KR20220121883A - 저항 스폿 용접 방법 - Google Patents

저항 스폿 용접 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20220121883A
KR20220121883A KR1020227027335A KR20227027335A KR20220121883A KR 20220121883 A KR20220121883 A KR 20220121883A KR 1020227027335 A KR1020227027335 A KR 1020227027335A KR 20227027335 A KR20227027335 A KR 20227027335A KR 20220121883 A KR20220121883 A KR 20220121883A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
spot welding
pair
resistance spot
welding method
Prior art date
Application number
KR1020227027335A
Other languages
English (en)
Inventor
요이치로 시모다
Original Assignee
가부시키가이샤 고베 세이코쇼
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2020000622U external-priority patent/JP3226182U/ja
Priority claimed from JP2020125561A external-priority patent/JP7424932B2/ja
Application filed by 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 filed Critical 가부시키가이샤 고베 세이코쇼
Publication of KR20220121883A publication Critical patent/KR20220121883A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/10—Spot welding; Stitch welding
    • B23K11/11—Spot welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/10—Spot welding; Stitch welding
    • B23K11/11—Spot welding
    • B23K11/115—Spot welding by means of two electrodes placed opposite one another on both sides of the welded parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/16—Resistance welding; Severing by resistance heating taking account of the properties of the material to be welded
    • B23K11/163—Welding of coated materials
    • B23K11/166—Welding of coated materials of galvanized or tinned materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/30—Features relating to electrodes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/30—Features relating to electrodes
    • B23K11/3009—Pressure electrodes
    • B23K11/3018—Cooled pressure electrodes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K11/00—Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/36—Auxiliary equipment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/006—Vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/18—Sheet panels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/34—Coated articles, e.g. plated or painted; Surface treated articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/02—Iron or ferrous alloys
    • B23K2103/04—Steel or steel alloys

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Resistance Welding (AREA)

Abstract

고강도 아연계 도금 강판을 이용한 저항 스폿 용접 방법에 있어서, 저항 스폿 용접 조인트의 압접부에 있어서의 LME 균열의 발생을 억제한다. C: 0.08질량% 이상, Si: 0.50질량% 이상을 포함하고, 인장 강도가 980㎫ 이상이고, 또한 아연 도금된 강판(M)을 적어도 1장 갖는 복수의 강판(M)을 스폿 용접하기 위한 저항 스폿 용접 방법에 있어서, 복수의 강판(M)을 사이에 두고 가압하는 한쌍의 전극 팁(23A, 23B)과, 적어도 한쪽의 전극 팁(23A 또는 23B)의 강판(M)에 대한 각도(θ)를 보정 가능한 각도 보정 기구를 구성하는 탄성 부재(24)를 구비하는 한쌍의 전극(20A, 20B)을 이용하여, 한쌍의 전극 팁(23A, 23B)에 복수의 강판(M)을 사이에 두고, 또한 한쌍의 전극 팁(23A, 23B)을, 강판(M)에 대해서 대략 수직으로 접촉시키면서, 한쌍의 전극 팁(23A, 23B)에 가압력을 부여한 상태로 흐르게 하는 것으로 저항 스폿 용접한다.

Description

저항 스폿 용접 방법
본 발명은 저항 스폿 용접 방법에 관한 것이다.
근년, CO2 배출량의 삭감을 목적으로 한 차체 경량화나 충돌 안전성 강화를 실현하기 위해서, 자동차의 보디 골격 등에 고강도 강판(High　Tensile　Strength Steel; HTSS)이 넓게 채용되고 있다. 또한, 자동차의 차체의 조립이나 부품의 부착 등에서는, 주로 저항 스폿 용접이 사용되고 있고, 고장력 강판의 용접에도 적용되고 있다.
자동차용 강판에는, 방수화의 관점으로부터, 내식성이 우수한 아연계 도금이 실시된 고장력 강판도 다용되고 있다. 그러나, 고강도 아연계 도금 강판을 이용해서 저항 스폿 용접을 행하면, 당해 용접 개소의 강판 표면에서 용융한 아연이나, 아연과 전극의 동과의 합금이 강판의 결정입계에 침입해서 입계 강도를 저하시키는, LME(Liquid　Metal　Embrittlement)로 불리는 입계 취화 균열이 일어나기 쉬운 것이 알려져 있다. 이러한 균열이 생기면, 용접부의 강도가 저하하기 때문에, 저항 스폿 용접 조인트의 신뢰성이 저하해 버리므로, 시공면에서의 대책이 요구되고 있다.
특허문헌 1에는, 용접 전극에 의해 가압력(F1)으로 가압하면서 흐르게 하는 용접 공정과, 통전의 종료 직후부터 가압력(F2)으로 보지하는 냉각 공정을 구비하고, 가압력이 F2＞F1×2의 관계를 만족하는 것으로, LME 균열을 억제할 수 있는 저항 스폿 용접 방법이 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 2에는, 통전 종료후의 가압력 보지 시간을 적당 제어하는 것으로써, LME 균열을 억제할 수 있는 저항 스폿 용접 방법이 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 3에는, 한쪽의 전극의 베이스 부재에 나사결합된 통형상 소켓 내부에 플랜지 부착 로드를 삽입하고, 이 플랜지 부착 로드의 기단에 마련한 볼록 구면 시트를, 베이스 부재의 수용면에 당접시키고 있다. 플랜지 부착 로드의 볼록 구면 시트의 요동 중심이, 플랜지 부착 로드의 대략 중앙 근처에 위치하고 있고, 플랜지 부착 로드의 선단부에 마련한 전극 팁의 원위치로부터의 시프트량을 억제할 수 있는 스폿 용접기가 기재되어 있다.
일본 특허 공개 제 2019-171450 호 공보 국제 공개 팜플렛 제 WO 2017/033455 호 일본 실용신안등록 출원 제 소58-168076 호(일본 실용신안등록 공개 제 소60-74871 호)의 마이크로필름
그런데, 특허문헌 3에 기재의 스폿 용접기에서는, 한쪽의 전극의 전극 팁을 요동 가능하게 함으로써, 인장 응력을 저감시켜, LME 균열의 억제를 도모하고 있지만, 새로운 개선이 요구되고 있었다. 특허문헌 1 및 2에 기재의 스폿 용접 방법은 인장 응력을 저감시켜, LME 균열의 억제를 도모하는 것에 대하여 고려되어 있지 않다.
또한, 전극 그 자체에 대해서는, 과잉인 온도 상승을 방지하기 위해, 냉각수 등을 이용하여 용접 중에 냉각 상태를 유지할 필요가 있지만, 강판과 전극이 이루는 각도(타각)를 조정 가능한 기구에 있어서, 상기 냉각 기구가 요구된다.
본 발명은 전술한 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 고강도 아연계 도금 강판을 이용한 저항 스폿 용접 방법에 있어서, 저항 스폿 용접 조인트의 압접부에 있어서의 LME 균열의 발생을 억제하는 저항 스폿 용접 방법을 제공하는 것이다.
따라서, 본 발명의 상기 목적은, 하나의 저항 스폿 용접 방법에 관한 하기 (1)의 구성에 의해 달성된다.
(1)　C: 0.08질량% 이상, Si: 0.50질량% 이상을 포함하고, 인장 강도가 980㎫ 이상이고, 또한 아연 도금된 강판을 적어도 1장 갖는 복수의 강판을 스폿 용접하기 위한 저항 스폿 용접 방법에 있어서,
상기 복수의 강판을 사이에 두고 가압하는 한쌍의 전극 팁과, 상기 한쌍의 전극 팁 중 적어도 한쪽에 설치되고, 상기 전극 팁의 축방향으로의 가압력을 흡수 가능한 가압력 흡수 기구를 구비하는 한쌍의 전극을 이용하여,
상기 한쌍의 전극 팁에 상기 복수의 강판을 사이에 두고, 또한 상기 한쌍의 전극 팁에 가압력을 부여한 상태로 통전함으로써, 상기 통전시에 발생하는 상기 가압력의 변동 하중을 상기 가압력 흡수 기구에 의해 흡수하면서 용접하는, 저항 스폿 용접 방법.
이 구성에 의하면, 복수의 강판을 접합할 때에 발생하는 가압력의 변동 하중을 가압력 흡수 기구에 의해 흡수하면서 용접하고, LME 균열을 억제해서 용접 품질이 우수한 저항 스폿 용접을 행할 수 있다.
또한, 저항 스폿 용접 방법에 관한 본 발명의 바람직한 실시형태는 이하의 (2) 내지 (5)에 관한 것이다.
(2) 상기 한쌍의 전극 중 한쪽은 고정식 전극이며, 다른쪽은 가동식 전극이며,
상기 가압력 흡수 기구는 상기 가동식 전극측에 설치되는, (1)에 기재의 저항 스폿 용접 방법.
이 구성에 의하면, 복수의 강판을 접합할 때에 발생하는 가압력의 변동 하중을 가동식 전극측에 설치된 가압력 흡수 기구에 의해 흡수하여, LME 균열의 발생을 억제할 수 있다.
(3) 상기 가압력 흡수 기구는 탄성 부재를 이용한 기구인, (1) 또는 (2)에 기재의 저항 스폿 용접 방법.
이 구성에 의하면, 컴팩트한 기구로 효율적으로 가압력의 변동 하중을 흡수할 수 있다.
(4) 상기 탄성 부재는 스프링 정수가 10N/㎜ 이상 1500N/㎜ 이하인 스프링에 의해 구성되는, (3)에 기재의 저항 스폿 용접 방법.
이 구성에 의하면, 용접에 필요한 가압력을 확보하면서, 가압력의 변동 하중을 흡수할 수 있다.
(5) 상기 가압력 흡수 기구는 공압을 이용한 기구인, (1) 또는 (2)에 기재의 저항 스폿 용접 방법.
이 구성에 의하면, 에어 실린더 등을 이용해서 가압력 흡수 기구를 구성할 수 있다.
또한, 본 발명의 상기 목적은 다른 저항 스폿 용접 방법에 관한 하기 (6)의 구성에 의해 달성된다.
