JP2640423B2 - 抵抗溶接装置及び抵抗溶接方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空気中で抵抗溶接をし
た場合に、電極近傍の被溶接物が加熱され、被溶接物の
表面が酸化されることによって変色するような材質の被
溶接物をスポット溶接やシーム溶接等の抵抗溶接をする
場合の抵抗溶接装置及び抵抗溶接方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】抵抗溶接におけるスポット溶接やシーム
溶接は、空気中で実施されており、溶接中に発生した熱
は、電極近傍や溶接電流が流れた流路となった部分を加
熱し、これにより被溶接物の表面が酸化されて変色す
る。

【０００３】そこでこの変色を防止する方法として、次
に示す方法が従来から用いられている。 一般には「焼け」と呼ばれている表面変色を防ぐた
めに不活性ガスや窒素ガスを吹きつけて溶接部位を空気
から遮断したり、又はチャンバン内で上記ガスを空気と
置換して溶接部位を空気から遮断している。 また、シーム溶接では、表面変色を防止するという
よりも電極接触部を冷却する意味で水を吹きつけて、部
分的に冷却している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
変色防止方法にも以下に示すような問題点を有してい
る。 不活性ガスの吹きつけでは、被溶接物が平板状であ
る場合は比較的ガスシールドが容易であるが、被溶接物
の形状が曲面や、突起状など複雑な場合には一様にガス
シールドすることが困難である。 溶接部を部分的にチャンバン内に入れて、シールド
ガスで置換することやチャンバン内を真空にすること
は、原理的には可能で空気を遮断できるが、生産現場で
は時間と手間がかかり、実用的ではない。 シリーズスポット溶接のように、電極間距離が長く
溶接部以外の被溶接部材に溶接電流が流れる場合は、広
い面積をシールドする必要がある。 シーム溶接のように水を導水管で溶接部へ吹きつけ
る方法では、局部の冷却には有効であるが、被溶接物を
空気から遮断して変色を防ぐには有効ではない。

【０００５】このように被溶接物の表面の変色を防止す
るための従来技術では、現場作業上において空気を容易
に遮断することは困難であった。

【０００６】本発明は上述の点に鑑みて提供したもので
あって、被溶接物を液槽の液体内で支持し、液体内で溶
接を行うことで、液中で空気を遮断すると同時に被溶接
物の冷却を早め、被溶接物の変色を防止することを目的
とした抵抗溶接装置及び抵抗溶接方法を提供するもので
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
抵抗溶接装置によれば、内部に液体２を入れた液槽１
と、この液槽１内に配設されて被溶接物３のセット時に
は浮上し溶接時には液体２内に埋没する上下動自在なセ
ット治具１１と、上記被溶接物３の溶接時に液体２内の
被溶接物３に加圧，通電を行う電極２４，２５を備え上
下動自在なヘッド２２を有する抵抗溶接機２１とを備え
たことを特徴としている。

【０００８】また、請求項２記載の抵抗溶接方法によれ
ば、液槽１内に配設され液体２より浮上している上下動
自在なセット治具１１に被溶接物３をセットし、上記セ
ット治具１１を下動させて上記被溶接物３を液体２内に
埋没させ、抵抗溶接機２１の上下動自在なヘッド２２を
液体２内に埋没させて該ヘッド２２の電極２４，２５で
上記被溶接物３を挟持して加圧，通電を行うことにより
液体２内で溶接を行うようにしたことを特徴としてい
る。

【０００９】

【作用】本発明の請求項１記載の抵抗溶接装置によれ
ば、液槽１の中の液体２より浮上したセット治具１１に
被溶接物３をセットし、セット治具１１を駆動してセッ
ト治具１１及び被溶接物３を液体２の中に埋没させ、抵
抗溶接機２１の電極２４，２５により被溶接物３を液体
２の中で挟持し、液中にて被溶接物３を加圧，通電を行
うことにより溶接を行う。これにより溶接時に液中で空
気を遮断すると同時に、被溶接物３の冷却を早めること
ができる。

【００１０】また、請求項２記載の抵抗溶接方法によれ
ば、液槽１の中の液体２より浮上したセット治具１１に
被溶接物３をセットし、その後、セット治具１１を駆動
してセット治具１１及び被溶接物３を液体２の中に埋没
させ、さらに抵抗溶接機２１の電極２４，２５により被
溶接物３を液体２の中で挟持し、液中にて被溶接物３を
加圧，通電を行うことにより溶接を行う。これにより溶
接時に液中で空気を遮断すると同時に、被溶接物３の冷
却を早めることができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は本発明の抵抗溶接装置の構成図を示し、上
面を開口した液槽１の中には水、あるいは引火のおそれ
のない油等の液体２が入れてある。この液槽１内には被
溶接物３を支持してセットするセット治具１１が配設さ
れている。上記セット治具１１は、液槽１の底部に固定
されている固定台１２と、被溶接物３をセットする支持
台１３と、上記固定台１２と支持台１３とを連結してい
る複数のリンク１４，１５等で構成されている。

