JPH0576684U

JPH0576684U - 溶接用位置決め治具

Info

Publication number: JPH0576684U
Application number: JP1270092U
Authority: JP
Inventors: 滋松下; 久志遠矢; 隆一郎柳沢
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1992-03-13
Filing date: 1992-03-13
Publication date: 1993-10-19

Abstract

(57)【要約】【構成】非磁性金属のガイドピン３１と、このガイドピ
ン３１が挿通するセラミック製の溶接用位置決め部材３
３と、ガイドピン３１の下端部を支持する電気絶縁性の
絶縁部材３５とを備えてなるもので、上記溶接用位置決
め部材は、例えば、平均結晶粒径が２μm 以下のＡｌ₂
Ｏ₃を主成分とする焼結体より構成される。【効果】溶接に際して位置決め部材にかかるあらゆる機
械的、電気的あるいは熱的作用に対して優れた耐久性を
有するものでこれにより、位置決め部材の長寿命化を図
ることができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、溶接時に被溶接部材同士を位置決めするために用いられる溶接用位置決め治具に関するものである。

【０００２】

【従来技術】

従来より、溶接方法として、例えば被溶接部材の溶接場所を電極により挟圧しつつ、被溶接部材間に電流を流して溶着する抵抗溶接法が知られている。この方法を用いて、例えば鉄板の所定位置にナット等の部材を溶接する方法について説明すると、図２に示すように、先ず、鉄板１の所定の位置に予め開けられた位置決め孔２とナット３とに溶接用位置決め治具のピン４を嵌入する。ピン４は下部よりスプリング５により上方に付勢されているために鉄板１とナット３とは相対的に位置決め固定される。その後、鉄板１およびナット３とを上部電極６と下部電極７により挟圧し、両電極間に電流を流すことにより鉄板１とナット３は溶接される。

【０００３】このような溶接法において、被溶接部材を位置決めするために用いられる溶接用位置決め治具は、被溶接部材との接触による衝撃に耐え得るために高強度で、耐摩耗性に優れた材料であることが要求され、さらには繰り返し使用による絶縁性の劣化により電食することのない耐久性に優れた材料であることも要求される。

【０００４】このような溶接用位置決め治具は、これまで金属製の治具本体の表面にＡｌ₂ Ｏ₃等のセラミック絶縁体を溶射したものや、Ａｌ₂Ｏ₃にガラス等を添加して焼結した焼結体等が用いられている（例えば、特開昭６２−１４２０８６号公報参照）。

【０００５】

【考案が解決しようとする問題点】しかしながら、治具本体に絶縁体を溶射したものは、被溶接部材との接触により表面の絶縁体が削り取られて絶縁性が劣化し、通電すると電食を生じる問題がある。また、前記Ａｌ₂Ｏ₃系焼結体では、強度が低いために溶接作業中に被溶接部材との当接により折損し易いという問題があった。

【０００６】よって、本考案は抵抗溶接における繰り返し使用において優れた耐久性を有するとともに電食等の生じない長期絶縁性に優れた溶接用位置決め治具を提供することを目的とするものである。

【０００７】

【問題点を解決するための手段】

本考案は、非磁性金属のガイドピンと、このガイドピンが挿通するセラミック製の溶接用位置決め部材と、ガイドピンの下端部を支持する電気絶縁性の絶縁部材とを備えてなるものである。そして、溶接用位置決め部材は、場合により、平均結晶粒径が２μm 以下のＡｌ₂Ｏ₃を主成分とする焼結体より構成される。

【０００８】以下、本考案を詳述する。非磁性金属のガイドピンは、例えば、ステンレス，アルミニウム等が用いられる。また、電気絶縁性の絶縁部材としては、例えば、ステンレスをＡｌ₂Ｏ₃や他のセラミックスで被覆したもの，ポリブチレンテレフタレート等の耐高温プラスチック等が使用される。

【０００９】さらに、セラミック製の溶接用位置決め部材としては、例えば、アルミナ磁器や窒化珪素や窒化アルミでも良いが、上記の通りＡｌ₂Ｏ₃を主成分とする焼結体より構成されることが好ましい。この焼結体は、組成上は、Ａｌ₂Ｏ₃が５０〜９９．９９重量％、特に６０〜９０重量％の割合で存在し、粒成長抑制成分を０．０１〜５０重量％、特に１０〜４０重量％の割合で添加することが好ましい。この粒成長抑制成分は、Ａｌ₂Ｏ₃の粒子の粒成長を抑制する作用を成し、これによりＡｌ₂Ｏ₃結晶粒子径が小さい焼結体となる。具体的には焼結体のＡｌ₂ Ｏ₃結晶の平均粒径が２μｍ以下、特に１μｍ以下であることが望ましい。

