JPH02235581A

JPH02235581A - 抵抗溶接方法およびその装置

Info

Publication number: JPH02235581A
Application number: JP1054991A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Takahashi; 靖雄高橋; Toru Saito; 斉藤　亨; Masashi Ichikawa; 市川　政司
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1989-03-09
Filing date: 1989-03-09
Publication date: 1990-09-18
Anticipated expiration: 2009-10-19
Also published as: JPH0681674B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は電気抵抗溶接に関わる抵抗溶接方法およびその
装置に関する。

〔従来の技術〕

スポット溶接などの電気抵抗溶接では、対向する上下一
対の電極で被溶接物を押圧し所定の時間、電流を通じて
溶接を行うもので広く利用されている。この場合、第２
図に示すように電極チップ１．２はシャンク（スリーブ
ともいう）３．４を介して電極ホルダー５，６に固着さ
れる場合と、直接電極ホルダー５，６に固着される場合
とがあり、電極ホルダー５，６はアーム（またはホーン
）７８に固着されて使用される。また、電極加圧軸９は
電極の中心軸と同じ場合が殆んどである。ここで電極チ
ップ、シャンクおよび電極ホルダーで構成される部分を
電極部と称し、該電極部とアームとで構成される部分を
電極周辺部と称することとする。

第２図のような電極周辺部の構成で溶接する場合、被溶
接材料が一般の冷延鋼板であれば充分な連続打点性（電
極寿命）を示すが、亜鉛めっき鋼板を始めとする各種表
面処理鋼板の溶接では、打点数の増加に伴い、銅系材料
からなる電極チップと鋼板のめっき金属とが合金化して
、電極先端部（鋼板との接触部）が損耗・拡大する。こ
のため電流密度が低下し所定のナゲットが形成されなく
なり、ｔ極チップのドレッシングあるいは交換までの時
間（打点数）を短縮せざるを得なくなることから、生産
性の低下が余儀なくされていた。

これら難点を解消する手段として、例えば特開昭６１−
２９３６７９号公報、実開昭６１−６７９７８号公報な
どが知られているが、この装置の場合電極加圧軸と直角
方向に電極回転軸を設け、この回転軸の周囲に複数本の
電極チップを埋設あるいはリング状電極を取り付け、こ
れを間欠的に回転させて溶接するものであるが、これら
は設備的に大がかりなものとなり、さらにその構造上、
被溶接物の形状にかなりの制約が生じるなどの難点があ
った。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的はかかる従来の溶接方法および装置の問題
点を解消しようとするもので、めっき鋼板の熔接におい
て連続打点性の高い抵抗溶接方法およびその装置を提供
することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の要旨を次に列挙する。

（１）抵抗スポット溶接方法において、対向する一対の
電極部の両方または一方の中心軸を、加圧軸に対し間欠
的に傾動させ、さらに電極チップを電極中心軸を回転軸
として、間欠的に回動させた後、溶接することを特徴と
する抵抗溶接方法。

（２）対向する電極部の両方または一方に電極チップと
電極ホルダーを含む抵抗スポット溶接装置において、前
期電極部の両方または一方を加圧軸に対し所定角度ずつ
傾動させる機能と、傾動した電極チップを電極部中心軸
を回転軸として、所定角度ずつ回転させる機能とを具備
することを特徴とする抵抗溶接装置。

本発明に関し図面を参照しながら以下に説明する。

〔作　用］第１図に本発明の一実施態様を示す。被溶接物Ｓに対す
る電極加圧軸ｌＯに対して、上下一対の電極の中心軸１
１　．　１２を傾動して所定の角度θに傾斜させる。上
下の電極チップ１，２およびシャンク（スリーブともい
う）３，４を含む電極部を電極中心軸１１　．　１２を
回転軸として矢印Ａ，Ｂのように間欠的に所定角度αイ
つ回動させる。

