JP2008302425A - Hollow steel plate welding equipment and welding method - Google Patents
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Abstract
【課題】 溶接箇所の鋼板に板厚方向の溶接電流を通電するとともに、電極の加圧によって中空鋼板部品の異常な変形を防止して、溶接強度の高い溶着状態がえられる中空鋼板部品の溶接装置と溶接方法を提供する。
【解決手段】 電気抵抗溶接により内部空間20を有する鋼板部品8の外側面に部品9,60を溶接するものであって、電極加圧による鋼板部品8の変形を防止し溶接電流を鋼板の板厚方向に通電させるとともに前記内部空間20に挿入される補強導通部材33が設けられ、この補強導通部材33に対向する鋼板部品8の外側面に、部品9,60を加圧して溶接電流を通電させる可動電極6が設けられている。
【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To weld a hollow steel plate part in which a welding current in a plate thickness direction is applied to a steel plate at a welding location and an abnormal deformation of the hollow steel plate part is prevented by pressurization of an electrode so that a welding state having a high welding strength is obtained An apparatus and a welding method are provided.
Parts 9 and 60 are welded to the outer surface of a steel plate part 8 having an internal space 20 by electric resistance welding, the deformation of the steel plate part 8 due to electrode pressurization is prevented, and the welding current is supplied to the plate of the steel plate. A reinforcing conducting member 33 that is energized in the thickness direction and inserted into the internal space 20 is provided, and the welding current is energized by pressurizing the components 9 and 60 on the outer surface of the steel plate component 8 facing the reinforcing conducting member 33. A movable electrode 6 is provided.
[Selection] Figure 1
Description
この発明は、電気抵抗溶接により内部空間が設けられた鋼板部品の外側面に部品を溶接する中空鋼板部品の溶接装置と溶接方法に関している。 The present invention relates to a welding apparatus and a welding method for a hollow steel plate part for welding a part to an outer surface of a steel sheet part provided with an internal space by electric resistance welding.
可動電極と固定電極の間に鋼板部品を挿入し、そこへ部品を溶接したり鋼板同士を溶着させたりすることが行われている。ところで、鋼板部品の形状は種々様々であり、形状如何によっては、電極が所定の箇所に挿入できないことがある。このような場合に備えて特開2005−238317号公報に示されているように、補助電極を所定の箇所に挿入しこれに電極を加圧するようにしている。
上述のような補助電極は、溶接局部を加圧し溶接電流を通電させることを補助するものであり、内部空間を有する中空鋼板部品特有の課題を解決できるものではない。このような中空鋼板部品の外側面にプロジェクションボルト、プロジェクションナットあるいはクランプ金具のような部品を電気抵抗溶接で溶接する場合には、溶接局部における発熱が効率的に行われ、しかも鋼板部品の中空形状に異常な変形が電極加圧によって発生しないようにしなければならない。同時に、溶接工程が円滑に進行して生産性が向上するものでなければならない。 The auxiliary electrode as described above assists in applying a welding current by pressurizing the welding local part, and cannot solve the problems peculiar to the hollow steel plate part having the internal space. When parts such as projection bolts, projection nuts or clamp fittings are welded to the outer surface of such hollow steel plate parts by electric resistance welding, heat is generated efficiently at the weld local area, and the hollow shape of the steel plate parts is also achieved. Therefore, it should be ensured that no abnormal deformation occurs due to electrode pressurization. At the same time, the welding process must proceed smoothly to improve productivity.
本発明は、上記の課題を解決するために提供されたもので、溶接箇所の鋼板に板厚方向の溶接電流を通電するとともに、電極の加圧によって中空鋼板部品の異常な変形を防止して、溶接強度の高い溶着状態がえられる中空鋼板部品の溶接装置と溶接方法の提供を目的とする。 The present invention is provided in order to solve the above-described problems, and applies a welding current in the plate thickness direction to a steel plate at a welding location, and prevents abnormal deformation of the hollow steel plate component by pressing the electrode. An object of the present invention is to provide a welding apparatus and a welding method for a hollow steel plate part capable of obtaining a welding state with high welding strength.
請求項1記載の発明は、溶接装置の発明であり、電気抵抗溶接により内部空間を有する鋼板部品の外側面に部品を溶接するものであって、電極加圧による鋼板部品の変形を防止し溶接電流を鋼板部品の板厚方向に通電させるとともに前記内部空間に挿入される補強導通部材が設けられ、この補強導通部材に対向する鋼板部品の外側面に部品を加圧して溶接電流を通電させる可動電極が設けられていることを特徴とする中空鋼板部品の溶接装置である。 The invention according to claim 1 is an invention of a welding apparatus for welding a part to an outer surface of a steel sheet part having an internal space by electric resistance welding, and preventing the deformation of the steel sheet part due to electrode pressurization. A movable conducting member is provided to energize the plate in the thickness direction of the steel plate component and a reinforcing conducting member to be inserted into the internal space, and pressurize the component on the outer surface of the steel plate component facing the reinforcing conducting member to energize the welding current. An apparatus for welding hollow steel plate parts, wherein an electrode is provided.
