JP2002096178A - スポット溶接装置 - Google Patents
スポット溶接装置Info
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Abstract
ット溶接装置を実現する。 【構成】 予備加熱をt1時間行うことにより、ワーク
20,21をなじませ、ワーク20,21の溶接部位に
形成されている隙間30をなくす。予備加熱終了後は、
t2時間休止し、予備通電をt3時間行って電極11,
12間の抵抗を安定させ、その後t4時間休止し、所定
通電時間t4でワーク20,21の発熱量Qが目標熱量
Q3になるように溶接電流を制御して本通電を行う。こ
のように、予備加熱により隙間30をなくしてから、本
通電においてワーク20,21の発熱量Qが目標熱量Q
3になるように溶接電流を制御するため、ワーク20,
21間に隙間がある場合でも溶接不良は発生しない。
Description
接物を電極で挟み、加圧した状態で電極間に溶接電流を
流すことにより、被溶接物をスポット溶接するスポット
溶接装置に関する。
照して説明する。図5は、従来のスポット溶接装置に備
えられた電極間にワーク(被溶接物)が挟まれている状
態を示す部分説明図である。図6(A)は、通電時間と
電極間の抵抗値との関係を示すグラフであり、図6
(B)は、通電時間と被溶接物の発熱量との関係を示す
グラフである。従来のスポット溶接装置では、図5に示
すように、ワーク(たとえば鋼板)20,21を重ね合
わせた状態で電極11,12の先端により挟み、加圧し
た状態で電極11,12間に溶接電流を流す。溶接電流
は、図6(B)に示すように、所定通電時間でワーク2
0,21の発熱量が適正ナゲットを形成するために必要
な目標熱量に達するように制御する。そして、ワーク2
0,21の溶接部位が抵抗発熱により溶融してナゲット
が形成され、上記溶接部位が溶接される。
0,21が厚板の場合は、図5に示すように、電極1
1,12でワーク20,21を加圧した状態でも、ワー
ク20,21間に隙間30が形成されやすく、溶接部位
に隙間30が形成されていると、電極11,12間に流
れる溶接電流は、図中矢印で示すように、溶接部位から
離れた経路を流れるため、隙間30が形成されていない
場合よりも、電極11,12間の抵抗値が大きくなって
しまう。図5(A)において、ワーク20,21間に隙
間30が形成されている場合の電極11,12間の抵抗
値をR1で示し、通電によりワーク20,21同士がな
じんで隙間30が形成されていない場合の抵抗値をR2
で示す。一方、溶接電流は、前記隙間30の有無に関係
なく、ワーク20,21の発熱量が所定通電時間で目標
熱量に到達するように制御される。しかしながら、通電
によりワーク20,21同士がなじんで隙間30がなく
なるまで(抵抗値R1がR2に低下するまで)の熱量Q
4は、ナゲット形成に寄与していないのであるが、この
熱量Q4も適正ナゲット形成のための目標熱量に含まれ
てしまうため、熱量が不足して溶接不良が発生するとい
う問題がある。
めになされたものであり、その目的とするところは、被
溶接物の溶接部位に隙間があっても良好なスポット溶接
を行うことができるスポット溶接装置を実現することに
ある。
この発明は、上記目的を達成するため、重ね合わされた
被溶接物を相対向する電極で挟み、加圧した状態で前記
電極間に溶接電流を流すことにより、前記被溶接物をス
ポット溶接するスポット溶接装置において、前記電極間
に短時間溶接電流を流して前記被溶接物同士がなじむよ
うに予備加熱する予備加熱手段と、この予備加熱手段に
よる予備加熱後の所定通電時間で前記被溶接物の発熱量
が所定値になるように溶接電流を制御する制御手段とを
備えたという技術的手段を用いる。
を流して被溶接物同士がなじむように予備加熱し、制御
手段は、予備加熱手段による予備加熱後の所定通電時間
で被溶接物の発熱量が所定値になるように溶接電流を制
御する。つまり、予備加熱により、被溶接物同士をなじ
ませることにより、被溶接物の溶接部位に形成されてい
る隙間をなくすことができる。そして、予備加熱を行っ
ている間の被溶接物の発熱量は、適正ナゲット形成のた
めに必要な目標熱量には含めないため、被溶接物を良好
に溶接することができる。したがって、被溶接物の溶接
部位に隙間が形成されている場合に従来発生していた溶
接不良をなくすことができる。
接装置の一実施形態について図を参照して説明する。 [主要構成]最初に、この実施形態に係るスポット溶接
装置の主要構成について、それを示す図1を参照して説
明する。なお、図5に示した従来のスポット溶接装置と
同じ構成については同じ符号を用いる。スポット溶接装
置10は、電極11,12と、電源電圧V1を基に電極
11,12間に溶接電流I1を流すための溶接トランス
13と、溶接電流I1の開閉および点弧角度を変える位
相制御を用いて溶接電流を制御するサイリスタ16,1
6と、電極11,12間の電圧を検出する電極間電圧検
出回路15と、この電極間電圧検出回路15による検出
結果に基づいてサイリスタ16,16のゲートにトリガ
信号を与えて溶接電流を制御したり、通電時間を制御す
るスポット溶接制御装置14とを備える。
による溶接工程について図2ないし図4を参照して説明
する。図2(A)〜(C)は、溶接工程を示す説明図で
あり、図3は、スポット溶接制御装置14に備えられた