【００１２】上記セット治具１１の固定台１２と下側の
リンク１４とは軸１６を介して回動自在に連結されてお
り、また、上下のリンク１４，１５も軸１７を介して回
動自在に連結されている。さらに上側のリンク１５と支
持台１３の下部とは軸（図示せず）を介して上記と同様
に回動自在に連結されている。セット治具１１の支持台
１３は上下動自在となっており、通常は液体２内に埋没
しており、支持台１３に被溶接物３をセットする際に液
体２より浮上するように駆動されるようになっている。

【００１３】上記セット治具１１の支持台１３を上下動
させる駆動源としては、図示していないが、モータ、油
圧シリンダーを用いている。しかし、これらに限られる
ものではなく、支持台１３を任意に上下動させるもので
あればどのような駆動源でも良い。また、セット治具１
１の構成も図１に示したものに限られるものではなく、
被溶接物３をセットするための支持台を液体２内に埋入
させたり、浮上させることができるものであれば図示し
た形状に限定されるものではない。さらには、支持台１
３の形状も図１に示した形状に限定されるものではな
く、被溶接物３の形状に応じて適宜な形状を用いること
も本発明の範囲に含まれるものである。

【００１４】被溶接物３を溶接するための抵抗溶接機２
１は一般的な構成の溶接機であり、上下動自在なヘッド
２２には一対のホルダー２３，２３を備えており、この
ホルダー２３の先端部には電極２４，２５をそれぞれ有
している。上記ホルダー２３は開閉自在に駆動されるよ
うになっており、図１に示す場合には左右の電極２４，
２５が被溶接物３を挟持して加圧し、所定の時間、所定
の値の溶接電流を通電して溶接するものである。

【００１５】次に本装置における液中における抵抗溶接
方法について説明する。なお、被溶接物３の形状は簡単
な構造から複雑な構造まで種々なものがあるが、図１に
示す場合は、被溶接物３の形状を便宜上平板状としてい
る。まず、セット治具１１の図示しない駆動源をオン駆
動して液槽１の液体２内に埋没している支持台１３を液
体２より浮上させる。

【００１６】セット治具１１の支持台１３を液体２より
浮上させた後、任意の形状の被溶接物３（図１の場合に
は平板状の被溶接物３）を支持台１３上に動かないよう
にセットする。そして、被溶接物３を支持台１３にセッ
トした後に、セット治具１１を駆動して被溶接物３を液
槽１内に入れてある液体２の中に没するように支持台１
３を下動させる。

【００１７】次に、抵抗溶接機２１のヘッド２２を下動
させ、ホルダー２３の先端部の電極２４，２５を液体２
の中に埋没させる。このときホルダー２３は開拡してお
り、電極２４，２５が液体２内に没した後に被溶接物３
の溶接部位を両側から挟持する。そして、電極２４，２
５により被溶接物３の溶接部位を加圧して、所定の時
間、所定の電流値でもって通電し、液中に埋没した被溶
接物３を液中にて溶接するものである。溶接終了後は、
セット治具１１の支持台１３を液体２より浮上させて、
被溶接物３を支持台１３より取り外す。

【００１８】このように溶接は液中にて行うため、溶接
中は抵抗溶接機２１の電極２４，２５及び被溶接物３は
空気中に触れることがないので、被溶接物３が酸化され
ることなく、変色もないものである。なお上記の実施例
では支持台１３を通常液体２の中に埋没している場合に
ついて説明したが、支持台１３を通常液体２より浮上さ
せておいて、溶接時にのみ液体２の中に埋没させるよう
にしても良い。

【００１９】図２は被溶接物の他の形状の例を示し、断
面を円形としたパイプ状の被溶接物４と断面を略コ字型
とした被溶接物５とを溶接する場合である。なお図２の
場合、電極２４，２５を上下方向に配置した場合を示し
ているが、被溶接物４，５を９０゜回転させた位置でセ
ットし、電極２４，２５を左右方向に配置するようにし
ても良い。ここで電極２４をプラス側、電極２５をマイ
ナス側とした場合、図２の矢印に示すように溶接電流が
流れる。そして、両被溶接物４，５の接触部が溶接され
ることになる。