前記可動電極の動作によって、鋼板部品の外側面に部品を加圧して溶接電流を通電させると、鋼板部品の鋼板が部品と補強導通部材との間に挟み付けられた状態になり、そのために溶接電流は鋼板部品の板厚を貫通する方向に流れる。したがって、溶接電流の電流密度が高く維持できジュール熱発生が効率的に行われる。もし、このように板厚方向に通電されずに鋼板の面方向の通電状態になると、部品が加圧されている鋼板部分における電流密度が低下するので、十分な発熱がえられないこととなる。したがって、電流値を高くしたり通電時間を長くしたりすることが必要となり、生産性が向上せず不経済である。 When the movable electrode is pressed against the outer surface of the steel plate component and a welding current is applied by the operation of the movable electrode, the steel plate of the steel plate component is sandwiched between the component and the reinforcing conductive member. The current flows in a direction penetrating the plate thickness of the steel plate part. Therefore, the current density of the welding current can be maintained high, and Joule heat generation is performed efficiently. If the current is applied in the plane direction of the steel sheet without being energized in the thickness direction in this way, the current density in the steel plate portion where the part is pressed decreases, so that sufficient heat generation cannot be obtained. . Therefore, it is necessary to increase the current value or lengthen the energization time, which is uneconomical because productivity is not improved.
前記補強導通部材が内部空間に挿入されているので、電極加圧による鋼板部品の変形が防止でき、十分な加圧力がえられる。このため、部品と鋼板との溶融部分は所定の溶融面積と溶融深さとなり、溶接強度を高めるのに効果的である。 Since the reinforcing conducting member is inserted into the internal space, deformation of the steel sheet component due to electrode pressurization can be prevented, and a sufficient pressure can be obtained. For this reason, the fusion | melting part of a component and a steel plate becomes a predetermined fusion | melting area and fusion | melting depth, and is effective in improving welding strength.
さらに、溶接時の熱は鋼板の内面から補強導通部材に伝熱するので、溶融部分の過熱が抑制される。すなわち、部品の形状等により溶接電流の通電時間を長くしたり溶接電流の電流値を高くしたりすると、鋼板が過度に溶融するために板厚全体が溶融することとなり、部品の溶接強度が確保できないこととなる。しかし、本発明によれば、鋼板内面に密着している補強導通部材が過度な熱を奪う機能すなわち冷やし金のような機能を果たすので、板厚全体が溶融するようなことを防止することができる。とくに、このような冷却機能は、鋼板の厚さが薄い場合において重要であり、薄い鋼板に熱マスの大きな部品を溶接するような場合に有用である。 Furthermore, since heat at the time of welding is transferred from the inner surface of the steel plate to the reinforcing conductive member, overheating of the molten portion is suppressed. In other words, if the energizing time of the welding current is lengthened or the current value of the welding current is increased depending on the shape of the part, etc., the steel sheet will be melted excessively and the entire plate thickness will be melted, ensuring the welding strength of the part. It will not be possible. However, according to the present invention, the reinforcing conductive member that is in close contact with the inner surface of the steel sheet performs a function of taking away excessive heat, that is, a function like a cooling metal, thereby preventing the entire plate thickness from melting. it can. In particular, such a cooling function is important when the thickness of the steel plate is thin, and is useful when welding a part having a large thermal mass to the thin steel plate.
請求項2記載の発明は、前記補強導通部材に前記内部空間の内面に密着する受圧部材が設けられ、この受圧部材を内部空間の内面に密着させるための拡張手段が設けられている請求項1記載の中空鋼板部品の溶接装置である。 According to a second aspect of the present invention, a pressure receiving member that is in close contact with the inner surface of the internal space is provided on the reinforcing conductive member, and an expansion means is provided for bringing the pressure receiving member into close contact with the inner surface of the internal space. It is a welding apparatus of the hollow steel plate components of description.
このように拡張手段の拡張動作によって受圧部材が内部空間の内面に密着するので、溶接箇所の鋼板は部品と受圧部材によって確実に挟み付けられ、鋼板の板厚方向に溶接電流が確実に通電される。そして、受圧部材の密着によって鋼板部品の変形が防止されて十分な加圧力がえられて、部品と鋼板との溶融部分は所定の溶融面積と溶融深さとなり、溶接強度を高めるのに効果的である。 As described above, since the pressure receiving member is brought into close contact with the inner surface of the internal space by the expansion operation of the expansion means, the steel plate at the welded portion is securely sandwiched between the component and the pressure receiving member, and the welding current is reliably supplied in the thickness direction of the steel plate. The And, due to the close contact of the pressure receiving member, deformation of the steel plate part is prevented and sufficient pressurizing force is obtained, and the melted part between the part and the steel plate has a predetermined melt area and melt depth, which is effective for increasing the welding strength. It is.
