JPS5945470B2 - 溶接できる材料からなるボ−ルを使用して面を連結する方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は材制の二つの面、すなわち層の連結、すなわ
ち取り付けに関するものであり、特に材制の二つの面す
なわち層を効果的にかつ、短い時間で有効な方法で溶接
する方法に関するものである。

従来から材刺の二つの層を連結する溶接等の種種の方法
及び処理が知られている。場合によつてはスポット溶接
と呼ばれている処理によつて行なわれる。スポツト溶接
では二つの材料の層が互に対面するように配置される。
層は溶接できる材料で成形される。選定された位置にお
いて電流及び圧力が加えられ、層の溶接が選定された位
置で行なわれる。従来のスポツト溶接では、二つの材制
の層が互に対面するように配置される。

電極は層の対抗側面に互に整合するように配置され電流
が電極間に流される。この技術はその効果を制限するい
くつかの欠点がある。たとえば、連続の溶接が材相の層
の連結に使用される場合には電流が分流する。一定の大
きさの電流は直接電極間に流れるが、いくらかの電流は
他の近接スポツト溶接点にそれる。このため、あらかじ
め行なわれた近接溶接の相対抵抗及び新しい溶接が行な
われる位置の電極と材刺の層との接触抵抗に応じて新し
い溶接に利用できる電流の大きさはランダムに変化する
。材相の各層または少なくとも１つの層は溶接不可能で
ある場合または溶接が困難である場合には、プラグ溶接
等の新しい技術が使用されることがある。

プラグ溶接技術では、プラグは円筒状またはワツシヤ一
形状のものでもよく、溶接可能な材判で成形される。

開口部すなわち孔が材相の上部層に形成され、この層は
溶接可能なものである必要はなく、プラグはその内部に
配置され、材料の下部層と接触する。この技術及び絶縁
被覆を使用するいくつかの技術では、電流がそれる問題
が生じる。互に間隔をおいた溶接可能な材料を連結する
ための他の技術では、サンドイツチ状の構造がとられる
。この場合、サンドイツチの外部層は溶接できる材制で
成形せねばならない。サンドイツチの内部層はテフロン
等の絶縁シートまたはプレートからなり、サンドイツチ
の外部層を連結するための溶接できるボールを有する。
この取り付け方法は連結される層が間隔をおいて配置さ
れている場合、及び両方の材料の層が溶接できる材料で
成形されている場合に有効である。この発明の目的は、
一方だけが溶接できる材料で成形されている二つの材料
の層を連結する新規な改良された方法を提供することに
ある。

この発明の他の目的は、電流を近接溶接点にそらせるこ
となく材刺の層を溶接する方法を提供することにある。

この発明の他の目的は、一方が溶接できる材刺で成形さ
れている少なくとも二つの材制の層を連結する方法であ
つて、層の少なくとも一部は互いに対面するように配置
され、溶接できるボールが一方の開口部に配置され、溶
接できる材刺の層と接触し、十分な大きさの熱及び圧力
が加えられ、層がボールによつて連結される方法を提供
することにある。

この発明の他の目的は、複数の位置で材制の層を連結す
る方法を提供することにある。

この発明の他の目的は、少なくとも二つの材刺の層を連
結する方法であつて、一方の層は溶接できる材制からな
るボールを収容する開口部を有し、ボールの大きさは開
口部を有する層の大きさ及び開口部の大きさに関係して
設定され、これによつて新規な予期されない結果がもた
らされる方法を提供することにある。

簡単に説明すると、この発明は２つの材料の層を溶接に
よつて連結する方法に関するものである。

特に、この発明は、少なくとも一方は溶接できる材料で
少なくとも２つの材相の層を溶接する方法であつて、溶
接できる材料からなるボールを使用する方法に関するも
のである。材制の上部層はボールを収容できる一定の大
きさの孔、すなわち開口部が設けられ、ボールは材料の
上部層と接触することなく材刺の底面層に載置すること
ができる。溶接可能なボールの直径は、開口部を有する
層の厚さおよび開口部自体の大きさに関係して設定され
る。