(6)　C: 0.08질량% 이상, Si: 0.50질량% 이상을 포함하고, 인장 강도가 980㎫ 이상이고, 또한 아연 도금된 강판을 적어도 1장 갖는 복수의 강판을 스폿 용접하기 위한 저항 스폿 용접 방법에 있어서,
상기 복수의 강판을 사이에 두고 가압하는 한쌍의 전극 팁과, 상기 강판에 대한 상기 한쌍의 전극 팁의 각도를 각각 보정 가능한 한쌍의 각도 보정 기구를 구비하는 한쌍의 전극을 이용하여,
상기 한쌍의 전극 팁에 상기 복수의 강판을 사이에 두고, 또한 상기 한쌍의 전극 팁의 축이 상기 강판에 대해서 대략 수직이 되도록 접촉시키면서, 상기 한쌍의 전극 팁에 가압력을 부여한 상태로 통전함으로써 용접하는, 저항 스폿 용접 방법.
이 구성에 의하면, 강판에 대해서 전극 팁을 대략 수직으로 접촉시켜, 타각이 보정된 상태로 용접함으로써, 인장 응력을 저감시켜 LME 균열의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 여기서 말하는 "대략 수직"은, 공업적으로 달성 가능한 각도를 의미하고, 예를 들면, 90°±5°의 각도 오차를 허용한다.
또한, 저항 스폿 용접 방법에 관한 본 발명의 바람직한 실시형태는 이하의 (7) 내지 (15)에 관한 것이다.
(7) 상기 한쌍의 각도 보정 기구 중 적어도 한쪽은 유니버셜 조인트를 이용한 기구인, (6)에 기재의 저항 스폿 용접 방법.
이 구성에 의하면, 타각을 보정하는 동시에, 한쌍의 전극 팁에 협지된 강판의 판두께 방향 위치를 용이하게 위치결정할 수 있다.
(8) 상기 한쌍의 전극 중 한쪽은 고정식 전극이며, 다른쪽은 가동식 전극이며,
상기 유니버셜 조인트를 이용한 기구는 상기 고정식 전극측에 설치되는, (7)에 기재의 저항 스폿 용접 방법.
이 구성에 의하면, 고정식 전극측의 타각을 보정하는 동시에, 한쌍의 전극으로 협지된 강판의 판두께 방향 위치를 용이하게 위치결정할 수 있다.
(9) 상기 한쌍의 각도 보정 기구 중 한쪽이 상기 고정식 전극측에 설치된 유니버셜 조인트를 이용한 기구이며, 다른쪽이 상기 가동식 전극측에 설치된 탄성 부재를 이용한 기구인, (8)에 기재의 저항 스폿 용접 방법.
이 구성에 의하면, 한쌍의 전극의 타각을 보정하는 동시에, 통전시에 발생하는 가압력의 변동 하중을 흡수해서, LME 균열의 발생을 억제할 수 있다.
(10) 상기 탄성 부재는 스프링 정수가 10N/㎜ 이상 1500N/㎜ 이하인 스프링에 의해 구성되는, (9)에 기재의 저항 스폿 용접 방법.
이 구성에 의하면, 용접에 필요한 가압력을 확보하면서, 가압력의 변동 하중을 흡수할 수 있다.
(11) 상기 한쌍의 각도 보정 기구의 양쪽이 유니버셜 조인트를 이용한 기구인, (7)에 기재의 저항 스폿 용접 방법.
이 구성에 의하면, 적어도 어느 한쪽의 전극이 탄성 부재를 갖는 경우와 비교해서, 저항 스폿 용접의 작업 시간을 단축할 수 있다.
(12) 상기 전극 팁은 선단면의 곡률 반경(R)이 R≤100㎜를 만족하고, 또한 외경(φ)이 φ≤16㎜를 만족하는, (1) 내지 (11) 중 어느 하나에 기재의 저항 스폿 용접 방법.
이 구성에 의하면, 전극 팁의 선단면이 강판에 확실히 접촉할 수 있다.
(13) 상기 전극 팁은, 그 선단부의 적어도 일부가 상기 강판에 당접하는 플랫면을 갖는, (1) 내지 (11) 중 어느 하나에 기재의 저항 스폿 용접 방법.
이 구성에 의하면, 전극 팁의 플랫면이 강판에 면접촉하고, 강판과 플랫면과의 사이에 미끄러짐이 발생하기 어렵고, 안정적인 스폿 용접을 행할 수 있다.
(14) 통전 종료후, 0.01sec 이상 가압 보지한 후, 상기 전극의 가압으로부터 압력 개방으로 전환하는 제어를 행하는, (1) 내지 (13) 중 어느 하나에 기재의 저항 스폿 용접 방법.
이 구성에 의하면, 용접 후의 냉각 시간을 확보하여, LME 균열의 발생을 억제할 수 있다.
(15) 용접 전류가 교류 전류인, (1) 내지 (14) 중 어느 하나에 기재의 저항 스폿 용접 방법.
이 구성에 의하면, 상용 전원을 이용하여 저항 스폿 용접할 수 있다.
본 발명의 하나의 저항 스폿 용접 방법에 의하면, 가압력 흡수 기구에 의해, 통전시에 발생하는 가압력의 변동 하중을 흡수하면서 용접함으로써, 강판에의 응력 변동이 완화되고, LME 균열의 발생을 억제하고, 용접 품질이 우수한 저항 스폿 용접을 행할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 저항 스폿 용접 방법에 의하면, 각도 보정 기구에 의해 전극 팁과 강판과의 타각을 보정하고, 인장 응력을 저감시켜 용접함으로써, LME 균열의 발생을 억제하고, 용접 품질이 우수한 저항 스폿 용접을 행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 저항 스폿 용접 장치의 측면도이다.
도 2는 도 1에 도시하는 가동측 전극의 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시하는 가동측 전극의 측면도이다.
도 4는 도 2에 도시하는 가동측 전극의 IV-IV선 단면도이다.
도 5a는 스폿 용접 시에 가동측 전극 및 고정측 전극이 금속판에 대해서 기울어진 상태를 도시하는 도면이다.
도 5b는 스폿 용접 시에 가동측 전극이 금속판에 대해서 대략 수직으로 접촉하고, 타각이 보정된 상태를 도시하는 도면이다.
도 6은 가동측 전극 및 고정측 전극이 함께 강체 전극인 종래의 저항 스폿 용접 장치와, 제 1 실시형태에 따른 저항 스폿 용접 장치에 의해 저항 스폿 용접된 조인트를 비교해서 도시하는 단면도이다.
도 7은 종래의 저항 스폿 용접 장치와 제 1 실시형태에 따른 저항 스폿 용접 장치에 의해 저항 스폿 용접될 때의 가압력 및 용접 전류의 변화를 비교해서 도시하는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 저항 스폿 용접 장치의 측면도이다.
도 9는 도 8에 도시하는 저항 스폿 용접 장치의 고정측 전극의 사시도이다.
도 10은 도 9에 도시하는 고정측 전극의 측면도이다.
도 11은 도 9에 도시하는 고정측 전극의 XI-XI선 단면도이다.
도 12는 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 저항 스폿 용접 장치의 측면도이다.
도 13은 본 발명의 제 4 실시형태에 따른 저항 스폿 용접 장치의 측면도이다.
도 14는 도 13에 도시하는 저항 스폿 용접 장치의 전극의 사시도이다.
도 15는 도 14에 도시하는 전극의 단면 사시도이다.
도 16은 도 15의 S 영역의 확대도이다.
도 17은 도 14에 도시하는 전극의 종단면도이다.
도 18a는 스폿 용접 시에 가동측 전극 및 고정측 전극이 금속판에 대해서 기울어진 상태를 도시하는 도면이다.
도 18b는 스폿 용접 시에 가동측 전극 및 고정측 전극이 금속판에 대해 대략 수직으로 접촉하고, 양 전극의 타각이 보정된 상태를 도시하는 도면이다.
이하, 본 발명에 관한 저항 스폿 용접 방법을 적용하는데 매우 적합한 저항 스폿 용접 장치의 각 실시형태를 도면에 근거해 상세하게 설명한다.
또한, 각 실시형태의 저항 스폿 용접 장치는 복수의 금속판(강판)을 스폿 용접하기 위한 것이지만, 특히 금속판의 적어도 한쪽이, C: 0.08질량% 이상, Si: 0.50질량% 이상을 포함하고, 인장 강도가 980㎫ 이상의 고장력 강판(High　Tensile Strength　Steel: HTSS)이고, 그 표면에 아연 도금된 아연계 도금 강판인 경우에 매우 적합하게 이용된다. 또한, 아연계 도금 강판으로서는, 예를 들면 합금화 용융 아연 도금 강판(GA), 용융 아연 도금 강판(GI), 전기 아연 도금 강판(EG) 등을 들 수 있다.
(제 1 실시형태)
도 1에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태의 저항 스폿 용접 장치(10)는 평면에서 보아 대략 C형의 형상을 나타내는 프레임(11)과, 프레임(11)의 일단에 설치된 가압 실린더(12)와, 당해 가압 실린더(12) 및 프레임(11)의 대향하는 단부에 설치된 2개의 기대(13A, 13B)와, 가동측인 기대(13A)에 설치된, 가동측 전극인 제 1 전극(20A)과, 고정측인 기대(13B)에 설치된, 고정측 전극인 제 2 전극(20B)을 구비한다. 가압 실린더(12)는, 기대(13A)와 함께, 제 1 전극(20A)을 제 2 전극(20B)을 향해 하방으로 구동한다. 또한, 제 1 전극(20A)과 제 2 전극(20B)은 동축 상에 있어 대향하도록 배치되어 있다.
그리고, 스폿 용접을 행하는 경우, 중합된 복수(도면에서는 2장)의 피접합체인 금속판(M)을 제 1 전극(20A)과 제 2 전극(20B)의 사이에 삽입하고, 금속판(M)을 제 2 전극(20B)에 당접시킨 상태로, 가압 실린더(12)에 의해 제 1 전극(20A)을 진출시키고, 금속판(M)을 한쌍의 전극(20A, 20B)의 사이에 끼워 넣는다. 이 상태에서, 가압하면서 한쌍의 전극(20A, 20B) 사이에 통전을 행하고, 스폿 용접을 행한다.
도 2 내지 도 4에도 도시하는 바와 같이, 제 1 전극(20A)은 제 1 생크(shank)(21)와, 제 2 생크(22)와, 전극 팁(23A)과, 접속 부재인 탄성 부재(24)와, 도선(25)과, 한쌍의 링(26A, 26B)을 구비한다.
제 1 생크(21) 및 제 2 생크(22)는, 예를 들면 황동과 같은 금속(합금)에 의해 구성되어 있고, 도전성을 갖는다. 제 1 생크(21) 및 제 2 생크(22)는 한쌍의 링(26A, 26B)과 나사결합되어 고정되어 있다. 전극 팁(23A)은 제 1 전극(20A)의 선단인 제 1 생크(21)의 일단에 설치되어 있고, 강판 등의 금속판(M)에 직접 당접하는 부재이다.
