판 사이의 대향하는 양단부에 스페이서를 배치함으로써, 후판/후판 사이에 판 틈이 있는 상태를 모의적으로 형성하였다. 스페이서의 두께는 2mm이고, 판 틈의 치수는, 40mm 스팬, 높이 2mm였다. 이하, 스페이서를 배치한 경우를 「스페이서 있음」이라고 하고, 스페이서를 배치하지 않은 경우를 「스페이서 없음」이라고 한다. 또한, 도 13에서는, 제1 가압 부재 및 제2 가압 부재의 도시는, 생략되어 있다. 제2 전극 팁의 주위에 배치하기 위한 제2 가압 부재로서, 내경 17.0mm, 외경 20.0mm의 원통 형상의 Cu-1％ Cr 합금을 준비하였다.

상기와 같이 스페이서 있음으로 하고, 또한, 제2 전극 팁의 주위에 제2 가압 부재를 배치하여 제2 전극 팁의 동체부와 제2 가압 부재의 평균 간격은 2.00mm로 하고, 스프링을 사용하여, 박판측에서는, 제1 가압 부재의 가압력 F2를 1.37kN, 제1 전극 팁의 가압력 F1을 2.55kN으로 하고, 후판측에서는, 제2 가압 부재의 가압력 F4를 0.43kN, 제2 전극 팁의 가압력 F3을 3.49kN으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 스폿 용접을 행하였다. 용접 전에 제1 전극 팁과 제2 전극 팁을 가압력을 제로로 하여 판 세트에 접촉시켰을 때의 제1 전극 팁과 제2 전극 팁의 전극 간 거리는, 판 세트를 구성하는 각 금속판의 합계 두께×1.1배 초과였다. 전류값을 변경하면서 스폿 용접을 행한 바, 1.5kA의 적정 전류 범위가 얻어졌다. 이하의 실시예 및 비교예에 있어서, 스페이서 없음의 경우에는, 용접 전에 제1 전극 팁과 제2 전극 팁을 가압력을 제로로 하여 판 세트에 접촉시켰을 때에(제1 전극 팁과 제2 전극 팁의 전극 간 거리)≤(판 세트를 구성하는 각 금속판의 합계 두께×1.1배)의 관계를 만족시키고 있었지만, 스페이서 있음의 경우에는, 상기 관계를 만족시키지 못하였다.

도 10에, 실시예 2에서 스폿 용접을 행한 판 세트의 단면 사진을 나타낸다. 전류값이 9.0 내지 10.5kA인 경우, 박판/후판의 계면의 너깃 직경은 5.26 내지 6.92mm였다. 기준 너깃 직경은, 4√t=4×√0.75=3.2mm이고, 기준 너깃 직경 이상의 너깃 직경이 얻어졌고, 날림은 발생하지 않았다. 전류값이 11.0 내지 11.5kA인 경우, 박판/후판의 계면 너깃 직경은, 7.29 내지 5.97mm이고, 기준 너깃 직경 이상의 너깃 직경은 얻어졌지만, 날림이 발생하였다. 따라서, 9.0 내지 10.5kA의 1.5kA의 적정 전류 범위가 얻어졌다.

(실시예 3)

스페이서 있음으로 하고, 박판측에서는, 제1 가압 부재의 가압력 F2를 1.37kN, 제1 전극 팁의 가압력 F1을 2.55kN(합계 3.92kN)으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 스폿 용접을 행하였다. 전류값을 변경하면서 스폿 용접을 행한 바, 1.2kA의 적정 전류 범위가 얻어졌다.

(비교예 1)

박판측 및 후판측의 각각에, 가압 부재를 사용하지 않고, 제1 전극 팁 및 제2 전극 팁만을 사용하여, 가압력 F1, F3을 각각 3.92kN으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 조건에서 스폿 용접을 행하였다. 전류값을 변경하면서 스폿 용접을 행한 바, 0.5kA의 적정 전류 범위가 얻어졌다.

(비교예 2)

스페이서 있음으로 한 것 이외에는, 비교예 1과 동일한 조건에서 스폿 용접을 행하였다. 전류값을 변경하면서 스폿 용접을 행한 바, 적정 전류 범위는 0.0kA였다.

표 1에, 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 2의 스페이서 유무, 가압력 F1, F2, F3, 및 F4, 전극과 가압 부재의 평균 간격, 그리고 얻어진 적정 전류 범위를 나타낸다.

