JPH0813425B2 - スポット溶接用電極 - Google Patents
スポット溶接用電極Info
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- JPH0813425B2 JPH0813425B2 JP3151007A JP15100791A JPH0813425B2 JP H0813425 B2 JPH0813425 B2 JP H0813425B2 JP 3151007 A JP3151007 A JP 3151007A JP 15100791 A JP15100791 A JP 15100791A JP H0813425 B2 JPH0813425 B2 JP H0813425B2
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- JP
- Japan
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- electrode
- spot welding
- tip
- coating layer
- aluminum
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、スポット溶接用電極、
とくにアルミニウムおよびアルミニウム合金（以下、ア
ルミニウムという）のスポット溶接用電極に関する。
とくにアルミニウムおよびアルミニウム合金（以下、ア
ルミニウムという）のスポット溶接用電極に関する。
【０００２】
【従来の技術】スポット溶接用電極としては高導電性、
高熱伝導性および優れた高温強度が要求され、クロム
銅、ジルコニウム銅、ジルコニウムクロム銅などの折出
硬化型銅合金の電極が広く使用されてきた。最近では、
アルミナの微粒子を銅基地中に分散させたアルミナ分散
強化銅の電極も実用化され、耐熱性、耐溶着性などに大
きな改善がみられるようになった。
高熱伝導性および優れた高温強度が要求され、クロム
銅、ジルコニウム銅、ジルコニウムクロム銅などの折出
硬化型銅合金の電極が広く使用されてきた。最近では、
アルミナの微粒子を銅基地中に分散させたアルミナ分散
強化銅の電極も実用化され、耐熱性、耐溶着性などに大
きな改善がみられるようになった。
【０００３】アルミナ分散強化銅電極は、アルミニウム
およびアルミニウム合金（以下、アルミニウム）のスポ
ット溶接に対しても用いられるが、最近のように高度に
自動化され、連続的かつ高速のスポット溶接作業に適用
された場合、電極先端部の耐摩耗性やスポット溶接部の
強度に問題を生じることが少なくない。
およびアルミニウム合金（以下、アルミニウム）のスポ
ット溶接に対しても用いられるが、最近のように高度に
自動化され、連続的かつ高速のスポット溶接作業に適用
された場合、電極先端部の耐摩耗性やスポット溶接部の
強度に問題を生じることが少なくない。
【０００４】この問題を解決するために、電極の被溶接
部材と接触する部分に高硬度、高融点を有する金属、例
えばＷ等の薄膜を形成した電極が提案されている（特開
昭63−260684号公報) が、この電極は高価であり、加工
性も十分でないため、実用上問題を残している。
部材と接触する部分に高硬度、高融点を有する金属、例
えばＷ等の薄膜を形成した電極が提案されている（特開
昭63−260684号公報) が、この電極は高価であり、加工
性も十分でないため、実用上問題を残している。
【０００５】電極チップの先端部表面にＣｏ基合金やＣ
ｒ基合金を被覆した電極（特開昭63−30185 号公報）、
あるいはＡｌを被覆した電極（特公昭60−48275 号公
報）も開発されているが、ＣｏやＣｒは価格的に問題が
あり、電極の耐久性の点でも問題が残る。また、Ａｌを
被覆した電極の場合、電極寿命を確実に向上させ、高強
度の溶接部を得るためには、被溶接部材であるアルミニ
ウム表面から酸化皮膜を除くための十分な前処理を必要
とし、ときにはワイヤーブラシで機械的に処理するなど
してアルミニウムの表面の酸化皮膜を完全に除去しなけ
ればならないため前処理に手間がかかる。
ｒ基合金を被覆した電極（特開昭63−30185 号公報）、
あるいはＡｌを被覆した電極（特公昭60−48275 号公
報）も開発されているが、ＣｏやＣｒは価格的に問題が
あり、電極の耐久性の点でも問題が残る。また、Ａｌを
被覆した電極の場合、電極寿命を確実に向上させ、高強
度の溶接部を得るためには、被溶接部材であるアルミニ
ウム表面から酸化皮膜を除くための十分な前処理を必要
とし、ときにはワイヤーブラシで機械的に処理するなど
してアルミニウムの表面の酸化皮膜を完全に除去しなけ
ればならないため前処理に手間がかかる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
問題点を解消するために、アルミニウムのスポット溶接
に適した種々の金属被覆を検討した結果としてなされた
ものであり、その目的は、アルミニウムを被溶接材とし
て連続してスポット溶接を行った場合、電極先端部の損
耗が少なく、溶接部の強度低下も小さく、かつ被溶接部
材のアルミニウムの前処理にも比較的手間のかからない
スポット溶接用電極を提供することにある。
問題点を解消するために、アルミニウムのスポット溶接
に適した種々の金属被覆を検討した結果としてなされた
ものであり、その目的は、アルミニウムを被溶接材とし
て連続してスポット溶接を行った場合、電極先端部の損
耗が少なく、溶接部の強度低下も小さく、かつ被溶接部
材のアルミニウムの前処理にも比較的手間のかからない
スポット溶接用電極を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明によるスポット溶接用電極は、スポット溶接
用アルミナ分散強化銅電極の被溶接部材に接触する部分
にＳｎの被覆層を設けたことを特徴とする。
めの本発明によるスポット溶接用電極は、スポット溶接
用アルミナ分散強化銅電極の被溶接部材に接触する部分
にＳｎの被覆層を設けたことを特徴とする。
【０００８】アルミナ分散強化銅は、アルミニウム量0.
