JPH09239556A - 電気抵抗溶接方法 - Google Patents
電気抵抗溶接方法Info
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- JPH09239556A JPH09239556A JP4985796A JP4985796A JPH09239556A JP H09239556 A JPH09239556 A JP H09239556A JP 4985796 A JP4985796 A JP 4985796A JP 4985796 A JP4985796 A JP 4985796A JP H09239556 A JPH09239556 A JP H09239556A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 溶接部に供給される電力を正確にフィードバ
ック制御し、酸化膜の存在を無視できないような溶接の
し難い材料間の溶接でも一定電力で溶接し信頼性の高い
溶接強度が得られる電気抵抗溶接方法を提供する。 【解決手段】 第１の金属材１と第２の金属材２とを接
触させ、該第１および第２の金属材を両側から２つの溶
接用電極３、４で圧接しながら通電し、前記第１および
第２の金属材を溶接する電気抵抗溶接方法であって、前
記溶接用電極とは別の電圧センス用電極９、１０を前記
第１および第２の金属材の少なくとも一方に接触させる
ことにより、前記第１および第２の金属材間の電圧を測
定し、該測定電圧に基く一定電力を供給しながら溶接す
る。
ック制御し、酸化膜の存在を無視できないような溶接の
し難い材料間の溶接でも一定電力で溶接し信頼性の高い
溶接強度が得られる電気抵抗溶接方法を提供する。 【解決手段】 第１の金属材１と第２の金属材２とを接
触させ、該第１および第２の金属材を両側から２つの溶
接用電極３、４で圧接しながら通電し、前記第１および
第２の金属材を溶接する電気抵抗溶接方法であって、前
記溶接用電極とは別の電圧センス用電極９、１０を前記
第１および第２の金属材の少なくとも一方に接触させる
ことにより、前記第１および第２の金属材間の電圧を測
定し、該測定電圧に基く一定電力を供給しながら溶接す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は２つの金属材を接触
させ、通電することにより接触抵抗によるジュール熱で
溶接する電気抵抗溶接方法に関する。さらに詳しくは、
２つの金属材間の電圧をセンスし、一定電力を供給する
ことにより一定の強度で溶接する電気抵抗溶接方法に関
する。
させ、通電することにより接触抵抗によるジュール熱で
溶接する電気抵抗溶接方法に関する。さらに詳しくは、
２つの金属材間の電圧をセンスし、一定電力を供給する
ことにより一定の強度で溶接する電気抵抗溶接方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】電気抵抗溶接においては、溶接する２つ
の金属材料を接触させ、両者に電流を流すことにより接
触部の電気抵抗と流れる電流とによるジュール熱により
接触部の金属を溶融して２つの金属材料を接着する。こ
の接着部の溶接強度を一定にするため、電極間の電圧と
電流を測定し、一定のジュール熱になるように電源を調
節して溶接する定電力フィードバック式溶接方法も採ら
れている。この電気抵抗溶接方法の原理図を図６に示
す。
の金属材料を接触させ、両者に電流を流すことにより接
触部の電気抵抗と流れる電流とによるジュール熱により
接触部の金属を溶融して２つの金属材料を接着する。こ
の接着部の溶接強度を一定にするため、電極間の電圧と
電流を測定し、一定のジュール熱になるように電源を調
節して溶接する定電力フィードバック式溶接方法も採ら
れている。この電気抵抗溶接方法の原理図を図６に示
す。
【０００３】図６において、１、２はそれぞれ溶接され
る第１および第２の金属材、３、４はそれぞれ２つの金
属材１、２の間に電流を流すための第１および第２の溶
接用電極、５、６は両電極３、４と電源とをそれぞれ接
続する抵抗の小さい配線である。また、７、８は両電極
３、４間の電圧をセンスするためのセンス線である。
る第１および第２の金属材、３、４はそれぞれ２つの金
属材１、２の間に電流を流すための第１および第２の溶
接用電極、５、６は両電極３、４と電源とをそれぞれ接
続する抵抗の小さい配線である。また、７、８は両電極
３、４間の電圧をセンスするためのセンス線である。
【０００４】この構成で、両電極３、４により２つの金
属材１、２を圧接して電流を流す。ここで、溶接部Ａの
接触抵抗をＲ3 、電極５、６間に流れる電流をＩ、電流
を流す時間をｔ秒とすると、２つの金属材１、２間には
Ｊ＝０.２４Ｉ2Ｒ3ｔ（ジュール）のジュール熱が発生
し、溶接部Ａの一部が溶融して接着する。この溶接部Ａ
の接触抵抗Ｒ3 は電極３、４間の圧接力によっても異な
り、フィードバック制御方式定電力溶接方法において