탄성 부재(24)는 한쌍의 스프링 시트(27, 27)를 거쳐서 상하 한쌍의 링(26A, 26B) 사이에 배설되어 있고, 제 1 생크(21)와 제 2 생크(22)를 접속하고 있다. 구체적으로, 본 실시형태에서는, 탄성 부재(24)는 코일 스프링에 의해 형성되어 있다.
코일 스프링의 스프링 정수는 10N/㎜ 이상, 1500N/㎜ 이하가 바람직하다. 이것에 의해, 스폿 용접 시에, 전극 팁(23A)이 금속판(M)의 경사에 맞추어 기울어져, 금속판(M)에 대해서 대략 수직이 되는 동시에, 스폿 용접에 필요한 가압력을 금속판(M)에 부여할 수 있는 강성이 확보된다. 즉, 탄성 부재(24)는 전극 팁(23A)의 금속판(M)에 대한 각도를 보정 가능한 각도 보정 기구로서 작용해서 타각을 보정한다. 아울러, 탄성 부재(24)는, 복수의 금속판(M)을 사이에 두고 한쌍의 전극 팁(23A, 23B)에 가압력을 부여한 상태로 통전함으로써, 금속판(M)의 용융 금속이 팽창했을 때에, 한층 탄성 변형함으로써, 가압력의 상승을 억제한다. 즉, 탄성 부재(24)는 전극 팁의 축방향의 가압력을 흡수 가능한 가압력 흡수 기구로서 작용한다.
금속제(예를 들면, 동 등)의 도선(25)은 제 1 생크(21) 및 제 2 생크(22)의 각각의 외주에 장착된 금속제(예를 들면, 동 등)의 링(26A, 26B)에 접속되어 있다. 탄성 부재(24)는 금속제이지만, 스폿 용접에는 대전류가 필요하기 때문에, 탄성 부재(24)를 거쳐서 제 1 생크(21)와 제 2 생크(22)와의 사이에 충분한 전기적 접속을 확보하는 것은 곤란하다. 이 때문에, 도선(25)이 탄성 부재(24)의 외측을 우회하도록 설치되고, 제 1 생크(21)와 제 2 생크(22)를 전기적으로 접속한다. 스폿 용접기(10)의 본체로부터 가압 실린더(12) 및 기대(13A)를 경유해서 공급된 전류는, 도 4의 "통전 경로"의 화살표에 따라, 제 2 생크(22)→링(26A)→도선(25)→링(26B)→제 1 생크(21)→ 전극 팁(23A)의 순서로 흐르고, 금속판(M)까지 도달한다. 또한, 스폿 용접용의 전류는 특히 한정되지 않지만, 이용이 용이한 교류 전류를 이용할 수 있다.
제 1 전극(20A)은 전류 뿐만 아니라, 선단의 전극 팁(23A)을 냉각하는 냉각수를 흘리기 위한 구조를 갖고 있다. 즉, 도 4에 도시하는 바와 같이, 냉각수를 흘리기 위한 유로(T)가 제 1 생크(21)와, 탄성 부재(24)와, 제 2 생크(22) 각각의 내부를 관통하도록 설치되어 있다.
유로(T)는 스폿 용접기(10)의 본체로부터 공급된 냉각수를 전극 팁(23A)에 흘리기 위한 왕로(T1)와, 전극 팁(23A)을 냉각한 냉각수를 스폿 용접기(10)의 본체에 되돌리기 위한 복로(T2)를 포함한다. 복로(T2)는 원통형상의 제 1 생크(21)와, 탄성 부재(24)와, 원통형상의 제 2 생크(22) 각각의 내부를 관통하는 내부 공간(H)에 의해 형성된다. 다만, 도 4에 도시하는 바와 같이, 제 1 생크(21)의 상단 및 제 2 생크(22)의 하단 각각에 형성된 호스 조인트(21a, 22a)에 호스(28)가 접속되고, 당해 호스(28)가 탄성 부재(24)의 내부에 배치되어 있다. 따라서, 실제로는, 호스 조인트(21a, 22a) 및 호스(28)의 내부가 내부 공간(H)을 형성한다.
왕로(T1)는 내부 공간(H)에 배치되고, 제 1 생크(21)와, 탄성 부재(24)와, 제 2 생크(22)를 관통하는 일체의 파이프(29)에 의해 형성된다. 또한, 파이프(29)는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 내부 공간(H)의 중심축 상에 배치된, 예를 들면 수지 등에 의해 형성된 원통 긴형상의 부재이다.
도 4의 "냉각수 IN"의 화살표로 표시하는 바와 같이, 스폿 용접기(10)의 본체로부터 공급된 냉각수는, 제 2 생크(22)로부터, 탄성 부재(24), 제 1 생크(21)를 경유하도록 파이프(29)의 내를 흐르고, 전극 팁(23A)에 도달한다. 전극 팁(23A)에 도달하고, 온도가 상승한 냉각수는, "냉각수 OUT"의 화살표로 표시하는 바와 같이, 제 1 생크(21), 탄성 부재(24), 제 2 생크(22)를 경유하도록, 파이프(29)의 외측의 내부 공간(H)의 내부를 흐르고, 스폿 용접기(10)에 본체에 돌아와, 다시 냉각된다.
이와 같이 해서, 냉각수는 스폿 용접기(10)의 본체와 전극 팁(23A) 사이를 순환하고, 항상 일정 온도 이하로 냉각된 냉각수가 전극 팁(23A)에 공급되기 때문에, 제 1 전극(20A), 특히 전극 팁(23A)의 온도 상승을 억제할 수 있고, 스폿 용접의 접합 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1에 돌아와, 고정측 전극인 제 2 전극(20B)은, 고정측인 기대(13B)에 설치된 고정측 생크(30)의 일단에 전극 팁(23B)이 고정되어 있다. 전극 팁(23B)은 도전성을 갖는 금속(합금)에 의해 구성되고, 금속판(M)에 직접 당접하는 부재이다. 제 2 전극(20B)은 제 1 전극(20A)이 갖는 탄성 부재(24)를 구비하지 않고, 높은 강성을 갖는 강체 전극이다.
도 5a 및 도 5b에 도시하는 바와 같이, 전극 팁(23A, 23B)은 외경(φ)이 φ≤16㎜이며, 금속판(M)에 당접하는 선단면(23a, 23b)의 곡률 반경(R)은 R≤100㎜이다. 이것에 의해, 전극 팁(23A, 23B)이 금속판(M)에 대해서 편접촉을 억제하고, 확실하게 접촉한다.
또한, 전극 팁(23A, 23B)의 선단면(23a, 23b)의 형상은 적어도 그 일부가 플랫면이라도 좋다. 전극 팁(23A, 23B)이 금속판(M)에 대해서 대략 수직인 경우, 전극 팁(23A, 23B)의 플랫면이 금속판(M)에 면접촉한다. 이 결과, 금속판(M)과 플랫면과의 사이에 미끄러짐이 생기기 어렵고, 안정적인 스폿 용접을 행할 수 있다.
도 5a는, 실제의 스폿 용접의 장면에 있어서, 제 1 전극(20A) 및 제 2 전극(20B)과 금속판(M)이 당접하는 상태를 도시하는 도면이다 제 1 전극(20A)이 제 2 전극(20B)에 접근하고, 각각이 당접점(P1, P2)에 있어서 금속판(M)에 당접하는 것에 따라, 각 전극(20A, 20B)에는 하중(F)이 인가된다. 이상 상태에 있어서는, 2개의 전극이 접근하는 방향으로서, 2개의 전극의 길이 방향에 따른 축(Y1, Y2)에 대해서 수직인 면(X)에 대해, 금속판(M)이 평행으로 배치된다. 그러나, 항상 금속판(M)의 배치의 정밀도를 정확하게 유지하는 것은 곤란하고, 도시와 같이, 예를 들면 금속판(M)이 면(X)으로부터 소정의 각도(θ)(예를 들면, 5° 정도) 기울어져 배치되는 경우가 생길 수 있다. 즉, 제 1 전극(20A) 및 제 2 전극(20B)이 금속판(M)에 대해, 수직 방향으로부터 기울어진 상태를 취하고 있다.
그리고, 종래 타입, 즉 상술한 탄성 부재(24)가 설치되지 않은 강체 전극을 가동측 전극에 이용했을 경우, 이러한 상태인 채로 스폿 용접을 행하면, 전극 팁의 선단면이 금속판(M)에 적절히 접촉하지 않기 때문에, 큰 인장 응력이 발생하여, 일정 품질의 스폿 용접을 얻는 것이 어려워진다. 품질 열화의 일 예로서, 예를 들면 LME 균열과 같은 결함을 일으킬 우려가 있다.
이어서, 도 5b는 본 실시형태의 저항 스폿 용접 장치(10)의 작용을 설명하기 위한 도면이다. 본 실시형태의 제 1 전극(20A)에 있어서는, 상술한 탄성 부재(24)가 설치되어 있다. 이 때문에, 2개의 전극의 선단인 전극 팁(23A, 23B)으로부터 발생하는 하중(F)의 작용에 의해, 제 1 전극(20A)의 탄성 부재(24)가 탄성 변형하고, 당접점(P1)(도 5a 참조)을 중심으로 해서 제 1 전극(20A)의 전극 팁(23A)이 화살표(R1) 방향으로 회전한다. 이 결과, 금속판(M)이 이동하지 않아도, 제 1 전극(20A)의 전극 팁(23A)은, 금속판(M)의 면(X)에 대한 기울기를 작게 해서, 금속판(M)에 대해 대략 수직으로 교차하는 상태가 되고, 제 1 전극(20A)의 전극 팁(23A)은 금속판(M)에 대해 수직 방향으로부터 접하는 상태를 유지할 수 있다. 즉, 탄성 부재(24)가 제 1 전극(20A)의 금속판(M)에 대한 각도(타각)를 보정하는 각도 보정 기구로서 작용하고, 제 1 전극(20A)의 전극 팁(23A)이 금속판(M)에 대해서 대략 수직 방향으로부터 접한다.
또한, 도 5b에 도시한 바와 같이, 상기 변형에 수반해서 제 1 전극(20A) 및 제 2 전극(20B)의 각각의 길이 방향에 따른 축(Y1, Y2)의 사이에는, 약간의 편차가 생길 수 있다. 그러나, 이러한 편차는 미미하고, 도 5a에 도시하는 상태에 비해 양호한 스폿 용접을 실현할 수 있다.