05wt％以上、好ましくはアルミニウム量0.05〜1.7 wt％
を含有するアルミナ粒子を分散させ、アルミニウム量の
50％以上がアルミナであり、残部銅および不可避的不純
物からなる。
05wt％以上、好ましくはアルミニウム量0.05〜1.7 wt％
を含有するアルミナ粒子を分散させ、アルミニウム量の
50％以上がアルミナであり、残部銅および不可避的不純
物からなる。
【０００９】アルミナ分散強化銅のスポット溶接用電極
チップを作製するには、上記組織のＣｕ−Ａｌ合金の粉
末を酸化雰囲気中で高温に加熱することにより内部酸化
し、Ａｌ成分をアルミナ（Ａｌ2 Ｏ）として銅基地中に
アルミナ粒子が微細に分散した分散強化銅粉末とする。
ついで必要に応じて過剰の銅酸化物を還元性雰囲気で加
熱還元したのち、銅製円筒容器に粉末を封入して熱間押
出しを行い、冷間抽伸して所定径の棒材に加工する。こ
の棒材切削加工し、あるいは鍛造後、切削加工すること
により電極チップ形状とする。
チップを作製するには、上記組織のＣｕ−Ａｌ合金の粉
末を酸化雰囲気中で高温に加熱することにより内部酸化
し、Ａｌ成分をアルミナ（Ａｌ2 Ｏ）として銅基地中に
アルミナ粒子が微細に分散した分散強化銅粉末とする。
ついで必要に応じて過剰の銅酸化物を還元性雰囲気で加
熱還元したのち、銅製円筒容器に粉末を封入して熱間押
出しを行い、冷間抽伸して所定径の棒材に加工する。こ
の棒材切削加工し、あるいは鍛造後、切削加工すること
により電極チップ形状とする。
【００１０】電極チップ形状に成形後、チップ先端部に
Ｓｎを被覆する。被覆方法としては、電気めっき、無電
解めっき、置接めっき、溶融めっきなどめっきによる方
法、Ｓｎをはんだ付けする方法が用いられる。なお、Ｓ
ｎ被覆中に少量のＡｇ、Ｂ、Ｂｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、
Ｉｎ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｐ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｔｉ、Ｐｂ、Ｚ
ｒ、Ｗの１種以上が含まれていても性能上変りがない。
Ｓｎを被覆する。被覆方法としては、電気めっき、無電
解めっき、置接めっき、溶融めっきなどめっきによる方
法、Ｓｎをはんだ付けする方法が用いられる。なお、Ｓ
ｎ被覆中に少量のＡｇ、Ｂ、Ｂｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、
Ｉｎ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｐ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｔｉ、Ｐｂ、Ｚ
ｒ、Ｗの１種以上が含まれていても性能上変りがない。
【００１１】Ｓｎ被覆層の厚さは0.03〜400 μm が望ま
しい。0.03μm 未満ではＳｎ被覆による電極先端部の摩
耗減少の効果が小さく、400 μm を越えるとスポット溶
接中に被覆層が変形し、電極チップ先端部の形状が不適
正となり易い。
しい。0.03μm 未満ではＳｎ被覆による電極先端部の摩
耗減少の効果が小さく、400 μm を越えるとスポット溶
接中に被覆層が変形し、電極チップ先端部の形状が不適
正となり易い。
【００１２】Ｓｎ被覆後適当な熱処理を施して、Ｓｎを
電極内に拡散させ、Ｃｕ−Ｓｎ合金の金属間化合物をε
相（Ｃｕ3 Ｓｎ）を形成させることにより一層耐久性の
優れた電極を得ることができる。好ましい熱処理条件は
加熱温度200 ℃以上、加熱時間10分以上である。
電極内に拡散させ、Ｃｕ−Ｓｎ合金の金属間化合物をε
相（Ｃｕ3 Ｓｎ）を形成させることにより一層耐久性の
優れた電極を得ることができる。好ましい熱処理条件は
加熱温度200 ℃以上、加熱時間10分以上である。
【００１３】
【作用】本発明によるスポット溶接用電極は上記の構成
を備え、電極チップの先端に形成されたＳｎの被覆層
が、溶接中において電極チップの先端に被溶接部材のア
ルミニウムがピックアップされるのを防止して電極の損
耗を少なくする機能を有するから、電極寿命の長いもの