第３図（ａ）、第３図（ｂ）に本発明の傾動機能を有す
る電極部周辺部の具体的な一態様例を上部アームについ
て示す。固定アーム１３の摺動面下に傾動アーム１４を
第３図（ａ）は上部アームの傾動機構部の平面図を示し
、第３図（ｂ）はその側面図を示しており、これらの図
に於で、通電性を確保してなおかつ摺動出来る状態で密
着させ、傾動軸（ビン）１５で連結する。傾動アーム１
４に固着された電極ホルダー５の加圧軸１０に対して電
極ホルダーの中心軸１１を、角度θずつ間欠的に傾動さ
せるために、傾動アーム１４に配設したｅニオン１６を
回転させるラック１７を矢印Ｃの方向に間欠的に上下運
動させて、傾動アームの中心軸１８を角度θずつ傾動さ
せて、電極ホルダーの中心軸１１を傾動させる。ここで
は下部アームの動作を省略したが、上下の電極チップは
常に対向するように傾動させ、その機構は上部アームと
同様である。電極中心軸を傾動させる機構は第３図に例
示したようにアーム中心軸１８に対し、縦方向に傾動す
る態様以外でも全く構わず、例えば第６図（ａ）、第６
図（ｂ）に示したようにアーム中心軸３１を中心として
横方向に回動する態様でもよい。第６図（ａ）は上部ア
ームの傾動機構部の平面図を示し、第６図（ｂ）はその
側面図を示す。これらの図において、電極ホルダー５を
傾動用アーム２７に固着し、傾動用アーム２７は連結ス
リーブ２８を介して固定アームｌ３に摺動（傾動）可能
で、充分な通電性を確保できるような状態で連結する。

アームの中心軸３１を傾動の中心軸として、電極ホルダ
ー５を間欠的に角度θずつ傾動させるため、傾動用アー
ム２７に配設したウオームホイール２９と対をなすウオ
ーム３０を回転させることで電掻ホルダーを傾動させる
。

第４図に本発明の回動機能を有する電極部の特にシャン
ク３の具体的な態様を示す。電極チップ１はＡシャンク
１９に固着されている。Ａシャンクは電極の中心軸１１
を回転軸として回動させるため連結スリーブ２２を介し
て、回動しないＢシャンク２０と連結し、Ｂシャンクは
電極ホルダー５に固着しておく。電掻部の中心部に、そ
の先端が電極チップ１内で開口している水冷バイブ２１
に配設されているが、水冷パイプ２１を通じて電極チッ
プ１を冷却する水が外部に漏洩しないように、Ａシャン
ク１９とＢシャンク２０の連結部は０（オー）リング２
３でシールする。またＡシャンク１９と連結スリーブ２
２とは回転、摺動するため充分な通電性を確保出来るよ
うな連結状態とする。電極チップ１およびＡシャンク１
９を回動させるため、Ａシャンクにウオームホイール２
４を配設しウオーム２５を回転させてＡシャンク１９を
回動させる。

この場合図示はしていないが、電極を傾動させるだめの
駆動源および電極を回動させるための駆動源はモーター
、エアーシリンダーなどの他、電極の上下運動を利用す
るなど周知のもので良く、駆動力の伝達手段は第３図で
例示したラックピニオンおよび第４図、第６図で例示し
たウオームギアーの他、ベベルギアーなどのギアー類、
チェーン、ベルト、リンク機構、カム機構など周知の方
法で良い。なお、電極部の傾動および回動は少なくとも
電極が被溶接物を挟んでいるときには行わず、電極が互
いに離れた状態で行う。また、回転、摺動部は充分な通
電性を確保することは勿論である。

また第３図、第６図ではアームの中心軸に傾動機構を配
設した場合の態様を例示したが、これに限定されるもの
ではなく電極ホルダーの中心軸上あるいは両者の交点、
その他の箇所でもよい。同様に、第４図ではシャンクに
回動機能を付与した場合の態様を例示したが、電極ホル
ダーに同様機能を付与してもよい。