【００２０】このとき、電極２４，２５の近傍や、コ字
型の被溶接物５の方にも無効分流が流れ、この溶接電流
が流れた流路となった部分を加熱するが、被溶接物４，
５は液中に没しているために冷却されて、溶接部位やそ
れ以外の箇所が酸化されることがなく、変色も生じない
ものである。

【００２１】図３は被溶接物のさらに他の形状の場合を
示し、また、図２の場合には通常のスポット溶接であっ
たが、この場合にはシリーズスポット溶接の場合を示し
ている。この場合の被溶接物は、平板状の被溶接物６
と、中央部分を略コ字型とした被溶接物７としている。
そして、被溶接物６の上面に被溶接物７を溶接するよう
にしたものであり、アンビル電極２６の上面に被溶接物
６，７を配設し、被溶接物７の両側に電極２４，２５を
配置して、加圧，通電を行うことで被溶接物６，７を溶
接するようにしたものである。

【００２２】ここで電極２４をプラス側、電極２５をマ
イナス側とした場合、溶接電流は図３の矢印に示すよう
に流れる。溶接電流は主にアンビル電極２６を介して流
れることで被溶接物６，７を溶接するが、図示するよう
に被溶接物６，７にも無効分流が流れる。この場合、被
溶接物７の方にも溶接電流が流れるが、上記と同様に液
中で溶接を行っているために、被溶接物７や電極近傍は
加熱されず、そのため、被溶接物７が酸化されず、変色
も生じない。

【００２３】このように、本発明の装置及び方法によ
り、液体２の中で溶接することで、被溶接物は変色する
ことないものであり、そのため、溶接後に変色した部分
の塗装を施す必要がない。したがって、製品化すること
の多いステンレス製品などにおいては、その外観上から
本発明の効果が非常に大きいものである。また、溶接中
に溶融した金属が散りとなって周囲に飛散することがあ
るが、液中で溶接しているために、溶接中の溶融した金
属の散りの飛散を防止することができ、作業環境の改善
を図ることができる。

【００２４】なお、上記の実施例では、スポット溶接の
場合について説明したが、これに限定されるものではな
く、他の溶接、例えば、シーム溶接、プロジェクション
溶接の場合にも本発明を適用することができるものであ
る。

【００２５】また、被溶接物の材質としては、上記のス
テンレス鋼の他に、炭素鋼の場合にも適用でき、さらに
は、溶融した散りの飛散を防止するために溶接する場合
には、鋼板、亜鉛メッキ鋼板、高張力鋼板、アルミニウ
ム合金の場合にも本発明を適用することができる。な
お、材質の種類により錆が発生する場合には、溶接後に
錆止めの処理を行う。

【００２６】本発明では、従来のように被溶接物ないし
溶接部位をガスシールドや真空にするなどの方法は行わ
ず、単に水や油等の液体内で溶接を行っていることで、
溶接装置を簡素化でき、コストダウンが図れると共に、
現場でも容易に溶接作業を行うことができるものであ
る。また、従来のように被溶接物ないし溶接部位をガス
シールドや真空にするなどの方法は行わず、単に水や油
等の液体内で溶接を行っていることで、複雑な形状の被
溶接物も容易に溶接を行うことができる。

【００２７】さらに、シリーズスポット溶接のように、
電極間の距離が長く溶接部以外の被溶接物に溶接電流
（無効分流）が流れる場合にも従来のように広い面積を
シールドする必要がなく、被溶接物全体を液中に埋没さ
せることで、変色させることなく溶接を行うことができ
る。また、液体として特に水を用いた場合には、コスト
を非常に下げることができる。更には、水や油等は、何
回も溶接を行い、所定の導電率にまで上昇するまで使用
することができるので、ランニングコストを非常に下げ
ることができるものである。

【００２８】なお、上記の実施例では、セット治具１１
を上下動させると共に、抵抗溶接機２１のヘッド２２を
上下動させて、液体２内で被溶接物３を溶接する場合に
ついて説明したが、これに限られるものではない。例え
ば、セット治具１１を用いずにヘッド２２の電極２４，
２５で被溶接物３を直に、あるいはロボットのアームに
より挟持し、ヘッド２２を上下動させて被溶接物３を液
中で溶接しても良く、また、ヘッド２２は上下動させず
に液槽１を上下動させて液中で溶接するようにしても良
い。

【００２９】更には、ヘッド２２を上下動させずに、上
下動自在なセット治具１１を液槽１の中に配設し、液槽
１自体を上下動させて被溶接物３を液中で溶接するよう
にしても良い。つまり、被溶接物３を液中で溶接するた
めに、いずれの部材を上下動させても良いものである。