さらに、前記拡張手段を縮小させた状態で内部空間に挿入し、所定の箇所で拡張させることができる。このような動作を行わせることによって、入り口箇所における補強導通部材の通過寸法が小さくて奥の方が大きい内部空間の場合であっても、補強導通部材を円滑に挿入することが可能となり、前述のような板厚方向の通電や所定の溶融状態が確保できる。 Furthermore, the expansion means can be inserted into the internal space in a contracted state and expanded at a predetermined location. By performing such an operation, it is possible to smoothly insert the reinforcing conductive member even in the case of an internal space where the passing dimension of the reinforcing conductive member at the entrance location is small and the depth is large. Thus, energization in the plate thickness direction and a predetermined molten state can be secured.
請求項3記載の発明は、前記補強導通部材に前記内部空間の内面に密着する受圧部材が設けられ、この受圧部材と内部空間の内面との間に電極の加圧による鋼板の弾性変形で消滅する空隙が設けられている請求項1記載の中空鋼板部品の溶接装置である。 According to a third aspect of the present invention, the reinforcing conduction member is provided with a pressure receiving member that is in close contact with the inner surface of the internal space, and disappears due to elastic deformation of the steel plate by pressurization of an electrode between the pressure receiving member and the inner surface of the internal space. The hollow steel plate part welding apparatus according to claim 1, wherein an air gap is provided.
電極の加圧により鋼板が弾性変形をして前記空隙が消滅すると、部品と受圧部材との間に鋼板が挟み付けられるので、部品と鋼板との溶融部分は所定の溶融面積と溶融深さとなり、溶接強度を高めるのに効果的である。そして、電極の加圧が解除されると、鋼板は弾性的に所定の形状に復帰し、所定の部品形状が確保できる。また、内部空間よりも寸法が小さな補強導通部材であるから、内部空間に挿入したり抜き出したりすることが滑らかに行える。 When the steel plate is elastically deformed by pressurization of the electrode and the gap disappears, the steel plate is sandwiched between the component and the pressure receiving member, so that the melted portion of the component and the steel plate has a predetermined melting area and melting depth. It is effective to increase the welding strength. When the pressurization of the electrode is released, the steel plate elastically returns to a predetermined shape, and a predetermined part shape can be secured. Further, since the reinforcing conductive member is smaller in size than the internal space, it can be smoothly inserted into and extracted from the internal space.
請求項4記載の発明は、前記部品は、雄ねじが形成された軸部と、この軸部と一体に設けられたフランジ部と、軸部とは反対側のフランジ面に形成された溶着用突起を有するプロジェクションボルトである請求項1〜請求項3のいずれかに記載の中空鋼板部品の溶接装置である。 According to a fourth aspect of the present invention, the component includes a shaft portion on which a male screw is formed, a flange portion provided integrally with the shaft portion, and a welding protrusion formed on a flange surface opposite to the shaft portion. It is a projection bolt which has this. It is a welding apparatus of the hollow steel plate components in any one of Claims 1-3.
前述のように、鋼板は溶着用突起と補強導通部材との間に確実に挟み付けられるので、溶着用突起の部分と鋼板が適正に溶融し正常な溶着状態がえられる。そして、このような溶着状態により、フランジ部が鋼板に密着するか、あるいはフランジ部と鋼板表面との間にわずかな空隙が存在する程度となる。したがって、プロジェクションボルトの溶接強度が十分にえられるものとなる。 As described above, since the steel plate is securely sandwiched between the welding projection and the reinforcing conductive member, the welding projection portion and the steel plate are properly melted to obtain a normal welding state. And by such a welding state, a flange part will closely_contact | adhere to a steel plate, or it will be a grade which a slight space | gap exists between a flange part and a steel plate surface. Therefore, the welding strength of the projection bolt can be sufficiently obtained.
請求項5記載の発明は、前記鋼板部品は、断面円形のパイプ部材である請求項1〜請求項4のいずれかに記載の中空鋼板部品の溶接装置である。 The invention of claim 5 is the hollow steel plate part welding apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the steel plate part is a pipe member having a circular cross section.
前記補強導通部材の介在によって円形の断面形状を変形することなく、正常な溶着がえられる。 Normal welding can be obtained without deforming the circular cross-sectional shape by interposing the reinforcing conductive member.
請求項6記載の発明は、前記鋼板部品は、複数の鋼板部材を一体化したものである請求項1〜請求項4のいずれかに記載の中空鋼板部品の溶接装置である。 A sixth aspect of the present invention is the hollow steel plate part welding apparatus according to any one of the first to fourth aspects, wherein the steel plate part is formed by integrating a plurality of steel plate members.
複数の鋼板部材をスポット溶接等で一体化した鋼板部品の場合には、鋼板部品自体が複雑な形状であるとともに、内部空間も種々な形状となる。しかし、本発明によればこのような内部空間であっても、上述のようにして良好な通電と部品加圧が可能となる。 In the case of a steel plate part in which a plurality of steel plate members are integrated by spot welding or the like, the steel plate part itself has a complicated shape and the internal space has various shapes. However, according to the present invention, even in such an internal space, good energization and component pressurization are possible as described above.