は、センス線７、８により電極３、４間の電圧をセンス
しながら溶接部Ａに一定電力が消費されるように電極
３、４間に印加する電力を調整している。
属材１、２を圧接して電流を流す。ここで、溶接部Ａの
接触抵抗をＲ3 、電極５、６間に流れる電流をＩ、電流
を流す時間をｔ秒とすると、２つの金属材１、２間には
Ｊ＝０.２４Ｉ2Ｒ3ｔ（ジュール）のジュール熱が発生
し、溶接部Ａの一部が溶融して接着する。この溶接部Ａ
の接触抵抗Ｒ3 は電極３、４間の圧接力によっても異な
り、フィードバック制御方式定電力溶接方法において
は、センス線７、８により電極３、４間の電圧をセンス
しながら溶接部Ａに一定電力が消費されるように電極
３、４間に印加する電力を調整している。
【０００５】従来の定電力溶接の方法では、両電極３、
４にセンス線７、８を接触させてセンス電圧を測定して
いるが、第１の電極３と第１の金属材１との間に接触抵
抗Ｒ 1 が、また第２の電極４と第２の金属材２との間に
も接触抵抗Ｒ5 が存在し、さらに金属材１、２にもそれ
ぞれの抵抗Ｒ2 およびＲ4 が存在する。電極３、４は一
般に銅などからなり電気伝導のみならず熱伝導も良いた
め、また熱容量も大きいため、電極３、４と金属材１、
２とのそれぞれの接触部ではジュール熱が発生しても溶
接されることはない。しかし、電極３、４の圧接力によ
ってその抵抗値Ｒ1 、Ｒ5 は異なり、溶接用電極３、４
部でセンス電圧を測定すると、電極３、４と金属材１、
２との接触抵抗による電圧降下も含み、溶接部Ａに印加
される電力を正確に把握することができない。
４にセンス線７、８を接触させてセンス電圧を測定して
いるが、第１の電極３と第１の金属材１との間に接触抵
抗Ｒ 1 が、また第２の電極４と第２の金属材２との間に
も接触抵抗Ｒ5 が存在し、さらに金属材１、２にもそれ
ぞれの抵抗Ｒ2 およびＲ4 が存在する。電極３、４は一
般に銅などからなり電気伝導のみならず熱伝導も良いた
め、また熱容量も大きいため、電極３、４と金属材１、
２とのそれぞれの接触部ではジュール熱が発生しても溶
接されることはない。しかし、電極３、４の圧接力によ
ってその抵抗値Ｒ1 、Ｒ5 は異なり、溶接用電極３、４
部でセンス電圧を測定すると、電極３、４と金属材１、
２との接触抵抗による電圧降下も含み、溶接部Ａに印加
される電力を正確に把握することができない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】接触抵抗は一般に圧接
力および金属材料の汚れや酸化膜などの表面状態などに
より大きく影響を受け、バラツキが大きくなる。また、
溶接の場合のように大きな電流を流すと僅かな抵抗でも
大きな電圧降下が生じ、接触抵抗のバラツキにより電圧
降下も大きく変化する。したがって、前述のような従来
の電極部でセンス電圧を測定する定電力電気抵抗溶接方
法では、正確なフィードバック制御を行えないことがあ
り、溶接部に的確な電力の供給をすることができない場
合がある。そのため、タンタルと銅の溶接やフィラメン
トの溶接などの供給電力により溶接強度が微妙に変化す
る金属材間の電気抵抗溶接において、強い溶接強度を安
定に保つことが難しい。
力および金属材料の汚れや酸化膜などの表面状態などに
より大きく影響を受け、バラツキが大きくなる。また、
溶接の場合のように大きな電流を流すと僅かな抵抗でも
大きな電圧降下が生じ、接触抵抗のバラツキにより電圧
降下も大きく変化する。したがって、前述のような従来
の電極部でセンス電圧を測定する定電力電気抵抗溶接方
法では、正確なフィードバック制御を行えないことがあ
り、溶接部に的確な電力の供給をすることができない場
合がある。そのため、タンタルと銅の溶接やフィラメン
トの溶接などの供給電力により溶接強度が微妙に変化す
る金属材間の電気抵抗溶接において、強い溶接強度を安
定に保つことが難しい。
【０００７】本発明はこのような問題を解決し、溶接部
に供給される電力を正確にフィードバック制御し、酸化
膜の存在を無視できないような溶接のし難い材料間の溶
接でも一定電力で溶接し、信頼性の高い溶接強度が得ら
れる電気抵抗溶接方法を提供することを目的とする。
に供給される電力を正確にフィードバック制御し、酸化
膜の存在を無視できないような溶接のし難い材料間の溶
接でも一定電力で溶接し、信頼性の高い溶接強度が得ら
れる電気抵抗溶接方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明による電気抵抗溶
接方法は、第１の金属材と、第２の金属材とを接触さ
せ、該第１および第２の金属材を両側から２つの溶接用
電極で圧接しながら通電し、前記第１および第２の金属
材を溶接する電気抵抗溶接方法であって、前記溶接用電
極とは別の電圧センス用電極を前記第１および第２の金
属材の少なくとも一方に接触させることにより、前記第
１および第２の金属材間の電圧を測定し、該測定電圧に
基く一定電力を供給しながら溶接するものである。
接方法は、第１の金属材と、第２の金属材とを接触さ