상술한 바와 같이, 제 1 전극(20A)이 피접합체인 강판 등의 금속판(M)에 경사진 상태로 당접해도, 탄성 부재(24)가 선단에 설치된 전극 팁(23A)으로부터의 힘을 받아 탄성 변형되어, 전극 팁(23A)의 길이 방향에 따른 축과 금속판(M)이 대략 수직이 되는 관계를 실현하고, 또한 이 관계를 용이하게 유지할 수 있다.
제 1 전극(20A)과 금속판(M)이 기울어진 상태에서 가압되면, 큰 인장 응력이 발생하기 때문에, 이것에 기인하여 LME 균열이 조장되는 경향이 있다. 그러나, 본 실시형태의 저항 스폿 용접 장치(10)에 의하면, 전극 팁과 금속판(M)과의 접촉 부분에 있어서 인장 응력이 저감되고, 타각에 수반하는 인장 응력에 기인하는 LME 균열을 큰폭으로 억제하여 스폿 용접의 품질의 저하를 억제할 수 있다.
또한, 저항 스폿 용접 방법에서는, 접합시에 전류를 인가했을 때, 금속판(M)의 용융 금속이 팽창한다. 이 때문에, 탄성 부재(24)가 설치되어 있지 않은 강체 전극을 가동측 전극에 이용한 종래 타입의 경우, 가압력이 급상승하여, 그 충격에 의해 LME 균열이 발생할 가능성이 있다. 그러나, 본 실시형태에서는, 용융 금속의 팽창에 의한 금속판(M)에의 응력 변동을 탄성 부재(24)에 의해 흡수할 수 있기 때문에, 금속판(M)에 대하여 가압력이 상승하는 것을 억제할 수 있어, LME 균열을 방지할 수 있다.
또한, 냉각수가 유로(T)를 통해서 제 1 전극(20A)의 선단 근방, 즉 전극 팁(23A)까지 흐르기 때문에, 용접시에 전극을 효율적으로 냉각할 수 있어, 접합 효율을 향상시킬 수 있다.
본 실시형태에 있어서, 유로(T)는, 제 1 전극(20A)의 내부 공간(H)에 의해 형성되는 복로(T2)와, 내부 공간(H)에 배치된 파이프(29)에 의해 형성되는 왕로(T1)를 포함한다. 따라서, 간단하고 컴팩트한 구성에 의해, 냉각수의 순환을 실현하고 있다. 그러나, 냉각수의 유로(T)는 이러한 구성으로 한정되는 것은 아니고, 다른 수단에 의해 냉각해도 좋다.
또한, 제 1 생크(21)와 제 2 생크(22)를 전기적으로 접속하는 도선(25)을, 탄성 부재(24)의 외측에 마련함으로써, 비록 탄성 부재(24)가 탄성 변형되어도, 전극에의 통전을 원활히 행하는 것이 가능해진다.
도 6은 가동측 전극 및 고정측 전극이 모두 강체 전극(탄성 부재(24)를 구비하지 않은 전극)인 종래의 저항 스폿 용접 장치와, 제 1 실시형태에 따른 저항 스폿 용접 장치에 의해 저항 스폿 용접된 조인트를 비교하여 도시하는 단면도이다.
용접 조건은, 모두 판두께 1.4㎜의 GA980DP의 강판을 2장 중첩해서, 가압력: 3.5kN, 통전 시간: 300ms, 홀드 시간: 0.01sec 이상, 판간극(Sheet　gap): 2㎜, 경사 각도(타각: Tilt　angle): 5°의 조건으로 복수 세트의 금속판(M)에 대해서 스폿 용접했다. 용접 전류(Current)는 6㎄, 7㎄, 8㎄의 각 조건으로 행하였다. 또한, 용접 전류 8㎄에서의 스폿 용접은 스플래시(Splash)가 발생하는 조건이다.
도 6에 도시하는 바와 같이, 종래의 저항 스폿 용접 장치에 의한 스폿 용접에서는, 어느 용접 전류(6㎄, 7㎄, 8㎄)에서도, 도면 중 화살표로 표시하는 바와 같이, 모든 세트의 금속판(M)에 LME 균열이 발생했다.
한편, 본 실시형태에 따른 저항 스폿 용접 장치(10)에 의한 스폿 용접에서는, 어느 조건에서도 LME 균열은 발생하지 않았다. 이것은, 탄성 부재(24)를 구비하는 제 1 전극(20A)의 각도 보정 기구에 의한 타각 보정, 및 가압력 흡수 기구에 의한 강판의 응력 변동 완화에 의한 것으로 생각된다.
도 7은 종래의 저항 스폿 용접 장치와, 본 실시형태에 따른 저항 스폿 용접 장치에 의해, 용접 전류 8㎄로 저항 스폿 용접했을 때의 가압력 및 용접 전류의 변화를 비교해서 나타내는 그래프이다. 어느 저항 스폿 용접 방법에 있어서도, 가압 실린더(12)에 의해, 제 1 전극(20A)을 하강시켜, 한쌍의 전극 팁(23A, 23B)에 복수의 금속판(M)을 끼워넣고, 또한 가압 실린더(12)에 의해, 한쌍의 전극 팁(23A, 23B)에 소정의 가압력을 부여한다. 또한, 본 실시형태에서는, 탄성 부재(24)가 탄성 변형하기 때문에, 가압력은 소정의 가압력까지 서서히 증가한다. 그 후, 가압력이 부여된 상태로, 한쌍의 전극 팁(23A, 23B)에 소정 시간(약 0.3sec) 통전을 행하고, 통전 후, 소정의 홀드 시간이 경과한 타이밍으로, 가압력을 제거한다.
도 7에 도시하는 바와 같이, 용접 전류 통전시에, 종래의 저항 스폿 용접 장치에서는, 본 실시형태의 저항 스폿 용접 장치(10)와 비교해서 가압력이 대략 700N 정도 커지고 있는데 대하여, 본 실시형태의 저항 스폿 용접 장치(10)에서는, 가압력의 상승은 보이지 않고, 안정되어 있다. 이것은, 용융 금속의 팽창에 의한 금속판(M)에의 응력 변동이, 가압력 흡수 기구로서 작용하는 탄성 부재(24)의 탄성 변형에 의해 흡수되었기 때문이며, 그 결과, LME 균열이 억제된 것이라고 생각된다. 즉, 탄성 부재(24)인 코일 스프링이, 금속판(M)의 통전시에 생기는 가압력의 하중 변동을 흡수하는 가압력 흡수 기구로서 작용하여, 당해 가압력의 하중 변동을 흡수하면서 저항 스폿 용접한 것에 의한 것으로 추정된다.
또한, 통전 후의 금속판(M)의 냉각에 수반하는 너깃의 열수축에 의해, 판폭 방향으로 인장 응력이 발생해서 압접부에서의 LME 균열이 생기는 경우가 있다. 이 때문에, 통전 후에 가압력을 보지하고, 용접 후의 냉각 시간을 확보하기 위한 홀드 시간은 너깃의 열수축에 수반하는 판폭 방향의 인장 응력을 저감할 수 있고, LME 균열 발생의 억제에 유효하다. LME 균열의 발생을 효과적으로 억제하기 위해서는, 상기 홀드 시간으로서, 통전 종료후, 0.01sec 이상 가압 보지한 후, 전극의 가압으로부터 압력 개방으로 전환하는 제어를 행하는 것이 바람직하다.
(제 2 실시형태)
다음에, 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 저항 스폿 용접 장치를 도 8 내지 도 11을 참조해 설명한다. 본 실시형태의 저항 스폿 용접 장치는, 가동측 전극 및 고정측 전극의 양 전극 팁과 강판을 대략 수직으로 접촉시켜서, 타각에 의한 LME 균열의 발생을 한층 더 억제하는 동시에, 통전시의 용융 금속의 팽창에 의해 생기는 충격력을 가동측 전극으로 흡수해서, LME 균열의 발생을 억제한다.
도 8에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태의 저항 스폿 용접 장치(10A)는, 평면에서 보아 대략 C형의 형상을 나타내는 프레임(11)과, 프레임(11)의 일단에 설치된 가압 실린더(12)와, 당해 가압 실린더(12) 및 프레임(11)의 대향하는 단부에 설치된 2개의 기대(13A, 13B)와, 가동측인 기대(13A)에 설치된, 가동측 전극인 제 1 전극(20A)과, 고정측인 기대(13B)에 설치된, 고정측 전극인 제 3 전극(20C)을 구비한다. 제 1 전극(20A)과 제 3 전극(20C)은 동축 상에 있어서 대향하도록 배치되어 있다.
제 1 전극(20A)은 탄성 변형 가능한 탄성 부재(24)를 구비하고, 제 1 실시형태의 제 1 전극(20A)과 동일 구조를 갖기 때문에, 그 구조, 작용 등의 상세한 설명은 생략한다.
제 3 전극(20C)은 제 1 생크(31)와 제 2 생크(32)가 유니버셜 조인트(33)에 의해 접속되어 있다. 제 3 전극(20C)은, 유니버셜 조인트(33)에 의한 각도 보정 기구의 작용에 의해, 전극 팁(23C)과 금속판(M)이 대략 수직 상태가 되도록 타각을 보정한다.
도 9 내지 도 11에 도시하는 바와 같이, 제 3 전극(20C)은 제 1 생크(31)와, 제 2 생크(32)와, 전극 팁(23C)과, 제 1 생크(31) 및 제 2 생크(32)를 굴곡 가능하게 접속하는 유니버셜 조인트(33)와, 도선(25)을 구비한다.
제 1 생크(31) 및 제 2 생크(32)는, 예를 들면 황동과 같은 금속(합금)에 의해 구성되어 있고, 도전성을 갖는다. 전극 팁(23C)은 제 3 전극(20C)의 선단인 제 1 생크(31)의 일단에 설치되어 있고, 금속판(M)에 직접 당접하는 부재이다.
유니버셜 조인트(33)는 제 1 생크(31)에 고정된 수형 조인트(34)와, 제 2 생크(32)에 고정된 암형 조인트(35)로 이뤄진다. 수형 조인트(34)는 대략 구형으로 형성된 선단부(36)를 갖고, 당해 선단부(36)가 암형 조인트(35)의 구형 구멍(37)에 굴곡 가능하게 감합된다. 제 1 생크(31)의 축 중심에 형성된 축 구멍(40)에는, 경사 방향으로부터 급수 파이프(38) 및 배수 파이프(39)가 접속되어 있다.