CPU(図示省略)が実行する処理の流れを示すフロー
チャートであり、図4は、溶接電流I1と通電時間との
関係を示すグラフである。なお、予備加熱を行う時間
(以下、予備加熱時間と称する)t1および本通電を行
う時間t5は、被溶接物であるワーク(たとえば鋼板)
20,21の各板厚に対応した時間が、予めスポット溶
接制御装置14に備えられたROMなどに記憶されてい
るものとする。スポット溶接制御装置14に備えられた
CPUは、溶接タイミングになったと判定すると(ステ
ップ(以下、Sと略す)10:Yes、図2(A))、
経過時間を計測するタイマをスタートさせ(S12)、
電極11,12間に短時間溶接電流I1を流し、溶接部
位を予備加熱する(S14)。これにより、図2(B)
に示すように、ワーク20,21がなじみ、溶接部位の
隙間30をなくすことができる。
め設定されている予備加熱時間t1以上になったと判定
すると(S16:Yes)、溶接電流I1の供給を停止
して第1休止サイクルに入る(S18)。つまり、第1
休止サイクルにより、溶接部位の過熱を防止する。続い
てCPUは、第1休止サイクルを計測する時間tが予め
設定されている休止時間t2以上になったと判定すると
(S20:Yes)、溶接電流I1の供給を開始して予
備通電を行う(S22)。つまり、予備通電により、電
極11,12間の抵抗を安定させる。そしてCPUは、
予備通電を行っている時間を計測する時間tが予め設定
されている予備通電時間t3以上になったと判定すると
(S24:Yes)、溶接電流I1の供給を停止して第
2休止サイクルに入る(S26)。つまり、第2休止サ
イクルにより、溶接部位の過熱を防止する。
時間tが予め設定されている休止時間t4以上になった
と判定すると(S28:Yes)、溶接電流I1の供給
を開始して本通電を行う(S30)。この時、CPU
は、電極間電圧検出回路15が検出する電極11,12
間の電圧に基づき、予め設定された通電時間t5でワー
ク20,21の発熱量Qが適正ナゲットを形成するため
に必要な目標熱量Q3になるように溶接電流I1を制御
する。熱量Qは、溶接電流I1および電極間電圧V2の
通電時間t5に対する積和で求められる。続いてCPU
は、通電時間tが予め設定されている通電時間t5にな
ったと判定すると(S32:Yes)、溶接電流I1の
通電を停止し(S34)、タイマをリセットする(S3
6)。この本通電により、図2(C)に示すように、溶
接部位にナゲット31が形成され、ワーク20,21の
溶接部位同士がスポット溶接される。なお、この実施形
態では、ワーク20,21の各板厚が2mmの場合にお
いて、予備加熱時間t1は、5〜6サイクル(1サイク
ルは1/60秒)、休止時間t2は3〜4サイクル、予
備通電時間t3は2サイクル、休止時間t4は2サイク
ル、本通電時間t5は20サイクルである。また、溶接
電流I1は、10,000A〜15,000A、電源電
圧V1は440Vである。
施形態のスポット溶接装置10を使用すれば、予備加熱
により、ワーク20,21を溶接部位においてなじま
せ、隙間30をなくすことができる。そして、予備加熱
を行っている間のワーク20,21の発熱量は、適正ナ
ゲット形成のために必要な目標熱量には含めないため、
本通電により、ワーク20,21を良好に溶接すること
ができる。したがって、ワーク20,21の溶接部位に
隙間30が形成されている場合に従来発生した溶接不良
をなくすことができる。特に、車両のアンダーボディー
の製造工程において、厚板の鋼板同士を溶接する場合、
溶接不良箇所が存在すると、十分な安全性が得られない
おそれがあるため、従来は、目標熱量を多めに設定する
ことにより、溶接不良個所が発生しないようにしてい
た。しかし、上記実施形態のスポット溶接装置10を使
用すれば、本通電を過不足なく行うことにより、良好に
溶接を行うことができるため、余分な加熱が不要である
ので、従来よりも消費電力を低減することができる。
電との間で第1休止サイクル、予備通電および第2休止
サイクルを実行する場合を説明したが、予備通電と第2
休止サイクルを省略することもできる。
主要構成を示す説明図である。
である。
が実行する処理の流れを示すフローチャートである。
である。
ワークが挟まれている状態を示す部分説明図である。
関係を示すグラフであり、図6(B)は、通電時間と被
溶接物の発熱量との関係を示すグラフである。
Claims (1)
- 【請求項1】 重ね合わされた被溶接物を相対向する電
極で挟み、加圧した状態で前記電極間に溶接電流を流す
ことにより、前記被溶接物をスポット溶接するスポット
溶接装置において、 前記電極間に短時間溶接電流を流して前記被溶接物同士
がなじむように予備加熱する予備加熱手段と、 この予備加熱手段による予備加熱後の所定通電時間で前
記被溶接物の発熱量が所定値になるように溶接電流を制
御する制御手段とを備えたことを特徴とするスポット溶
接装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2000286329A JP2002096178A (ja) | 2000-09-21 | 2000-09-21 | スポット溶接装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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