せ、該第１および第２の金属材を両側から２つの溶接用
電極で圧接しながら通電し、前記第１および第２の金属
材を溶接する電気抵抗溶接方法であって、前記溶接用電
極とは別の電圧センス用電極を前記第１および第２の金
属材の少なくとも一方に接触させることにより、前記第
１および第２の金属材間の電圧を測定し、該測定電圧に
基く一定電力を供給しながら溶接するものである。
【０００９】前記第１の金属材が溶接部分で前記溶接用
電極の近くまで潰れる小さい材料であり、該第１の金属
材を圧接する前記溶接用電極と第２の金属材に接触させ
る前記電圧センス用電極との間の測定電圧に基き前記一
定電力を供給することが、小さな金属材の場合は電極と
の接触部の電力も利用して金属材の全体が溶融して接着
するため、電極との接触部の電圧も含めて制御すること
ができるため好ましい。
電極の近くまで潰れる小さい材料であり、該第１の金属
材を圧接する前記溶接用電極と第２の金属材に接触させ
る前記電圧センス用電極との間の測定電圧に基き前記一
定電力を供給することが、小さな金属材の場合は電極と
の接触部の電力も利用して金属材の全体が溶融して接着
するため、電極との接触部の電圧も含めて制御すること
ができるため好ましい。
【００１０】前記２つの溶接用電極の間の電圧を測定
し、該測定電圧が前記電圧センス用電極を用いる測定電
圧より所定値以上大きい場合に前記溶接用電極による測
定電圧を前記一定電力を供給するための電圧として用
い、前記第１および第２の金属材に過大な電力が印加さ
れないようにすることが、電圧センス用電極による測定
電圧に異状があっても溶接される金属材料に多くの電力
が印加され過ぎて不良にすることがないため好ましい。
し、該測定電圧が前記電圧センス用電極を用いる測定電
圧より所定値以上大きい場合に前記溶接用電極による測
定電圧を前記一定電力を供給するための電圧として用
い、前記第１および第２の金属材に過大な電力が印加さ
れないようにすることが、電圧センス用電極による測定
電圧に異状があっても溶接される金属材料に多くの電力
が印加され過ぎて不良にすることがないため好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】つぎに、図面を参照しながら本発
明の電気抵抗溶接方法について説明をする。
明の電気抵抗溶接方法について説明をする。
【００１２】図１は本発明の電気抵抗溶接方法を説明す
るための説明図で、（ａ）はそれぞれが板材または棒材
のような２つの大きな金属材を溶接する場合で、（ｂ）
は一方の金属材がワイヤのような細いものと他方が板材
または棒材などのような大きな金属材とを溶接する場合
の説明図である。
るための説明図で、（ａ）はそれぞれが板材または棒材
のような２つの大きな金属材を溶接する場合で、（ｂ）
は一方の金属材がワイヤのような細いものと他方が板材
または棒材などのような大きな金属材とを溶接する場合
の説明図である。
【００１３】図１（ａ）において、１〜８は図６と同じ
部分を示し、９、１０はそれぞれ第１の金属材１および
第２の金属材２と直接接触させ、両金属材１、２間の電
圧をセンスするための電圧センス用電極である。第１お
よび第２の溶接用電極３、４は図示しないバネなどによ
り圧力Ｆで金属材１、２を圧接している。また、電圧セ
ンス用電極９、１０も溶接用電極の圧接力Ｆより小さい
力Ｆ0 で金属材１、２にそれぞれ押しつけられている。
この力Ｆ0 は電圧センス用電極９、１０と金属材１、２
間が離れない程度に押しつければよいため、非常に小さ
い力でよい。
部分を示し、９、１０はそれぞれ第１の金属材１および
第２の金属材２と直接接触させ、両金属材１、２間の電
圧をセンスするための電圧センス用電極である。第１お
よび第２の溶接用電極３、４は図示しないバネなどによ
り圧力Ｆで金属材１、２を圧接している。また、電圧セ
ンス用電極９、１０も溶接用電極の圧接力Ｆより小さい
力Ｆ0 で金属材１、２にそれぞれ押しつけられている。
この力Ｆ0 は電圧センス用電極９、１０と金属材１、２
間が離れない程度に押しつければよいため、非常に小さ
い力でよい。
【００１４】図１（ａ）に示される構成で、第１の電極
３と第１の金属材１との間に接触抵抗Ｒ1 が、第１およ
び第２の金属材１、２間に接触抵抗Ｒ3 が、また第２の
電極４と第２の金属材２との間に接触抵抗Ｒ5 がそれぞ
れ存在する。この溶接用電極３、４間には金属材の接触
部を溶融するための大きな電流が流されるため、それぞ
れの接触部で電圧降下が生じる。しかし、本発明では、
溶接用電極３、４とは別に、電圧センス用電極９、１０
をそれぞれ金属材１、２に接触させているため、溶接用
電極３、４と金属材１、２との間の接触抵抗Ｒ1 および
Ｒ5 を除外して金属材１、２間の電圧のみを正確に測定
することができる。すなわち、電圧センス用電極９、１
０と金属材１、２との間にはそれぞれ接触抵抗Ｒ6 、Ｒ
7 が存在するが、電圧センス用電極９、１０は高入力イ
