KR20200118857A - 저항 스폿 용접 방법 및 용접 부재의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 용접과, 본 용접에 앞서는 테스트 용접을 실행하는 동시에, 테스트 용접을 2가지 이상의 용접 조건에서 실행하는 것으로 하고, 테스트 용접에서는 용접 조건마다, 통전 개시 전에 있어서의 피용접재의 가압을 개시하고 나서 설정 가압력에 도달할 때까지의 가압력 파라미터와, 순시 발열량의 시간 변화 곡선 및 누적 발열량을 기억시키고, 또한, 상기 본 용접에서는 통전 개시 전에 상기 테스트 용접과 동일한 조건으로 피용접재의 가압을 실행하고, 이 때의 가압력 파라미터와, 상기 테스트 용접에 있어서 기억시킨 파라미터를 용접 조건마다 비교하는 것에 의해, 본 용접의 순시 발열량의 시간 변화 곡선 및 누적 발열량의 목표값을 설정하고, 이 목표값에 따라, 통전량을 제어하는 적응 제어 용접을 실행한다.

Description

저항 스폿 용접 방법 및 용접 부재의 제조 방법

본 발명은 저항 스폿 용접 방법에 관한 것으로서, 특히 분류나 판 간극 등의 외란의 영향이 큰 경우에도, 흩어짐을 발생시키는 일 없이 안정하게 너깃 직경을 확보하는 것을 가능하게 하는 것이다.

일반적으로, 중첩된 강판끼리의 접합에는 겹침 저항 용접법의 일종인 저항 스폿 용접법이 이용되고 있다.

이 용접법은 중첩한 2개 이상의 강판을 사이에 두고 그 상하로부터 한 쌍의 전극으로 가압하면서, 상하 전극간에 고전류의 용접 전류를 단시간 통전하여 접합하는 방법으로서, 고전류의 용접 전류를 흘림으로써 발생하는 저항 발열을 이용하여, 점 형상의 용접부가 얻어진다. 이 점 형상의 용접부는 너깃이라고 불리며, 중첩된 강판에 전류를 흘렸을 때에 강판의 접촉 개소에서 양 강판이 용융되고, 응고한 부분이다. 이 너깃에 의해, 강판끼리가 점 형상으로 접합된다.

양호한 용접부 품질을 얻기 위해서는 너깃 직경이 적정한 범위에서 형성되는 것이 중요하다. 너깃 직경은 용접 전류, 통전 시간, 전극 형상 및 가압력 등의 용접 조건에 의해서 정해진다. 따라서, 적절한 너깃 직경을 형성하기 위해서는 피용접재의 재질, 판 두께 및 겹침 매수 등의 피용접재 조건에 따라, 상기의 용접 조건을 적정하게 설정할 필요가 있다.

예를 들면, 자동차의 제조시에는 1대당 수천 점이나 되는 스폿 용접이 실시되고 있으며, 또 차례차례 흘러 오는 피처리재(워크)를 용접할 필요가 있다. 이 때, 각 용접 개소에 있어서의 피용접재의 재질, 판 두께 및 겹침 매수 등의 피용접재의 상태가 동일하면, 용접 전류, 통전 시간 및 가압력 등의 용접 조건도 동일한 조건에서 동일한 너깃 직경을 얻을 수 있다. 그러나, 연속된 용접에서는 전극의 피용접재 접촉면이 점차 마모되어 접촉 면적이 초기 상태보다 점차 넓어진다. 이와 같이 접촉 면적이 넓어진 상태에서, 초기 상태와 동일한 값의 용접 전류를 흘리면, 피용접재 중의 전류 밀도가 저하하고, 용접부의 온도 상승이 낮아지기 때문에, 너깃 직경은 작아진다. 이 때문에, 수백∼수천점의 용접마다 전극의 연마 또는 교환을 실행하고, 전극의 선단 직경이 너무 확대되지 않도록 하고 있다.

그 밖에, 미리 정한 횟수의 용접을 실행하면 용접 전류값을 증가시켜, 전극의 마모에 수반하는 전류 밀도의 저하를 보상하는 기능(스테퍼 기능)을 구비한 저항 용접 장치가 종래부터 사용되고 있다. 이 스테퍼 기능을 사용하기 위해서는 상술한 용접 전류 변화 패턴을 미리 적정하게 설정해 둘 필요가 있다. 그러나, 이 때문에, 수많은 용접 조건 및 피용접재 조건에 대응한 용접 전류 변화 패턴을 시험 등에 의해서 도출시키기 위해서는 많은 시간과 코스트가 필요하게 된다. 또, 실제의 시공에 있어서는 전극 마모의 진행 상태에는 편차가 있기 때문에, 미리 정한 용접 전류 변화 패턴이 항상 적정하다고는 할 수 없다.

또한, 용접시에 외란이 존재하는 경우, 예를 들면 용접하는 점의 부근에 이미 용접한 점(기용접점)이 있는 경우나, 피용접재의 표면 요철이 크게 용접하는 점의 부근에 피용접재의 접촉점이 존재하는 경우에는 용접시에 기용접점이나 접촉점에 전류가 분류한다. 이러한 상태에서는 소정의 조건에서 용접해도, 전극 바로 아래의 용접하고자 하는 위치에 있어서의 전류 밀도는 저하하기 때문에, 역시 필요한 직경의 너깃은 얻어지지 않게 된다. 이 발열량 부족을 보상하고, 필요한 직경의 너깃을 얻기 위해서는 미리 높은 용접 전류를 설정하는 것이 필요하게 된다.

또, 표면 요철이나 부재의 형상 등에 따라 용접하는 점의 주위가 강하게 구속되어 있는 경우나, 용접점 주위의 강판 사이에 이물이 끼여 있는 경우에는 강판 사이의 판 간극이 커짐으로써 강판끼리의 접촉 직경이 좁아지고, 흩어짐이 발생하기 쉬워지는 경우도 있다.

상기의 문제를 해결하는 것으로서, 이하에 설명하는 바와 같은 기술이 제안되어 있다.

예를 들면, 특허문헌 1에는 고장력 강판에의 통전 전류를 점변적으로 상승시키는 것에 의해 너깃 생성을 실행하는 제 1 스텝과, 상기 제 1 스텝 후에 전류 하강시키는 제 2 스텝과, 상기 제 2 스텝 후에 전류 상승시켜 본 용접하는 동시에, 점변적으로 통전 전류를 하강시키는 제 3 스텝을 구비한 공정에 의해 스폿 용접을 실행함으로써, 통전 초기의 익숙한 불량에 기인하는 흩어짐을 억제하고자 하는 고장력 강판의 스폿 용접 방법이 기재되어 있다.