請求項7記載の発明は、溶接方法の発明であり、電気抵抗溶接により内部空間を有する鋼板部品の外側面に部品を溶接するものであって、電極加圧による鋼板部品の変形を防止し溶接電流を鋼板部品の板厚方向に通電させる補強導通部材を前記内部空間に挿入し、この補強導通部材に対向する鋼板部品の外側面に可動電極によって部品を加圧し溶接電流を通電させて部品を鋼板部品の外側面に溶接することを特徴とする中空鋼板部品の溶接方法である。 The invention according to
この溶接方法の発明による作用効果は、前記溶接装置の発明による作用効果と同じである。そして、請求項8〜請求項12までに記載した方法発明の作用効果も、請求項2〜請求項6までに記載した装置発明の作用効果と同じである。 The effect of the welding method according to the invention is the same as the effect of the welding device according to the invention. The operational effects of the method invention described in claims 8 to 12 are the same as the operational effects of the device invention described in
つぎに、本発明の中空鋼板部品の溶接装置と溶接方法を実施するための最良の形態を説明する。 Next, the best mode for carrying out the welding apparatus and welding method for hollow steel plate parts of the present invention will be described.
溶接装置の基本的な構造について説明する。 The basic structure of the welding apparatus will be described.
溶接装置の形式としては、床から起立させた支柱に可動電極と固定電極が配置されたものや、C型部材に可動電極と固定電極が配置され、ロボット装置で動作されるもの等種々なものがある。本実施例のものは、前者の定置式溶接装置である。溶接装置全体は、符号100で示されている。 There are various types of welding equipment, such as those in which movable and fixed electrodes are arranged on a column that stands up from the floor, and those in which movable and fixed electrodes are arranged on a C-shaped member and operated by a robot device. There is. The thing of a present Example is the former stationary welding apparatus. The entire welding apparatus is indicated by
それを図8にしたがって説明する。床1に起立させた支柱2に横方向に延びるアーム部材3,4が設けられ、アーム部材3に固定されたエアシリンダ5によって可動電極6がほぼ鉛直方向に進退するようになっている。また、他方のアーム部材4には固定電極7が設けられ、ここに鋼板部品8が保持されるようになっている。 This will be described with reference to FIG.
鋼板部品8に溶接される部品としては、プロジェクションボルト、プロジェクションナットあるいは細長いクランプ金具等種々なものがある。ここでは符号9で示されているプロジェクションボルトである。以下の説明において、プロジェクションボルトを単にボルトと表現する場合もある。 As parts to be welded to the steel plate part 8, there are various parts such as a projection bolt, a projection nut, and an elongated clamp fitting. Here, it is a projection bolt indicated by
このボルト9は、可動電極6に設けたほぼ鉛直方向の受入孔10に挿入されて保持されるようになっている。この受入孔10は、可動電極6の下端面の中心部に下向きの開口している。 The
ボルト9を受入孔10に挿入するために、部品供給ユニット200が設けられている。斜め方向に進退する供給ロッド12の先端にボルト9を保持する保持ヘッド13が取付けられている。供給ロッド12は進出してボルト9が受入孔10と同軸になった位置で停止する。その後、供給ロッド12全体が上昇してボルト9が受入孔10に挿入される。 In order to insert the
上述のような動作を行わせるために、斜め方向に配置したエアシリンダ14によって供給ロッド12の進退動作が行われる。そして、静止部材15に昇降エアシリンダ16が固定され、そのピストンロッド17がほぼ鉛直方向に進退するようになっている。エアシリンダ14にブラケット18が固定され、ここにピストンロッド17が結合されている。 In order to perform the operation as described above, the
つぎに、鋼板部品の形状について説明する。 Next, the shape of the steel plate part will be described.
鋼板部品8としては、図7に示すように、種々なものがある。同図(A)に示すものは、内部空間20を有する断面円形のパイプ材21である。同図(B)に示すものは、複数の鋼板部材22,23をスポット溶接等で一体化したものであり、鋼板部材22は平板状であり、鋼板部材23は両側にフランジを有するハット型断面である。このような組合せによって、内部空間20が形成されている。さらに、同図(C)に示すものは、鋼板部材24が庇型となったものであり、庇部分と鋼板部材22との間に内部空間20が形成されている。 As the steel plate component 8, there are various types as shown in FIG. A
つぎに、プロジェクションボルトについて説明する。 Next, the projection bolt will be described.