ンピーダンスに接続され殆ど電流が流れないため、電圧
降下は生ぜず、電気抵抗計測法の４端子法と同じ原理に
より、金属材１、２間の電圧を正確に測定することがで
きる。その結果、電圧センス用電極９、１０により測定
される電圧は、金属材１、２間の接触抵抗Ｒ3 により生
じる電圧Ｖ3 を示し、その電圧をフィードバックするこ
とにより、溶接部Ａに正確な電力を供給することができ
る。
３と第１の金属材１との間に接触抵抗Ｒ1 が、第１およ
び第２の金属材１、２間に接触抵抗Ｒ3 が、また第２の
電極４と第２の金属材２との間に接触抵抗Ｒ5 がそれぞ
れ存在する。この溶接用電極３、４間には金属材の接触
部を溶融するための大きな電流が流されるため、それぞ
れの接触部で電圧降下が生じる。しかし、本発明では、
溶接用電極３、４とは別に、電圧センス用電極９、１０
をそれぞれ金属材１、２に接触させているため、溶接用
電極３、４と金属材１、２との間の接触抵抗Ｒ1 および
Ｒ5 を除外して金属材１、２間の電圧のみを正確に測定
することができる。すなわち、電圧センス用電極９、１
０と金属材１、２との間にはそれぞれ接触抵抗Ｒ6 、Ｒ
7 が存在するが、電圧センス用電極９、１０は高入力イ
ンピーダンスに接続され殆ど電流が流れないため、電圧
降下は生ぜず、電気抵抗計測法の４端子法と同じ原理に
より、金属材１、２間の電圧を正確に測定することがで
きる。その結果、電圧センス用電極９、１０により測定
される電圧は、金属材１、２間の接触抵抗Ｒ3 により生
じる電圧Ｖ3 を示し、その電圧をフィードバックするこ
とにより、溶接部Ａに正確な電力を供給することができ
る。
【００１５】図１（ｂ）は第１の金属材がたとえば細い
ワイヤなどの小さい材料からなり、第２の金属材２は
（ａ）と同じ板材または棒材などの大きな材料からなる
場合の電圧センスの仕方を説明する図である。（ｂ）の
場合はセンス用電極１０が他方の第２の金属材２のみに
接触し、第１の金属材１の電位を測定するための電極は
第１の溶接用電極３を兼用するものである。すなわち、
溶接される一方の第１の金属材１がワイヤなどの細い材
料である場合には、溶接の際に上面から全体的に潰され
て溶着される。したがって、第１の溶接用電極３と第１
の金属材１との間の接触抵抗Ｒ1 により発生するジュー
ル熱も溶接部の加熱に利用される。そこで、第１の溶接
用電極３と第１の金属材１との間の接触抵抗Ｒ1 も含め
てセンス電圧とすることが溶接のために印加する電力を
一定にすることができて好ましい。すなわち、（ｂ）に
示される例では、両金属材１、２間の電圧Ｖ3 と、第１
の溶接用電極３および第１の金属材１間の電圧Ｖ1 との
和Ｖ1 ＋Ｖ3 を測定することになる。
ワイヤなどの小さい材料からなり、第２の金属材２は
（ａ）と同じ板材または棒材などの大きな材料からなる
場合の電圧センスの仕方を説明する図である。（ｂ）の
場合はセンス用電極１０が他方の第２の金属材２のみに
接触し、第１の金属材１の電位を測定するための電極は
第１の溶接用電極３を兼用するものである。すなわち、
溶接される一方の第１の金属材１がワイヤなどの細い材
料である場合には、溶接の際に上面から全体的に潰され
て溶着される。したがって、第１の溶接用電極３と第１
の金属材１との間の接触抵抗Ｒ1 により発生するジュー
ル熱も溶接部の加熱に利用される。そこで、第１の溶接
用電極３と第１の金属材１との間の接触抵抗Ｒ1 も含め
てセンス電圧とすることが溶接のために印加する電力を
一定にすることができて好ましい。すなわち、（ｂ）に
示される例では、両金属材１、２間の電圧Ｖ3 と、第１
の溶接用電極３および第１の金属材１間の電圧Ｖ1 との
和Ｖ1 ＋Ｖ3 を測定することになる。
【００１６】なお、図１（ａ）〜（ｂ）において、両金
属材１、２自身の抵抗は図示されていないが、材料によ
っては存在する。しかし、接触部の接触抵抗に比べると
非常に小さく、しかも一定であるため溶接のバラツキに
は影響せず、その分を差し引けばよいため、ここでは省
略している。
属材１、２自身の抵抗は図示されていないが、材料によ
っては存在する。しかし、接触部の接触抵抗に比べると
非常に小さく、しかも一定であるため溶接のバラツキに
は影響せず、その分を差し引けばよいため、ここでは省
略している。
【００１７】図１に示される例では、溶接用電極３、４
として図２（ａ）に示されるような固定電極３１の例で
図示されているが、図２（ｂ）に示されるような先端に
回転する回転体３２ａを有する回転電極３２を用いても
同様である。また、２つの溶接用電極を固定電極３１と
回転電極３２の組合せで用いることもできる。なお、図
２において、１５は溶接用電極を一定の力Ｆで圧接する
ためのスプリングで、５は図示しない電源に接続されて
電流を流すための太くて低抵抗の配線である。
として図２（ａ）に示されるような固定電極３１の例で
図示されているが、図２（ｂ）に示されるような先端に
回転する回転体３２ａを有する回転電極３２を用いても
同様である。また、２つの溶接用電極を固定電極３１と