특허문헌 2에는 통전 시간의 초기에 스퍼터의 발생을 억제할 수 있을 정도의 전류값으로 소정 시간 유지하여 피용접물의 표면을 연화시키고, 그 후에 전류값을 소정 시간 높게 유지하여 스퍼터의 발생을 억제하면서 너깃을 성장시키는 스폿 용접의 통전 제어 방법이 기재되어 있다.

특허문헌 3에는 추산한 용접부의 온도 분포와 목표 너깃을 비교하여 용접기의 출력을 제어하는 것에 의해서, 설정한 너깃 직경을 얻고자 하는 저항 용접기의 제어 장치가 기재되어 있다.

특허문헌 4에는 용접 전류와 칩간 전압을 검출하고, 열전도 계산에 의해 용접부의 시뮬레이션을 실행하고, 용접 중에 있어서의 용접부의 너깃의 형성 상태를 추정하는 것에 의해서, 양호한 용접을 실행하고자 하는 저항 용접기의 용접 조건 제어 방법이 기재되어 있다.

특허문헌 5에는 피용접물의 판 두께와 통전 시간으로부터, 그 피용접물을 양호하게 용접할 수 있는 단위 체적당 누적 발열량을 계산하고, 계산된 단위 체적·단위 시간당 발열량을 발생시키는 용접 전류 또는 전압으로 조정하는 처리를 실행하는 용접 시스템을 이용하는 것에 의해, 피용접물의 종류나 전극의 마모 상태에 관게없이 양호한 용접을 실행하고자 하는 저항 용접 시스템이 기재되어 있다.

특허문헌 1: 일본국 특허공개공보 제2003-236674호 특허문헌 2: 일본국 특허공개공보 제2006-43731호 특허문헌 3: 일본국 특허공개공보 평성9-216071호 특허문헌 4: 일본국 특허공개공보 평성10-94883호 특허문헌 5: 일본국 특허공개공보 평성11-33743호 특허문헌 6: 국제공개 2014/136507호

그러나, 특허문헌 1 및 2에 기재된 기술에서는 외란의 유무 및 대소에 따라 적정하게 되는 용접 조건은 변화한다고 생각되기 때문에, 상정 이상의 판 간극이나 분류가 생겼을 때에는 흩어짐을 발생시키는 일 없이 원하는 너깃 직경을 확보할 수 없다는 문제가 있었다.

또, 특허문헌 3 및 4에 기재된 기술에서는 열전도 모델(열전도 시뮬레이션) 등에 의거하여 너깃의 온도를 추정하기 때문에, 복잡한 계산 처리가 필요하며, 용접 제어 장치의 구성이 복잡하게 될 뿐만 아니라, 용접 제어 장치 자체가 고가로 된다는 문제가 있었다.

또한, 특허문헌 5에 기재된 기술에서는 누적 발열량을 목표값으로 제어하는 것에 의해서, 전극이 일정량 마모되어 있었다고 해도 양호한 용접을 실행할 수 있는 것으로 생각된다. 그러나, 설정한 피용접재 조건과 실제의 피용접재 조건이 크게 다른 경우, 예를 들면 근방에 전술한 기용접점 등의 외란이 존재하는 경우나, 발열량의 시간 변화 패턴이 단시간에 크게 변화하는 경우, 예를 들면 평량이 많은 용융 아연 도금 강판의 용접의 경우 등에는 적응 제어를 추종할 수 없어, 최종적인 누적 발열량을 목표값에 맞출 수 있어도, 발열의 형태, 즉 용접부의 온도 분포의 시간 변화가 목표로 하는 양호한 용접부가 얻어지는 열량 패턴에서 벗어나, 필요로 하는 너깃 직경이 얻어지지 않거나, 흩어짐이 발생한다.

예를 들면, 분류의 영향이 큰 경우에 누적 발열량을 맞추고자 하면, 강판간이 아닌 전극-강판간 근방에서의 발열이 현저하게 되고, 강판 표면으로부터의 흩어짐이 발생하기 쉬워진다는 문제가 있다.

또한, 특허문헌 3∼5의 기술은 모두, 전극 선단이 마모된 경우의 변화에 대해서는 어느 정도는 유효하지만, 기용접점과의 거리가 짧은 경우 등, 분류의 영향이 큰 경우에 대해서는 아무런 검토가 이루어져 있지 않고, 실제로 적응 제어가 작용하지 않는 경우가 있었다.

그래서, 발명자들은 먼저, 상기의 문제를 해결하는 것으로서, 「복수개의 금속판을 중첩한 피용접재를, 한 쌍의 전극에 의해서 사이에 배치하고, 가압하면서 통전하여 접합하는 저항 스폿 용접 방법에 있어서, 통전 패턴을 2단 이상의 다단 스텝으로 분할하여, 용접을 실시하는 것으로 하고, 우선, 본 용접에 앞서, 각 스텝마다 정전류 제어에 의해 통전하여 적정한 너깃을 형성하는 경우의 전극간의 전기 특성으로부터 산출되는 단위 체적당 순시 발열량의 시간 변화 및 단위 체적당 누적 발열량을 목표값으로 해서 기억시키는 테스트 용접을 실행하고, 다음에, 본 용접으로서, 해당 테스트 용접에서 얻어진 단위 체적당 순시 발열량의 시간 변화 곡선을 기준으로 해서 용접을 개시하고, 어느 하나의 스텝에 있어서, 순시 발열량의 시간 변화량이 기준인 시간 변화 곡선에서 어긋난 경우에, 그 차를 해당 스텝의 나머지의 통전 시간내에 보상하도록, 본 용접의 누적 발열량이 테스트 용접에서 미리 구한 누적 발열량과 일치하도록 통전량을 제어하는 적응 제어 용접을 실행하는 것을 특징으로 하는 저항 스폿 용접 방법.」을 개발하고, 특허문헌 6에 있어서 개시하였다.

특허문헌 6의 기술에 의해, 전극 선단이 마모되거나, 외란이 존재하는 바와 같은 경우에도 양호한 직경의 너깃을 얻을 수 있게 되었다.

그러나, 외란의 영향이 특히 큰 경우, 예를 들면 큰 너깃 직경을 확보할 필요가 있는 경우나, 기용접점이 직근에 존재하거나, 기용접점이 용접점의 주위에 다수 존재하는 경우, 강판 사이의 판 간극이 큰 경우 등에는 때로는 전극 근방에서의 발열이 과대하게 되어 흩어짐이 발생하는 경우가 있으며, 또한 만족스러운 너깃 직경이 얻어지지 않는 경우가 있었다.

본 발명은 상기한 특허문헌 6의 개량 발명에 관한 것으로서, 상기와 같이 외란의 영향이 특히 큰 경우에도, 흩어짐의 발생이나 통전 시간의 증가 없이, 적절한 직경의 너깃을 얻을 수 있는 저항 스폿 용접 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또, 본 발명은 상기의 저항 스폿 용접 방법에 의해, 중첩된 복수개의 금속판을 접합하는 용접 부재의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

그런데, 발명자들은 상기의 목적을 달성하기 위해, 예의 검토를 거듭하였다.