도 10의 "냉각수 IN"의 화살표로 표시하는 바와 같이, 스폿 용접기(10A)의 본체로부터 공급된 냉각수는 급수 파이프(38)의 내를 흐르고, 전극 팁(23C)에 도달한다. 전극 팁(23C)에 도달하고, 온도가 상승한 냉각수는, "냉각수 OUT"의 화살표로 표시하는 바와 같이, 배수 파이프(39)로부터 스폿 용접기(10A)에 본체로 되돌아가 다시 냉각된다.
구형의 선단부(36)가 구형 구멍(37)에 굴곡 가능하게 감합하는 유니버셜 조인트(33)는, 제 3 전극(20C)의 축심에 대해서 강판 등의 금속판(M)이 경사하고 있는 경우, 제 3 전극(20C)이 금속판(M)에 접촉하면, 수형 조인트(34)가 암형 조인트(35)에 대해서 굴곡해서 전극 팁(23C)이 금속판(M)에 대해서 대략 수직이 된다. 즉, 유니버셜 조인트(33)는 전극 팁(23C)의 금속판(M)에 대한 각도를 보정 가능한 각도 보정 기구로서 작용해서, 전극 팁(23C)의 타각을 보정하고, 이것에 의해 인장 응력을 저감시켜 LME 균열이 억제된다. 또한, 유니버셜 조인트(33)는 소정의 각도를 넘어서 굴곡하지 않도록 구성되어 있다.
또한, 제 1 생크(31) 및 제 2 생크(32)가 유니버셜 조인트(33)에 의해 접속되어 있는 제 3 전극(20C)은 축방향에 대해서 높은 강성을 갖기 때문에, 금속판(M)으로부터 제 3 전극(20C)에 가압력이 작용해도 축방향 위치를 일정 위치에 유지할 수 있고, 안정된 저항 스폿 용접이 행해진다.
한편, 가동측 전극인 제 1 전극(20A)에서는, 탄성 부재(24)의 각도 보정 기구에 의해 제 1 전극(20A)의 타각이 보정되고, 전극 팁(23A)이 금속판(M)에 대해서 대략 수직 방향으로부터 접촉하고, 타각에 기인하는 LME 균열을 억제한다. 또한, 제 1 전극(20A)이 갖는 탄성 부재(24)의 가압력 흡수 기구에 의해, 통전시에 발생하는 금속판(M)의 열팽창에 의한 금속판(M)의 응력 변동이 완화되어 LME 균열을 억제한다.
이와 같이, 제 1 전극(20A) 및 제 3 전극(20C)의 양 전극에 있어서, 전극 팁(23A, 23C)이 금속판(M)에 대해서 대략 수직 방향으로부터 접촉하기 때문에, 가동측 전극 뿐만이 아니라, 고정측 전극에 있어서도 타각이 보정되기 때문에, 제 1 실시형태의 저항 스폿 용접 장치(10)와 비교해서, 더욱 타각에 의한 인장 응력에 기인하는 LME 균열을 억제할 수 있다.
그 외의 부분에 대해서는, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 저항 스폿 용접 장치(10)와 동일하기 때문에, 동일 부분에는 동일 부호 또는 상당히 부호를 부여하고 설명을 간략화 또는 생략한다.
(제 3 실시형태)
다음에, 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 저항 스폿 용접 장치에 대해, 도 12를 참조해서 설명한다. 본 실시형태의 저항 스폿 용접 장치는 가동측 전극 및 고정측 전극의 양 전극 팁과 강판을 대략 수직으로 접촉시켜 타각에 의한 LME 균열의 발생을 억제하는 것을 목적으로 한다.
도 12는 본 발명의 제 3 실시형태인 저항 스폿 용접 장치의 측면도이다. 본 실시형태의 저항 스폿 용접 장치(10B)는 가동측 전극 및 고정측 전극이 모두 제 2 실시형태에서 설명한 유니버셜 조인트(33)를 갖는 제 3 전극(20C)으로 구성되어 있다.
제 3 전극(20C)은 탄성 부재(24)를 갖지 않고, 그에 따라 가압력 흡수 기구에 의한 금속판(M)의 응력 변동은 흡수되지 않는다. 그러나, 가동측 및 고정측 중 어느 하나에 있어서도 유니버셜 조인트(33)에 의한 각도 보정 기구의 작용에 의해 타각이 보정되기 때문에, 타각에 기인하는 LME 균열의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 제 3 전극(20C)의 유니버셜 조인트(33)는, 축방향에 대해서, 제 2 전극(20B)(도 1 참조)과 동일한 정도의 강성을 갖기 때문에, 도 7에 도시하는 가압 개시부터 소정의 가압력에 이르기까지 필요로 하는 가압 시간 및 가압 종료후의 나머지 가압 시간이 제 1 전극(20A)과 비교해서 단축할 수 있고, 전체적으로 단시간에서의 접합이 가능해진다.
그 외의 부분에 대해서는, 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 저항 스폿 용접 장치(10A)와 동일하기 때문에, 동일 부분에는 동일 부호 또는 상당히 부호를 부여하고 설명을 간략화 또는 생략한다.
(제 4 실시형태)
다음에, 본 발명의 제 4 실시형태에 따른 저항 스폿 용접 장치에 대해 도 13 내지 도 18을 참조해 설명한다. 본 실시형태의 저항 스폿 용접 장치는 한쌍의 가동측 전극의 양 전극 팁과 강판을 대략 수직으로 접촉시켜, 타각에 의한 LME 균열의 발생을 억제하는 동시에, 통전시의 용융 금속의 팽창에 의해 생기는 충격력을 한쌍의 가동측 전극으로 흡수해서, LME 균열의 발생을 한층 더 억제하는 것을 목적으로 한다.
도 13은 본 발명의 제 4 실시형태에 따른 저항 스폿 용접 장치의 측면도이다. 저항 스폿 용접 장치(10C)는 평면에서 보아 대략 C형의 형상을 나타내는 프레임(11)과, 프레임(11)의 양단에 설치된 가압 실린더(12)와, 당해 가압 실린더(12)에 설치된 2개의 기대(13A, 13B)와, 2개의 기대(13A, 13B)의 각각에 설치된 한쌍의 가동측 전극인 한쌍의 제 4 전극(20D)을 구비한다. 한쌍의 제 4 전극(20D)은 동축 상에 있어서 대향하도록 배치되어 있다.
스폿 용접을 행하는 경우, 중합된 복수(도면에서는 2장)의 피접합체인 강판 등의 금속판(M)을 한쌍의 제 4 전극(20D)의 사이에 삽입하고, 가압 실린더(12)에 의해 한쌍의 제 4 전극(20D)을 서로 접근시키고, 금속판(M)을 한쌍의 제 4 전극(20D)의 사이에 끼워 넣는다. 이것에 의해, 탄성 부재(43)의 수축이 가능하여, 이것에 의해 금속판(M)의 판두께 방향의 위치가 안정된다. 이 상태에서, 가압하면서 한쌍의 전극간에 통전을 행하고, 스폿 용접을 행한다. 본 실시형태에서는, 한쌍의 제 4 전극(20D)은 완전히 동일 형식의 것을 이용하고 있다.
도 14는 제 4 전극(20D)의 사시도이며, 도 15는 도 14의 단면도를 도시한다. 제 4 전극(20D)은 제 1 생크(제 1 전극용 생크)(41)와, 제 2 생크(제 2 전극용 생크)(42)와, 전극 팁(23D)과, 탄성 부재(43)와, 도선(45)과, 링(46)을 구비한다.
제 1 생크(41) 및 제 2 생크(42)는, 예를 들면 황동과 같은 금속(합금)에 의해 구성되어 있고, 도전성을 갖는다. 본 실시형태에서는, 제 1 생크(41)와 제 2 생크(42)는 완전히 동일한 형식의 것을 이용하고 있다. 또한, 전극 팁(23D)은, 제 4 전극(20D)의 선단으로서, 제 1 생크(41)의 제 1 단에 설치되어 있고, 금속판(M)에 직접 당접하는 부재이다.
탄성 부재(43)는 전극 팁(23D)이 설치된 제 1 생크(41)의 제 1 단과 역측의 제 2 단과, 제 2 생크(42)를 접속하는 부재이다. 탄성 부재(43)는, 제 4 전극(20D)에 소정의 하중이 가해졌을 때에도, 파괴를 면할 정도의 강성을 갖는 한편, 하중의 작용에 의해 탄성 변형 가능한 성질을 갖고 있다. 본 실시형태에서는, 탄성 부재(43)는 강철과 같은 금속제의 원통형상 블록에 의해 형성되고, 이 블록에는 탄성 변형을 촉진하기 위한 노치(43a)가 설치되어 있다.
금속제(예를 들면, 동 등)의 도선(45)은 제 1 생크(41) 및 제 2 생크(42)의 각각의 외주에 장착된 금속제(예를 들면, 동 등)의 링(46)에 접속되어 있다. 탄성 부재(43)가 금속제여도, 그 도전성이 충분하지 않은 경우(스폿 용접에는 대전류가 필요함), 제 1 생크(41)와 제 2 생크(42)와의 사이에 충분한 전기적 접속을 확보하는 것은 곤란하다. 이 때문에, 도선(45)이 탄성 부재(43)의 외측을 우회하도록 설치되고, 제 1 생크(41)와 제 2 생크(42)를 전기적으로 접속한다. 저항 스폿 용접 장치(10C)의 본체로부터 가압 실린더(12), 기대(13A)를 경유해서 공급된 전류는, 제 2 생크(42)→링(46)→도선(45)→링(46)→제 1 생크(41)→전극 팁(23D)의 순서로 흐르고, 금속판(M)까지 도달한다.
도 16은 도 15의 S 영역의 확대도를 도시한다. 도 17은 제 4 전극의 단면도를 도시한다. 제 4 전극(20D)은 전류 뿐만 아니라, 제 4 전극(20D) 자체, 특히 선단의 전극 팁(23D)을 냉각하는 냉각수를 흘리기 위한 구조를 갖고 있다. 즉, 도 17에 도시하는 바와 같이, 냉각수를 흘리기 위한 유로(T)가 제 1 생크(41)와, 탄성 부재(43)와, 제 2 생크(42) 각각의 내부를 관통하도록 설치되어 있다.