ボルト9は鉄製であり、図7(D)に示すように、雄ねじが形成された軸部25と、この軸部25と一体に設けられた円形のフランジ部26と、軸部25とは反対側のフランジ面に形成された円形で軸部25と同心状の溶着用突起27を有している。そして、溶着用突起27の端面はテーパ面28とされ、その中心部に頂部29が形成されている。また、テーパ面28の外周に環状の傾斜面30が設けられている。この頂部29は尖った形状であるが、小さな直径の円形平面部となっていてもよい。各部の寸法は、軸部25の直径D1が6mm、軸部25の長さLが23mm、フランジ部26の直径D2が11mm、テーパ面28の直径D3が5.5mm、溶着用突起27の付け根部分の直径D4が7.5mm、フランジ部26の厚さTが1mm、溶着用突起27の高さHが1.5mmである。 The
つぎに、補強導通部材について説明する。 Next, the reinforcing conductive member will be described.
補強導通部材は、可動電極6の加圧による鋼板部品すなわちパイプ部材21の変形を防止し溶接電流を鋼板の板厚方向に通電させるとともに前記内部空間20に挿入されるものである。その構造としては種々なものがあり、拡張手段によって補強導通部材の有効寸法が変更されるもの、あらかじめ内部空間の寸法よりも小さく作られたものなどがある。図1,図2に示したものは、拡張手段を有している場合である。 The reinforcing conducting member prevents the deformation of the steel plate part, that is, the
図1に示すように、ここでの鋼板部品8は、図7(A)に示した断面円形のパイプ材21である。このパイプ部材21の外径は50mm、鋼板の厚さは2mmである。固定電極7には、パイプ部材21が転動して位置ずれをしないようにするために、V字型の受け面31が形成されている。また、可動電極6の受入孔10の奥に永久磁石32が固定されており、その吸引力によって受入孔10からボルト9が落下しないようになっている。 As shown in FIG. 1, the steel plate component 8 here is the
補強導通部材全体は、符号33で示されている。パイプ部材21に挿入される円筒型の本体34が設けられている。この本体34は、その円筒の軸線がパイプ部材21の直径方向に向けて配置される。本体34の内部に摺動自在な状態でピストン35が挿入されている。このピストン35に結合されているピストンロッド36に受圧部材37が取付けられている。この受圧部材37は、本体34の端板38にあけた通孔39に摺動自在な状態で挿入されており、その上面はパイプ部材21の内側円筒面に密着できる円弧面とされている。この摺動部分は導通性がある。 The entire reinforcing conductive member is denoted by
前記ピストン35の下面に偏心カム40が接触させてあり、その支持軸41は本体34に架設されている。この偏心カム40が支持軸41を中心にして回転すると、偏心カム40のリフトによりピストン35や受圧部材37が進退する。補強導通部材33全体を内部空間20に挿入したり抜き出したりするために、操作ロッド42が本体34に固定してある。偏心カム40に動作アーム43が取付けられ、これを揺動することによって偏心カム40が回動する。操作ロッド42に、電磁ソレノイドやエアシリンダ等で構成されるアクチュエータ44が結合され、その出力が伝動ロッド45を介して動作アーム43に伝達されるようになっている。ここではアクチュエータ44はエアシリンダで構成されている。 An
本体34の下部に肉厚構造とされた着座部47が形成されている。この着座部47の下面は、パイプ部材21の内側円筒面に密着できるように円弧面とされている。着座部47の一部に切欠部48が形成され、前記伝動ロッド45がここを通過して進退動作をするようになっている。補強導通部材33に導通性を付与するために、少なくとも受圧部材37と本体34は導電性の良好な銅合金で作られている。 A
前記端板38の内面とピストン35の上面との間に圧縮コイルスプリング49が挿入され、その張力によってピストン35が常時偏心カム40に圧接している。 A
なお、符号50は変圧器であり、導線51,52によって溶接電流が供給されるようになっている。 In addition, the code |
補強導通部材33の動作を説明する。 The operation of the reinforcing
偏心カム40の回動位置がリフトの小さな位置であると、圧縮コイルスプリング49の張力によって受圧部材37が図1(A)に2点鎖線で示すように、後退した状態になっている。つまり、補強導通部材33が縮んだ状態になっている。パイプ部材21の外側でこのように縮んだ状態にしておき、操作ロッド42を移動させて補強導通部材33を内部空間20に挿入し、可動電極6に対向する箇所でこの挿入を停止する。このように補強導通部材33が縮んだ状態になっているので、補強導通部材33を内部空間20へ簡単に挿入することが可能となる。 When the rotational position of the
前述のような補強導通部材33の挿入停止が行われた後、アクチュエータ44の動作で偏心カム40が回動されると、ピストン35は圧縮コイルスプリング49を圧縮しながら本体34から押し出されて、受圧部材37がパイプの内側円筒面に圧接する。これと同時に着座部47の下面もパイプの内側円筒面に圧接する。このようにして補強導通部材33と可動電極6とが対向した位置関係となり、補強導通部材33に対向するパイプ鋼板の外側面にボルト9の溶着用突起27を加圧して溶接電流を通電する状態となる。 After the insertion of the reinforcing conducting
上述のように、パイプ部材21の鋼板は、ボルト9の溶着用突起27と受圧部材37との間で確実に挟み付けられている。この状態のところに溶接電流が通電されると、電流は鋼板をその板厚を貫通する方向に流れる。したがって、この鋼板部分における電流密度が高まり、効果的な溶接熱がえられる。 As described above, the steel plate of the
溶接完了後は、偏心カム40を回して再び補強導通部材33を縮小させて、内部空間20から抜き出す。 After the welding is completed, the
上述のような構造や動作から明らかなように、本体34、ピストン35、ピストンロッド36、受圧部材37、偏心カム40、アクチュエータ44、伝動ロッド45等によって、前記拡張手段が形成されている。 As apparent from the structure and operation as described above, the expansion means is formed by the
別の補強導通部材について説明する。 Another reinforcing conductive member will be described.