전술한 바와 같이, 외란의 영향이 크거나 혹은 또한 전극 선단이 마모되어 있는 경우에는 특허문헌 6의 기술에 따라, 테스트 용접에서 얻어진 누적 발열량을 목표값으로 설정하여 소위 적응 제어 용접을 실행했다고 해도, 발열의 형태, 즉 용접부의 온도 분포의 시간 변화(이하, 열량 패턴이라고도 함)가 목표로 하는 조건(즉, 테스트 용접에 의해, 양호한 용접부가 얻어졌을 때의 용접부의 온도 분포의 시간 변화)과 다른 경우가 있고, 이것에 의해서, 필요로 하는 너깃 직경이 얻어지지 않거나, 흩어짐이 발생한다.

이 점에 대해, 발명자들이 더욱 상세하게 검토한 결과, 이하와 같은 지견을 얻었다.

즉, 저항 스폿 용접 개시전 및 용접 초기에 있어서는 용접하는 점의 강판간의 저항이 높고, 통전 직경이 확보되어 있지 않은 상태이다. 따라서, 외란이 존재하는 경우, 예를 들면 분류의 영향이 큰 경우에, 테스트 용접에서 얻어진 순시 발열량의 시간 변화 곡선 및 누적 발열량을 목표값으로 설정하여 적응 제어 용접을 실행하면, 용접 초기의 강판간의 통전 직경이 확보되어 있지 않은 상태에서 용접 전류가 크게 증가한다. 이 때문에, 강판-강판간이 아닌 전극-강판간 근방에서의 발열이 현저하게 되어, 테스트 용접과 발열 형태가 크게 다르게 되어 버린다.

또, 특히 강판간의 판 간극이 큰 경우에는 전극의 형상을 따르도록, 강판이 크게 휘기 때문에, 판 간극이 없는 경우에 비해 전극-강판간의 접촉 면적이 커진다. 이것에 의해, 전극 근방에 있어서의 전류 밀도가 저하하고, 또 전극에의 열 방출도 촉진되기 때문에, 판 두께 방향으로의 너깃 성장이 방해되고, 박막의 너깃이 형성되기 쉬워진다.

또한, 용융부의 체적이 감소함으로써 용접부의 고유 저항이 저하하고, 전극간 전압이 내린다는 현상이 생기는 경우가 있다. 전극간 전압이 저하하면, 순시 발열량의 시간 변화 곡선 및 누적 발열량을 목표값으로 해서 적응 제어 용접을 실행하는 경우, 용접 제어 장치는 발열량이 저하했다고 인식하게 되기 때문에, 실제로는 적정한 너깃 직경이 얻어졌다고 해도, 용접 전류를 급격히 증가시켜, 흩어짐의 발생을 초래한다.

이상의 점에 입각하여, 발명자들이 더욱 검토를 거듭한 결과,

·테스트 용접을 몇 개의 용접 조건에서 실행하여, 각각 단위 체적당 순시 발열량의 시간 변화 곡선 및 단위 체적당 누적 발열량(이하, 단지 시간 변화 곡선 등이라고도 함)을 기억시키고,

·본 용접에서는 외란의 상태 등을 고려하여, 기억시킨 시간 변화 곡선 등 중에서 최적의 것을 목표값으로 설정하여 적응 제어 용접을 실행하면, 외란의 영향이 크거나, 혹은 또한 전극 선단이 마모되어 있는 경우에도, 흩어짐의 발생없이 적절한 직경의 너깃이 얻어지는 것은 아닌지

라고 생각하기에 이르렀다.

그리고, 발명자들이 또한 검토를 거듭한 결과,

·외란의 영향을 고려하여, 복수의 시간 변화 곡선 등으로부터 최적의 것을 선택하기 위해서는 피용접재의 가압을 개시하고 나서 통전 개시 시점의 설정 가압력에 도달할 때까지의 가압력에 관련된 파라미터(이하, 가압력 파라미터라고도 함), 구체적으로는 가압을 개시하고 나서 설정 가압력에 도달할 때까지의 시간이나 가압력의 변화율(증가 속도)을 선택 기준으로서 이용하는 것이 유효하고,

·이것에 의해, 외란의 영향이 큰 경우에도, 적응 제어 용접시에 있어서의 용접부의 열량 패턴을, 테스트 용접에 있어서의 열량 패턴에 따르게 하는 것이 가능하게 되고, 통전 시간의 증가나 흩어짐의 발생 없이, 적절한 직경의 너깃을 얻을 수 있다.

·또, 자동차의 제조 등의 실제의 작업에 있어서는 차례차례 흘러 오는 피처리재를 연속적으로 용접하지만, 시공 조건이나 피처리재의 치수 오차 등에 따라, 통상, 용접 위치나 피처리재마다 외란의 상태는 변동한다.

·이 점에서, 상기의 용접 방법에 의하면, 가압력 파라미터를 선택 기준으로서 이용하는 것에 의해, 외란의 상태를 가미하여 시간 변화 곡선 등을 설정하므로, 외란의 상태의 변동에 유효하게 대응하여 원하는 너깃 직경을 안정적으로 확보하는 것이 가능하게 되고, 그 결과, 실제의 작업에서의 작업 효율이나 제조효율의 향상이라는 점에서도 극히 유리하게 된다는 지견을 얻었다.

본 발명은 상기의 지견에 의거하여, 더욱 검토를 가하여 완성된 것이다.

즉, 본 발명의 요지 구성은 다음과 같다.

１．복수개의 금속판을 중첩한 피용접재를, 한 쌍의 전극에 의해서 사이에 배치하고, 가압하면서 통전하여 접합하는 저항 스폿 용접 방법으로서, 본 용접과, 해당 본 용접에 앞서는 테스트 용접을 실행하는 동시에, 해당 테스트 용접을 2가지 이상의 용접 조건에서 실행하는 것으로 하고, 상기 테스트 용접에서는 상기 용접 조건마다, 통전 개시 전에 있어서의 피용접재의 가압을 개시하고 나서 설정 가압력에 도달할 때까지의 가압력 파라미터와, 정전류 제어에 의해 통전하여 적정한 너깃을 형성하는 경우의 전극간의 전기 특성으로부터 산출되는 단위 체적당 순시 발열량의 시간 변화 곡선 및 단위 체적당 누적 발열량을 기억시키고, 또한, 상기 본 용접에서는, 통전 개시 전에 상기 테스트 용접과 동일한 조건으로 피용접재의 가압을 실행하고, 해당 가압을 개시하고 나서 설정 가압력에 도달할 때까지의 가압력 파라미터와, 상기 테스트 용접에 있어서 기억시킨 가압력 파라미터를 상기 테스트 용접의 용접 조건마다 비교하고, 그 차가 가장 작은 용접 조건에 있어서 기억시킨 상기 테스트 용접에 있어서의 단위 체적당 순시 발열량의 시간 변화 곡선 및 단위 체적당 누적 발열량을 본 용접에 있어서의 목표값으로 설정하고, 해당 목표값에 따라, 통전량을 제어하는 적응 제어 용접을 실행하는 저항 스폿 용접 방법.