ボールは材刺の底面層に対し、溶接することがでさる通
常の材制で成形される。

材判の上部層は溶接できるものおよび溶接できないもの
を含むどのような材料で成形してもよく、溶接処理の温
度及び圧力に耐えることができるものであればよい。ボ
ールが孔に配置されたのち、電極がボールとボールが載
置されている材制の層の底面の近接部に接触する。つい
で、電流が電極間に流され、溶接に使用される普通の方
法で圧力がかけられ、ボールは底面層に溶接され、上部
層の一部にオーバーラツプし、上部及び下部層を連結す
る。以下、この発明の実施例を図面について詳細に説明
する。

第１図及び第２図を参照すると、少なくとも２つの材制
の層、上部層２及び下部層４が示されている。

この発明にしたがえば、連結される層２及び４の部分は
互に対面した関係に配置される。層４に連結される層２
は溶接できる材相、溶接できない材制または容易には溶
接できない材判で形成することができる。層４はこの発
明に従えば溶接できる材相で形成される。第１すなわち
上部層２は開口部６を有し、開口部６は溶接可能な材相
で形成されたボール８を収容するに適している。

開口部６は円形状のものであることが好ましい。溶接可
能なボールの直径は開口部６の直径よりもいくらが大き
い。ボール、層２及び開口部６の間の寸法関係は次のと
おりである。

溶接可能なボールの直径Ｄは、上部層２の厚さをＴとし
た場合、２Ｔから５Ｔやでの範囲内で成形することがで
きる。この直径は４Ｔにすることが好ましい。孔６の直
径はボール８の直径よりも僅かに小さく、ボールの直径
の９４〜９６％の範囲内であり、９５％であることが好
ましい。

ボール８が第１Ａ図に示すように配置されると、電極１
０及び１２はボール８の上端と底面層１４の近接部分に
接触するように配置される。

通常の溶接作業に従つて電流及び圧力が加えられると、
ボールは第１３図及び第１Ｃ図に示すように変形する。

第１Ｃ図から明らかなように、ボール８及び底面積４は
ボール８が変形する間に互に溶接され、上部層の上面の
一部をオーバーラツプし上部層２と下部層４を連結する
。この発明の特徴の一つは第２Ａ，Ｂ及びＣ図に示され
ている。

これらの図面はこの発明の自己センターリングに関する
特徴を示すものである。したがつて、第２Ａ図に示すよ
うにボールが孔６に対しセンターリングされず、その側
面に接触している場合に、電流及び圧力が加えられると
次のことが生じうる。（１）ボールと孔が係合する位置
における接触抵抗は十分に高く電流の遮断を防止する。

（２）ボールに係合する孔の側面の位置３は焼き除かれ
、ボールは第２Ｂ図に示されているように実際には再び
センターリングされる。

第２Ｃ図に示されているように、ボールはセンターリン
グされると底面層４に溶接され、上部層２の一部をオー
バーラツプし、第１図の場合と同じように上部層２と下
部層４を連結する。

この発明の特徴の１つは、後述する理由で、電極から与
えられる電流は全体の殆んどがボールを底面プレートに
溶接するために使用され、他の溶接位置へ向う電流は全
くないということである。

前述したように、ボールがセンターリングされていない
場合には、第２Ａ，Ｂ及びＣ図について説明したように
自己センタリング作用が生じる。第２Ａ，Ｂ及びＣ図に
示されている自己センタリング特性は、上部層が電気伝
導材料で成形されている場合に電流が上部層の近接部分
にそれることを防止する。第３図及び第４図はこの発明
と従来のスポツト溶接技術とを比較するためのものであ
る。

従来のスポツト溶接技術（第４図）では、上部層２が電
気伝導材相で成形されている場合には電気通路が上部層
及び下部電極１０及び１２の間に形成され、電流ｃは近
接溶接部１３を通つてそれる。

このような電流の分流が生じると、十分な電流が供給さ
れないため、新しい溶接点１４の溶接が不十分になる。

従つて溶接間の間隔Ｌを大きくし、このような電流の分
流を減少させることが必要になる。しかしながら、場合
によつてはこの間隔のため上部層と下部層の十分な連結
が行えない場合がある。これに代つて電極を通る電流の
大きさを小さくすることも考えられるが、これはあらか
じめ成形された溶接の電流路及び新しい溶接点の接触抵
抗により十分効果的な溶接が得られない場合がある。

この発明の方法では、第３図に示されているように電流
は電極１０からロール８を通つて直接電極１２に達する
。電流は近接溶接点１６にそれないため、間隔Ｌは層２
と４の間に強固な連結を得るに必要なものに設定するこ
とができる。例 上部層は厚さを０．７１１ｍ（０．０２８インチ）にし
、ロツクウエル硬さＣ−５０（７）ＣｌＯ９５スプリン
グ鋼で成形した。