図1に示した補強導通部材33は偏心カム40で動作するものであるが、図2に示した補強導通部材33は流体圧力で動作するものである。ここでは油圧で動作するようになっている。すなわち、本体34に油圧シリンダ54が設けられ、ここに油圧ピストン55が挿入され、このピストン55の上端に受圧部材37が取付けられている。また、油圧シリンダ54の下側に着座部47が形成してある。 The reinforcing conducting
油圧シリンダ54に通じる油路56が着座部47に設けられ、それに油圧ホース57が接続してある。そして、操作ロッド42が油圧シリンダ54に結合してある。 An
油圧を低下させると油圧ピストン55が下降して補強導通部材33が縮んだ状態となる。また、油圧を高めると油圧ピストン55が上昇して補強導通部材33が拡張した状態となる。それ以外の構成は、図示されていない部分も含めて図1に示した実施例と同じであり、同様な機能の部材には同一の符号が記載してある。そして、作用効果も図1に示した実施例と同じである。 When the hydraulic pressure is lowered, the
上述のような構造や動作から明らかなように、本体34、油圧シリンダ54、油圧ピストン55、受圧部材37等によって、前記拡張手段が形成されている。 As is apparent from the structure and operation as described above, the expansion means is formed by the
さらに、別の補強導通部材について説明する。 Furthermore, another reinforcing conductive member will be described.
先に説明した補強導通部材と異なっている点を説明する。図3に示した補強導通部材33は、拡張手段を備えていない形式のものである。補強導通部材33の高さは、パイプ部材21の内径よりもわずかに小さな値とされている。したがって、補強導通部材33を内部空間20に挿入すると、パイプ部材21の内側円筒面との間にわずかな隙間Sが形成される。ここでは隙間Sは0.5mmである。それ以外の構成は、図示されていない部分も含めて図1、図2に示した各実施例と同じであり、同様な機能の部材には同一の符号が記載してある。 Differences from the reinforcing conductive member described above will be described. The reinforcing
このように隙間Sが付与されているので、補強導通部材33を内部空間20へスムーズに挿入することができる。可動電極6が加圧されると、パイプ部材21は弾性変形をして隙間Sが消滅し、その後、溶接電流が通電されてボルト9が溶接される。可動電極6の加圧が解除されると、パイプ部材21はその弾性で元の形状に復帰する。それ以外の作用効果は、図1、図2に示した各実施例と同じである。 Since the gap S is thus provided, the reinforcing
つぎに、溶着状態について説明する。 Next, the welding state will be described.
図6は、溶着状態を示す断面図である。前述のように、パイプ部材21の鋼板が溶着用突起27と受圧部材37の間で確実に加圧されるので、溶け込み部分58は十分な深さとなる。この深さは、フランジ部26側が符号T1で示され、鋼板側が符号T2で示されている。溶融現象を経時的に観察すると、溶着用突起27が溶融しつつある時には、溶融熱がフランジ部26近辺では逃げる箇所が少ないのでより多くの金属量が溶融する。他方、鋼板側は面方向に溶融熱が拡散するので、鋼板側の溶融金属量はフランジ部26側のそれに比べて小量となる。このような現象の状態で加圧が確実に進行すると、今度は、フランジ部26側の溶融金属が鋼板側に押し込まれた状態で流動し、図6(B)に示すように、最終的にはT1<T2となる。このように鋼板側への溶け込み深さが大きくなることによって、溶接強度を高めることができる。さらに、フランジ部26側の溶融金属がより多く鋼板側へ流動することにより、フランジ部26の外周部分とパイプ部材21の表面との間にできる空隙をなくすか、あるいは可及的に小さくすることが可能となる。 FIG. 6 is a cross-sectional view showing a welded state. As described above, since the steel plate of the
図5に示した実施例は、図7(B)に示した鋼板部品8の内部空間20にブロック状の補強導通部材33を挿入した場合である。ここでは図示していないが、前述の隙間Sに相当する空隙が設けてある。この実施例における作用効果は、図3におけるものと同じである。 The embodiment shown in FIG. 5 is a case where a block-shaped reinforcing conducting
なお、固定電極7側に受入孔を設けてここに軸部25を挿入し、その上に鋼板部品8を配置して溶接することも可能である。軸部25に換えて後述のナット60を配置してもよい。 It is also possible to provide a receiving hole on the fixed
以上に説明した実施例1の作用効果は、つぎのとおりである。 The operational effects of the first embodiment described above are as follows.