２．상기 적응 제어 용접에 있어서, 상기 목표값으로서 설정한 단위 체적당 순시 발열량의 시간 변화 곡선 및 누적 발열량을 기준으로 해서 용접을 실행하고, 단위 체적당 순시 발열량의 시간 변화량이 기준인 시간 변화 곡선에서 어긋난 경우에는 그 어긋남량을 나머지의 통전 시간내에 보상하도록, 상기 본 용접의 본 통전에서의 단위 체적당 누적 발열량이 상기 목표값으로서 설정한 단위 체적당 누적 발열량과 일치하도록 통전량을 제어하는 상기 1에 기재된 저항 스폿 용접 방법.

３．상기 테스트 용접에 있어서, 적어도 하나의 용접 조건에서는 외란을 모의하여 용접을 실행하고, 다른 용접 조건에서는 외란이 없는 상태에서 용접을 실행하는 상기 1 또는 2에 기재된 저항 스폿 용접 방법.

４．상기 테스트 용접을 3가지 이상의 용접 조건에서 실행하는 상기 1 내지 3 중의 어느 하나에 기재된 저항 스폿 용접 방법.

５．상기 테스트 용접 중, 적어도 하나의 용접 조건에서는 통전 패턴을 2단 이상의 다단 스텝으로 분할하고, 상기 본 용접에 있어서, 상기 다단 스텝으로 분할한 용접 조건에 의거하여 상기 적응 제어 용접의 목표값을 설정하는 경우에는 상기 본 용접의 적응 제어 용접을, 상기 테스트 용접에 있어서 다단 스텝으로 분할한 용접 조건과 마찬가지로, 다단 스텝으로 분할하여 실행하는 상기 1 내지 4 중의 어느 하나에 기재된 저항 스폿 용접 방법.

６．상기 1 내지 5 중의 어느 하나에 기재된 저항 스폿 용접 방법에 의해, 중첩된 복수개의 금속판을 접합하는 용접 부재의 제조 방법.

본 발명에 따르면, 큰 너깃 직경을 필요로 하거나, 기용접점이 직근에 존재하거나, 기용접점이 용접점의 주위에 다수 존재하거나, 금속판간의 판 간극이 크다는 바와 같은 외란의 영향이 특히 큰 경우에도, 흩어짐의 발생이나 통전 시간의 증가 없이, 양호한 너깃을 얻을 수 있다.

또, 본 발명에 따르면, 자동차의 제조 등의 실제의 작업에 있어서 차례차례 흘러오는 피처리재를 연속적으로 용접하는(용접 위치나 피처리재마다 외란의 상태가 변동하는) 경우에도, 외란의 상태의 변동에 유효하게 대응하여 원하는 너깃 직경을 안정적으로 확보하는 것이 가능하게 되고, 그 결과, 작업 효율이나 제조 효율의 향상이라는 점에서도 극히 유리하게 된다.

도 1은 2개 겹침의 판 결합에 대해 외란이 없는 상태에서 용접을 실행하는 경우의 일예를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 3개 겹침의 판 결합에 대해 외란이 없는 상태에서 용접을 실행하는 경우의 일예를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 판 간극이 있는 2개 겹침의 판 결합에 대해 용접을 실행하는 경우의 일예를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 판 간극이 있는 3개 겹침의 판 결합에 대해 용접을 실행하는 경우의 일예를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 기용접점이 있는 2개 겹침의 판 결합에 대해 용접을 실행하는 경우의 일예를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 기용접점이 있는 3개 겹침의 판 결합에 대해 용접을 실행하는 경우의 일예를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 테스트 용접에 있어서의 1단 스텝의 통전 패턴의 일예를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 8은 테스트 용접에 있어서의 2단 스텝의 통전 패턴의 일예를 모식적으로 나타내는 도면이다.

본 발명을, 이하의 실시형태에 의거하여 설명한다.

본 발명의 1실시형태는 복수개의 금속판을 중첩한 피용접재를, 한 쌍의 전극에 의해서 사이에 두고, 가압하면서 통전하여 접합하는 저항 스폿 용접 방법으로서, 본 용접과, 해당 본 용접에 앞서는 테스트 용접을 실행하는 동시에, 해당 테스트 용접을 2가지 이상의 용접 조건에서 실행하는 것으로 하고, 상기 테스트 용접에서는 상기 용접 조건마다, 통전 개시 전에 있어서의 피용접재의 가압을 개시하고 나서 설정 가압력에 도달할 때까지의 가압력 파라미터와, 정전류 제어에 의해 통전하여 적정한 너깃을 형성하는 경우의 전극간의 전기 특성으로부터 산출되는 단위 체적당 순시 발열량의 시간 변화 곡선 및 단위 체적당 누적 발열량을 기억시키고, 또한, 상기 본 용접에서는 통전 개시 전에 상기 테스트 용접과 동일한 조건에서 피용접재의 가압을 실행하고, 해당 가압을 개시하고 나서 설정 가압력에 도달할 때까지의 가압력 파라미터와, 상기 테스트 용접에 있어서 기억시킨 가압력 파라미터를 상기 테스트 용접의 용접 조건마다 비교하고, 그 차가 가장 작은 용접 조건에 있어서 기억시킨 상기 테스트 용접에 있어서의 단위 체적당 순시 발열량의 시간 변화 곡선 및 단위 체적당 누적 발열량을, 본 용접에 있어서의 목표값으로 설정하고, 해당 목표값에 따라, 통전량을 제어하는 적응 제어 용접을 실행한다는 것이다.

또한, 본 발명의 1실시형태에 관한 저항 스폿 용접 방법에서 사용 가능한 용접 장치로서는 상하 한 쌍의 전극을 구비하고, 용접 중에 가압력 및 용접 전류를 각각 임의로 제어 가능하면 좋고, 가압 기구(에어 실린더나 서보 모터 등), 형식(정치식, 로봇 건 등), 전극 형상은 특히 한정되지 않는다. 또, 전극간의 전기 특성은 전극간 저항 또는 전극간 전압을 의미한다.

이하, 본 발명의 1실시형태에 관한 저항 스폿 용접 방법의 테스트 용접과 본 용접에 대해, 설명한다.

