JPS5819028Y2 - スポツト溶接用電極チツプ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はスポット溶接用電極チップ（以下チップという
）の改良に関するものであって、さらに詳しくはチップ
本体の先端に第２の材料を結合し、前記両部品を電子ビ
ームまたはレーザービームによる鋭利なくさび形溶着断
面を具備する耐久性、信頼性の高いチップに関する。

従来チップの耐久信頼性向上問題は、スポット溶接設備
や機器の発達により高度に自動化、高速化、マルチ化が
進んでいる現在、チップの消費量の増大の他、チップの
交換及び整形の頻度と困難さが増し、生産性のそ害とコ
ストアップにつながり、チップ寿命の向上が大きな課題
となっている。

さらに亜鉛などの表面処理鋼板の溶接時には、チップ寿
命の著しい低下をきたし、問題は一層深刻である。

従来チップ材料としてはＣｕ−Ｃｒ合金がごく一般的に
使用されてきたが、上記のような背景からＣｕをヘース
としたＺｒ、 Ｂｅ、 Ｃｏ、 Ｍｏ、Ｃｒ等の金属を
単数又は複数いれた合金材料が種々開発されてきたが、
従来のＣｕ−Ｃｒ合金に対して十分なものではなかった
。

この他さらに高温強度の高いＡｌ２Ｏ３の分散強化合金
やさらにはＷ、ＭＯなどの材料も考えられるが、チップ
としての他の必要条件即ち高電気伝導性がそ害されチッ
プ自体が固有抵抗により異常発熱したり、靭性の低下に
よる割れや破損のため実用化が困難である。

このため、近年チップの摩耗変形をきたす先端部のみに
高温強度の高い第２の材料を結合したチップが各種提案
されている。

その数例を第１〜３図に示したが、第１図は圧入タイプ
、第２図はかしめタイプ、第３図はロー接タイプの代表
例を示した。

図中１は高電気伝導性と強度、靭性を有するチップ本体
を示し、一般にはＣｕ又はＣｕ−Ｃｒ合金が用いられる
。

２は主として高温強度を期待される第２の材料であｌ’
）、Ａｌ□０３分散銅、Ｗなど各種材料が応用される。

３は該１と２の部材の結合面を、４はチップホルダーへ
の取付のためのテーパ穴と内部水冷のための穴を兼用す
る。

又、第３図に示すチップはホルダー穴への取付テーパー
面５と水冷穴６が独立して設けられたチップ例である。

結合タイプのチップでは電流が必ず結合面を通過して流
れるため、例えば第１図又は第２図のような圧入又はか
しめタイプでは部材１と２の結合面における金属接触が
ミクロ的に不十分であり、そのためスポット溶接のよう
な大電流を流したときは結合面３における接触抵抗は無
視しえず、この部分における電流ロスと抵抗発熱のため
のチップの劣化がすすむこと、さらに繰返し使用時の熱
膨張、収縮と加圧による繰返し応力により結合力の低下
や結合面にゆるみが生じる欠点があった。

このためチップ先端が被溶接物に溶着又は付着した場合
には部材２が本体部材１から離脱したり、部材２の１部
が破損や欠損し易いという致命的な不具合を発生するこ
とがあり、広く実用化されるにはいたっていないのが実
状である。

一方結合面をロー接する夕イブでも、一般にロー材は銀
ロー又は真鍮ローが使用され融点が数百度から子鹿近く
あり、ロー接時の加熱により部材１，２のチップとして
必要な電気的、機械的特性が劣化し易いほか、ロー材自
体の融点及び電気伝導度がチップ材より低いためチップ
使用時即ち溶接時の発熱によりロー材の軟化又は一部再
溶融による結合力が低下し易い欠点がある。

本考案はこれら圧入、かしめ、ロー接タイプの欠点を解
決したチップを提供するものであり、以下図面を参照し
つつ詳細に説明する。

第４図は、第１図乃至第３図に示す従来型式のチップと
異り、本考案によるチップの１実施例の縦断面図で、図
に示すようにチップ本体１に第２の部材２を組合わせた
後、該１，２部材の結合面３′において両者を融接する
ものであり、７はこの融接部を示す。

これにより本考案による結合面はロー接のような第３の
金属の介在もなく、圧入やかしめでは達しえない完全な
金属接合がなされるため、結合面における電気抵抗を最
小限におさえることが可能であると同時に、溶接時の応
力や変形による結合力の低下や、被溶接物へのチップ先
端の溶着時にも部材２が離脱することもない。

さらに本考案による融接に際しては、ロー接タイプに指
摘したように溶融部及びその近傍の熱影響部はチップと
しての諸特性が劣化するためその範囲はきわめてせまく
おさえる必要がある。

そのためには電子ビーム又はレーザーのようなきわめて
エネルギー密度が高く深溶込溶接と高速度溶接が可能な
方法を用いる必要がある。

又これら溶接法による溶融部断面形状は第４図７に示す
ように極めて鋭利な三角形を示すため、溶接ビームの照
射方向は第４図に示すようにチップの背面即ち水冷孔４
側から行うことが望ましいことはいうまでもない。

第５図は本考案の他の実施例を示したものである。

この目的とするところは、一般にチップ部材２は高級高
価な材料を採用するため、その使用量を必要最少限にす
るためのものであり、深溶込特性を利用してチップ本体
１を貫通してチップ２の側面を軸方向に融接７すると同
時にチップ本体の側面からもチップ２の底面を融接８す
ることにより、該部材１，２の結合面を完全に融接した
ものである。

以上のように本考案は、電極本体先端部に高温強度が大
きい金属材料のチップを嵌込み、画部分接合面に電子ビ
ームまたはレーザービームによる溶接をもって極めて巾
狭の極めて鋭利な溶着面を形成せしめることにより、従
来実現し得なかった高電流負荷の下における接合面の高
密着性、結合度弛緩の阻止、熱変質範囲の局限による物
理的、電気的諸特性の極めて顕著な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は従来の代表的な分割結合タイプの電極
チップの縦断面図、第４図は本考案チップの縦断面図、
第５図は本考案の他の実施例を示す縦断面図である。 １・・・・・・チップ本体、２・・・・・・チップ、３
・・・・・・結合面、３′・・・・・・結合面、４・・
・・・・水冷・取付面、５・・・・・・取付面、６・・
・・・・水冷孔、７・・・・・・融接部、８・・・・・
・融接部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. スポット溶接用電極チップ本体と、前記電極チップ本体
   中央先端に具設された電極チップとを電子ビーム溶接も
   しくはレーザービーム溶接によって溶着してなることを
   特徴とするスポット溶接用電極チップ。