回転電極３２の組合せで用いることもできる。なお、図
２において、１５は溶接用電極を一定の力Ｆで圧接する
ためのスプリングで、５は図示しない電源に接続されて
電流を流すための太くて低抵抗の配線である。
【００１８】図３は本発明の溶接方法の一形態の説明図
で、図１に示される溶接ヘッド部に電源部２０が接続さ
れた状態の図である。溶接ヘッド部は図１（ａ）に示さ
れるものと同じで、第１および第２の溶接用電極３、４
とは別に電圧センス用電極９、１０が第１および第２の
金属材１、２にそれぞれ接触するように設けられてい
る。図１（ａ）と同じ部分に同じ符号を付してその説明
を省略する。なお、１５は各電極を圧接する圧力Ｆ、Ｆ
0 を与えるためのスプリングである。
で、図１に示される溶接ヘッド部に電源部２０が接続さ
れた状態の図である。溶接ヘッド部は図１（ａ）に示さ
れるものと同じで、第１および第２の溶接用電極３、４
とは別に電圧センス用電極９、１０が第１および第２の
金属材１、２にそれぞれ接触するように設けられてい
る。図１（ａ）と同じ部分に同じ符号を付してその説明
を省略する。なお、１５は各電極を圧接する圧力Ｆ、Ｆ
0 を与えるためのスプリングである。
【００１９】電源部２０は商用の交流電源を低圧に落と
すトランス２１および整流器２２と平滑化コンデンサ２
３により直流電源を構成し、トランジスタ２４を介して
所望の一定電力を供給できるようになっている。溶接用
電極３、４に電流を供給する配線５に、電流を測定する
ための電流センス用抵抗２５が直列に接続されており、
その測定電流および電圧センス用電極９、１０によりセ
ンスした電圧を乗算器２６に供給する。乗算器２６によ
り両金属材１、２間に印加されている電力が求まり、予
め設定したパワーＰ0 と共に比較器２７に入力される。
比較器２７による比較の結果は前述のトランジスタ２１
のベースに入力され、溶接用電極３、４に印加される電
力が調整される。その結果、溶接用電極３、４と金属材
１、２間にそれぞれ生じる無効電力に影響を受けること
なく、溶接部Ａに常に一定の電力が供給され、安定した
溶接が得られる。
すトランス２１および整流器２２と平滑化コンデンサ２
３により直流電源を構成し、トランジスタ２４を介して
所望の一定電力を供給できるようになっている。溶接用
電極３、４に電流を供給する配線５に、電流を測定する
ための電流センス用抵抗２５が直列に接続されており、
その測定電流および電圧センス用電極９、１０によりセ
ンスした電圧を乗算器２６に供給する。乗算器２６によ
り両金属材１、２間に印加されている電力が求まり、予
め設定したパワーＰ0 と共に比較器２７に入力される。
比較器２７による比較の結果は前述のトランジスタ２１
のベースに入力され、溶接用電極３、４に印加される電
力が調整される。その結果、溶接用電極３、４と金属材
１、２間にそれぞれ生じる無効電力に影響を受けること
なく、溶接部Ａに常に一定の電力が供給され、安定した
溶接が得られる。
【００２０】図３に示される例では、電圧センス用電極
９、１０から得られる電圧ＶS だけでなく、溶接用電極
３、４により得られる電圧ＶY をも乗算器２６に供給さ
れるように配線１６、１７が溶接用電極３、４と乗算器
２６との間に接続されている。乗算器２６では、電圧セ
ンス用電極９、１０から得られる電圧ＶS と溶接用電極
３、４から得られる電圧ＶY とをまず比較し、両者の差
が妥当な所定の範囲にあるときは電圧ＶS を用い、この
差が所定値以上にあるときは電圧ＶY を用い、前述の電
流センス用抵抗２５から得られる電流との積を求める構
成になっている。この溶接用電極３、４から得られる電
圧は、いわゆるフェイルセーフ機構とするためのもので
ある。すなわち、もし電圧センス用電極９、１０が金属
材１、２から離れたり、接触不良などの事故が起きた場
合でも過大の電力が両溶接用電極３、４間に印加されな
いようにする安全措置である。たとえばこのようなフェ
イルセーフ機構を設けることにより、電圧センス用電極
９、１０に接触不良が起きても溶接不良が発生すること
がない。
９、１０から得られる電圧ＶS だけでなく、溶接用電極
３、４により得られる電圧ＶY をも乗算器２６に供給さ
れるように配線１６、１７が溶接用電極３、４と乗算器
２６との間に接続されている。乗算器２６では、電圧セ
ンス用電極９、１０から得られる電圧ＶS と溶接用電極
３、４から得られる電圧ＶY とをまず比較し、両者の差
が妥当な所定の範囲にあるときは電圧ＶS を用い、この
差が所定値以上にあるときは電圧ＶY を用い、前述の電
流センス用抵抗２５から得られる電流との積を求める構
成になっている。この溶接用電極３、４から得られる電
圧は、いわゆるフェイルセーフ機構とするためのもので
ある。すなわち、もし電圧センス用電極９、１０が金属
材１、２から離れたり、接触不良などの事故が起きた場
合でも過大の電力が両溶接用電極３、４間に印加されな
いようにする安全措置である。たとえばこのようなフェ