·테스트 용접

테스트 용접에서는 우선, 설정 가압력까지 피용접재를 가압하고, 설정 가압력에 도달 후, 정전류 제어에 의한 통전을 실행한다. 이러한 테스트 용접을 2가지 이상, 바람직하게는 3가지 이상의 용접 조건(외란의 상태)에서 실행한다. 또한, 상한에 대해서는 특히 한정하는 것은 아니지만, 효율성을 고려하면, 10가지로 하는 것이 바람직하다. 그리고, 테스트 용접에서는 용접 조건마다 통전 개시 전에 있어서 피용접재의 가압을 개시하고 나서 설정 가압력에 도달할 때까지의 가압력 파라미터를 기억시킨다.

여기서, 가압력 파라미터는 예를 들면, 도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같은 가압을 개시하고 나서 설정 가압력(통전 개시 시점의 설정(전극) 가압력): F에 도달할 때까지의 시간:T_F나, 가압을 개시하고 나서 설정 가압력에 도달할 때까지의 가압력의 변화율(증가 속도):△F(= F/T_F)이다.

또, 가압력 파라미터는 서보 모터의 토크나 회전 속도, 전극이나 건의 왜곡, 전극의 변위 등(이하, 서보 모터의 토크 등이라고도 함)을 토대로 설정해도 좋다. 예를 들면, 통전 개시 시점의 설정 가압력을 서보 모터의 토크 등을 토대로 설정하여, 가압을 개시하고 나서 서보 모터의 토크 등이 설정값에 도달할 때까지의 시간이나, 가압을 개시하고 나서 설정값에 도달할 때까지의 서보 모터의 토크의 변화율이나 회전 속도, 더 나아가서는 전극의 변위 속도를 가압력 파라미터로 해도 좋다.

예를 들면, 서보 모터의 토크는 전극이 피용접재인 금속판에 접촉하면, 토크가 급격히 증가하기 시작하고, 그 후, 강판에 충분한 가압력이 부여된 시점에서, 토크는 안정된 값에 도달하여 포화한다. 따라서, 토크의 증가 개시에서 포화까지의 시간을, 가압을 개시하고 나서 설정 가압력에 도달할 때까지의 시간으로 하면 좋다.

또, 서보 모터의 회전 속도는 전극이 피용접재인 금속판에 접촉하면, 회전 속도는 불안정하게 되고, 그 후, 서서히 감소해 간다. 그리고, 설정 가압력에 도달하면 전극은 움직이지 않게 되기 때문에, 회전 속도는 0으로 된다. 따라서, 회전 속도가 불안정하게 되고 감소를 개시하고 나서 0에 도달할 때까지의 시간을, 가압을 개시하고 나서 설정 가압력에 도달할 때까지의 시간으로 하면 좋다.

또한, 토크의 증가 개시 시점을 가압 개시 시점, 회전 속도가 0으로 된 시점을 설정 가압력에의 도달 시점으로 판단하는 등 해도 좋다.

또, 가압력 파라미터로서,

·가압을 개시하고 나서(가압 개시 시점에서) 통전 개시 시점까지의 시간,

·가압을 개시하고 나서 설정 가압력에 도달할 때까지의 용접 건의 왜곡량, 및

·가압을 개시하고 나서 설정 가압력에 도달할 때까지의 전극 변위량

을 사용해도 좋다.

예를 들면, 가압을 개시하고 나서 통전 개시 시점까지의 시간은 [가압을 개시하고 나서 설정 가압력에 도달할 때까지의 시간]+[설정 가압력에의 도달 시점에서 통전 개시 시점까지의 시간]으로 나타낼 수 있으므로, [설정 가압력에의 도달 시점에서 통전 개시 시점까지의 시간]을 고려하면서, 본 용접시의 해당 파라미터와, 테스트 용접에 있어서 기억시킨 해당 파라미터를 비교함으로써, 외란의 영향을 고려하고, 복수의 순시 발열량의 시간 변화 곡선 등으로부터 목표값으로서 최적인 것을 선택할 수 있다.

다음에, 정전류 제어에 의해 통전하여 적정한 너깃을 형성하는 경우의 전극간의 전기 특성으로부터 산출되는, 단위 체적당 순시 발열량의 시간 변화 곡선 및 단위 체적당 누적 발열량을 기억시킨다.

또한, 순시 발열량의 단위는 사용하는 저항 스폿 용접 장치의 설정(예를 들면, J/cyc나 J/ms)에 따르면 좋으며, 특히 한정되는 것은 아니다.

여기서, 복수 기억시키는 테스트 용접의 용접 조건의 조합으로서는 본 용접에서 상정되는 외란이 있는 상태를 모의하여 용접을 실행하는 적어도 하나의 용접 조건과, 외란이 없는 상태에서 용접을 실행하는 용접 조건을 조합하는 것이 바람직하다.

또한, 본 용접에서 상정되는 외란으로서는 상술한 바와 같은 분류나 판 간극 등의 외란, 구체적으로는 용접 위치(전극 중심 위치)에서 40㎜ 이내에 있는 기용접점이나, 피용접재로 되는 강판끼리의 맞댐면에 있어서의 0.2㎜이상의 간극 등을 들 수 있다.

예를 들면, 피용접재로 되는 금속판끼리의 맞댐면에 있어서 0.2㎜이상의 간극이 있고, 그 간극이 용접 위치마다 변동하는 것이 상정되는 경우, 테스트 용접의 하나의 용접 조건에서는 피용접재로 되는 금속판끼리의 맞댐면에 있어서 0.2∼3.0㎜(바람직하게는 0.5∼3.0㎜)의 간극이 있는 상태에서 용접을 실행하고, 별도의 용접 조건에서는 외란이 없는 상태에서 용접을 실행하는 것이 바람직하다. 또한, 상정되는 피용접재로 되는 금속판끼리의 맞댐면의 간극의 상한은 현실적으로 3.0㎜ 정도이다.

또, 금속판끼리의 맞댐면의 간극은 전극에 의해 가압되기 전의 용접 위치에서의 금속판끼리의 맞댐면의 간극(맞댐면간의 거리)이다.

또, 특히 본 용접에 있어서 외란의 변동이 큰 것이 예측되는 경우에는 테스트 용접을 3가지 이상의 용접 조건에서 실행하고, 용접 조건마다 모의하는 외란의 상태를 다르게 하는 것이 바람직하다.

이 경우, 예를 들면, 외란이 없는 상태에서 용접을 실행하는 용접 조건과, 피용접재로 되는 금속판끼리의 맞댐면에 있어서 0.5㎜이상 1.5㎜미만의 간극을 마련한 용접 조건과, 피용접재로 되는 금속판끼리의 맞댐면에 있어서 1.5㎜이상 2.5㎜미만의 간극을 마련한 용접 조건을 조합하는 것이 고려된다.

또한, 테스트 용접의 통전 패턴은 1단 스텝이어도 좋지만, 특히, 용접 위치와 기용접점의 거리가 가깝고, 기용접점으로의 분류의 영향이 큰 경우에는 2단 이상의 다단 스텝으로 분할하는 것이 바람직하다. 스텝 수의 상한에 대해서는 특히 한정되는 것은 아니지만, 통상 5단 정도이다.