となる。
を備え、電極チップの先端に形成されたＳｎの被覆層
が、溶接中において電極チップの先端に被溶接部材のア
ルミニウムがピックアップされるのを防止して電極の損
耗を少なくする機能を有するから、電極寿命の長いもの
となる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と対比して説
明する。 実施例１ Ｃｕ−0.4 wt％Ａｌ合金のＡｒガスアトマイズ粉末を30
0 ℃×１ｈ大気中で加熱して表面酸化し、800 ℃×５ｈ
の加熱条件で内部酸化した。ついで500 ℃×１ｈ水素ガ
ス中で加熱還元したのち粉砕し、Ｃｕ製缶に封入した。
これをビレットとして900 ℃で直径30mmに押出した。押
出し後、冷間抽伸加工により直径16mm棒とし、この棒材
から外径16mm、先端Ｒ100mm の電極チップを成形して電
極チップ先端部に置換Ｓｎめっきにより、0.06μm およ
び３μm のＳｎ被覆層を設けた。380 μm 厚さのＳｎ被
覆層の形成は溶融めっきにより行った。置換めっき方
法：材料を脱脂、水洗後、硫酸と硝酸からなる酸溶液中
でエッチング処理し、水洗した後、奥野製薬（株）製
“サブスターＳＮ”−Ｐ２、Ｌ２の浴中で60℃でめっき
処理した。溶融めっき方法：材料を脱脂後、溶融Ｓｎ浴
中に浸漬した。
明する。 実施例１ Ｃｕ−0.4 wt％Ａｌ合金のＡｒガスアトマイズ粉末を30
0 ℃×１ｈ大気中で加熱して表面酸化し、800 ℃×５ｈ
の加熱条件で内部酸化した。ついで500 ℃×１ｈ水素ガ
ス中で加熱還元したのち粉砕し、Ｃｕ製缶に封入した。
これをビレットとして900 ℃で直径30mmに押出した。押
出し後、冷間抽伸加工により直径16mm棒とし、この棒材
から外径16mm、先端Ｒ100mm の電極チップを成形して電
極チップ先端部に置換Ｓｎめっきにより、0.06μm およ
び３μm のＳｎ被覆層を設けた。380 μm 厚さのＳｎ被
覆層の形成は溶融めっきにより行った。置換めっき方
法：材料を脱脂、水洗後、硫酸と硝酸からなる酸溶液中
でエッチング処理し、水洗した後、奥野製薬（株）製
“サブスターＳＮ”−Ｐ２、Ｌ２の浴中で60℃でめっき
処理した。溶融めっき方法：材料を脱脂後、溶融Ｓｎ浴
中に浸漬した。
【００１５】実施例２ 実施例１と同様の方法で作製した電極チップの先端部に
はんだ付けにより0.06μm 、３μm および380 μm 厚さ
のＳｎの被覆層を設けた。はんだ付けによるＳｎの被覆
は、フラックスを用いて電極チップ先端部にのせたＳｎ
はんだをトーチにより加熱して溶融させ、肉盛りする方
法により行った。
はんだ付けにより0.06μm 、３μm および380 μm 厚さ
のＳｎの被覆層を設けた。はんだ付けによるＳｎの被覆
は、フラックスを用いて電極チップ先端部にのせたＳｎ
はんだをトーチにより加熱して溶融させ、肉盛りする方
法により行った。
【００１６】実施例３ 実施例１と同様、置換めっきまたは溶融めっきにより形
成した厚さ0.05μm 、２μm および370 μm のＳｎ被覆
層付電極チップを大気中で200 ℃に５ｈ加熱し、Ｓｎの
１部を電極内に拡散させた。熱処理後、チップ先端部断
面を顕微鏡で観察したところ、組織の１部にＣｕ−Ｓｎ
合金の金属間化合物ε相が形成しているのが認められ
た。
成した厚さ0.05μm 、２μm および370 μm のＳｎ被覆
層付電極チップを大気中で200 ℃に５ｈ加熱し、Ｓｎの
１部を電極内に拡散させた。熱処理後、チップ先端部断
面を顕微鏡で観察したところ、組織の１部にＣｕ−Ｓｎ
合金の金属間化合物ε相が形成しているのが認められ
た。
【００１７】実施例４ 実施例２と同様なはんだ付け方法により形成した厚さ0.
05μm 、２μm および370 μm のＳｎ被覆層付電極チッ
プを大気中で200 ℃に５ｈ加熱し、Ｓｎの１部を電極内
に拡散させた。熱処理後にチップ先端部断面を顕微鏡で
観察したところ、組織の１部にＣｕ−Ｓｎ合金の金属間
化合物ε相が形成しているのが認められた。
05μm 、２μm および370 μm のＳｎ被覆層付電極チッ
プを大気中で200 ℃に５ｈ加熱し、Ｓｎの１部を電極内
に拡散させた。熱処理後にチップ先端部断面を顕微鏡で
