JP3614918B2 - ヘミング結合部の溶接方法 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、内板と外板が重合された状態でこの外板にヘミング処理を施し、さらに溶接するヘミング結合部の溶接方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、自動車用ドア等の部品は、外板と内板とを有しており、この外板にヘミング加工を施すことによって前記内板の端縁部を前記外板で包み込んで一体化している。この外板が、自動車車体の外観(外表面)を構成するからである。
【0003】
この種の部品を一体化する技術としては、例えば、実開昭61−192979号公報に開示されているように、内板に外板の折り返し縁部に向けて突出する突起部を設け、この内板の突起部に前記外板の折り返し縁部を重ね合わせてアークスポット溶接を施すことにより、該折り返し縁部と該突起部を一体的に溶接する溶接構造が知られている(以下、従来例1という)。また、実開昭63−95631号公報に開示されているように、内板に外板の折り返し片に対向する側に突出して複数の突起を形成し、この突起に対応する前記外板の折り返し片表面に溶接用電極を配置した接続構造が提案されている(以下、従来例2という)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来例1では、内板と外板をアークスポット溶接により一体化する際、溶接部に対して一定量の溶接金属を供給することが困難となる。このため、内板と外板の接合強度が不安定になってしまい、所望の強度を維持することができないという問題が指摘されている。
【0005】
また、上記の従来例2では、内板に設けられた突起とこの突起に点接触する外板の接触部がインダイレクト溶接により溶接されている。ところが、内板の突起と外板の接触部が点接触しているだけであり、その接合面積が極めて小さなものになってしまい、十分な接合強度が得られず、剥がれや強度不足等が発生するという問題がある。
【0006】
本発明は、この種の問題を解決するものであり、外板表面に歪み等を発生させることがなく、しかも、所望の接合強度を確実に維持することが可能なヘミング結合部の溶接方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は、端縁部に複数の突状部が設けられた内板と折り返し部が設けられた外板を互いに重ね合わせる工程と、前記折り返し部にヘミング加工を施して前記突状部形状に沿った複数の突状結合部を成形して、前記突状部と前記突状結合部とを面接触で重ね合わせる工程と、前記突状部と前記突状結合部をインダイレクト溶接により溶接して前記内板と前記外板とを一体化する工程と、を有し、前記突状部は、直径が5.9〜7.0mmでかつ高さが1.8〜2.3mmのディンプルであることを特徴とする。
【0008】
【作用】
本発明に係るヘミング結合部の溶接方法では、内板と外板が重合された状態でこの外板の折り返し部にヘミング加工が施され、前記外板に前記内板に設けられた突状部の形状に沿った複数の突状結合部が成形される。このため、内板の突状部と外板の突状結合部は、十分な接合面積を有して互いに係合し、インダイレクト溶接によって一体化された際には所望の接合強度を確実に得ることができる。また、インダイレクト溶接によるため、外板表面に熱歪み等が発生することがなく、品質の低下を阻止することができる。
【0009】
【実施例】
本発明に係るヘミング結合部の溶接方法について実施例を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【0010】
図1において、参照符号10は、互いに重ね合わされた内板12と外板14にインダイレクト溶接を行うための溶接機を示す。この溶接機10は、溶接トランス16を備え、この溶接トランス16に接続されたガンアーム18の先端に電極チップ20が装着される。溶接トランス16には、給電クランプ22を介して給電部24が接続されるとともに、電極チップ20に対向してバックバー26が配設される。
【0011】
次に、上記溶接機10を用いて本実施例に係る溶接方法を説明すると、先ず、図2Aに示すように、内板12と外板14が互いに重合状態で配置される。この内板12の端縁部には、複数の突状部30が設けられ、この突状部30は、直径φが5.9〜7.0mmでかつ高さHが1.8〜2.3mmのディンプル状を有している。外板14は、内板12を載置しており、その先端側に水平方向から垂直方向に屈曲された折り返し部32が設けられている。
【0012】
そこで、外板14の折り返し部32にヘミング加工が施される。これにより、図2Bに示すように、外板14の折り返し部32は、内板12の突状部30の形状に沿って加工され、この突状部30に対応する複数の突状結合部34が成形される。従って、内板12と外板14とは、互いに対応する形状の突状部30と突状結合部34を介して広い接触面積を有して重なり合っている。
【0013】
次いで、ヘミング加工後の内板12と外板14が一体的に溶接機10を構成するバックバー26上に載置される。そして、電極チップ20が外板14の突状結合部34に係合するとともに、給電部24が給電クランプ22を介して内板12の所定の位置に載置される(図1および図2C参照)。
【0014】
この状態で、内板12の突状部30と外板14の突状結合部34が溶接機10を介してインダイレクト溶接され、一体化される。このインダイレクト溶接の条件は、電極チップ20による加圧力が70〜80kgf、溶接トランス16を介しこの電極チップ20から前記外板14および前記内板12を通って給電部24に流れる電流(図2C中、矢印参照)が7500〜8000A、さらに通電時間が9〜10サイクルに設定される。