또, 각 스텝의 용접 조건은 특히 제한은 없지만, 테스트 용접의 1단째의 스텝의 용접 전류를 I1, 2단째 이후의 스텝의 용접 전류를 Ix(x:2∼n까지의 정수, n:합계의 스텝 수)로 했을 때,

0.3×Ix≤I1<Ix

의 관계를 만족시키는 것이 바람직하다.

또, 각 스텝간에 냉각 시간을 마련해도 좋다.

또한, 설정 가압력에 도달 후, 통전 개시 전(2단 이상의 다단 스텝으로 분할하는 경우에는 1단째의 스텝 전)에 예 통전을 실행해도 좋다. 예 통전시의 전류 패턴은 특히 한정되지 않으며, 정전류 제어로 해도 좋고, 업 슬로프 형상의 통전 패턴으로 해도 좋다.

또한, 테스트 용접에 있어서 예 통전을 실행하고, 해당 테스트 용접 조건에 의거하여 본 용접의 적응 제어 용접의 목표값이 설정되는 경우에는 본 용접에서는 해당 테스트 용접 조건과 동일한 조건에서 예 통전을 실행하거나, 또는 해당 테스트 용접 조건에 있어서 기억시킨 예 통전에 있어서의 순시 발열량의 시간 변화 곡선 및 누적 발열량을 목표값으로 설정하여, 적응 제어 용접을 실행한다.

또, 상기 이외의 테스트 용접 조건에 대해서는 특히 한정되지 않으며, 피용접재와 동일한 강종, 두께의 예비 용접 시험을 외란이 없는 상태, 및 상기와 같은 외란을 모의한 상태에서, 정전류 제어로 각종 조건에서 실행하는 것에 의해, 적절히 설정하면 좋다.

·본 용접

상기의 테스트 용접 후, 본 용접을 실행한다.

본 용접에서는 통전 개시 전에 상기 테스트 용접과 동일한 조건으로 피용접재의 가압을 실행하고, 해당 가압을 개시하고 나서 설정 가압력에 도달할 때까지의 가압력 파라미터와, 상기 테스트 용접에 있어서 기억시킨 가압력 파라미터를 상기 테스트 용접의 용접 조건마다 비교하고, 그 차가 가장 작은 용접 조건에 있어서 기억시킨 테스트 용접의 본 통전에 있어서의 단위 체적당 순시 발열량의 시간 변화 곡선 및 단위 체적당 누적 발열량(이하, 시간 변화 곡선 등이라고도 함)을, 본 용접에 있어서의 본 통전의 목표값으로 설정한다.

여기서, 가압력 파라미터를 이용하는 것에 의해, 외란의 영향을 고려하여, 복수의 순시 발열량의 시간 변화 곡선 등으로부터 목표값으로서 최적의 것을 선택할 수 있는 것은 다음의 이유에 의한 것으로 발명자들은 생각하고 있다.

예를 들면, 금속판끼리의 맞댐면에 간극이 있는 경우, 통전을 실행하기 위해서는 금속판을 변형시켜 간극을 없애고, 금속판끼리를 용접 위치에 있어서 접촉시킬 필요가 있다. 이 때, 예를 들면, 상측의 전극을 밀어넣는 힘은 우선은 금속판의 변형에 사용되므로, 하측의 전극에는 충분한 힘이 작용하지 않는다.

그 때문에, 가압을 개시하고 나서 설정 가압력:F에 도달할 때까지의 시간:T_F나, 가압을 개시하고 나서 설정 가압력에 도달할 때까지의 가압력의 변화율:△F와 같은 가압력 파라미터는 금속판끼리의 맞댐면의 간극과 같은 외란의 정도에 따라 변화한다.

따라서, 상기의 가압력 파라미터를 이용함으로써, 외란의 영향을 고려하여, 복수의 시간 변화 곡선 등으로부터 목표값으로서 최적의 것을 선택할 수 있다고 발명자들은 생각하고 있다.

또, 테스트 용접과 동일한 조건에서 피용접재를 가압한다는 것은 통전 개시시의 설정 가압력을 테스트 용접의 설정 가압력과 동일하게 하여, 테스트 용접과 동일한 조건(강종 및 두께)의 피용접재를 가압하는 것을 의미한다.

또한, 일반적인 저항 스폿 용접 장치에서는 가압 개시 시점에서 설정 가압력에 도달할 때까지의 동안의 임의의 가압력(이하, 전환 설정값이라고도 함)에 도달한 시점에서, 제어 방식을 전환하는 설정(위치 제어→토크 제어)이 이루어져 있고, 통상, 동일한 가압력 수단을 사용하고, 또한 해당 전환 설정값을 동일하게 하면, (통전 개시시의 설정 가압력이 동일한 것을 전제로) 동일한 조건에서 가압되어 있다고 할 수 있다.

그리고, 본 용접에서는 상기와 같이 설정한 목표값에 따라, 통전량을 제어하는 적응 제어 용접을 실행한다.

이 적응 제어 용접에서는 예를 들면, 목표값으로 설정한 단위 체적당 순시 발열량의 시간 변화 곡선 및 누적 발열량을 기준으로 해서 용접을 실행하고, 단위 체적당 순시 발열량의 시간 변화량이 기준인 시간 변화 곡선에 따르고 있는 경우에는 그대로 용접을 실행하여 용접을 종료한다. 단, 단위 체적당 순시 발열량의 시간 변화량이 기준인 시간 변화 곡선에서 어긋난 경우에는 그 어긋남량을 나머지의 통전 시간내에 보상하도록, 본 용접의 본 통전에서의 단위 체적당 누적 발열량이 목표값으로서 설정한 단위 체적당 누적 발열량과 일치하도록 통전량을 제어한다.

또한, 발열량의 산출 방법에 대해서는 특히 제한은 없지만, 특허문헌 5에 그 일예가 개시되어 있으며, 본 발명에서도 이 방법을 채용할 수 있다. 이 방법에 의한 단위 체적·단위 시간당 발열량 q 및 단위 체적당 누적 발열량 Q의 산출 요령은 다음과 같다.

피용접재의 합계 두께를 t, 피용접재의 전기 저항율을 r, 전극간 전압을 V, 용접 전류를 I로 하고, 전극과 피용접재가 접촉하는 면적을 S로 한다. 이 경우, 용접 전류는 횡단 면적이 S이고, 두께 t의 기둥 형상 부분을 통과하여 저항 발열을 발생시킨다. 이 기둥 형상 부분에 있어서의 단위 체적·단위 시간당 발열량 q는 다음 식(1)에서 구해진다.

q =(V·I)/(S·t)…(1)

또, 이 기둥 형상 부분의 전기 저항 R은 다음 식(2)에서 구해진다.