유로(T)는, 저항 스폿 용접 장치(10C)의 본체로부터 공급된 냉각수를 전극 팁(23D)에 흘리기 위한 왕로(T1)와, 전극 팁(23D)을 냉각한 냉각수를 저항 스폿 용접 장치(10C)의 본체로 되돌리기 위한 복로(T2)를 포함한다. 복로(T2)는 제 1 생크(41)와, 탄성 부재(43)와, 제 2 생크(42) 각각의 내부를 관통하는 내부 공간(H)에 의해 형성된다. 제 1 생크(41) 및 제 2 생크(42)는, 그 중심 부분이 길이 방향에 따라 중공으로 되도록 펀칭되어 있고, 펀칭된 부분이 내부 공간(H)을 형성한다. 탄성 부재(43)도 마찬가지로, 그 중심 부분이 길이 방향에 따라 중공으로 되도록 펀칭되어 있다. 다만, 도 17에 도시하는 바와 같이, 펀칭된 부분의 상하단에서는, 제 1 생크(41) 및 제 2 생크(42)의 각각과 나사결합되는 호스 조인트(47), 및 호스 조인트(47)에 접속된 호스(48)가 펀칭된 부분에 배치되어 있고, 호스 조인트(47) 및 호스(48)의 내부가 내부 공간(H)을 형성한다.
왕로(T1)는 내부 공간(H)에 배치되고, 제 1 생크(41)와, 탄성 부재(43)와, 제 2 생크(42)를 관통하는 일체의 파이프(49)에 의해 형성된다. 또한, 파이프(49)는 도 15에 있어서 생략되어 있지만, 도 16의 일점 쇄선 또는 도 17에 도시하는 바와 같이, 내부 공간(H)의 중심축 상에 배치되고, 예를 들면 수지 등에 의해 형성된 원통 긴형상의 부재이다.
도 17의 "냉각수 IN"의 화살표로 표시하는 바와 같이, 저항 스폿 용접 장치(10C)의 본체로부터 공급된 냉각수는, 제 2 생크(42)로부터, 탄성 부재(43) 및 제 1 생크(41)를 경유하도록 파이프(49)의 내를 흐르고, 전극 팁(23D)에 도달한다. 전극 팁(23D)에 도달하고, 온도가 상승한 냉각수는, "냉각수 OUT"의 화살표로 표시하는 바와 같이, 제 1 생크(41), 탄성 부재(43), 제 2 생크(42)를 경유하도록, 파이프(49)의 외측의 내부 공간(H)의 내를 흐르고, 저항 스폿 용접 장치(10C)의 본체로 되돌아와, 다시 냉각된다. 이와 같이 해서, 냉각수는 저항 스폿 용접 장치(10C)의 본체와 전극을 순환하고, 항상 일정 온도 이하로 냉각된 냉각수가 전극 팁(23D)에 공급되기 때문에, 제 4 전극(20D), 특히 전극 팁(23D)의 온도 상승을 억제할 수 있고, 스폿 용접의 접합 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 스폿 용접용의 전류는, 도 17의 "통전 경로"의 화살표에 따라, 저항 스폿 용접 장치(10C)의 본체로부터 가압 실린더(12) 및 기대(13A)를 경유해서 공급되어, 제 2 생크(42)→도선(45)→제 1 생크(41)→ 전극 팁(23D)의 순서로 흐르고, 금속판(M)까지 도달한다.
전극 팁(23D)은 금속판(M)에 직접 당접하는 평탄한 플랫면(23d)을 갖는다. 제 4 전극(20D)이 금속판(M)에 대해 대략 수직의 관계를 유지할 수 있는 경우, 각 전극의 전극 팁(23D)의 플랫면(23d)이 금속판(M)에 면접촉한다. 이 결과, 금속판(M)과 플랫면(23d)과의 사이에 미끄러짐이 생기기 어렵고, 안정적인 스폿 용접을 행하는 것이 가능해진다. 또한, 평탄한 플랫면(23d)은 전극 팁(23D)의 선단부에 있어서의 적어도 일부에 존재하고 있으면 좋고, 도 17에 도시하는 바와 같은, 전극 팁(23D)에 있어서의 금속판(M)에 대향하는 면의 모든 것이 플랫인 면을 갖는 것은 물론, 전극 팁(23D)의 선단부만이 플랫인 면을 갖고, 그 주위의 부분이 곡률을 갖는 형상이어도 상관없다.
도 18a는 실제의 스폿 용접의 장면에 있어서, 제 4 전극(20D)과 금속판(M)이 취할 수 있는 상태를 도시하는 도면이다 한쌍의 제 4 전극(20D)이 서로 접근하고, 각각이 당접점(P1, P2)에 있어서 금속판(M)에 당접하는 것에 따라, 각 전극에는 하중(F)이 인가된다. 이상 상태에 있어서는, 2개의 전극이 접근하는 방향으로서, 2개의 전극의 길이 방향에 따른 축(Y1, Y2)에 대해서 수직인 면(X)에 대하여, 금속판(M)이 평행으로 배치된다. 그러나, 항상 금속판(M)의 배치의 정밀도를 정확하게 유지하는 것은 곤란하고, 도시와 같이, 예를 들면 금속판(M)이 면(X)으로부터 소정의 각도(θ)(예를 들면 5° 정도) 기울어져 배치되는 경우가 발생할 수 있다. 즉, 한쌍의 제 4 전극(20D)이 금속판(M)에 대하여, 수직 방향으로부터 기울어진 상태를 취하고 있다.
그리고, 본 실시형태의 제 4 전극(20D)이 아닌 종래 타입, 즉 상술한 탄성 변형 가능한 탄성 부재(43)가 설치되어 있지 않은 강체 전극을 이용하여, 이러한 상태인 채로 스폿 용접을 행하면, 전극 팁(23D)의 플랫면(23d)이 금속판(M)에 적절히 접촉하지 않기 때문에, 일정 품질의 스폿 용접을 얻는 것이 어려워진다. 품질 열화의 일 예로서 예를 들면 LME(Liquid　Metal　Embrittlement; 액체 금속 취화) 균열과 같은 결함을 일으킬 우려가 있다.
이어서, 도 18b는 본 실시형태의 한쌍의 제 4 전극(20D)의 작용을 설명하기 위한 도면이다. 본 실시형태의 제 4 전극(20D)에 있어서는, 상술한 탄성 부재(43)가 설치되어 있다. 이 때문에, 2개의 전극의 선단인 전극 팁(23D)으로부터 발생하는 하중(F)의 작용에 의해, 각각의 탄성 부재(43)가 탄성 변형하고, 당접점(P1, P2)을 중심으로 해서, 양 전극 팁(23D)이 화살표(R1) 방향으로 회전한다. 이 결과, 금속판(M)이 이동하지 않아도, 2개의 전극의 길이 방향에 따른 축(Y1, Y2)은 금속판(M)에 대해 대략 수직으로 교차하는 상태가 되고, 한쌍의 제 4 전극(20D)은 금속판(M)에 대하여 대략 수직 방향으로부터 접촉하는 상태를 유지할 수 있다. 이 결과, 한쌍의 제 4 전극(20D)의 각각의 플랫면(23d)이 금속판(M)에 대해 적절히 면접촉하게 되어, LME 균열의 발생을 억제하여 안정적인 스폿 용접을 행하는 것이 가능해진다.
또한, 도 18b의 파선으로 표시한 바와 같이, 상기 변형에 수반해, 한쌍의 제 4 전극(20D)의 각각의 길이 방향에 따른 축(Y1, Y2)의 사이에는, 약간의 편차가 발생할 수 있다. 그러나, 이러한 편차는 미미하며, 도 18a 상태에 비해, 양호한 스폿 용접을 실현할 수 있다.
상술한 바와 같이, 제 4 전극(20D)이 피접합체인 강판 등의 금속판(M)에 경사한 상태로 당접해도, 탄성 부재(43)가 선단에 설치된 전극 팁(23D)으로부터의 힘을 받아 탄성 변형하고, 전극의 길이 방향에 따른 축과 금속판(M)이 대략 수직이 되는 관계를 실현하고, 한층 이 관계를 용이하게 유지할 수 있다. 따라서, 타각에 의한 스폿 용접의 품질의 저하를 억제할 수 있다.
또한, 만약 전극 팁(23D)의 금속판(M)에 접하는 면이 만곡면에 의해 형성되어 있는 경우, 이 만곡면과 금속판(M)의 사이에 미끄러짐이 생기기 쉽고, 용접이 불안정하게 될 수 있다고 생각된다. 그러나, 본 실시형태에서는, 금속판(M)에 접하는 면이 평탄한 플랫면(23d)에 의해 형성되어 있고, 금속판(M)과 플랫면(23d)과의 사이에 미끄러짐이 생기기 어렵고, 전극 팁(23D)으로부터 발생하는 하중을 확실히 탄성 부재(43)에 전달하는 것이 가능해진다. 이 결과, 탄성 부재(43)의 변형을 촉진하고, 도 18b에 도시된 바와 같이, 타각이 보정된 상태를 용이하게 실현되는 것과 동시에, 이 상태를 안정적으로 유지할 수 있다.
또한, 한쌍의 제 4 전극(20D)에 설치된 탄성 부재(43)는 탄성 변형하는 것으로 통전시에 용융 금속의 팽창에 의한 가압력의 상승을 흡수한다. 이것에 의해, 통전시의 용융 금속의 팽창의 충격에 의한 LME 균열의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 냉각수가 유로(T)를 통해서 전극의 선단 근방, 즉 전극 팁(23D)까지 흐르기 때문에, 용접시에 전극을 효율적으로 냉각할 수 있고, 접합 효율을 향상시킬 수 있다.
본 실시형태에 있어서 유로(T)는 전극의 내부 공간(H)에 의해 형성되는 복로(T2)와, 내부 공간(H)에 배치된 파이프(49)에 의해 형성되는 왕로(T1)를 포함한다. 따라서, 간단하고 또한 컴팩트한 구성에 의해, 냉각수의 순환을 실현하고 있다. 그러나, 냉각수의 유로(T)는 이러한 구성으로 한정되는 것은 아니고, 다른 수단에 의해 냉각해도 좋다.
또한, 제 1 생크(41)와 제 2 생크(42)를 전기적으로 접속하는 도선(45)을 탄성 부재(43)의 외측에 마련하는 것에 의해, 예컨대 탄성 부재(43)가 탄성 변형해도, 전극에의 통전을 원활히 행하는 것이 가능해진다.