【００３０】

【発明の効果】本発明の請求項１記載の抵抗溶接装置に
よれば、液槽の中の液体より浮上したセット治具に被溶
接物をセットし、セット治具を駆動してセット治具及び
被溶接物を液体の中に埋没させ、抵抗溶接機の電極によ
り被溶接物を液体の中で挟持し、液中にて被溶接物を加
圧，通電を行うことにより溶接を行う。これにより溶接
時に液中で空気を遮断すると同時に、被溶接物の冷却を
早め、被溶接物の変色を防止することができる。したが
って、被溶接物が変色することがないので、変色の処理
のための溶接後の塗装をする必要がなく、特に製品化す
ることの多いステンレス製品などにおいては、その外観
上からの効果が大きいものである。また、溶接中に溶融
した金属が散りとなって周囲に飛散することがあるが、
液体の中で溶接しているため、これらの金属の散りの飛
散を防止でき、作業環境の改善を図ることができる。ま
た、従来のように被溶接物ないし溶接部位をガスシール
ドや真空にするなどの方法は行わず、単に液体内で溶接
を行っていることで、被溶接物の形状が複雑な場合や、
例えばシリーズスポット溶接のように電極間の距離が長
い場合でも被溶接物を変色させることなく溶接を行うこ
とができる。しかも、被溶接物をガスシールドや真空に
するなどの方法は行わず、液中で溶接を行っていること
で、溶接装置を簡素化でき、コストダウンが図れると共
に、現場でも容易に溶接作業を行うことができるもので
ある。更には、液体は、何回も溶接を行い、所定の導電
率にまで上昇するまで使用することができるので、ラン
ニングコストを非常に下げることができる。

【００３１】請求項２記載の抵抗溶接方法によれば、液
槽の中の液体より浮上したセット治具に被溶接物をセッ
トし、その後、セット治具を駆動してセット治具及び被
溶接物を液体の中に埋没させ、さらに抵抗溶接機の電極
により被溶接物を液体の中で挟持し、液中にて被溶接物
を加圧，通電を行うことにより溶接を行う。これにより
溶接時に液中で空気を遮断すると同時に、被溶接物の冷
却を早め、被溶接物の変色を防止することができる。し
たがって、被溶接物が変色することがないので、変色の
処理のための溶接後の塗装をする必要がなく、特に製品
化することの多いステンレス製品などにおいては、その
外観上からの効果が大きいものである。また、溶接中に
溶融した金属が散りとなって周囲に飛散することがある
が、液体の中で溶接しているため、これらの金属の散り
の飛散を防止でき、作業環境の改善を図ることができ
る。また、従来のように被溶接物ないし溶接部位をガス
シールドや真空にするなどの方法は行わず、単に液体内
で溶接を行っていることで、被溶接物の形状が複雑な場
合や、例えばシリーズスポット溶接のように電極間の距
離が長い場合でも被溶接物を変色させることなく溶接を
行うことができる。しかも、被溶接物をガスシールドや
真空にするなどの方法は行わず、液中で溶接を行ってい
ることで、溶接装置を簡素化でき、コストダウンが図れ
ると共に、現場でも容易に溶接作業を行うことができる
ものである。更には、液体は、何回も溶接を行い、所定
の導電率にまで上昇するまで使用することができるの
で、ランニングコストを非常に下げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の抵抗溶接装置の構成図であ
る。

【図２】本発明の実施例の被溶接物の他の例を示す図で
ある。

【図３】本発明の実施例の被溶接物の更に他の例を示す
図である。

【符号の説明】 １ 液槽 ２ 液体 ３ 被溶接物 １１ セット治具 ２１ 抵抗溶接機 ２２ ヘッド ２４ 電極 ２５ 電極

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に液体（２）を入れた液槽（１）
   と、この液槽（１）内に配設されて被溶接物（３）のセ
   ット時には浮上し溶接時には液体（２）内に埋没する上
   下動自在なセット治具（１１）と、上記被溶接物（３）
   の溶接時に液体（２）内の被溶接物（３）に加圧，通電
   を行う電極（２４）（２５）を備え上下動自在なヘッド
   （２２）を有する抵抗溶接機（２１）とを備えたことを
   特徴とする抵抗溶接装置。
2. 【請求項２】 液槽（１）内に配設され液体（２）より
   浮上している上下動自在なセット治具（１１）に被溶接
   物（３）をセットし、上記セット治具（１１）を下動さ
   せて上記被溶接物（３）を液体（２）内に埋没させ、抵
   抗溶接機（２１）の上下動自在なヘッド（２２）を液体
   （２）内に埋没させて該ヘッド（２２）の電極（２４）
   （２５）で上記被溶接物（３）を挟持して加圧，通電を
   行うことにより液体（２）内で溶接を行うようにしたこ
   とを特徴とする抵抗溶接方法。