R =(r·t)/S…(2)

(2)식을 S에 대해 풀고 이것을 (1)식에 대입하면, 발열량 q는 다음 식(3)

q =(V·I·R)/(r·t²)

　　　　＝(V²)/(r·t²)…(3)

으로 된다.

상기 식(3)으로부터 명백한 바와 같이, 단위 체적·단위 시간당 발열량 q는 전극간 전압 V와 피용접물의 합계 두께 t와 피용접물의 전기 저항율 r로부터 산출할 수 있으며, 전극과 피용접물이 접촉하는 면적 S에 의한 영향을 받지 않는다. 또한, (3)식은 전극간 전압 V로부터 발열량을 계산하고 있지만, 전극간 전류 I로부터 발열량 q를 계산할 수도 있으며, 이 때에도 전극과 피용접물이 접촉하는 면적 S를 이용할 필요가 없다. 그리고, 단위 체적·단위 시간당 발열량 q를 통전 기간에 걸쳐 누적하면, 용접에 가해지는 단위 체적당 누적 발열량 Q가 얻어진다. (3)식으로부터 명백한 바와 같이, 이 단위 체적당 누적 발열량 Q도 또 전극과 피용접재가 접촉하는 면적 S를 이용하지 않고 산출할 수 있다.

이상, 특허문헌 5에 기재된 방법에 의해서, 누적 발열량 Q를 산출하는 경우에 대해 설명했지만, 그 밖의 산출식을 이용해도 좋은 것은 물론이다.

또, 전술한 바와 같이, 테스트 용접에 있어서 통전 패턴을 2단 이상의 다단 스텝으로 분할하고, 해당 다단 스텝으로 분할한 용접 조건에 의거하여 적응 제어 용접의 목표값을 설정하는 경우에는 본 용접의 적응 제어 용접을, 테스트 용접에 있어서 다단 스텝으로 분할한 용접 조건과 마찬가지로, 다단 스텝으로 분할하여 실행하는 스텝마다의 적응 제어 용접을 실행하는 것이 바람직하다.

스텝마다의 적응 제어 용접에서는 어느 하나의 스텝에 있어서, 단위 체적당 순시 발열량의 시간 변화량이 기준인 시간 변화 곡선에서 어긋난 경우에는 그 어긋남량을 해당 스텝의 나머지의 통전 시간내에 보상하도록, 해당 스텝에서의 단위 체적당 누적 발열량이 상기 테스트 용접의 해당 스텝에서의 단위 체적당 누적 발열량과 일치하도록, 통전량을 제어한다.

특히, 기용접점으로의 분류에 기인하여, 테스트 용접과 본 용접의 통전 경로가 크게 변화하면, 1단 스텝의 적응 제어 용접에서는 목표로 하는 누적 발열량을 얻고자 하여, 용접 전류가 단시간에 급격히 변화하는 경우가 있다.

이것에 의해, 1단 스텝의 적응 제어 용접에서는 발열량의 변화에 추종할 수 없거나, 테스트 용접에 대해 발열 형태가 크게 변화하여, 흩어짐이 발생하거나 목표로 하는 너깃 직경이 얻어지지 않는다는 우려가 있다.

이 점에서, 통전 패턴을 2단 이상의 다단 스텝으로 분할함으로써, 목표로 하는 누적 발열량을 스텝마다 최적화할 수 있고, 결과적으로, 외란의 변동, 특히 기용접점으로의 분류가 극히 큰 경우에도, 외란의 변동에 대응하여, 목표로 하는 너깃 직경이 얻어진다.

또한, 사용하는 피용접재는 특히 제한은 없으며, 연강에서 초고장력 강판까지의 각종 강도를 갖는 강판 및 도금 강판, 알루미늄 합금 등의 경금속판의 용접에도 적용할 수 있으며, 3개 이상의 강판을 겹친 판 결합에도 적용할 수 있다.

또, 너깃 형성을 위한 통전 후에, 용접부의 열처리를 위한 후통전을 부가해도 좋다. 이 경우, 통전 조건은 특히 한정되지 않으며, 그 이전의 스텝의 용접 전류와의 대소 관계도 특히 한정되지 않는다. 또한, 통전중의 가압력은 일정해도 좋으며, 적절히 변화시켜도 좋다.

그리고, 상기한 저항 스폿 용접 방법을 이용하여 중첩한 복수개의 금속판을 접합함으로써, 외란의 상태의 변동에 유효하게 대응하여 원하는 너깃 직경을 안정적으로 확보하면서, 각종 용접 부재, 특히 자동차 부품 등의 용접 부재가 제조된다.

실시예

표 1에 나타내는 2개 겹침 또는 3개 겹침의 금속판의 판 결합에 대해, 표 1에 나타내는 조건으로 테스트 용접을 실행하고, 다음에, 표 2에 나타내는 2개 겹침 또는 3개 겹침의 금속판의 판 결합에 대해, 표 2에 나타내는 조건으로 본 용접을 실행하고, 용접 이음매(용접 부재)를 제작하였다.

여기서, 테스트 용접 및 본 용접은 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같은 외란이 없는 상태와, 도 3∼6에 나타내는 바와 같은 외란을 모의한 상태에서 실행하였다. 도면 중, '11', '12' 및 '13'은 금속판, '14'는 전극, '15'는 스페이서, '16'은 기용접점이다. 또한, 도 3 및 도 4에서는 금속판(11-12) 사이 및 금속판(12-13) 사이에 스페이서(15)를 삽입하고, 상하로부터 클램프하는 것에 의해(도시하지 않음), 각종 판 간극 두께 tg로 되는 판 간극을 마련하였다. 또한, 판 간극간 거리는 모두 40㎜로 하였다. 또, 도 5 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 기용접점(16)은 2점으로 하고, 용접 위치(전극간 중심)가 기용접점끼리의 중간(기용접점과의 거리 L이 각각 동일)으로 되도록 조정하였다.

또, 테스트 용접에서는 가압을 개시하고 나서 설정 가압력:F에 도달할 때까지의 시간:T_F를 기억시켰다. 또, 도 7 또는 도 8에 나타내는 통전 패턴으로, 용접 조건마다 정전류 제어로 통전하고, 단위 체적당 순시 발열량의 시간 변화 곡선 및 단위 체적당 누적 발열량을 기억시켰다.

또한, 본 용접에서는 통전 개시 전에 테스트 용접과 동일한 조건에서 피용접재의 가압을 실행하고, 가압을 개시하고 나서 설정 가압력:F에 도달할 때까지의 시간:T_F에 대해, 본 용접에 있어서의 수치와, 테스트 용접에 있어서 기억시킨 수치를 용접 조건(표 2에 나타내는 비교하는 테스트 용접 No.)마다 비교하고, 그 차가 가장 작은 용접 조건에 있어서 기억시킨 단위 체적당 순시 발열량의 시간 변화 곡선 및 단위 체적당 누적 발열량을, 본 용접에 있어서 적응 제어 용접을 실행할 때의 목표값으로 설정하고, 해당 목표값에 따라, 통전량을 제어하는 적응 제어 용접을 실행하였다.