イルセーフ機構を設けることにより、電圧センス用電極
９、１０に接触不良が起きても溶接不良が発生すること
がない。
【００２１】図４は、たとえばタンタルコンデンサの製
造におけるタンタルワイヤと銅フレームとの溶接のよう
に、一方の第１の金属材１が、たとえば直径ｄが０.２
ｍｍ程度のワイヤなどの細い材料からなり、たとえば板
厚ｔが１ｍｍ程度の板材などの大きい材料からなる第２
の金属材料２に比べて遥かに小さい場合の本発明による
溶接の説明図である。
造におけるタンタルワイヤと銅フレームとの溶接のよう
に、一方の第１の金属材１が、たとえば直径ｄが０.２
ｍｍ程度のワイヤなどの細い材料からなり、たとえば板
厚ｔが１ｍｍ程度の板材などの大きい材料からなる第２
の金属材料２に比べて遥かに小さい場合の本発明による
溶接の説明図である。
【００２２】タンタルコンデンサは、つぎのように製造
される。まず、たとえばタンタル粉末からなる１ｍｍ角
程度の成形体に一方の電極とするタンタルワイヤが差し
込まれたコンデンサペレットを形成する。つぎに、ステ
ンレス板などに沢山のペレットのワイヤ部分を順次溶接
し、沢山のペレットをまとめて焼結、酸化皮膜を形成す
る化成処理、半導体層を形成する再化成処理などの処理
を行う。その後、各コンデンサペレットをステンレス板
から切断して銅などからなるフレームにマウントする。
このマウントは、図５に１個のコンデンサペレット部分
の側面図が示されるように、コンデンサペレット４０の
タンタルワイヤ４２とフレームの第１のリード４４とを
電気抵抗溶接により接続し、ついでコンデンサペレット
４０の陰極部４１と第２のリード４５とをハンダヒュー
ズ４３により接続することにより行う。このハンダヒュ
ーズ４３の接続方法は、まずハンダヒューズ４３用のハ
ンダワイヤの一端にボールを作り、コンデンサペレット
４０の陰極部４１にボンディングし、ついでハンダワイ
ヤを上にもち上げて溶断し、ボールを作って第２のリー
ド４５に接続するワイヤボンディング方式により行われ
る。つぎに、樹脂でモールドしてエージングなどを行
い、コンデンサをフレームから切り離すことにより製造
される。
される。まず、たとえばタンタル粉末からなる１ｍｍ角
程度の成形体に一方の電極とするタンタルワイヤが差し
込まれたコンデンサペレットを形成する。つぎに、ステ
ンレス板などに沢山のペレットのワイヤ部分を順次溶接
し、沢山のペレットをまとめて焼結、酸化皮膜を形成す
る化成処理、半導体層を形成する再化成処理などの処理
を行う。その後、各コンデンサペレットをステンレス板
から切断して銅などからなるフレームにマウントする。
このマウントは、図５に１個のコンデンサペレット部分
の側面図が示されるように、コンデンサペレット４０の
タンタルワイヤ４２とフレームの第１のリード４４とを
電気抵抗溶接により接続し、ついでコンデンサペレット
４０の陰極部４１と第２のリード４５とをハンダヒュー
ズ４３により接続することにより行う。このハンダヒュ
ーズ４３の接続方法は、まずハンダヒューズ４３用のハ
ンダワイヤの一端にボールを作り、コンデンサペレット
４０の陰極部４１にボンディングし、ついでハンダワイ
ヤを上にもち上げて溶断し、ボールを作って第２のリー
ド４５に接続するワイヤボンディング方式により行われ
る。つぎに、樹脂でモールドしてエージングなどを行
い、コンデンサをフレームから切り離すことにより製造
される。
【００２３】このコンデンサの製造工程においては、コ
ンデンサペレットのタンタルワイヤをステンレス板や銅
フレームと溶接しなければならない。とくにタンタルワ
イヤと銅フレームとの溶接においては、コンデンサペレ
ットが酸化処理工程を経ているため、酸化膜の存在によ
り溶接条件が難しい。しかも前述のように、ワイヤボン
ディング方式によりハンダヒューズが陰極部側に接続さ
れるが、コンデンサペレットの陰極部が斜めになってい
たり、回転しているとハンダヒューズのボンディングが
非常に行い難く信頼性が低下する。そのため、正確な位
置で機械的強度も強く溶接されなければならない。しか
し、本発明の溶接方法を用いることにより、後述するよ
うに、溶接に寄与するワイヤ全体のジュール熱に相当す
る定電力を正確に印加することができるため、溶接条件
を精度よく制御することができ、信頼性の高い溶接をす
ることができる。
ンデンサペレットのタンタルワイヤをステンレス板や銅
フレームと溶接しなければならない。とくにタンタルワ
イヤと銅フレームとの溶接においては、コンデンサペレ
ットが酸化処理工程を経ているため、酸化膜の存在によ
り溶接条件が難しい。しかも前述のように、ワイヤボン
ディング方式によりハンダヒューズが陰極部側に接続さ
れるが、コンデンサペレットの陰極部が斜めになってい
たり、回転しているとハンダヒューズのボンディングが
非常に行い難く信頼性が低下する。そのため、正確な位
置で機械的強度も強く溶接されなければならない。しか
し、本発明の溶接方法を用いることにより、後述するよ