前記可動電極6の動作によって、鋼板の外側面にボルト9の溶着用突起27を加圧して溶接電流を通電させると、パイプ部材21の鋼板が溶着用突起27と補強導通部材33の受圧部材37との間に挟み付けられた状態になり、そのために溶接電流は鋼板の板厚を貫通する方向に流れる。したがって、溶接電流の電流密度が高く維持できジュール熱発生が効率的に行われる。もし、このように板厚方向に通電されずに鋼板の面方向の通電状態になると、溶着用突起27が加圧されている鋼板部分における電流密度が低下するので、十分な発熱がえられないこととなる。したがって、電流値を高くしたり通電時間を長くしたりすることが必要となり、生産性が向上せず不経済である。 When the
前記補強導通部材33が内部空間20に挿入されているので、電極加圧による鋼板部品の変形が防止できて十分な補強機能を果たし、適確な加圧力がえられる。このため、溶着用突起27と鋼板との溶け込み部分58は所定の溶融面積と溶融深さT1とT2となり、溶接強度を高めるのに効果的である。 Since the reinforcing conducting
さらに、溶接時の熱は鋼板の内面から補強導通部材に伝熱するので、溶融部分の過熱が抑制される。すなわち、部品の形状等により溶接電流の通電時間を長くしたり溶接電流の電流値を高くしたりすると、鋼板が過度に溶融するために板厚全体が溶融することとなり、部品の溶接強度が確保できないこととなる。しかし、本実施例によれば、鋼板内面に密着している受圧部材37が過度な熱を奪う機能すなわち冷やし金のような機能を果たすので、板厚全体が溶融するようなことを防止することができる。とくに、このような冷却機能は、鋼板の厚さが薄い場合において重要であり、薄い鋼板に熱マスの大きな部品を溶接するような場合に有用である。 Furthermore, since heat at the time of welding is transferred from the inner surface of the steel plate to the reinforcing conductive member, overheating of the molten portion is suppressed. In other words, if the energizing time of the welding current is lengthened or the current value of the welding current is increased depending on the shape of the part, etc., the steel sheet will be melted excessively and the entire plate thickness will be melted, ensuring the welding strength of the part. It will not be possible. However, according to the present embodiment, the
前記補強導通部材33に前記内部空間20の内面に密着する受圧部材37が設けられ、この受圧部材37を内部空間20の内面に密着させるための拡張手段が設けられている。 The reinforcing
このように拡張手段の拡張動作によって受圧部材37が内部空間20の内面に密着するので、溶接箇所の鋼板は溶着用突起27と受圧部材37によって確実に挟み付けられ、鋼板の板厚方向に溶接電流が確実に通電される。そして、受圧部材37の密着によって鋼板部品8の変形が防止されて十分な加圧力がえられて、部品と鋼板との溶け込み部分58は所定の溶融面積と溶融深さT1とT2となり、溶接強度を高めるのに効果的である。 Since the
さらに、前記拡張手段を縮小させた状態で内部空間20に挿入し、所定の箇所で拡張させることができる。このような動作を行わせることによって、入り口箇所における補強導通部材33の通過寸法が小さくて奥の方が大きい内部空間20の場合であっても、補強導通部材33を円滑に挿入することが可能となり、前述のような板厚方向の通電や所定の溶融状態が確保できる。 Furthermore, the expansion means can be inserted into the
前記補強導通部材33に前記内部空間20の内面に密着する受圧部材37が設けられ、この受圧部材37と内部空間20の内面との間に可動電極6の加圧による鋼板の弾性変形で消滅する空隙Sが設けられている。 The reinforcing
可動電極6の加圧により鋼板が弾性変形をして前記空隙Sが消滅すると、溶着用突起27と受圧部材37との間に鋼板が挟み付けられるので、フランジ部26と鋼板との溶け込み部分58は所定の溶融面積と溶融深さT1とT2となり、溶接強度を高めるのに効果的である。そして、可動電極6の加圧が解除されると、鋼板は弾性的に所定の形状に復帰し、所定の部品形状が確保できる。また、内部空間20よりも寸法が小さな補強導通部材33であるから、内部空間20に挿入したり抜き出したりすることが滑らかに行える。 When the steel plate is elastically deformed by the pressurization of the
前記部品は、雄ねじが形成された軸部25と、この軸部25と一体に設けられたフランジ部26と、軸部25とは反対側のフランジ面に形成された溶着用突起27を有するプロジェクションボルト9である。 The component includes a
前述のように、鋼板は溶着用突起27と受圧部材37との間に確実に挟み付けられるので、溶着用突起27の部分と鋼板が適正に溶融し正常な溶着状態がえられる。そして、このような溶着状態により、フランジ部26がパイプ部材21の表面に密着するか、あるいはフランジ部26とパイプ部材21の表面との間にわずかな空隙が存在する程度となる。したがって、プロジェクションボルト9の溶接強度が十分にえられるものとなる。 As described above, since the steel plate is securely sandwiched between the welding
前記鋼板部品8は、断面円形のパイプ部材21である。 The steel plate part 8 is a
前記補強導通部材33の介在によって円形の断面形状を変形することなく、正常な溶着がえられる。 Normal welding can be obtained without deforming the circular cross-sectional shape by interposing the reinforcing
前記鋼板部品8は、複数の鋼板部材22,23,24を一体化したものである。 The steel plate component 8 is obtained by integrating a plurality of