또한, 용접기에는 인버터 직류 저항 스폿 용접기를 이용하고, 전극에는 DR형 선단 직경 6㎜의 크롬 동 전극을 이용하였다.

얻어진 각 이음매에 대해, 용접부를 절단하고 단면을 에칭 후, 광학 현미경에 의해 관찰하고, 금속판 사이에 형성된 너깃 직경이 목표 직경인 4.5√t'이상(t': 인접하는 2개의 금속판 중 얇은 쪽의 금속판의 판 두께(㎜))을 확보할 수 있는지의 여부를 확인하고, 이하의 기준에서 평가하였다. 또한, 3개 겹침의 판 결합의 경우에는 가장 얇은 외측의 금속판과, 이것에 인접하는 금속판 사이에 형성된 너깃 직경에 의해, 평가를 실행하였다.

A(합격, 특히 우수): 외란에 관계없이, 모든 조건에서 목표로 하는 너깃 직경이 확보되고, 또한, 흩어짐이 발생하지 않음

B(합격, 우수): 분류의 영향이 극히 큰 경우(기용접점과의 거리 L=10㎜)를 제외한 모든 조건에서, 목표로 하는 너깃 직경이 확보되고, 또한, 흩어짐이 발생하지 않음

C(합격): 외란의 영향이 극히 큰 경우(기용접점과의 거리 L=10㎜ 및 판 간극 두께 tg=2.0㎜)를 제외한 모든 조건에서, 목표로 하는 너깃 직경이 확보되고, 또한, 흩어짐이 발생하지 않음

F(불합격): 기용접점과의 거리 L=20㎜, 기용접점과의 거리 L=40㎜, 판 간극 두께 tg=1.0㎜, 판 간극 두께 tg=0.5㎜ 및 외란 없음의 적어도 하나의 조건에서, 목표로 하는 너깃 직경이 확보되지 않거나, 및/또는 흩어짐이 발생함

[표 1]

[표 2]

발명예에서는 모두, 대부분의 외란의 변동에 유효하게 대응해서, 흩어짐의 발생없이 목표로 하는 너깃 직경이 얻어졌다. 특히, No.3, 4, 6 및 8∼11에서는 외란의 종류나 정도에 관계없이, 외란의 변동에 유효하게 대응하여, 흩어짐의 발생 없이 목표로 하는 너깃 직경이 얻어졌다.

한편, 비교예에서는 외란의 변동에 유효하게 대응할 수 없어, 외란의 영향이 특히 커진 경우에는 흩어짐이 발생하거나, 또는 충분한 직경의 너깃이 형성되지 않았다.

또, 가압을 개시하고 나서 설정 가압력에 도달할 때까지의 가압력의 변화율:△F를 테스트 용접에 있어서 기억시키고, 이 △F를 이용하여, 본 용접에 있어서 적응 제어 용접이 실행할 때의 순시 발열량의 시간 변화 곡선 및 누적 발열량의 목표값을 설정한 경우도, 상기와 동일한 결과가 얻어졌다.

11, 12:금속판 14:전극
15:스페이서 16:기용접점

Claims (6)

1. 복수개의 금속판을 중첩한 피용접재를, 한 쌍의 전극에 의해서 사이에 배치하고, 가압하면서 통전하여 접합하는 저항 스폿 용접 방법으로서,
   본 용접과, 해당 본 용접에 앞서는 테스트 용접을 실행하는 동시에, 해당 테스트 용접을 2가지 이상의 용접 조건에서 실행하는 것으로 하고,
   상기 테스트 용접에서는 상기 용접 조건마다,
   통전 개시 전에 있어서의 피용접재의 가압을 개시하고 나서 설정 가압력에 도달할 때까지의 가압력 파라미터와, 정전류 제어에 의해 통전하여 적정한 너깃을 형성하는 경우의 전극간의 전기 특성으로부터 산출되는 단위 체적당 순시 발열량의 시간 변화 곡선 및 단위 체적당 누적 발열량을 기억시키고,
   또한, 상기 본 용접에서는
   통전 개시 전에 상기 테스트 용접과 동일한 조건으로 피용접재의 가압을 실행하고, 해당 가압을 개시하고 나서 설정 가압력에 도달할 때까지의 가압력 파라미터와, 상기 테스트 용접에 있어서 기억시킨 가압력 파라미터를 상기 테스트 용접의 용접 조건마다 비교하고, 그 차가 가장 작은 용접 조건에 있어서 기억시킨 상기 테스트 용접에 있어서의 단위 체적당 순시 발열량의 시간 변화 곡선 및 단위 체적당 누적 발열량을 본 용접에 있어서의 목표값으로 설정하고, 해당 목표값에 따라, 통전량을 제어하는 적응 제어 용접을 실행하는 저항 스폿 용접 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 적응 제어 용접에 있어서, 상기 목표값으로서 설정한 단위 체적당 순시 발열량의 시간 변화 곡선 및 누적 발열량을 기준으로 해서 용접을 실행하고, 단위 체적당 순시 발열량의 시간 변화량이 기준인 시간 변화 곡선에서 어긋난 경우에는 그 어긋남량을 나머지의 통전 시간내에 보상하도록, 상기 본 용접의 본 통전에서의 단위 체적당 누적 발열량이 상기 목표값으로서 설정한 단위 체적당 누적 발열량과 일치하도록 통전량을 제어하는 저항 스폿 용접 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 테스트 용접에 있어서, 적어도 하나의 용접 조건에서는 외란을 모의하여 용접을 실행하고, 다른 용접 조건에서는 외란이 없는 상태에서 용접을 실행하는 저항 스폿 용접 방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서,
   상기 테스트 용접을 3가지 이상의 용접 조건에서 실행하는 저항 스폿 용접 방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서,
   상기 테스트 용접 중, 적어도 하나의 용접 조건에서는 통전 패턴을 2단 이상의 다단 스텝으로 분할하고,
   상기 본 용접에 있어서,
   상기 다단 스텝으로 분할한 용접 조건에 의거하여 상기 적응 제어 용접의 목표값을 설정하는 경우에는 상기 본 용접의 적응 제어 용접을, 상기 테스트 용접에 있어서 다단 스텝으로 분할한 용접 조건과 마찬가지로, 다단 스텝으로 분할하여 실행하는 저항 스폿 용접 방법.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 기재된 저항 스폿 용접 방법에 의해, 중첩된 복수개의 금속판을 접합하는 용접 부재의 제조 방법.

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