これは従来の溶接技術では溶接することができない。下
部層は厚さを９．５ｍ露（０．３７５インチ）にし、冷
間圧延鋼ＣｌＯｌ８で成形した。上部層は直径が３．０
５１１（０．１２０）インチ）の円形の孔を有する。

直径が３．１８ｍ！（０．１２５インチ）でＣｌＯｌ８
鋼で成形されたボールが孔内に配置された。上部および
下部電極はボールの上端及び下部層の近接底面に接触す
るように配置された。溶接時間の最後に上部層及び下部
層は互に溶接された。

次の溶接は溶接の間隔Ｌを１９ｍｍ（−インチ）にして
行なつた。

あらかじめ行なわれた近接溶接点への電流の明らかな損
失はなく、各溶接において電流の量を増加することなく
、また各溶接のために時間または圧力を増加することな
く、完全に満足のゆく新しい溶接が行なわれた。

【図面の簡単な説明】

第１図は３つの工程Ａ，Ｂ，Ｃのこの発明の処理を示す
断面図、第２図は３つの行程Ａ，Ｂ，Ｃの発明の特徴を
示す断面図、第３図はこの発明に従つた近接溶接を示す
断面図、第４図は従来の溶接方法を示す断面図である。 ２・・・・・・上部層、４・・・・・・下部層、６・・
・・・・開口部、８・・・・・・ボール、１０，１２・
・・・・・電極。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも二つの材料の層を連結する方法であつて
   、その少なくとも一方は溶接できる材料で成形され、他
   方に開口部が形成される連結方法において、（ａ）連結
   すべき層を互に対面させて配置し、開口部を有する層を
   上部層にし、溶接できる材料で成形した層を下部層にし
   、（ｂ）前記上部層の開口部内に溶接できる材料からな
   るボールを配置し、前記ボールを前記溶接できる材料の
   層の上面に接触させ、（ｃ）上部層の厚さを（Ｔ）とし
   た場合に前記ボールの直径を２１〜５Ｔの範囲内に設定
   し、（ｄ）電極をボールの上端及び下部層の近接部分の
   底面に接触するように配置し、（ｅ）十分な大きさの電
   流及び圧力を前記ボール及び前記第２層の近接面に加え
   、前記ボールを下部層に溶接し、前記ボールを変形させ
   、これによつて上部及び下部層を連結することを特徴と
   する方法。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載された方法において、
   前記上部層の開口部の直径はボールの直径の９４％〜９
   ６％の範囲内に設定されていることを特徴とする方法。 ３ 複数の位置で二つの材料の層を連結する方法であつ
   て、底面積は溶接できる材料で成形される連結方法にお
   いて、（ａ）前記層の一方に複数の開口部を形成し、（
   ｂ）前記第１及び第２層を互に対面させて配置し、（ｃ
   ）前記各開口部内に溶接できる材料からなるボールを配
   置し、前記ボールを前記底面層の一面に接触させ、（ｄ
   ）前記第１層の厚さをＴとした場合に前記ボールの直径
   を２Ｔ〜５Ｔの範囲内に設定し、（ｅ）前記ボール及び
   前記底面積の近接部分に十分な大きさの電流及び圧力を
   加え、前記ボールを前記第２層に溶接し、前記ボールを
   十分に変形させて前記層を連結することを特徴とする方
   法。 ４ 材料の第１及び第２層を連結する方法であつて、少
   なくとも前記第２層は溶接できる材料で成形される方法
   において、（ａ）前記第１および第２層を互に対面させ
   て配置し、（ｂ）前記第１層の厚さをＴとした場合溶接
   できるボールの直径を２Ｔ〜５Ｔの範囲内で連定し、（
   ｃ）前記第１層に少なくとも１つの開口部を形成し、そ
   の直径は前記ボールの直径の９４％〜９６％の範囲内に
   設定し、（ｄ）前記開口部内に前記ボールを配置し、前
   記ボールを前記第２層の近接面と接触させ、（ｅ）十分
   な大きさの電流及び圧力を前記ボール及び前記第２層の
   近接面に加え、前記ボールを前記第２層に溶接し、前記
   ボールを変形させ、前記第１及び第２層を連結すること
   を特徴とする方法。