観察したところ、組織の１部にＣｕ−Ｓｎ合金の金属間
化合物ε相が形成しているのが認められた。
【００１８】比較例１ 実施例１と同様な方法で作製した電極チップの先端部に
実施例２と同様なはんだ付け方法により、厚さ0.02μm
および430 μm のＳｎ被覆層を設けた。
実施例２と同様なはんだ付け方法により、厚さ0.02μm
および430 μm のＳｎ被覆層を設けた。
【００１９】被溶接材として板厚１mmの5083合金軟化材
(O材) を用い、前処理として市販の溶剤に浸漬して脱脂
し、水洗した後、アルカリクリーナ( インヒビターとし
てケイ酸ソーダを含む炭酸ソーダ溶液、80℃) に５分間
浸漬し、水洗乾燥した。
(O材) を用い、前処理として市販の溶剤に浸漬して脱脂
し、水洗した後、アルカリクリーナ( インヒビターとし
てケイ酸ソーダを含む炭酸ソーダ溶液、80℃) に５分間
浸漬し、水洗乾燥した。
【００２０】つぎに、実施例１〜４および比較例１によ
り作製した電極のそれぞれ一対を前記前処理を行った被
溶接アルミニウム板の表裏対称位置に置き、三相低周波
式スポット溶接機を使用し、溶接電流（実効電流）2.2K
A 、通電時間0.083 秒、予加圧900kgf、溶接圧300kgfの
溶接条件で1000回の連続スポット溶接を行い、溶接回数
10回毎にスポット溶接部の引張り剪断荷重を測定した。
さらに、スポット溶接部の引張り剪断荷重がJIS Z 3140
Ａ級の171kgf/ 点未満となる連続スポット溶接回数を測
定し、その回数に達するまでのスポット溶接部の引張り
剪断荷重を溶接回数10回毎に測定してそれらの平均値を
求めた。その結果を表１に示す。
り作製した電極のそれぞれ一対を前記前処理を行った被
溶接アルミニウム板の表裏対称位置に置き、三相低周波
式スポット溶接機を使用し、溶接電流（実効電流）2.2K
A 、通電時間0.083 秒、予加圧900kgf、溶接圧300kgfの
溶接条件で1000回の連続スポット溶接を行い、溶接回数
10回毎にスポット溶接部の引張り剪断荷重を測定した。
さらに、スポット溶接部の引張り剪断荷重がJIS Z 3140
Ａ級の171kgf/ 点未満となる連続スポット溶接回数を測
定し、その回数に達するまでのスポット溶接部の引張り
剪断荷重を溶接回数10回毎に測定してそれらの平均値を
求めた。その結果を表１に示す。
【００２１】
【表１】
【００２２】表１の結果から、本発明による電極は、連
続スポット溶接試験において溶接部の強度の低下が小さ
く、連続使用に耐える良好な性能を示しているのが認め
られる。
続スポット溶接試験において溶接部の強度の低下が小さ
く、連続使用に耐える良好な性能を示しているのが認め
られる。
【００２３】
【発明の効果】以上のとおり、本発明により提供される
スポット溶接用電極は、連続かつ高速スポット溶接作業
における電極先端部の短時間損耗および溶接部の強度低
下の問題を解決する。特に、はんだ付けによりＳｎを被
覆する方式によれば、スポット溶接現場においても損耗
した電極の修復を容易に行うことができる。
スポット溶接用電極は、連続かつ高速スポット溶接作業
における電極先端部の短時間損耗および溶接部の強度低
下の問題を解決する。特に、はんだ付けによりＳｎを被
覆する方式によれば、スポット溶接現場においても損耗
した電極の修復を容易に行うことができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 米光 誠 愛知県名古屋市港区千年３丁目１番12号 住友軽金属工業株式会社技術研究所内 (72)発明者 熊谷 正樹 愛知県名古屋市港区千年３丁目１番12号 住友軽金属工業株式会社技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭61−226190（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−151170（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−96946（ＪＰ，Ａ)
Claims (5)
- 【請求項１】 アルミニウムまたはアルミニウム合金材
を被溶接部材とするスポット溶接用アルミナ分散銅強化