【0015】
この場合、本実施例では、内板12に複数の突状部30が設けられるとともに、外板14にヘミング加工を施してこの突状部30の形状に沿った複数の突状結合部34が成形された後、前記突状部30と前記突状結合部34がインダイレクト溶接により一体化される。
【0016】
このため、部品の外観を構成する外板14の表面に溶接打痕や熱歪み等が発生することがなく、外観品質の向上が容易に図られる。しかも、外板14には、内板12の各突状部30の形状に沿った複数の突状結合部34が成形されるため、この外板14とこの内板12の接触面積が増大する。これにより、十分な接合面積が得られて溶接後の接合強度が有効に向上し、剥がれや強度不足を解消することが可能になるという効果が得られる。
【0017】
さらにまた、本実施例では、内板12の突状部30を、直径φが5.9〜7.0mmでかつ高さHが1.8〜2.3mmのディンプルに設定している。すなわち、直径φが6.1〜6.8mmに設定された突状部30と直径φが5.5mmに設定された突状部30とを用い、同一の溶接条件、具体的には、加圧力が70kgf、電流が8000Aおよび通電時間が9サイクルの条件下でインダイレクト溶接を行った後、それぞれの引っ張り強度を検出する実験を行った。
【0018】
その結果、突状部30の直径φが6.1〜6.8mmの場合には、引っ張り強度が270kgf〜320kgfであるのに対し、直径φが5.5mmの場合には、その引っ張り強度が200kgf〜270kgfと低い値になった。
【0019】
次に、インダイレクト溶接の条件を種々変化させた際の溶接ナゲットの形成状態を検出する実験を行った。その結果が、図3に示されている。そして、図3中、良好と判定された電流値と加圧力の組み合わせを選択し、これらによる溶接後の引っ張り強度と表面の熱歪み量とを検出する実験を行った。その結果が、図4に示されている。
【0020】
この図4から了解されるように、電流値および加圧力が増加すると、歪み量の発生が増大してしまう。従って、引っ張り強度および歪み量がともに良好な範囲としては、加圧力が70〜80kgfでかつ電流が7500〜8000Aの範囲であることが分かった。
【0021】
さらに、通電時間と引っ張り強度との関係を検出する実験を行った。溶接条件は、加圧力が70kgfでかつ電流が8000Aに設定され、通電時間を7サイクル、8サイクル、9サイクルおよび10サイクルに変化させてインダイレクト溶接を行い、該溶接後の引っ張り強度をそれぞれ所定数のテストピースによって行った。
【0022】
その結果、通電時間が7サイクルの場合、45個のテストピースにおいて引っ張り強度が307kgfから57kgfまで大きく変化し、通電時間が8サイクルの際にも、わずか36個のテストピースで316kgfから113kgfまでの大きな強度変化が表れた。
【0023】
これに対し、通電時間が9サイクルの場合、60個のテストピースに対して引っ張り強度が318kgfから130kgfまでと安定しており、さらに、通電時間が10サイクルの場合、306個のテストピースに対して引っ張り強度が327kgf〜107kgfまでの範囲内にあり、引っ張り強度の安定が確認された。従って、通電時間は、9〜10サイクルに設定されることが望ましい。
【0024】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係るヘミング結合部の溶接方法では、以下の効果乃至利点が得られる。
【0025】
外板にヘミング加工が施されてこの外板に内板に設けられた突状部の形状に沿った複数の突状結合部が成形されるため、前記内板の突状部と前記外板の突状結合部が十分な接合面積を有して互いに係合する。従って、内板と外板がインダイレクト溶接によって一体化された際には、所望の接合強度を確実に得ることができる。また、インダイレクト溶接によるため、外板表面に熱歪み等が発生することがなく、品質の低下を阻止することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るヘミング結合部の溶接方法を実施するための溶接機の概略構成説明図である。
【図2】前記溶接方法の説明図であり、
図2Aは、内板と外板を重ね合わせた状態の説明図、
図2Bは、この外板をヘミング加工した状態の説明図、
図2Cは、前記内板と外板をインダイレクト溶接する際の説明図である。
【図3】溶接条件である電流値と加圧力を変化させた際のナゲットの形成状態の説明図である。
【図4】図3で良好とされた電流値と加圧力の組み合わせに基づく引っ張り強度と歪み量の関係図である。
【符号の説明】
10…溶接機 12…内板
14…外板 16…溶接トランス
20…電極チップ 24…給電部
30…突状部 32…折り返し部
34…突状結合部
Claims (2)
- 端縁部に複数の突状部が設けられた内板と折り返し部が設けられた外板を互いに重ね合わせる工程と、
前記折り返し部にヘミング加工を施して前記突状部形状に沿った複数の突状結合部を成形して、前記突状部と前記突状結合部とを面接触で重ね合わせる工程と、
前記突状部と前記突状結合部をインダイレクト溶接により溶接して前記内板と前記外板とを一体化する工程と、
を有し、
前記突状部は、直径が5.9〜7.0mmでかつ高さが1.8〜2.3mmのディンプルであることを特徴とするヘミング結合部の溶接方法。 - 請求項1記載の溶接方法において、
前記インダイレクト溶接の条件は、加圧力が70〜80kgf、電流が7500〜8000Aおよび通電時間が9〜10サイクルであることを特徴とするヘミング結合部の溶接方法。
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