以上のような電極周辺部の構成および方法で、上下電極
チップ間に被溶接物を挟み、押圧して所定の時間、通電
して溶接をおこなう。

第５図（ａ）、（ｂ）には本発明の第１図で詳述した方
法を第３図、第４図および第６図で詳述した装置を用い
て、溶接を実施した際の電極チップ先端部の平面図を示
す。第５図（ａ）には電極ホルダーを間欠的に傾動（傾
斜）させたときの電極チップ先端部２６に形成される被
溶接物との接触面の状態を示す。電極部中心軸が加圧軸
と一致しているときの表面中央の点θ０に対して、電極
を所定の角度ぶんだけ傾動すると被溶接物との接触部中
心点はθ１に移動する。さらに所定の角度ぶん１頃勤す
ると接触部中心点はθ２の位置に移動して、被溶接物と
の接触面（通電面）が形成される。この動作を１点ない
しは数百点間隔で間欠的に往復運動として繰り返す。第
５図（ｂ）には電極ホルダーを間欠的に傾動（傾斜）さ
せ、同時に電極チップを含む電極部を間欠的に回動させ
た場合の、電極チップ先端部２６に形成される被溶接物
との接触部中心点の移動状態を示す。電極中心軸上のθ
Ｏα０に対し、電極ホルダーをθ１、θ２に傾動（傾斜
）させた時の接触部中心点はそれぞれθ１α０、θ２α
０に移動するが、それぞれの状態で電極部を間欠的に角
度α１、α２に回動させると、接触部中心点はそれぞれ
θｌαｌ、θ１α２およびθ２α１、θ２α２に移動す
る。

この動作を繰り返すことで電極チップ先端面を満遍なく
使用して溶接する。

なお、電極ホルダーの傾動角θは±０度〜９０度までの
範囲で自由に設定できるが、この中でも適正な角度は±
０度〜３０度である。ここで、傾動角０度は電極ホルダ
ーを往復して傾動させる途中で電極中心軸が垂直になっ
ても差し支えないことを意味する。一方、電極部の回動
角αは±０度〜３６０度までの範囲で自由に設定できる
が、この中でも適正な角度は±１０度〜７０度である。

上下電極の回動方向は同一方向でも、逆方向でも構わな
いが同一方向で溶接した方がナゲットの形状は均一とな
る．電極の傾動および回動の頻度は１回／１点〜１回／
数千点までの範囲で自由に設定できるが、この中でも適
正な傾動および回動の頻度は１回／１点〜１回／５００
点である。

また、第１図では対向する一対の電極を備えたスポット
溶接機での例を説明したが、適用できる溶接機はこれに
限定されるものではない。例えば第７図のような片側の
電極３２が平坦な形状の場合には、一方の電極のみを傾
動および回動すればよく、溶接機としてはシリーズスポ
ット溶接機、マルチスポット熔接機、ポータブルスポッ
ト溶接機など広範に適用できる。

従来の溶接法では、一定箇所の電極接触面で溶接するた
め、打点数の増加と共に接触面積が１拡大して電流密度
が低下し、ついには所定のナゲットを形成しなくなるが
、本発明法およびその装置によれば、通常の電極チップ
を使用して従来の溶接作業と何ら変わることなく溶接で
き、しかも被溶接物との接触面は鋼板のめっき金属と合
金化して面積が多少拡大しても、あらかじめ設定した打
点数毎に次々と接触部が移動し、さらには新しい接触面
がそれ以前の接触面を変形（整形）するため、電極先端
部は合金化しても接触面積はほとんど拡大しないことか
ら電流密度の低下が少なく、連続打点数（電極寿命）は
格段に向上する。