본 실시형태에서는, 탄성 부재(43)는 강철과 같은 금속제의 원통형상 블록에 의해 형성되고, 이 블록에는 탄성 변형을 촉진하는 노치(43a)가 설치되어 있다. 그러나, 탄성 부재(43)의 구체적인 형상, 구조, 재료 등은 특히 한정되지 않는다. 예를 들면, 탄성 부재(43)를 충분한 강성과 도전성을 양립시킨 재료로 형성해도 좋고, 이러한 경우는, 도선(45)의 선직경을 가늘게 하거나 또는 도선(45) 자체를 생략할 수 있다.
본 실시형태의 노치(43a)는 탄성 부재(43)의 둘레 방향 또한 길이 방향으로 연장되도록, 예를 들면 나선형상으로 형성되어 있다. 다만, 탄성 부재(43)의 탄성 변형을 촉진할 수 있다면, 그 구체적인 형태는 특히 한정되지 않는다. 또한, 스프링 등의 부재를 설치하여 탄성 변형을 실현해도 좋다. 또한, 탄성 부재(43)에 소량의 전류가 흐르는 것에 의해, 탄성 부재(43)가 용해하고, 노치(43a)가 매립되어 버리는 사태가 생길 수 있지만, 이러한 사태를 방지하기 위해, 노치(43a)에 수지, 고무 등의 비도전성 재료를 매립해도 좋다.
또한, 본 발명은 전술한 각 실시형태로 한정되는 것은 아니고, 적당, 변형, 개량 등이 가능하다. 그 외, 상술한 각 실시형태에 있어서의 각 구성요소의 재질, 형상, 치수, 수치, 형태, 개수, 배치 개소 등은 본 발명을 달성할 수 있는 것이면 임의이며, 한정되지 않는다.
예를 들면, 본 발명의 가압력 흡수 기구는, 제 1 및 제 2 실시형태의 탄성 부재(24)나 제 4 실시형태의 탄성 부재(43)의 형태로 한정되는 일이 없이, 예를 들면 도시하지 않은 에어 실린더 등의 공압 장치의 탄성력을 이용할 수도 있다.
또한, 본 발명의 저항 스폿 용접 장치는, 대략 L자형의 한쌍의 긴 전극이 용접 장치 본체로부터 전방으로 연장하고, 그 선단끼리가 서로 접근 및 이간 가능으로 개폐 가능하게 된, 간이형 또는 휴대형 등의 도시하지 않은 용접 장치에도 적용할 수 있다. 구체적으로는, 한쪽의 전극을 용접 장치 본체에 고정하고, 다른쪽의 전극을 용접 장치 본체에 마련한 축을 중심으로 해서 요동 가능하게 하는 동시에, 다른쪽의 전극과 용접 장치 본체의 사이에, 다른쪽의 전극의 선단을 한쪽의 전극의 선단 방향으로 부세하는 스프링을 마련한 구조여도 좋다. 이 경우, 다른쪽의 전극과 용접 장치 본체의 사이에 마련한 스프링이 가압력 흡수 기구로서 작용해서, 통전시의 용융 금속의 팽창에 의한 가압력의 상승을 흡수하고, 그 충격에 의한 LME 균열을 방지한다.
이상과 같이, 본 명세서에는 다음의 사항이 개시되어 있다.
(1)　C: 0.08질량% 이상, Si: 0.50질량% 이상을 포함하고, 인장 강도가 980㎫ 이상이고, 또한 아연 도금된 강판을 적어도 1장 갖는 복수의 강판을 스폿 용접하기 위한 저항 스폿 용접 방법에 있어서,
상기 복수의 강판을 사이에 두고 가압하는 한쌍의 전극 팁과, 상기 한쌍의 전극 팁 중 적어도 한쪽에 설치되고, 상기 전극 팁의 축방향의 가압력을 흡수 가능한 가압력 흡수 기구를 구비하는 한쌍의 전극을 이용하여,
상기 한쌍의 전극 팁에 상기 복수의 강판을 사이에 두고, 또한 상기 한쌍의 전극 팁에 가압력을 부여한 상태로 통전함으로써, 상기 통전시에 발생하는 상기 가압력의 변동 하중을 상기 가압력 흡수 기구에 의해 흡수하면서 용접하는, 저항 스폿 용접 방법.
(2) 상기 한쌍의 전극 중 한쪽은 고정식 전극이며, 다른쪽은 가동식 전극이며,
상기 가압력 흡수 기구는 상기 가동식 전극측에 설치되는, (1)에 기재의 저항 스폿 용접 방법.
(3) 상기 가압력 흡수 기구는 탄성 부재를 이용한 기구인, (1) 또는 (2)에 기재의 저항 스폿 용접 방법.
(4) 상기 탄성 부재는 스프링 정수가 10N/㎜ 이상 1500N/㎜ 이하인 스프링에 의해 구성되는, (3)에 기재의 저항 스폿 용접 방법.
(5) 상기 가압력 흡수 기구는 공압을 이용한 기구인, (1) 또는 (2)에 기재의 저항 스폿 용접 방법.
(6)　C: 0.08질량% 이상, Si: 0.50질량% 이상을 포함하고, 인장 강도가 980㎫ 이상이고, 또한 아연 도금된 강판을 적어도 1장 갖는 복수의 강판을 스폿 용접하기 위한 저항 스폿 용접 방법에 있어서,
상기 복수의 강판을 사이에 두고 가압하는 한쌍의 전극 팁과, 상기 강판에 대한 상기 한쌍의 전극 팁의 각도를 각각 보정 가능한 한쌍의 각도 보정 기구를 구비하는 한쌍의 전극을 이용하여,
상기 한쌍의 전극 팁에 상기 복수의 강판을 사이에 두고, 또한 상기 한쌍의 전극 팁의 축이 상기 강판에 대해서 대략 수직이 되도록 접촉시키면서, 상기 한쌍의 전극 팁에 가압력을 부여한 상태로 통전함으로써 용접하는, 저항 스폿 용접 방법.
(7) 상기 한쌍의 각도 보정 기구 중 적어도 한쪽은 유니버셜 조인트를 이용한 기구인, (6)에 기재의 저항 스폿 용접 방법.
(8) 상기 한쌍의 전극 중 한쪽은 고정식 전극이며, 다른쪽은 가동식 전극이며,
상기 유니버셜 조인트를 이용한 기구는 상기 고정식 전극측에 설치되는, (7)에 기재의 저항 스폿 용접 방법.
(9) 상기 한쌍의 각도 보정 기구 중 한쪽이 상기 고정식 전극측에 설치된 유니버셜 조인트를 이용한 기구이며, 다른쪽이 상기 가동식 전극측에 설치된 탄성 부재를 이용한 기구인, (8)에 기재의 저항 스폿 용접 방법.
(10) 상기 탄성 부재는 스프링 정수가 10N/㎜ 이상 1500N/㎜ 이하인 스프링에 의해 구성되는, (9)에 기재의 저항 스폿 용접 방법.
(11) 상기 한쌍의 각도 보정 기구의 양쪽이 유니버셜 조인트를 이용한 기구인, (7)에 기재의 저항 스폿 용접 방법.
(12) 상기 전극 팁은 선단면의 곡률 반경(R)이 R≤100㎜를 만족하고, 또한 외경(φ)이 φ≤16㎜를 만족하는, (1) 내지 (11) 중 어느 하나에 기재의 저항 스폿 용접 방법.
(13) 상기 전극 팁은, 그 선단부의 적어도 일부가 상기 강판에 당접하는 플랫면을 갖는, (1) 내지 (11) 중 어느 하나에 기재의 저항 스폿 용접 방법.
(14) 통전 종료후, 0.01sec 이상 가압 보지한 후, 상기 전극의 가압으로부터 압력 개방으로 전환하는 제어를 행하는, (1) 내지 (13) 중 어느 하나에 기재의 저항 스폿 용접 방법.
(15) 용접 전류가 교류 전류인, (1) 내지 (14) 중 어느 하나에 기재의 저항 스폿 용접 방법.
(16) 제 1 전극용 생크와,
제 2 전극용 생크와,
상기 제 1 전극용 생크의 제 1 단에 설치되고, 플랫면을 갖는 전극 팁과,
상기 제 1 전극용 생크의 제 2 단과 상기 제 2 전극용 생크를 접속하고, 탄성 변형 가능한 접속 부재를 구비하며,
냉각수를 흘리기 위한 유로가, 상기 제 1 전극용 생크와, 상기 접속 부재와, 상기 제 2 전극용 생크 각각의 내부를 관통하도록 설치되어 있는, 스폿 용접 건용 전극.
(17) 상기 제 1 전극용 생크와 상기 제 2 전극용 생크를 전기적으로 접속하는 도선이 상기 접속 부재의 외측에 설치되어 있는, (16)에 기재의 스폿 용접 건용 전극.
(18) 상기 접속 부재는 금속제의 블록에 의해 형성되고, 당해 금속제의 블록에는, 탄성 변형을 촉진하는 노치가 설치되어 있는, (16) 또는 (17)에 기재의 스폿 용접 건용 전극.
(19) 상기 유로는, 상기 제 2 전극용 생크로부터 상기 전극 팁을 향해 냉각수를 흘리는 왕로와, 상기 전극 팁으로부터 상기 제 2 전극용 생크를 향해 냉각수를 흘리는 복로를 포함하며,
상기 복로는, 상기 제 1 전극용 생크와, 상기 접속 부재와, 상기 제 2 전극용 생크 각각의 내부를 관통하는 내부 공간에 의해 형성되며,
상기 왕로는, 상기 내부 공간에 배치되고, 상기 제 1 전극용 생크와, 상기 접속 부재와, 상기 제 2 전극용 생크를 관통하는 일체의 파이프에 의해 형성되는, (16) 내지 (18) 중 어느 하나에 기재의 스폿 용접 건용 전극.
(20) (16) 내지 (19) 중 어느 하나에 기재의 스폿 용접 건용 전극을 구비하는 스폿 용접 건.
이상, 도면을 참조하면서 각종의 실시의 형태에 대해 설명했지만, 본 발명은 이러한 예로 한정되지 않는 것은 말할 필요도 없다. 당업자라면, 특허 청구의 범위에 기재된 범주 내에 있어서, 각종의 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있는 것은 명확하고, 그들에 대해서도 당연하게 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 이해된다. 또한, 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에 있어서, 상기 실시형태에 있어서의 각 구성요소를 임의로 조합해도 좋다.
또한, 본 출원은 2020년 2월 25일 출원의 일본 실용신안등록 출원(실원 제 2020-000622 호) 및 2020년 7월 22일 출원의 일본 특허 출원(특원 제 2020-125561 호)에 기초하는 것으로, 그 내용은 본 출원에서 참조로서 원용된다.
