JPH0994672A - フラッシュ溶接電極の通電状態検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フラッシュ溶接前に電極と被溶接部材の被把
持部との通電状態を検出する方法を提供することを目的
とする。 【解決手段】 二つの被溶接部材１，２を把持する電極
３Ａ，３Ｂ；４Ａ，４Ｂを少なくとも二組とし、該二つ
の被溶接部材１，２の端面同士の当接後フラッシュ電流
を流す前に、各給電トランス５，６に該フラッシュ電流
よりも低い電圧を印加し、電極と被把持部の正規の接触
状態下における電流値と上記各給電トランス５，６の電
流値とを比較し、もしくは各給電トランス５，６の電流
値同士をそれぞれ比較して、各被把持部における通電状
態を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フラッシュ溶接に
際し、給電用電極と被溶接部材の被把持部との間での通
電状態を検出することのできる、フラッシュ溶接電極の
通電状態検出方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】フラッシュ溶接は、周知のごとく、二つ
の被溶接部材をそれぞれの電極で把持し、被溶接部材の
端面同士を圧接させて、印加電圧は７〜１３Ｖと低電圧
であるが、電極間で大電流を流し、上記端面における局
部的な接触点で集中的に発熱せしめて溶融させ火花を散
らせると共に、一方の電極を他方の電極の方に移動させ
て上記端面同士を密着しつつ、さらに接触・火花を繰り
返す。端面が十分加熱された後に圧接し、かくして端面
全体が溶接される。

【０００３】通常のフラッシュ溶接における被溶接部材
の表面はスケール、酸化膜等（以下、単にスケールとい
う）で覆われている。これらの膜は被溶接部材に比べ抵
抗値（インピーダンス）が非常に大きく、かかる被溶接
部材をこのまま電極で把持して通常のフラッシュ電流で
ある数千Ａ〜数万Ａの電流を流すと、上記スケールを除
去したものの場合に比し、電極と被溶接部材の接触部
（被把持部）で大きな電圧降下を生じる。このために、
上記インピーダンスが通常より大きくなると所定電圧を
印加しても電流が流れず、又、そのような状態でも電流
が流れるようにすると、電力設備の大型化を招くのみな
らず電力損も大きくなるので、上記電圧降下はできるだ
け小さいことが望ましい。

【０００４】また、上記被溶接部材に表面のスケールを
介して大電流を加え続けると抵抗発熱によって膜が加熱
し、ついには溶断、アークの発生へとつながる。このア
ークはアーク痕すなわち製品傷を生ずるだけでなく、給
電トランスから部材へ電流を供給する電極（多くはクロ
ム銅、ベリリウム銅）をも損傷する原因となる。このた
め、いかなる場合においても、電極におけるアークの発
生を抑える必要がある。

【０００５】そこで、従来、フラッシュ溶接初期に発生
するフラッシュの様子を観察し、安定したフラッシュが
得られないようであれば溶接を中止し、電極での把持を
再びやり直すなどの処置を行っていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フラッ
シュの観察にはフラッシュを発生させる必要があるが、
一回でもフラッシュを発生させると、通電不良にある電
極と被把持部との接触部で大きな抵抗発熱を起こし、極
端な場合には電極と被把持部でアークを発生し、被溶接
部材にアーク痕を残すだけでなく、電極を損傷する虞れ
がある。

【０００７】このため、フラッシュ発生前に予め電極と
被把持部との接触部での電圧降下を測定しておくことが
重要である。しかし、この接触抵抗は非常に小さく通常
のテスタ等では測定できなかった。

【０００８】本発明は、特別な装置を必要とせず、簡便
かつ安価に電極と被把持部との導通状態を検出する方法
を提供する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】フラッシュ溶接される二
つの被溶接部材は、給電トランスの二次側の両出力端に
それぞれ接続されて組をなしている二つの電極によりそ
れぞれ把持されるが、本発明ではかかる電極を少なくと
も二組有している。各組の電極は、上記のごとく、それ
ぞれの別の給電トランスに接続されている。