【００１０】上記のように、各成分の組成を上記の範囲に限定したのはＡｌ₂Ｏ₃が５０重量％より少ないか、または粒成長抑制成分が５０重量％を越えると焼結性が低下するために高温での焼成が必要となり、それに伴いＡｌ₂Ｏ₃の粒成長が促進され焼結体の強度や硬度が低下し易くなる。また、Ａｌ₂Ｏ₃が９９．９９重量％を越えるか、または粒成長抑制成分が０．０１重量％より少ないとＡｌ₂Ｏ₃の粒成長を充分に抑制することができず、焼結体の強度、硬度および耐久性が低下する傾向にあるためである。

【００１１】また、Ａｌ₂Ｏ₃結晶の平均粒径を２μｍ以下に限定したのは、これより粒径が大きいと焼結体の強度、硬度が低下し、被溶接部材との接触により折損し易く、また繰り返し使用により摩耗を生じる等の問題が発生し易いからである。

【００１２】本考案において用いられる粒成長抑制成分としてはＴｉＣやＺｒＯ₂等が挙げられ、さらにＴｉＮを添加するか、またはＴｉＣの炭素の一部が窒素等により置換されたものを添加すると靱性をも付与することができるために衝撃に対する耐久性が向上する。

【００１３】また、本考案において用いられる焼結体は、相対密度９５％以上の高密度を有することが望ましく、そのためにＭｇＯ、ＴｉＯ₂、ＮｉＯ、ＳｉＯ₂、Ｙ₂Ｏ₃ 等の周期律表第３ａ族酸化物等を焼結助剤として２重量％以下の割合で添加してもよい。ただし、焼結体の絶縁性を劣化させるような成分の添加は避けるべきで、焼結体の絶縁抵抗を１×１０^-3Ω−ｃｍ以上に維持することが望ましい。

【００１４】このような位置決め部材を製造する方法としては、原料粉末としてＡｌ₂Ｏ₃ 粉末、粒成長抑制成分粉末および所望により焼結助剤粉末を準備し、これらを上記特定の組成に秤量し、充分に混合する。その後、混合粉末を所定の位置決め部材形状に成形する。成形手段としてはプレス成形、射出成形、鋳込み成形、押出成形等周知の成形手段を用いることができる。

【００１５】次に上記成形体を例えばＡｌ₂Ｏ₃−ＴｉＣ系では不活性雰囲気中で１６００〜１９００℃で、Ａｌ₂Ｏ₃−ＺｒＯ₂系では大気中等の酸化性雰囲気中で１４００〜１７５０℃で焼成する。各焼成温度が上記範囲より低いと焼結体の緻密化が不十分で本考案における効果が達成されず、それぞれ焼成温度が高すぎるとＡｌ₂Ｏ₃の粒成長が促進されるために微細な組織が得られず、優れた特性が発揮されない。

【００１６】なお、焼結体の密度をさらに高めるために、上記の方法により得られた焼結体を１０００気圧以上の不活性雰囲気中で１３５０〜１６００℃で熱間静水圧焼成することが望ましい。

【００１７】

【作用】

本考案の溶接用位置決め治具では、溶接用位置決め部材内を非磁性金属からなるガイドピンが挿通しているので、溶接用位置決め部材の靱性不足を補充し、折損等を阻止することが可能となるとともに、ガイドピンの下端部が電気的に絶縁性を有する絶縁部材に支持されているので、治具自体の絶縁性を確保することが可能となる。

【００１８】また、溶接用位置決め部材をセラミック製としたので、溶接時に被溶接部材間に印加される高電流に対してもなんら特性の劣化が生ぜず、電食が生じない。特に、上述したようにＡｌ₂Ｏ₃を主成分とし、粒成長抑制成分を添加した特定の焼結体より構成することにより、それ自体が高強度となり、被溶接部材との接触により折損することがなく、しかも溶接時に被溶接部材間に印加される高電流に対してもなんら特性の劣化が生ぜず、電食が全く生じない。また、使用時に被溶接部材の位置決め孔にバリ等があっても硬度が高いために摩耗することがない。

【００１９】さらに、溶接時に生じる熱衝撃に対しても欠損が生じ難い等の優れた特性を有する。

【００２０】

【実施例】

本考案の溶接用位置決め治具を図に基づいて詳細に説明する。図１は、本考案の溶接用位置決め治具の一実施例を示すもので、溶接用位置決め治具は、ガイドピン３１と、溶接用位置決め部材３３と、絶縁部材３５とから構成されている。

【００２１】ガイドピン３１は、非磁性金属であるステンレスにより形成されている。このガイドピン３１は、鉄板等の被溶接部材の位置決め孔を案内する頭部３７と、この頭部３７よりも小さい直径を有する脚部３９とから構成され、脚部３９の下端部は雄螺子部となっている。

【００２２】また、絶縁部材３５は円柱状に形成されており、この絶縁部材３５はステンレスをＡｌ₂Ｏ₃で被覆して構成され、その中央部には貫通孔が形成され、雌螺子部となっている。