(실시예 4 내지 9)

표 2에 나타내는 내경 및 외경을 갖는 원통 형상의 제1 가압 부재를 사용하여, 제1 전극 팁과 제1 가압 부재의 간격을, 0.10mm, 0.25mm, 0.40mm, 0.60mm, 0.90mm 및 1.50mm로 한 것, 그리고 실시예 2와 마찬가지로 스페이서를 배치한 것 이외에는, 실시예 1과 동일 조건에서 스폿 용접을 행하였다. 각 예에서 얻어진 적정 전류 범위를 표 2에 나타내었다.

(실시예 10 내지 14)

표 3에 나타내는 내경 및 외경을 갖는 원통 형상의 제2 가압 부재를 사용하여, 제2 전극 팁과 제2 가압 부재의 간격을, 0.10mm, 0.25mm, 0.40mm, 0.60mm 및 0.90mm로 한 것 이외에는, 실시예 2와 동일 조건에서 스폿 용접을 행하였다. 각 예에서 얻어진 적정 전류 범위를 표 3에 나타내었다.

(비교예 3 내지 4)

제1 가압 부재 대신에, 표 4에 나타내는 내경 및 외경을 갖는 원통 형상이고 재질이 Cu-1％ Cr 합금인 제3 가압 부재를 사용하여, 제1 전극 팁과 제3 가압 부재의 간격을, 0.25mm 및 0.90mm로 한 것 이외에는, 실시예 4와 동일 조건에서 스폿 용접을 행하였다. 각 예에서 얻어진 적정 전류 범위를 표 2에 나타내었다.

(비교예 5 내지 6)

제2 가압 부재 대신에, 표 5에 나타내는 내경 및 외경을 갖는 원통 형상으로 재질이 절연체(MC 나일론(등록 상표)(엔지니어링 플라스틱))인 제4 가압 부재를 사용하여, 제2 전극 팁과 제4 가압 부재의 간격을, 0.25mm 및 0.90mm로 한 것 이외에는, 실시예 2와 동일 조건에서 스폿 용접을 행하였다. 각 예에서 얻어진 적정 전류 범위를 표 2에 나타내었다.

(비교예 7 내지 8)

제1 가압 부재 대신에, 제1 가압 부재와 동일 치수를 갖는 원통 형상으로 재질이 Cu-1％ Cr 합금인 제3 가압 부재를 사용하고, 또한 표 6에 나타내는 내경 및 외경을 갖는 원통 형상의 제2 가압 부재를 사용하여, 제2 전극 팁과 제2 가압 부재의 간격을, 0.25mm 및 0.90mm로 한 것 이외에는, 실시예 2와 동일 조건에서, 스폿 용접을 행하였다. 각 예에서 얻어진 적정 전류 범위를 표 2에 나타내었다.

(비교예 9 내지 10)

제1 가압 부재 대신에, 제1 가압 부재와 동일 치수를 갖는 원통 형상으로 재질이 Cu-1％ Cr 합금인 제3 가압 부재를 사용하고, 또한 제2 가압 부재 대신에, 표 7에 나타내는 내경 및 외경을 갖는 원통 형상으로 재질이 절연체(MC 나일론(등록 상표)(엔지니어링 플라스틱))인 제4 가압 부재를 사용하여, 제2 전극 팁과 제4 가압 부재의 간격을, 0.25mm 및 0.90mm로 한 것 이외에는, 실시예 2와 동일 조건에서 스폿 용접을 행하였다. 각 예에서 얻어진 적정 전류 범위를 표 7에 나타내었다.

도 14에, 실시예 4 내지 9 및 비교예 3 내지 4에 있어서의 전극 및 가압 부재의 평균 간격과 적정 전류 범위의 관계를 나타내는 그래프를 나타낸다. 도 15에, 실시예 2 및 10 내지 14 그리고 비교예 5 내지 10에 있어서의 전극 및 가압 부재의 평균 간격과 적정 전류 범위의 관계를 나타내는 그래프를 나타낸다.

