JP2020093287A - 抵抗溶接評価装置及び抵抗溶接評価方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本実施形態に係る抵抗溶接評価装置10は、図1に示すように、コンピュータ12によって実現される。コンピュータ12は、例えば、抵抗溶接装置14の制御ユニットであって、メモリ(記憶部)16に格納されたプログラムを実行することにより、入力部18、ジュール発熱量算出部20、抵抗比算出部22、閾値設定部24、評価部26、出力部28及び制御部30の機能を実現する。なお、抵抗溶接評価装置10は、制御ユニットとは別個の一般的なコンピュータでも実現可能である。また、抵抗溶接装置14は、例えば、板状の被溶接材32を複数積層し、複数の被溶接材32の積層部分に対して抵抗溶接を行う。
Ωr=ΣΩi/Ωs (1)
次に、発熱量閾値Qthの設定手法について、図2〜図8を参照しながら説明する。ここでは、抵抗溶接の際のスパッタの発生の有無を事前に予測する従来の手法の問題点について説明した後、本実施形態での発熱量閾値Qthの設定手法について説明する。なお、この説明では、必要に応じて、図1も参照しながら説明する。
図2は、CAEを利用して、複数の被溶接材32に対する抵抗溶接中に生じる電流−熱−構造連成現象を計算するためのモデルを図示したものである。なお、当該モデルでは、3枚の被溶接材32を積層し、積層方向の両側(外側)の被溶接材32を2つの電極42で挟持しているモデルであることに留意する。また、当該モデルでは、複数の被溶接材32の積層部分、具体的には、2つの電極42間がメッシュで細かく分割されている。従って、従来の手法では、このようなモデルを用いてスパッタの発生の有無を予測している。
そこで、本実施形態では、メッシュを用いた予測ではなく、抵抗溶接の際に2つの電極42間を流れる電流に起因して複数の被溶接材32に発生するジュール発熱量Qを利用することで、スパッタの発生の有無を予測(評価)する。そのような評価を行うため、本実施形態では、スパッタの発生の有無の評価に先立ち、スパッタを発生させずに抵抗溶接を行うことが可能なジュール発熱量Qの上限値を発熱量閾値Qthとして予め設定する。この設定作業は、ジュール発熱量算出部20及び閾値設定部24で実行される。
Q=I2×R×t (2)
次に、本実施形態に係る抵抗溶接評価装置10の動作について、図9及び図10を参照しながら説明する。なお、この動作説明では、必要に応じて、図1〜図8も参照しながら説明する。
先ず、発熱量閾値Qthの設定動作について、図9のフローチャートを参照しながら説明する。
次に、スパッタの発生の有無の評価作業について、図10のフローチャートを参照しながら説明する。
以上説明したように、本実施形態に係る抵抗溶接評価装置10及び抵抗溶接評価方法では、複数の被溶接材32の積層部分に対して抵抗溶接を行う場合に、複数の被溶接材32の板組条件と、抵抗溶接の設定条件とに基づき、スパッタが発生するか否かを評価する。
20…ジュール発熱量算出部 22…抵抗比算出部
24…閾値設定部 26…評価部
32…被溶接材 46…第1主成分軸
Claims (5)
- 複数の被溶接材の積層部分に対して抵抗溶接を行う場合に、複数の前記被溶接材の板組条件と、前記抵抗溶接の設定条件とに基づき、スパッタが発生するか否かを評価するための抵抗溶接評価装置において、
前記板組条件及び前記設定条件に基づき、前記抵抗溶接の際に複数の前記被溶接材に発生するジュール発熱量を算出するジュール発熱量算出部と、
複数の前記被溶接材の抵抗値に基づく抵抗比と複数の前記被溶接材の積層方向の総板厚とを用いて得られる発熱量閾値と、前記ジュール発熱量とを比較し、前記ジュール発熱量が前記発熱量閾値を超えていれば、前記スパッタが発生する可能性があると評価する評価部と、
を有する、抵抗溶接評価装置。 - 請求項1記載の抵抗溶接評価装置において、
複数の前記被溶接材の抵抗値の総和と、複数の前記被溶接材のうち、前記積層方向の板厚が最も薄い外側の被溶接材の抵抗値との比を前記抵抗比として算出する抵抗比算出部と、
前記総板厚及び前記抵抗比を用いて、前記スパッタを発生させずに前記抵抗溶接を行うことが可能なジュール発熱量の上限値を前記発熱量閾値として設定する閾値設定部と、
をさらに有する、抵抗溶接評価装置。 - 請求項2記載の抵抗溶接評価装置において、
前記閾値設定部は、前記総板厚及び前記抵抗比の二次元平面において、前記総板厚及び前記抵抗比毎のジュール発熱量の上限値に対する主成分分析を行い、前記主成分分析によって得られた第1主成分軸と複数の前記上限値とを用いて、前記発熱量閾値を設定する、抵抗溶接評価装置。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の抵抗溶接評価装置において、
前記板組条件毎の前記発熱量閾値を格納する記憶部をさらに有し、
前記評価部は、前記ジュール発熱量算出部で算出された前記ジュール発熱量の前記板組条件に応じた前記発熱量閾値を前記記憶部から読み出し、読み出した前記発熱量閾値と前記ジュール発熱量とを比較して、前記スパッタが発生する可能性の有無を評価する、抵抗溶接評価装置。 - 複数の被溶接材の積層部分に対して抵抗溶接を行う場合に、複数の前記被溶接材の板組条件と、前記抵抗溶接の設定条件とに基づき、スパッタが発生するか否かを評価するための抵抗溶接評価方法において、
ジュール発熱量算出部によって、前記板組条件及び前記設定条件に基づき、前記抵抗溶接の際に複数の前記被溶接材に発生するジュール発熱量を算出する第1ステップと、
評価部によって、複数の前記被溶接材の抵抗値に基づく抵抗比と複数の前記被溶接材の積層方向の総板厚とを用いて得られる発熱量閾値と、前記ジュール発熱量とを比較し、前記ジュール発熱量が前記発熱量閾値を超えていれば、前記スパッタが発生する可能性があると評価する第2ステップと、
を有する、抵抗溶接評価方法。
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