【００２３】そして、ガイドピン３１の脚部３９の雄螺子部が、絶縁部材３５の雌螺子部に螺合しており、これにより、溶接用位置決め部材３３は、絶縁部材３５とガイドピン３１の頭部３７により挟持され、固定されている。ガイドピン３１は、その脚部３９の下端が絶縁部材３５よりも下方に突出しないように形成され、これにより、溶接用位置決め治具の絶縁性が保持されている。

【００２４】溶接用位置決め部材３３は円筒状に形成されており、その内部をガイドピン３１が挿通している。この溶接用位置決め部材３３は、以下のようにして形成される。先ず、原料粉末として、Ａｌ₂Ｏ₃粉末、ＴｉＣ粉末、ＴｉＮ粉末、ＺｒＯ₂ 粉末、ＮｉＯ粉末、ＭｇＯ粉末、Ｄｙ₂Ｏ₃粉末、Ｙ₂Ｏ₃粉末を用いて、これらを表１に示す割合で秤量後、ボールミルにより混合し、押出成形法により、特性評価用の成形体とともに図１に示したような円筒状の位置決め部材形状に成形した。その後、その成形体を所定長さで切断し、予備焼成した後、表１に示す条件で焼成後、さらに２０００気圧のアルゴン雰囲気中で１５５０℃で熱間静水圧焼成した。表中、試料Ｎo,９は従来品である。

【００２５】得られた焼結体に対して特性評価用の焼結体を用いて密度、Ａｌ₂Ｏ₃結晶の平均粒径、ＪＩＳＲ１６０１による抗折強度、ビッカース硬度を測定した。その結果を表２に示した。また、位置決め部材３３を用いて欠損が生じるまでのショット数を示した。

【００２６】

【表１】

【００２７】

【表２】

【００２８】表１および表２によれば、従来品は溶接ショット数１万回で欠損が生じたのに対して、本考案に基づき粒成長抑制成分を添加した試料はいずれも優れた耐久性を示した。しかしながら、ガイドピン３１を磁性金属である鉄で形成した試料Ｎ o,１については、分流が生じ、消費電力が多くなった。尚、表１の試料の絶縁抵抗を測定したところ、すべて１×１０^-3Ω−ｃｍ以上であった。

【００２９】以上のように構成された溶接用位置決め治具では、溶接用位置決め部材３３内を非磁性金属からなるガイドピン３１が挿通しているので、溶接用位置決め部材３３の靱性不足を補充し、折損等を確実に防止することができるとともに、分流の発生を確実に防止することができ、このため、消費電力を低減することができる。また、ガイドピン３１の一端部が電気的に絶縁性を有する絶縁部材３５に支持されているので、治具自体の絶縁性を確保することができる。

【００３０】さらに、溶接用位置決め部材３３がセラミック製であるため、溶接時に被溶接部材間に印加される高電流に対してもなんら特性の劣化が生ぜず、電食が生じない。特に、上述したようにＡｌ₂Ｏ₃を主成分とし、粒成長抑制成分を添加した特定の焼結体より構成することにより、被溶接部材との接触による折損を確実に防止することができ、しかも溶接時に被溶接部材間に印加される高電流に対してもなんら特性の劣化が生ぜず、電食の完全に防止することができる。また、使用時に被溶接部材の位置決め孔にバリ等があっても硬度が高いために摩耗せず、溶接時に生じる熱衝撃に対しても欠損の発生を確実に防止することができる。

【００３１】尚、上記実施例では、溶接用位置決め部材３３を、Ａｌ₂Ｏ₃を主成分とし、粒成長抑制成分を添加した特定の焼結体より構成した例について説明したが、本考案は上記実施例に限定されるものではなく、溶接用位置決め部材を他のセラミックにより形成しても良い。

【００３２】また、上記実施例では、非磁性金属からなるガイドピン３１をステンレスにより形成した例について説明したが、これに限定されるものではない。

【００３３】さらに、上記実施例では、絶縁部材３５としてステンレスをＡｌ₂Ｏ₃で被覆したものを使用した例について説明したが、本考案は上記実施例に限定されるものではなく、絶縁部材は、電気絶縁性を有し、耐熱性を有するものであれば何でも良い。

【００３４】

【考案の効果】

以上詳述した通り、本考案によれば、溶接に際して位置決め部材にかかるあらゆる機械的、電気的あるいは熱的作用に対して優れた耐久性を有するものでこれにより、位置決め部材の長寿命化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の溶接用位置決め治具の縦断面図であ
る。

【図２】抵抗溶接法を説明するための図である。

【符号の説明】

３１ガイドピン３３溶接用位置決め部材３５絶縁部材

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】非磁性金属のガイドピンと、このガイドピ
ンが挿通するセラミック製の溶接用位置決め部材と、前
記ガイドピンの下端部を支持する電気絶縁性の絶縁部材
とを備えてなることを特徴とする溶接用位置決め治具。
【請求項２】溶接用位置決め部材は、平均結晶粒径が２
μm 以下のＡｌ₂Ｏ₃を主成分とする焼結体よりなるこ
とを特徴とする請求項１記載の溶接用位置決め治具。