【００１０】そして本発明では、上記の二つの被溶接部
材の端面同士を当接せしめ、フラッシュ電流を流す前
に、各組の電極が接続されている給電トランスの一次側
に試験のためにフラッシュ電流よりも低い検出用の電圧
を印加する。各給電トランスの二次側は電極、被溶接部
材を介し、電気回路を形成する。そして、その際の各給
電トランスの一次側もしくは二次側の電流値を測定す
る。

【００１１】かかる試験の前に、電極と被溶接部材との
間の接触が正規の状態にある場合について、上記電気回
路に上記検出用の電圧と同じ電圧を印加してそのときの
二次側の電流値を測定しておく。この正規接触状態にお
ける電流値を各給電トランスについて上記溶接前に検出
した電流値と比較し、電流値の低下がみられるときには
電極における通電不良と判断する。又、上記正規状態の
電流値を測定しなくとも、各給電トランスの一次側もし
くは二次側電流の間に電流値を比較して、それらの値に
差があれば、値の小さい給電トランスについての被把持
部の電極との接触面が他に比べて良くないという判断を
下せる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、添付図面の図１及び図２に
もとづき本発明の実施の形態を説明する。

【００１３】図１において、符号１，２は被溶接部材で
あり、二組の電極３Ａ，３Ｂそして４Ａ，４Ｂにより端
部が把持されている。一方の組の電極３Ａ，３Ｂは第一
給電トランス５の二次側に、他方の電極４Ａ，４Ｂは第
二給電トランス６の二次側にそれぞれ接続されている。
上記二組の電極は、対向する電極３Ａ，４Ａそして電極
３Ｂ，４Ｂが被溶接部材１，２に対し図示せぬクランプ
機構によってそれぞれ接離自在で、所定時に被溶接部材
１，２を把持するようになっている。また、一方の対向
電極、例えば電極３Ａ，４Ａがフラッシュ溶接時には被
溶接部材１を把持したまま、これを図１に示した被溶接
部材２に当接せしめる位置まで移動できるようになって
いる。

【００１４】第一及び第二給電トランス５，６は共に同
様に構成されており、二次側７，８がそれぞれ電極３
Ａ，４Ｂそして４Ａ，４Ｂと接続され、一次側９，１０
には電圧検出計１１，１２さらには電流検出計１３，１
４が接続されている。さらには、一次側には、給電トラ
ンス５，６をＯＮ，ＯＦＦするためのＳＣＲ回路１５，
１６が設けられている。

【００１５】次にかかる図１装置における電極と被溶接
部材の被把持部との間の通電状態を検出する要領につい
て説明する。

【００１６】 先ず、図１に示すごとく、被溶接部材
１，２を図示せぬクランプ機構を作動させて電極３Ａ，
４Ａにより被溶接部材１を、そして電極３Ｂ，４Ｂによ
り被溶接部材２を把持し、被溶接部材１，２の端面を互
いに当接させる。

【００１７】 次に、第一給電トランス５と第二給電
トランス６のＳＣＲ回路１５，１６をＯＮにする。その
際、該第一給電トランス５と第二給電トランス６の二次
側電圧をフラッシュ溶接時よりも低くするためにＳＣＲ
回路１５，１６の位相制御、もしくは図示しないタップ
の切替えにより一次側電圧を低くする。

【００１８】 上記ＳＣＲ回路１５，１６をＯＮにす
ると、被溶接部材１，２が接触しているので、第一給電
トランス５及び第二給電トランス６の二次側７，８は、
電極３Ａ，３Ｂ、電極４Ａ，４Ｂそして被溶接部材１，
２を介して、それぞれの電気回路を形成し、これらに電
流が流れる。

【００１９】 第一給電トランス５及び第二給電トラ
ンス６の電圧検出計１１，１２を監視して一次電圧を一
定にしておけば、それぞれの二次側すなわち上記電気回
路を流れる電流値Ｉ₅ ，Ｉ₆は、該電気回路のインピー
ダンスの逆数に比例するから、電流検出計１３，１４に
よって一次電流を測定すれば、一次側と二次側の巻数比
をもとに上記それぞれの電気回路の電流値を得る。上記
それぞれの電気回路において、被溶接部材、電極、二次
側の巻線のインピーダンスは常に一定と考えられるの
で、上記回路のインピーダンスの変動を左右する要因は
電極により把持される被溶接部材の被把持部における接
触抵抗となる。すなわち、被把持部の表面にスケール等
があれば、この接触抵抗が大きくなり、電流が流れにく
くなる。

