JPH0446684A - スポット抵抗溶接用電極 - Google Patents

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、直流スポット抵抗溶接に用いられる電極に関
し、とくに電極の寿命を向上させるようにした電極の構
造に関する。

［従来の技術］ 近年、種々の生産ラインにおいては、消費電力低減等の
ため、交流式スポット抵抗溶接機に代りロスの少ない直
流式スポット抵抗溶接機が多く用いられるようになって
きた。

しかし、直流スポット抵抗溶接では、溶接部の発熱が正
極側に偏る現象があるため、正極側電極か負極側電極に
比へて加熱されやすく、軟化変形が大きくなり、電極の
寿命が短いという問題かあった。したがって、溶接部の
品質を維持するためには、電極のドレッシングまたは電
極の交換頻度を多く行なわなければならず、作業効率の
低下を招いていた。

そこで、上述のような電極寿命に関する問題に対処する
ため、極性の切替えにより電極劣化の偏りを平均化させ
、電極の寿命を向上させるようにした技術が提案されて
いる（特開平１−１１８３７６号公報）。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記公報のように、電極の極性を切替え
る方式の場合は、電極寿命の改善に限度があり、十分な
効果が期待できない。また、極性交換のための機械的開
閉器等を必要とすることから、設備コストが増大したり
、設備スペースの面で制約をうける。

本発明は、上記の問題に看目し、直流スポット抵抗溶接
において、極性の変換を行なうことなく電極の寿命を大
幅に向上させることが可能な電極を提供することを目的
とする。

［課題を解決するための手段］ この目的に沿う本発明に係るスポット抵抗溶接用電極は
、直流スポット溶接変圧器の正極と接続される正極側電
極の先端部に凹部を形成し、前記直流スポット溶接変圧
器の負極と接続される負極側電極の先端部に凸部を形成
したものから成る。

［作　　用］ このように構成されたスポット抵抗溶接用の電極におい
ては、正極側電極の先端部に凹部が形成されるため、溶
接回数が増加するにつれて、正極側電極の先端部が熱電
気効果によって凹状から凸状に変形する。そのため、連
続溶接作業の前半においては、負極側電極の凸部と非溶
接材との当接によって正常なナゲツトが生成され、連続
溶接作業の後半においては、先端が凸状ｔご変形した正
極側電極と非溶接材との当接によって正常なナゲツトが
生成される。

このように、非溶接材と接触する両電極の先端のいずれ
かが凸状に形成されるため、溶接部分における電流の集
中が長期間にわたって維持され、高頻度の電極交換や電
極のドレッシングも不要となる。

［実施例］ 以下に、本発明に係るスポット抵抗溶接用電極の望まし
い実施例を、図面を参照して説明する。

第１図ないし第３図は、本発明の一実施例を示している
。第１図において、図中、１は直流スポット溶接変圧器
を示している。直流スポット溶接変圧器１の１次側端子
２は、制御装置３を介して図示されない溶接電源に接続
されている。直流スポット溶接変圧器１の２次側端子は
、正極端子４ａと負極端子４ｂとから構成されている。

正極端子４ａには、２次ケーブル５ａを介して正極側電
極６が接続されている。負極端子４ｂには、２次ケーブ
ル５ｂ・を介して負極側電極７が接続されている。正極
側電極６は、たとえば定置式スポット溶接機の場合は、
加圧手段（図示路）と連結される可動電動電極から構成
され、負極側電極７は固定電極から構成される。また、
ポータプルスポット溶接機の場合は、正極側電極６およ
び負極側電極７は共通の加圧手段によって駆動される可
動電極から構成される。

正極側電極６と負極側電極７は、同一軸心上に配置され
てあり、正極側電極６と負極側電極７との藺には、被溶
接機１０が位置している。被溶接材１０は、本実施例で
は２枚の亜鉛メツキ鋼板１０ａ、１０ｂとから成ってい
る。一方の亜鉛メツキ鋼板１０ａと当接可能な正極側電
極６の先端部には、凹部６ａが形成されている。凹部６
ａは、軸方向にへこんだ半球面状に形成されている。他
方の亜鉛メツキ鋼板１０ｂと当接可能な負極側電極７の
先端部には、凸部７ａが形成されている。凸部７ａは、
軸方向に突出する半球面状に形成されている。