うに、溶接に寄与するワイヤ全体のジュール熱に相当す
る定電力を正確に印加することができるため、溶接条件
を精度よく制御することができ、信頼性の高い溶接をす
ることができる。
【００２４】図４に示されるように、一方の第１の金属
材１が他方の第２の金属材２より体積的に遥かに小さい
場合、溶接の際小さい方の金属材１は潰されて全体的に
溶接される。したがって、第１の溶接用電極３と第１の
金属材１との間に生じる接触抵抗Ｒ1 により発生するジ
ュール熱も溶接に寄与する。そのため、一定の電力を印
加するためにセンスする電圧センス用電極は第１の金属
材１に接触するのではなく、第１の溶接用電極３に接触
させることが望ましい。そこで電圧センス線７は第１の
溶接用電極３に直接接続されている。すなわち、第１の
金属材１側には電圧センス用電極は設けられていない。
材１が他方の第２の金属材２より体積的に遥かに小さい
場合、溶接の際小さい方の金属材１は潰されて全体的に
溶接される。したがって、第１の溶接用電極３と第１の
金属材１との間に生じる接触抵抗Ｒ1 により発生するジ
ュール熱も溶接に寄与する。そのため、一定の電力を印
加するためにセンスする電圧センス用電極は第１の金属
材１に接触するのではなく、第１の溶接用電極３に接触
させることが望ましい。そこで電圧センス線７は第１の
溶接用電極３に直接接続されている。すなわち、第１の
金属材１側には電圧センス用電極は設けられていない。
【００２５】一方、第２の金属材２側は、第２の金属材
２と第２の溶接用電極４との間の接触抵抗Ｒ5 によるジ
ュール熱は溶接には寄与せず無効電力となるため、除外
する必要がある。そこで電圧センス用電極１０を第２の
金属材２に接触させ、第１の金属材１側の第１の溶接用
電極３と第２の金属材２との間の電圧をセンス電圧Ｖ S
として図示しない乗算器に供給している。このように、
溶接される金属材が非常に小さく、溶接の際に溶接部で
全体的に溶着されたり、潰れてしまう場合にはその金属
材ではなく、溶接用電極からセンス電圧を得る必要があ
る。
２と第２の溶接用電極４との間の接触抵抗Ｒ5 によるジ
ュール熱は溶接には寄与せず無効電力となるため、除外
する必要がある。そこで電圧センス用電極１０を第２の
金属材２に接触させ、第１の金属材１側の第１の溶接用
電極３と第２の金属材２との間の電圧をセンス電圧Ｖ S
として図示しない乗算器に供給している。このように、
溶接される金属材が非常に小さく、溶接の際に溶接部で
全体的に溶着されたり、潰れてしまう場合にはその金属
材ではなく、溶接用電極からセンス電圧を得る必要があ
る。
【００２６】図４に示される例においても、フェイルセ
ーフ用電圧ＶY を得るため、両方の溶接用電極３、４間
の電圧を測定する配線１６、１７が両電極３、４に接続
されている。なお、図４において、他の符号で図１〜３
と同じ符号は図１〜３と同じ部分を示し、その説明を省
略する。また、図４に示される例では溶接用電極３、４
として回転電極（図の矢印で示されるようにどちらにも
回転する）を用いているが、図３に示される固定電極で
も同じである。
ーフ用電圧ＶY を得るため、両方の溶接用電極３、４間
の電圧を測定する配線１６、１７が両電極３、４に接続
されている。なお、図４において、他の符号で図１〜３
と同じ符号は図１〜３と同じ部分を示し、その説明を省
略する。また、図４に示される例では溶接用電極３、４
として回転電極（図の矢印で示されるようにどちらにも
回転する）を用いているが、図３に示される固定電極で
も同じである。
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば、溶接部の電圧をセンス
しながら一定電力を溶接部に印加する定電力電気抵抗溶
接方法において、溶接に寄与する部分のみの電圧をセン
スし、その電圧に基いて一定電力を印加するようにして
いるため、溶接部に常に一定の電力が印加される。その
結果、タンタルワイヤと銅板の溶接やフィラメントの溶
接など溶接がし難くて精密な電力制御を必要とする電気
抵抗溶接でも、常に溶接部に一定電力を印加することが
でき、非常に高品質で信頼性の高い溶接が得られる。
しながら一定電力を溶接部に印加する定電力電気抵抗溶
接方法において、溶接に寄与する部分のみの電圧をセン
スし、その電圧に基いて一定電力を印加するようにして
いるため、溶接部に常に一定の電力が印加される。その
結果、タンタルワイヤと銅板の溶接やフィラメントの溶
接など溶接がし難くて精密な電力制御を必要とする電気
抵抗溶接でも、常に溶接部に一定電力を印加することが
でき、非常に高品質で信頼性の高い溶接が得られる。
【図１】本発明の電気抵抗溶接方法の説明図である。
【図２】溶接用電極の先端の種類の説明図である。
【図３】本発明の電気抵抗溶接方法の一形態の説明図で
ある。
ある。
【図４】本発明の電気抵抗溶接方法の他の形態の説明図
である。
である。
【図５】コンデンサペレットをフレームにマウントした
状態の側面説明図である。
状態の側面説明図である。