複数の鋼板部材22,23,24をスポット溶接等で一体化した鋼板部品8の場合には、鋼板部品8自体が複雑な形状であるとともに、内部空間20も種々な形状となる。しかし、本実施例によればこのような内部空間20であっても、上述のようにして良好な通電と部品加圧が可能となる。 In the case of the steel plate part 8 in which the plurality of
溶接方法の発明は、電気抵抗溶接により内部空間を有する鋼板部品の外側面に部品を溶接するものであって、電極加圧による鋼板部品の変形を防止し溶接電流を鋼板部品の板厚方向に通電させる補強導通部材を前記内部空間に挿入し、この補強導通部材に対向する鋼板部品の外側面に可動電極によって部品を加圧し溶接電流を通電させて部品を鋼板部品の外側面に溶接することを特徴とするものである。 The invention of the welding method is to weld a part to the outer surface of a steel sheet part having an internal space by electric resistance welding, preventing deformation of the steel sheet part due to electrode pressurization, and causing the welding current to flow in the thickness direction of the steel sheet part. Inserting a reinforcing conductive member to be energized into the internal space, pressurizing the component with a movable electrode on the outer surface of the steel plate component facing the reinforcing conductive member, and energizing the welding current to weld the component to the outer surface of the steel plate component It is characterized by.
この溶接方法の実施例による作用効果は、前記溶接装置の実施例による作用効果と同じである。 The operational effects of the embodiment of the welding method are the same as the operational effects of the embodiment of the welding apparatus.
図4は、実施例2を示す。 FIG. 4 shows a second embodiment.
この実施例2は、前述の実施例における部品をプロジェクションナット60に変更したものである。以下の説明において、プロジェクションナットを単にナットと表現する場合もある。図4(A)に示した補強導通部材33の構造は、ガイドピン61以外は図1に示した補強導通部材33と同じである。そして、鋼板部品8は、図7(C)に示した庇型のものである。鋼板部材24に下孔62があけられ、ここに受圧部材37に設けたガイドピン61が貫通している。ナット60は供給ロッド63で串刺しにされて滑降し、突出しているガイドピン61にはめ合わされる。それ以外の構成は、図示されていない部分も含めて先の実施例1と同じであり、同様な機能の部材には同一の符号が記載してある。また、それ以外の作用効果も、先の実施例1と同じである。 In the second embodiment, the component in the above-described embodiment is changed to a projection nut 60. In the following description, the projection nut may be simply expressed as a nut. The structure of the reinforcing
図4(B)に示したものは、可動電極6にナット60を保持する場合である。可動電極60の内部に永久磁石64が配置され、電極端面に設けた保持凹部65にナット60を吸引保持する。ナット60の芯だしをするために、位置決めピン65が保持凹部66に設けてある。それ以外の構成は、図示されていない部分も含めて図4(A)に示した実施例と同じであり、同様な機能の部材には同一の符号が記載してある。また、それ以外の作用効果も、図4(A)に示した実施例と同じである。 FIG. 4B shows a case where the nut 60 is held on the
上述のように、本発明によれば、溶接箇所の鋼板に板厚方向の溶接電流を通電するとともに、電極の加圧によって中空鋼板部品の異常な変形を防止して、溶接強度の高い溶着状態がえられるので、自動車の車体溶接工程や、家庭電化製品の板金溶接工程などの広い産業分野で利用できる。 As described above, according to the present invention, a welding current in the plate thickness direction is passed through the steel plate at the welding location, and abnormal deformation of the hollow steel plate part is prevented by pressurization of the electrode, so that the welding state has a high welding strength. Therefore, it can be used in a wide range of industrial fields such as automobile body welding processes and home appliance sheet metal welding processes.
6 可動電極
7 固定電極
8 鋼板部品
9 プロジェクションボルト
10 受入孔
20 内部空間
21 パイプ部材
22 鋼板部材
23 鋼板部材
24 鋼板部材
25 軸部
26 フランジ部
27 溶着用突起
33 補強導通部材
34 本体
37 受圧部材
47 着座部
60 プロジェクションナット
S 隙間
100 溶接装置
200 部品供給ユニット6
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