電極の被溶接部材に接触する部分にＳｎの被覆層を設け
たことを特徴とするスポット溶接用電極。 - 【請求項２】 Ｓｎ被覆層の厚さが0.03〜400 μm であ
る請求項１記載のスポット溶接用電極。 - 【請求項３】 Ｓｎ被覆層がめっきにより形成されてい
る請求項１または２記載のスポット溶接用電極。 - 【請求項４】 Ｓｎ被覆層がはんだ付けにより形成され
ている請求項１または２記載のスポット溶接用電極。 - 【請求項５】 Ｓｎ被覆層の１部が電極内に拡散し、Ｃ
ｕ−Ｓｎ合金の金属間化合物ε相が形成されている請求
項１記載のスポット溶接用電極。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3151007A JPH0813425B2 (ja) | 1991-05-27 | 1991-05-27 | スポット溶接用電極 |
| DE4217617A DE4217617A1 (de) | 1991-05-27 | 1992-05-27 | Elektrode fuer das punktschweissen |
| US07/890,017 US5334814A (en) | 1991-05-27 | 1992-05-27 | Electrode for spot welding |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3151007A JPH0813425B2 (ja) | 1991-05-27 | 1991-05-27 | スポット溶接用電極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04356376A JPH04356376A (ja) | 1992-12-10 |
| JPH0813425B2 true JPH0813425B2 (ja) | 1996-02-14 |
Family
ID=15509255
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3151007A Expired - Lifetime JPH0813425B2 (ja) | 1991-05-27 | 1991-05-27 | スポット溶接用電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0813425B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010133176A1 (en) * | 2009-05-21 | 2010-11-25 | Byd Company Limited | Current fuse device and battery assembly comprising the same |
| CN116900434B (zh) * | 2023-09-12 | 2023-12-15 | 长春三友汽车部件制造有限公司 | 一种提高铝合金电阻点焊电极耐磨性的方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5296946A (en) * | 1976-02-10 | 1977-08-15 | Kawaguchiko Seimitsu Kk | Method of electric resistance welding |
| JPS61226190A (ja) * | 1985-03-30 | 1986-10-08 | Nippon Mekki Kogyo Kk | スポツト溶接用電極 |
| JPH03151170A (ja) * | 1989-11-09 | 1991-06-27 | Hitachi Cable Ltd | ハンダめっき線溶接用チャック |
-
1991
- 1991-05-27 JP JP3151007A patent/JPH0813425B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04356376A (ja) | 1992-12-10 |
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