【図６】従来の電気溶接方法の説明図である。
１ 第１の金属材 ２ 第２の金属材 ３ 第１の溶接用電極 ４ 第２の溶接用電極 ９、１０ 電圧センス用電極
Claims (3)
- 【請求項１】 第１の金属材と第２の金属材とを接触さ
せ、該第１および第２の金属材を両側から２つの溶接用
電極で圧接しながら通電し、前記第１および第２の金属
材を溶接する電気抵抗溶接方法であって、前記溶接用電
極とは別の電圧センス用電極を前記第１および第２の金
属材の少なくとも一方に接触させることにより、前記第
１および第２の金属材間の電圧を測定し、該測定電圧に
基く一定電力を供給しながら溶接する電気抵抗溶接方
法。 - 【請求項２】 前記第１の金属材が溶接部分で前記溶接
用電極の近くまで潰れる小さい材料であり、該第１の金
属材を圧接する前記溶接用電極と第２の金属材に接触さ
せる前記電圧センス用電極との間の測定電圧に基き前記
一定電力を供給する請求項１記載の電気抵抗溶接方法。 - 【請求項３】 前記２つの溶接用電極の間の電圧を測定
し、該測定電圧が前記電圧センス用電極を用いる測定電
圧より所定値以上大きい場合に前記溶接用電極による測
定電圧を前記一定電力を供給するための電圧として用
い、前記第１および第２の金属材に過大な電力が印加さ
れないようにする請求項１または２記載の電気抵抗溶接
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4985796A JPH09239556A (ja) | 1996-03-07 | 1996-03-07 | 電気抵抗溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4985796A JPH09239556A (ja) | 1996-03-07 | 1996-03-07 | 電気抵抗溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09239556A true JPH09239556A (ja) | 1997-09-16 |
Family
ID=12842732
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4985796A Pending JPH09239556A (ja) | 1996-03-07 | 1996-03-07 | 電気抵抗溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09239556A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010000702A (ko) * | 2000-10-13 | 2001-01-05 | 황위동 | 안경테용 용접방법 |
| JP2010137234A (ja) * | 2008-12-09 | 2010-06-24 | Panasonic Ev Energy Co Ltd | 抵抗溶接良否判断方法、及び、抵抗溶接良否判断装置 |
| JP2010234424A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 導体の溶接方法及びその溶接装置 |
| JP2014057979A (ja) * | 2012-09-18 | 2014-04-03 | Nec Corp | 抵抗溶接装置および抵抗溶接方法 |
-
1996
- 1996-03-07 JP JP4985796A patent/JPH09239556A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010000702A (ko) * | 2000-10-13 | 2001-01-05 | 황위동 | 안경테용 용접방법 |
| JP2010137234A (ja) * | 2008-12-09 | 2010-06-24 | Panasonic Ev Energy Co Ltd | 抵抗溶接良否判断方法、及び、抵抗溶接良否判断装置 |
| US8395072B2 (en) | 2008-12-09 | 2013-03-12 | Panasonic Ev Energy Co., Ltd. | Resistance welding quality determination method and resistance welding quality determination apparatus |
| JP2010234424A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 導体の溶接方法及びその溶接装置 |
| JP2014057979A (ja) * | 2012-09-18 | 2014-04-03 | Nec Corp | 抵抗溶接装置および抵抗溶接方法 |
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