1: 섕크
2a: 제1 전극 팁
2a1: 제1 전극 팁의 동체부
2a2: 제1 전극 팁의 선단부
2b: 제2 전극 팁
2b1: 제2 전극 팁의 동체부
2b2: 제2 전극 팁의 선단부
3a: 제1 가압 부재
3b: 제2 가압 부재
4: 공기압 실린더
5: 실린더 하우징
6: 로드 커버
6a: 하측 커버
6b: 상측 커버
7: 피스톤 로드
7a: 로드부
7b: 링부
8: 포트
9a, 9b: 포트
10: 캡 너트
11a, 11b, 11c: O링
12: 나사 어댑터
13: 너트
14: 절연 슬리브
15a: 가장 두께가 얇은 금속판(박판)
15b, 15c: 두께가 두꺼운 금속판(후판)
16: 판 세트
17: 전원
18: 제1 구동 기구
19: 제2 구동 기구
20: 가압력 제어부
21: 용융 금속
23: 스페이서
30: 강판 부재
31: 플랜지
32: 플랜지
33: 스폿 용접부
D1: 제1 전극 팁의 동체부와 제1 가압 부재 사이의 평균 간격
D2: 제2 전극 팁의 동체부와 제2 가압 부재 사이의 평균 간격
F1: 제1 전극 팁으로부터 판 세트에 가해지는 가압력
F2: 제1 가압 부재로부터 판 세트에 가해지는 가압력
F3: 제2 전극 팁으로부터 판 세트에 가해지는 가압력
F4: 제2 가압 부재로부터 판 세트에 가해지는 가압력

Claims (5)

1. 판 두께비가 5 이상인 복수매의 금속판을 중첩시킨 판 세트에 저항 스폿 용접을 행하는 스폿 용접 방법이며,
   판 두께가 가장 얇은 금속판을 최표면에 배치한 판 두께비가 5 이상인 판 세트를 준비하는 것,
   제1 전극 팁 및 제2 전극 팁을, 상기 제1 전극 팁이 상기 가장 얇은 금속판이 배치된 측에 배치되도록, 상기 제2 전극 팁이 상기 판 세트의 반대측에 배치되도록, 상기 판 세트를 사이에 두고 대향하여 배치하는 것,
   절연체인 제1 가압 부재를 제1 전극 팁의 주위에 배치하는 것,
   상기 제1 전극 팁으로부터 상기 판 세트에 가해지는 가압력이, 상기 제2 전극 팁으로부터 상기 판 세트에 가해지는 가압력보다도 작아지도록, 상기 제1 전극 팁 및 상기 제1 가압 부재의 각 선단부, 그리고 상기 제2 전극 팁의 선단부를, 상기 판 세트에 압박하여 가압력을 가하는 것, 그리고
   상기 제1 전극 팁 및 상기 제1 가압 부재의 각 선단부, 그리고 상기 제2 전극 팁의 선단부를 상기 판 세트에 압박하여 가압력을 가하면서, 상기 제1 전극 팁과 상기 제2 전극 팁 사이에 전류를 흘려서, 상기 판 세트의 용접을 행하는 것
   을 포함하는, 스폿 용접 방법.
2. 제1항에 있어서, 도전체인 제2 가압 부재를 상기 제2 전극 팁의 주위에 배치하는 것,
   상기 제1 전극 팁으로부터 상기 판 세트에 가해지는 가압력이, 상기 제2 전극 팁으로부터 상기 판 세트에 가해지는 가압력보다도 작아지도록, 상기 제1 전극 팁 및 상기 제1 가압 부재의 각 선단부 그리고 상기 제2 전극 팁의 선단부를 상기 판 세트에 압박하여 가압력을 가하고 또한 상기 제2 가압 부재의 선단부를 상기 판 세트에 접촉시키거나 또는 압박하여 가압력을 가하는 것, 그리고
   상기 제1 전극 팁 및 상기 제1 가압 부재의 각 선단부 그리고 상기 제2 전극 팁의 선단부를 상기 판 세트에 압박하여 가압력을 가하고 또한 상기 제2 가압 부재의 선단부를 상기 판 세트에 접촉시키면서 또는 압박하여 가압력을 가하면서, 상기 제1 전극 팁과 상기 제2 전극 팁 및 상기 제2 가압 부재 사이에 전류를 흘려서, 상기 판 세트의 용접을 행하는 것
   을 포함하는, 스폿 용접 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 전극 팁의 동체부와 상기 제1 가압 부재의 평균 간격은 0.5mm 이하인, 스폿 용접 방법.
4. 제2항에 있어서, 상기 제2 전극 팁의 동체부와 상기 제2 가압 부재의 평균 간격은 0.5mm 이하인, 스폿 용접 방법.
5. 제2항 또는 제4항에 있어서, 상기 제1 전극 팁과 상기 제2 전극 팁을 가압력을 제로로 하여 상기 판 세트에 접촉시켰을 때에
   (상기 제1 전극 팁과 상기 제2 전극 팁의 전극 간 거리)≤(상기 판 세트를 구성하는 각 금속판의 합계 두께×1.1배)
   가 성립되는 경우에, 상기 제2 가압 부재의 가압력을 0.43kN 이하로 낮추는, 스폿 용접 방법.
   

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