第２図は、本実施例の正極側電極および負極側電極の形
状と、比較例（従来の電極）の形状とを示している。本
実施例における電極形状は、図に示すように、正極側電
極６においては、直径りが１６＃であり、先端部の曲率
Ｒは４０＃、先端部の直径ｄは６ｍとなっている。凹部
６ａの直径ｄ−は４Ｍであり、凹部６ａの曲率Ｒ−は２
５ｍとなっている。負極側電極７においては、直径りが
１６＃であり、先端部の曲率Ｒは４０＃、先端部の直径
ｄは６Ｍとなっている。凸部７ａの直径ｄ　ＬＬは４Ｍ
であり、凹部７ａの曲率ＲＩＩは２５＃となっている。

なお、両電極とも、先端部から外周面に至るまでの曲率
ｒは、８馴に設定されている。

なあ、比較例１．２に用いられる電極は、第２図に示す
ように、先端部に凹部６ａ、凹部７ａが形成されないの
みで、この部分を除く部分の形状は、本実施例と同様で
ある。

つぎに、上記のスポット抵抗溶接用電極における作用に
ついて説明する。

上述した電極を用い、溶接電流１０．５ＫＡ、通電時間
０．２Ｓｅｃ、加圧力１９６ＯＮ　、打点速度１点／　
Ｓｅｃ、冷却水量３ＩＡ／ｍｉｎの溶接条件の下で、各
電極の寿命を測定した。なお、溶接機は、本実施例と比
較例２では、インバータ式直流スポット抵抗溶接機を用
い、比較例１では単相交流抵抗溶接機を用いた。また、
被溶接材としては、厚さ０．８ｍの合金化溶融亜鉛メツ
キ鋼板および０．８閣の裸鋼板を用いた。

第３図は、各鋼板を２０点ずつ交互に連続溶接したとき
の溶接点数とナゲツト径の関係を示したものである。第
３図に示すように、本実施例では溶接点数が約２３００
を越えると＠激にナゲツト径が低下するのがわかる。こ
れに対し、比較例１では溶接点数が約１０００を越える
と、急激にナゲツト径が低下するのがわかる。比較例２
は、５打点毎に電極の極性を変換するようにしたが、第
３図に示すように、比較例１よりも多少寿命が向上する
ものの、本発明に対しては遠く及ばない。つまり、本発
明は、従来の極性を変換する方式に比べて、約２倍の電
極寿命を得ることができる。

直流電流により亜鉛メツキ鋼板同士の連続スポット溶接
作業、あるいは亜鉛メツキ鋼板同士および裸鋼板同士を
溶接する作業が混在する連続スポット溶接の場合は、熱
電気効果により正極側電極の先端か凸状に変形するとと
もに、負極側電極の先端は凹状に変形するため、電極と
被溶接材との接触面積が増大する。そのため、溶接部の
電流密度が当初の設定値よりも低下し、分散した溶接電
流によってリング状または馬蹄形状の異形ナゲツトが発
生するおそれがあるが、本発明のように、正極側電極６
の先端部を当初から凹状にし、負極側電極７の先端を凸
状にしておくことにより、熱電気効果による電極の消耗
の進行が抑制され、溶接電流を電極の先端部間に集中さ
せることが可能となる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明に係るスポット抵抗溶接用
電極によるときは、直流スポット溶接変圧器の正極と接
続される正極側電極の先端部に凹部を形成し、直流スポ
ット溶接変圧器の負極と接続される負極側電極の先端部
に凸部を形成するようにしたので、熱電気効果（よる電
極の消耗の進行を抑制することができ、電極の寿命を大
幅に向上させることかできる。したがって、溶接部の電
流密度を長期にわたって高く維持することかでき、連続
スポット溶接作業においても所望のナゲツトを形成する
ことかできる。

また、電極の極性の変換も不要になることから、極性変
換のための機械的開閉器等も不要になり、設備コストの
面や設備スペースの面で有利となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るスポット抵抗溶接用電
極近傍の断面図、 第２図は第１図の電極形状および比較例の電極形状を示
す概略図、 第３図は本発明と比較例における溶接点数とナゲツト径
との関係を示す特性図、 である。 １・・・・・・直流スボッ ４ａ・・・・・・正極端子 ４ｂ・・・・・・負極端子 ６・・・・・・正極側電極 ６ａ・・・・・−凹部 ７・・・・・・負極側電極 ト溶接変圧器 ７ａ・・・・・・凸部 １０・・・・・・被溶接材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、直流スポット溶接変圧器の正極と接続される正極側
   電極の先端部に凹部を形成し、前記直流スポット溶接変
   圧器の負極と接続される負極側電極の先端部に凸部を形
   成したことを特徴とするスポット抵抗溶接用電極。