【００２０】かくして、各給電トランス５，６の一次側
に検出用電圧を印加して、検出された一次電流から二次
電流Ｉ₅ ，Ｉ₆を算出し、被把持部と電極との接触が正
規状態の場合の電流値とそれぞれ比較して通電が不良で
あるかどうかが判定できる。

【００２１】又、被把持部と電極との接触が正規状態の
場合の電流値を予め測定しておかずとも、上記第一給電
トランス５及び第二給電トランス６の二次電流の電流値
同士を比較しただけでも、電流値の低い方が通電不良で
あるという判断もできる。

【００２２】図１の場合には、一つの被溶接部材に直径
線上で対向する二つの電極で把持されてたが、それ以上
の数の電極で把持することも可能である。図２には周方
向に等間隔で配された三つの電極で把持する場合を示
す。

【００２３】図２において、被溶接部材１，２の周囲に
は周方向に等間隔で電極２１Ａ，２２Ａ，２３Ａ，及び
２１Ｂ，２２Ｂ，２３Ｂがそれぞれ配されている。給電
トランスＰ，Ｑ，Ｒは二次側が電極２１Ａ，２１Ｂ；２
２Ａ，２２Ｂ、そして２３Ａ，２３Ｂにそれぞれ接続さ
れている。これらの給電トランスＰ，Ｑ，Ｒ自体はいず
れも、図１の給電トランス５あるいは６と全く同一構成
であり、ここではその説明を省略する。このように三つ
以上の給電トランスを用いる場合には、それぞれ二次電
流値の間での最大値と最小値との差を評価することによ
って通電不良を検出することができる。

【００２４】図１、図２の場合において一次電流値から
二次電流値を算出して通電不良の判定としたが、一次電
流値と二次電流値とは常に比例関係にあるので、一次電
流値によって評価してもよい。

【００２５】

【発明の効果】本発明は以上のように、給電トランスに
接続された電極を二組以上設けて上記被溶接部材を把持
し、フラッシュ溶接前に二つの被溶接部材を当接状態と
して各給電トランスに検出用電流を流して、それぞれの
給電トランスについて一次側電流値あるいは二次側電流
値を電極と被把持部との正規接触状態の場合と比較して
フラッシュ溶接前に通電状態を知ることができるので、
製品の傷や装置の損傷を未然に防ぐことが可能になると
いう効果を得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一つの実施形態を示す図である。

【図２】本発明の他の実施形態を示す図である。

【符号の説明】

１，２ 被溶接部材 ３Ａ，３Ｂ 電極 ４Ａ，４Ｂ 電極 ５ 第一給電トランス ６ 第二給電トランス ２１Ａ，２１Ｂ 電極 ２２Ａ，２２Ｂ 電極 ２３Ａ，２３Ｂ 電極 Ｐ，Ｑ，Ｒ 給電トランス

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 給電トランスの二次側の両出力端にそれ
   ぞれ接続されて組をなしている二つの電極で二つの被溶
   接部材をそれぞれ把持し、被溶接部材の端面同士を当接
   させて両電極間で電流を流すフラッシュ溶接するため
   に、上記電極と被溶接部材の被把持部との通電状態を検
   出する方法において、二つの被溶接部材を把持する電極
   を少なくとも二組とし、該二つの被溶接部材の端面同士
   の当接後フラッシュ電流を流す前に、各給電トランスに
   該フラッシュ電流よりも低い電圧を印加し、電極と被把
   持部の正規の接触状態下における電流値と上記各給電ト
   ランスの電流値とを比較し、もしくは各給電トランスの
   電流値同士をそれぞれ比較して、各被把持部における通
   電状態を検出することを特徴とするフラッシュ溶接電極
   の通電状態検出方法。