以上説明したように、間欠的に電極ホルダーを傾動させ
ると共に電極部を回動させる方法およびその装置は連続
打点性の向上に極めて重要な役割を果たすものである。

〔実施例〕

以下、本発明に係わるスポット溶接方法およびその装置
の連続打点性に関する実施例につき説明する。

被溶接材は板厚（ｔ）０．８ｍｍの溶融亜鉛めっき鋼板
１５０／１５０　　（ｇ／ｒｒｒ）を２枚重ねで用いた
。

溶接条件をまとめて次に示す。

・熔接ｍ：定置式スポット溶接ａ　　６０ＫｖＡ・電極
形状：ラジアス型（８Ｒ）／キャップチップ・加圧力：
　２００ｋｇ・通電時間：１０サイクル・溶接電流．ｈり発生限界電流値（１０３００±５００Ａ）・打点ビッチ：１５ｍｍ・打点速度＝１点／２秒連続打点性の評価は１００点熔接毎にナゲット径測定用
試験片を採取ル、４．ｒＵナゲット径（３．６酔φ）を
確保出来なく成るまでの最大溶接点数とした。第１表に
従来法と比較して、本発明法の詳細な溶接条件と連続打
点性評価結果を示す。

〔発明の効果〕

以上、第１表の結果からも明かなように、本発明の抵抗
溶接方法およびその装置は、めっき鋼板を始めとする各
種表面処理鋼板の抵抗溶接に適用して、被溶接物への電
極溶着などがなく、電極部周辺に若干の付帯設備が必要
なものの従来の溶接作業と何ら変わることなく溶接でき
、しかも打点数の増加に伴う電極の損耗は接触部が移動
しつつ整形されるため、確実な大きさのナゲットを形成
し、従来の溶接法に比べて連続打点数の増加が著しいこ
とから、生産効率の向上が図れるなど産業利用上多大な
効果をもたらすものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明法の！ＩＭ様を示す電極周辺部の側面図
、第２図は従来の電極部周辺装置の態様を示す側面図、
第３図（ａ）は本発明装置の上部アームの傾動機構部を
示す平面図、第３図（ｂ）は同じくその側面図、第４図
は本発明装置の回動機構部を示す側面図（部分的に断面
図）、第５図（ａ）、（ｂ）は本発明の実施の態様を示
す電極先端部の平面図、第６図（ａ）は本発明装置の上
部アームの傾動機構部を示す正面図、第６図（ｂ）はそ
の側面図、第７図は本発明の一方が平坦電極の場合の態
様を示す側面図である。１．２・・・電極チップ、　３，４・・・シャンク、５
，６・・・電極ホルダー、７，８・・・アーム、９・・
・加圧軸、　　　　　　１０・・・加圧軸、１１　．　
１２・・・電極中心軸、　　１３・・・固定アーム、１
４・・・傾動アーム、　　　１５・・・傾動軸（ビン）
、１６・・・ピニオン、　　　　１７・・・ラック、１
８・・・傾動アーム中心軸、１９・・・Ａシャンク、　　　２０・・・Ｂシャンク、
２１・・・水冷パイプ、　　　２２・・・連結スリーブ
、２３・・・オーリング、２４・・・ウオームホイール、２５・・・ウオーム、２６・・・電極チップ先端面、２７・・・傾動用アーム、　　２８・・・連結スリーブ
、２９・・・ウオームホイール、３０・・・ウオーム、　　　　３１・・・アーム中心軸
、３２・・・平坦電極、Ａ，Ｂ・・・電極部の回動方向、Ｃ・・・ラックの移動方向、　Ｆ・・・摺動面、Ｓ・・
・被溶接物。

Claims

【特許請求の範囲】１、抵抗スポット溶接方法において、対向する一対の電
極部の両方または一方の中心軸を、加圧軸に対し間欠的
に傾動させ、さらに電極チップを電極中心軸を回転軸と
して、間欠的に回動させた後、溶接することを特徴とす
る抵抗溶接方法。２、対向する電極部の両方または一方に電極チップと電
極ホルダーを含む抵抗スポット溶接装置において、前記
電極部の両方または一方を加圧軸に対し所定角度ずつ傾
動させる機能と、傾動した電極チップを電極部中心軸を
回転軸として、所定角度ずつ回動させる機能とを具備す
ることを特徴とする抵抗溶接装置。