10, 10A, 10B, 10C: 저항 스폿 용접 장치(스폿 용접기)
20A: 제 1 전극(전극)
20B: 제 2 전극(전극)
20C: 제 3 전극(전극)
20D: 제 4 전극(전극)
23A, 23B, 23C, 23D: 전극 팁
23d: 플랫면
24: 탄성 부재(접속 부재, 가압력 흡수 기구, 각도 보정 기구)
43: 탄성 부재(접속 부재, 가압력 흡수 기구, 각도 보정 기구)
33: 유니버셜 조인트
M: 금속판(강판)
R: 선단면의 곡률 반경
φ: 외경

Claims (15)

  1. C: 0.08질량% 이상, Si: 0.50질량% 이상을 포함하고, 인장 강도가 980㎫ 이상이고, 또한 아연 도금된 강판을 적어도 1장 갖는 복수의 강판을 스폿 용접하기 위한 저항 스폿 용접 방법에 있어서,
    상기 복수의 강판을 사이에 두고 가압하는 한쌍의 전극 팁과, 상기 한쌍의 전극 팁 중 적어도 한쪽에 설치되고, 상기 전극 팁의 축방향으로의 가압력을 흡수 가능한 가압력 흡수 기구를 구비하는 한쌍의 전극을 이용하여,
    상기 한쌍의 전극 팁에 상기 복수의 강판을 사이에 두고, 또한 상기 한쌍의 전극 팁에 가압력을 부여한 상태로 통전함으로써, 상기 통전시에 발생하는 상기 가압력의 변동 하중을 상기 가압력 흡수 기구에 의해 흡수하면서 용접하는
    저항 스폿 용접 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 한쌍의 전극 중 한쪽은 고정식 전극이며, 다른쪽은 가동식 전극이며,
    상기 가압력 흡수 기구는 상기 가동식 전극측에 설치되는
    저항 스폿 용접 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 가압력 흡수 기구는 탄성 부재를 이용한 기구인
    저항 스폿 용접 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 탄성 부재는 스프링 정수가 10N/㎜ 이상 1500N/㎜ 이하인 스프링에 의해 구성되는
    저항 스폿 용접 방법.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 가압력 흡수 기구는 공압을 이용한 기구인
    저항 스폿 용접 방법.
  6. C: 0.08질량% 이상, Si: 0.50질량% 이상을 포함하고, 인장 강도가 980㎫ 이상이고, 또한 아연 도금된 강판을 적어도 1장 갖는 복수의 강판을 스폿 용접하기 위한 저항 스폿 용접 방법에 있어서,
    상기 복수의 강판을 사이에 두고 가압하는 한쌍의 전극 팁과, 상기 강판에 대한 상기 한쌍의 전극 팁의 각도를 각각 보정 가능한 한쌍의 각도 보정 기구를 구비하는 한쌍의 전극을 이용하여,
    상기 한쌍의 전극 팁에 상기 복수의 강판을 사이에 두고, 또한 상기 한쌍의 전극 팁의 축이 상기 강판에 대해서 대략 수직이 되도록 접촉시키면서, 상기 한쌍의 전극 팁에 가압력을 부여한 상태로 통전함으로써 용접하는
    저항 스폿 용접 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 한쌍의 각도 보정 기구 중 적어도 한쪽은 유니버셜 조인트를 이용한 기구인
    저항 스폿 용접 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 한쌍의 전극 중 한쪽은 고정식 전극이며, 다른쪽은 가동식 전극이며,
    상기 유니버셜 조인트를 이용한 기구는 상기 고정식 전극측에 설치되는
    저항 스폿 용접 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 한쌍의 각도 보정 기구 중 한쪽이 상기 고정식 전극측에 설치된 유니버셜 조인트를 이용한 기구이며, 다른쪽이 상기 가동식 전극측에 설치된 탄성 부재를 이용한 기구인
    저항 스폿 용접 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 탄성 부재는 스프링 정수가 10N/㎜ 이상 1500N/㎜ 이하인 스프링에 의해 구성되는
    저항 스폿 용접 방법.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 한쌍의 각도 보정 기구의 양쪽이 유니버셜 조인트를 이용한 기구인
    저항 스폿 용접 방법.
  12. 제 1 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 전극 팁은 선단면의 곡률 반경(R)이 R≤100㎜를 만족하고, 또한 외경(φ)이 φ≤16㎜를 만족하는
    저항 스폿 용접 방법.
  13. 제 1 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 전극 팁은, 그 선단부의 적어도 일부가 상기 강판에 당접하는 플랫면을 갖는
    저항 스폿 용접 방법.
  14. 제 1 항 또는 제 6 항에 있어서,
    통전 종료후, 0.01sec 이상 가압 보지한 후, 상기 전극의 가압으로부터 압력 개방으로 전환하는 제어를 행하는
    저항 스폿 용접 방법.
  15. 제 1 항 또는 제 6 항에 있어서,
    용접 전류가 교류 전류인
    저항 스폿 용접 방법.
KR1020227027335A 2020-02-25 2021-02-15 저항 스폿 용접 방법 KR20220121883A (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-U-2020-000622 2020-02-25
JP2020000622U JP3226182U (ja) 2020-02-25 2020-02-25 スポット溶接ガン用電極及びスポット溶接ガン
JPJP-P-2020-125561 2020-07-22
JP2020125561A JP7424932B2 (ja) 2020-07-22 2020-07-22 抵抗スポット溶接方法
PCT/JP2021/005575 WO2021172080A1 (ja) 2020-02-25 2021-02-15 抵抗スポット溶接方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220121883A true KR20220121883A (ko) 2022-09-01

Family

ID=77492156

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227027335A KR20220121883A (ko) 2020-02-25 2021-02-15 저항 스폿 용접 방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20230106542A1 (ko)
EP (1) EP4091756A4 (ko)
KR (1) KR20220121883A (ko)
CN (1) CN115151368A (ko)
MX (1) MX2022010400A (ko)
WO (1) WO2021172080A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023059701A (ja) * 2021-10-15 2023-04-27 株式会社神戸製鋼所 抵抗スポット溶接装置及び抵抗スポット溶接方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58168076A (ja) 1982-03-30 1983-10-04 Fujitsu Ltd 位相型ホログラムの作成方法
WO2017033455A1 (ja) 2015-08-27 2017-03-02 Ｊｆｅスチール株式会社 抵抗スポット溶接方法および溶接部材の製造方法
JP2019171450A (ja) 2018-03-29 2019-10-10 日本製鉄株式会社 抵抗スポット溶接方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6074871U (ja) * 1983-10-28 1985-05-25 マツダ株式会社 スポツト溶接ガン用電極
US4623775A (en) * 1985-11-15 1986-11-18 General Motors Corp. Articulated resistance welding electrode with universal movement
JP2003001434A (ja) * 2001-06-19 2003-01-08 Dengensha Mfg Co Ltd 原位置復帰機構付き電極装置
WO2011025015A1 (ja) * 2009-08-31 2011-03-03 新日本製鐵株式会社 スポット溶接継手およびスポット溶接方法
EP2611563A1 (de) * 2010-10-06 2013-07-10 Siemens Aktiengesellschaft Schweisskopf mit einem eine vorspannung variabel einstellbaren elastischen element
JP6327256B2 (ja) * 2013-12-06 2018-05-23 新日鐵住金株式会社 スポット溶接用電極およびこれを用いた溶接装置ならびに溶接方法
CN108857013B (zh) * 2014-05-07 2021-10-29 日本制铁株式会社 点焊方法
CA2980692C (en) * 2015-03-30 2018-04-24 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Method of spot welding
WO2018234839A1 (en) * 2017-06-20 2018-12-27 Arcelormittal ZINC COATED STEEL SHEET HAVING HIGH STRENGTH POINTS WELDABILITY
JP7188918B2 (ja) 2018-06-29 2022-12-13 アキレス株式会社 ネットスポンジ
JP2020125561A (ja) 2019-02-05 2020-08-20 株式会社デサント 衣料

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58168076A (ja) 1982-03-30 1983-10-04 Fujitsu Ltd 位相型ホログラムの作成方法
WO2017033455A1 (ja) 2015-08-27 2017-03-02 Ｊｆｅスチール株式会社 抵抗スポット溶接方法および溶接部材の製造方法
JP2019171450A (ja) 2018-03-29 2019-10-10 日本製鉄株式会社 抵抗スポット溶接方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20230106542A1 (en) 2023-04-06
EP4091756A1 (en) 2022-11-23
MX2022010400A (es) 2022-09-07
CN115151368A (zh) 2022-10-04
EP4091756A4 (en) 2023-08-02
WO2021172080A1 (ja) 2021-09-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20120067851A1 (en) One-sided spot welding device
US9186747B2 (en) Spot welding apparatus
JP6278154B2 (ja) 抵抗スポット溶接方法および溶接部材の製造方法
KR20220121883A (ko) 저항 스폿 용접 방법
JP5261984B2 (ja) 抵抗スポット溶接方法
KR102127991B1 (ko) 저항 스폿 용접 방법 및 용접 구조물
US8809725B2 (en) Welding electrode assembly having self-aligning features
JP5609966B2 (ja) 抵抗スポット溶接方法
JP2008290098A (ja) 抵抗スポット溶接方法
JP7424932B2 (ja) 抵抗スポット溶接方法
KR20190112045A (ko) 저항 스폿 용접 방법
CN110948098B (zh) 间接点焊装置及焊接方法
WO2023063430A1 (ja) 抵抗スポット溶接装置及び抵抗スポット溶接方法
JP7271304B2 (ja) 異材接合用ピアスメタル及び該ピアスメタルを用いた異材接合方法
CN118076454A (en) Resistance spot welding device and resistance spot welding method
JP2009190046A (ja) 高張力鋼板のスポット溶接方法と高張力鋼板の溶接継手
JP3226182U (ja) スポット溶接ガン用電極及びスポット溶接ガン
US9893498B2 (en) Method for manufacturing tubular metal shell including ground electrode bar for spark plug, and method for manufacturing spark plug
JP7479757B2 (ja) スポット溶接方法
JP7335196B2 (ja) 抵抗溶接部材の製造方法
JP7283298B2 (ja) インダイレクトスポット溶接方法、溶接装置及び車両
JP2007203319A (ja) 抵抗スポット溶接方法
CN117098627A (zh) 电阻点焊方法
KR20150055139A (ko) 점용접 전극팁
JPH09295161A (ja) 銅製部材の固定方法及び装置

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal